10种常见铸造工艺汇总 值得收藏！

知识点：干砂型

铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。随着工业技术的发展，铸大型铸件的质量直接影响着产品的质量，因此，铸造在机械制造业中占有重要的地位。铸造技术的发展也很迅速，特别是19世纪末和20世纪上半叶，出现了很多的新的铸造方法，铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程。铸造是常用的制造方法，制造成本低，工艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件，在机械制造中占有很大的比重，如机床占60~80%，汽车占25%，拖拉机占50~60%。下面为大家介绍常见铸造工艺的分类及优缺点、铸造工艺选择的原则。

常见铸造工艺的分类及优缺点

1、砂型铸造（sand casting）

砂型铸造：在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。

（1）工艺流程：

（2）技术特点：

①适合于制成形状复杂，特别是具有复杂内腔的毛坯；

②适应性广，成本低；

③对于某些塑性很差的材料，如铸铁等，砂型铸造是制造其零件或毛坯的唯一的成形工艺。

（2）应用：汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件。

2、熔模铸造(investmentcasting)

熔模铸造：通常是指在易熔材料制成模样，在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。常称为“失蜡铸造”。

（1）工艺流程：

（2）优点：

①尺寸精度和几何精度高；

②表面粗糙度高；

③能够铸造外型复杂的铸件，且铸造的合金不受限制。

（3）缺点：工序繁杂，费用较高。

（4）应用：适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件，如涡轮发动机的叶片等。

3、压力铸造(die casting)

压铸：是利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内，金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。

（1）工艺流程：

（2）优点：

①压铸时金属液体承受压力高，流速快；

②产品质量好，尺寸稳定，互换性好；

③生产效率高，压铸模使用次数多；

④适合大批大量生产，经济效益好。

（3）缺点：

①铸件容易产生细小的气孔和缩松；

②压铸件塑性低，不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作；

③高熔点合金压铸时，铸型寿命低，影响压铸生产的扩大。

（4）应用：压铸件最先应用在汽车工业和仪表工业，后来逐步扩大到各个行业，如农业机械、机床工业、电子工业、国防工业、计算机、医疗器械、钟表、照相机和日用五金等多个行业。

4、低压铸造(low pressure casting)

低压铸造：是指使液体金属在较低压力(0.02～0.06MPa)作用下充填铸型，并在压力下结晶以形成铸件的方法.。

（1）工艺流程：

（2）技术特点：

①浇注时的压力和速度可以调节，故可适用于各种不同铸型（如金属型、砂型等），铸造各种合金及各种大小的铸件；

②采用底注式充型，金属液充型平稳，无飞溅现象，可避免卷入气体及对型壁和型芯的冲刷，提高了铸件的合格率；

③铸件在压力下结晶，铸件组织致密、轮廓清晰、表面光洁，力学性能较高，对于大薄壁件的铸造尤为有利；

④省去补缩冒口，金属利用率提高到90～98%；

⑤劳动强度低，劳动条件好，设备简易，易实现机械化和自动化。

（3）应用：以传统产品为主（气缸头、轮毂、气缸架等）。

5、离心铸造(centrifugal casting)

离心铸造：是将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力作用下填充铸型而凝固成形的一种铸造方法。

（1）工艺流程：

（2）优点：

①几乎不存在浇注系统和冒口系统的金属消耗，提高工艺出品率；

②生产中空铸件时可不用型芯，故在生产长管形铸件时可大幅度地改善金属充型能力；

③铸件致密度高，气孔、夹渣等缺陷少，力学性能高；

④便于制造筒、套类复合金属铸件。

（3）缺点：

①用于生产异形铸件时有一定的局限性；

②铸件内孔直径不准确，内孔表面比较粗糙，质量较差，加工余量大；

③铸件易产生比重偏析。

（4）应用：

离心铸造最早用于生产铸管，国内外在冶金、矿山、交通、排灌机械、航空、国防、汽车等行业中均采用离心铸造工艺，来生产钢、铁及非铁碳合金铸件。其中尤以离心铸铁管、内燃机缸套和轴套等铸件的生产最为普遍。

6、金属型铸造(gravity die casting)

金属型铸造：指液态金属在重力作用下充填金属铸型并在型中冷却凝固而获得铸件的一种成型方法。

（1）优点：

①金属型的热导率和热容量大，冷却速度快，铸件组织致密，力学性能比砂型铸件高15%左右；

②能获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的铸件，并且质量稳定性好；

③因不用和很少用砂芯，改善环境、减少粉尘和有害气体、降低劳动强度。

（2）缺点：

①金属型本身无透气性，必须采用一定的措施导出型腔中的空气和砂芯所产生的气体；

②金属型无退让性，铸件凝固时容易产生裂纹；

③金属型制造周期较长，成本较高。因此只有在大量成批生产时，才能显示出好的经济效果。

（3）应用：

金属型铸造既适用于大批量生产形状复杂的铝合金、镁合金等非铁合金铸件，也适合于生产钢铁金属的铸件、铸锭等。

7、真空压铸(vacuumdie casting)

真空铸造：通过在压铸过程中抽除压铸模具型腔内的气体而消除或显著减少压铸件内的气孔和溶解气体，从而提高压铸件力学性能和表面质量的先进压铸工艺。

（1）工艺流程：

（2）优点：

①消除或减少压铸件内部的气孔，提高压铸件的机械性能和表面质量，改善镀覆性能；

②减少型腔的反压力，可使用较低的比压及铸造性能较差的合金，有可能用小机器压铸较大的铸件；

③改善了充填条件，可压铸较薄的铸件。

（3）缺点：

①模具密封结构复杂，制造及安装较困难，因而成本较高；

②真空压铸法如控制不当，效果就不是很显著。

8、挤压铸造(squeezing die casting)

挤压铸造：是使液态或半固态金属在高压下凝固、流动成形，直接获得制件或毛坯的方法。它具有液态金属利用率高、工序简化和质量稳定等优点，是一种节能型的、具有潜在应用前景的金属成形技术。

（1）工艺流程：

①直接挤压铸造：喷涂料、浇合金、合模、加压、保压、泄压，分模、毛坯脱模、复位；

②间接挤压铸造：喷涂料、合模、给料、充型、加压、保压、泄压，分模、毛坯脱模、复位。

（2）技术特点：

①可消除内部的气孔、缩孔和缩松等缺陷；

②表面粗糙度低，尺寸精度高；

③可防止铸造裂纹的产生；

④便于实现机械化、自动化。

（3）应用：可用于生产各种类型的合金，如铝合金、锌合金、铜合金、球墨铸铁等

9、消失模铸造（Lost foam casting ）

消失模铸造（又称实型铸造）：是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。

（1）工艺流程：预发泡→发泡成型→浸涂料→烘干→造型→浇注→落砂→清理

（2）技术特点：

①铸件精度高，无砂芯，减少了加工时间；

②无分型面，设计灵活，自由度高；

③清洁生产，无污染；

④降低投资和生产成本。

（3）应用：

适合成产结构复杂的各种大小较精密铸件，合金种类不限，生产批量不限。如灰铸铁发动机箱体、高锰钢弯管等。

10、连续铸造（continual casting）

连续铸造：是一种先进的铸造方法，其原理是将熔融的金属，不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中，凝固（结壳）了的铸件，连续不断地从结晶器的另一端拉出，它可获得任意长或特定的长度的铸件。

（1）工艺流程：

（2）技术特点：

①由于金属被迅速冷却，结晶致密，组织均匀，机械性能较好；

②节约金属，提高收得率；

③简化了工序，免除造型及其它工序，因而减轻了劳动强度；所需生产面积也大为减少；

④连续铸造生产易于实现机械化和自动化，提高生产效率。

（3）应用：

用连续铸造法可以浇注钢、铁、铜合金、铝合金、镁合金等断面形状不变的长铸件，如铸锭、板坯、棒坯、管子等。

铸造工艺选择的原则

1、优先采用砂型铸造

（1）据统计，我国或是国际上，在全部铸件产量中，60～70％的铸件是用砂型生产的，而且其中70％左右是用粘土砂型生产的。主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以象汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤，而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。

（2）一般来讲，对于中、大型铸件，铸铁件可以用树脂自硬砂型、铸钢件可以用水玻璃砂型来生产，可以获得尺寸精确、表面光洁的铸件，但成本较高。当然，砂型铸造生产的铸件精度、表面光洁度、材质的密度和金相组织、机械性能等方面往往较差，所以当铸件的这些性能要求更高时，应该采用其它铸造方法，例如熔模（失腊）铸造、压铸、低压铸造等等。

2、铸造工艺应和生产批量相适应

（1）例如砂型铸造，大量生产的工厂应创造条件采用技术先进的造型、造芯方法。老式的震击式或震压式造型机生产线生产率不够高，工人劳动强度大，噪声大，不适应大量生产的要求，应逐步加以改造。对于小型铸件，可以采用水平分型或垂直分型的无箱高压造型机生产线、实型造型生产效率又高，占地面积也少；对于中件可选用各种有箱高压造型机生产线、气冲造型线，以适应快速、高精度造型生产线的要求，造芯方法可选用：冷芯盒、热芯盒、壳芯等高效制芯方法。中等批量的大型铸件可以考虑应用树脂自硬砂造型和造芯。

（2）单件小批生产的重型铸件，手工造型仍是重要的方法，手工造型能适应各种复杂的要求比较灵活，不要求很多工艺装备。可以应用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有机酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、树脂自硬砂型及水泥砂型等；对于单件生产的重型铸件，采用地坑造型法成本低，投产快。批量生产或长期生产的定型产品采用多箱造型、劈箱造型法比较适宜，虽然模具、砂箱等开始投资高，但可从节约造型工时、提高产品质量方面得到补偿。

（3）低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法，因设备和模具的价格昂贵，所以只适合批量生产。

3、铸造工艺应适合工厂条件

例如同样是生产大型机床床身等铸件，一般采用组芯造型法，不制作模样和砂箱，在地坑中组芯；而另外的工厂则采用砂箱造型法，制作模样。不同的企业生产条件（包括设备、场地、员工素质等）、生产习惯、所积累的经验各不一样，应该根据这些条件考虑适合做什么产品和不适合（或不能）做什么产品。

4、要兼顾铸件的精度要求和成本

各种铸造工艺所获得的铸件精度不同，初投资和生产率也不一致，最终的经济效益也有差异。因此，要做到多、快、好、省，就应当兼顾到各个方面。应对所选用的铸造方法进行初步的成本估算，以确定经济效益高又能保证铸件要求的铸造方法。

上述是常见铸造工艺的分类及优缺点、铸造工艺选择的原则。可见，铸造工艺的种类很多，其各自都有属于自己的优势，适用于不同领域的加工，那么在选用铸造工艺的时候一定要谨慎，根据需求来选择最合适的铸造工艺，这样才能够发挥出它的作用。由于现今对铸造质量、铸造精度、铸造成本和铸造自动化等要求的提高，铸造技术向着精密化、大型化、高质量、自动化和清洁化的方向发展，例如我国这几年在精密铸造技术、连续铸造技术、特种铸造技术、铸造自动化和铸造成型模拟技术等方面发展迅速。

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