鑄造方(fang)法選擇(zé)的原則(ze)

鑄(zhu)造方法(fa)選擇的(de)原則

鑄(zhù)造是将(jiang)通過熔(rong)煉的金(jin)屬液體(tǐ)澆注入(ru)鑄型内(nei)，經冷卻(que)凝固獲(huò)得所需(xu)形狀和(hé)性能的(de)零件的(de)制作過(guo)程。鑄造(zào)是常用(yong)的制造(zào)方法，優(yōu)點是：制(zhì)造成本(běn)低，工藝(yì)靈活性(xing)大，可以(yi)獲得複(fú)雜形狀(zhuàng)和大型(xíng)的鑄件(jiàn)，在機械(xiè)制造中(zhong)占有很(hen)大的比(bǐ)重，如機(ji)床占60～80%，汽(qì)車占25%拖(tuō)拉機占(zhàn)50～60%。鑄件的(de)質量直(zhí)接影響(xiǎng)着産品(pin)的質量(liàng)，因此，鑄(zhu)造在機(ji)械制造(zào)業中占(zhan)有重要(yào)的地位(wei)。

     鑄造是(shì)一種古(gǔ)老的制(zhì)造方法(fǎ)，在我國(guo)可以追(zhuī)溯到6000年(nian)前。随着(zhe)工業技(ji)術的發(fa)展，鑄造(zao)技術的(de)發展也(yě)很迅速(su)，特别是(shì)19世紀末(mo)和20世紀(jì)上半葉(yè)，出現了(le)很多的(de)新的鑄(zhu)造方法(fa)，如低壓(ya)鑄造、陶(táo)瓷鑄造(zào)、連續鑄(zhù)造等，在(zài)20世紀下(xià)半葉得(dé)到完善(shan)和實用(yong)化。由于(yú)現今對(dui)鑄造質(zhi)量、鑄造(zào)精度、鑄(zhu)造成本(ben)和鑄造(zào)自動化(huà)等要求(qiu)的提高(gao)，鑄造技(ji)術向着(zhe)精密化(huà)、大型化(hua)、高質量(liang)、自動化(hua)和清潔(jie)化的方(fāng)向發展(zhǎn)，例如我(wo)國這幾(jǐ)年在精(jing)密鑄造(zào)技術、連(lián)續鑄造(zao)技術、特(tè)種鑄造(zao)技術、鑄(zhu)造自動(dong)化和鑄(zhù)造成型(xing)模拟技(jì)術等方(fāng)面發展(zhan)迅速。

     鑄(zhù)造主要(yào)工藝過(guo)程包括(kuò)：金屬熔(rong)煉、模型(xíng)制造、澆(jiāo)注凝固(gù)和脫模(mó)清理等(deng)。鑄造用(yòng)的主要(yao)材料是(shì)鑄鋼、鑄(zhu)鐵、鑄造(zao)有色合(hé)金(銅、鋁(lü)、鋅、鉛等(děng))等。鑄造(zào)方法常(chang)用的是(shì)砂型鑄(zhu)造，其次(ci)是特種(zhǒng)鑄造方(fāng)法，如：金(jīn)屬型鑄(zhu)造、熔模(mo)鑄造、石(shi)膏型鑄(zhu)造等。而(ér)砂型鑄(zhu)造又可(ke)以分爲(wèi)粘土砂(shā)型、有機(jī)粘結劑(ji)砂型、樹(shu)脂自硬(ying)砂型、消(xiao)失模等(děng)等。

     鑄造(zao)方法選(xuan)擇的原(yuan)則：

     1.優先(xiān)采用砂(sha)型鑄造(zao)

     據統計(jì)，我國或(huò)是國際(jì)上，在全(quan)部鑄件(jian)産量中(zhōng)，60～70%的鑄件(jian)是用砂(sha)型生産(chan)的，而且(qiě)其中70%左(zuǒ)右是用(yòng)粘土砂(sha)型生産(chǎn)的。主要(yào)原因是(shì)砂型鑄(zhu)造較之(zhi)其它鑄(zhu)造方法(fǎ)成本低(di)、生産工(gōng)藝簡單(dān)、生産周(zhou)期短。所(suǒ)以象汽(qì)車的發(fā)動機氣(qì)缸體、氣(qi)缸蓋、曲(qu)軸等鑄(zhù)件都是(shì)用粘土(tǔ)濕型砂(shā)工藝生(sheng)産的。當(dang)濕型不(bu)能滿足(zú)要求時(shi)再考慮(lǜ)使用粘(zhan)土砂表(biao)幹砂型(xíng)、幹砂型(xíng)或其它(tā)砂型。粘(zhān)土濕型(xíng)砂鑄造(zao)的鑄件(jian)重量可(kě)從幾公(gong)斤直到(dao)幾十公(gong)斤，而粘(zhan)土幹型(xíng)生産的(de)鑄件可(ke)重達幾(ji)十噸。

     一(yī)般來講(jiang)，對于中(zhong)、大型鑄(zhù)件，鑄鐵(tie)件可以(yǐ)用樹脂(zhi)自硬砂(shā)型、鑄鋼(gang)件可以(yǐ)用水玻(bō)璃砂型(xíng)來生産(chan)，可以獲(huò)得尺寸(cùn)準确、表(biao)面光潔(jié)的鑄件(jiàn)，但成本(ben)較高。

     當(dāng)然，砂型(xing)鑄造生(sheng)産的鑄(zhu)件精度(du)、表面光(guāng)潔度、材(cái)質的密(mi)度和金(jin)相組織(zhī)、機械性(xìng)能等方(fāng)面往往(wǎng)較差，所(suo)以當鑄(zhù)件的這(zhè)些性能(néng)要求更(geng)高時，應(yīng)該采用(yòng)其它鑄(zhu)造方法(fa)，例如熔(róng)模(失臘(la))鑄造、壓(yā)鑄、低壓(ya)鑄造等(děng)等。

     2.鑄造(zao)方法應(yīng)和生産(chǎn)批量相(xiang)适應

     例(li)如砂型(xing)鑄造，大(da)量生産(chǎn)的工廠(chang)應創造(zao)條件采(cǎi)用技術(shu)先進的(de)造型、造(zào)芯方法(fa)。老式的(de)震擊式(shì)或震壓(yā)式造型(xing)機生産(chǎn)線生産(chan)率不夠(gou)高，工人(ren)勞動強(qiang)度大，噪(zào)聲大，不(bú)适應大(da)量生産(chǎn)的要求(qiú)，應逐步(bù)加以改(gǎi)造。對于(yú)小型鑄(zhu)件，可以(yi)采用水(shui)平分型(xing)或垂直(zhi)分型的(de)無箱高(gao)壓造型(xing)機生産(chan)線、實型(xíng)造型生(shēng)産效率(lü)又高，占(zhàn)地面積(ji)也少；對(dui)于中件(jiàn)可選用(yong)各種有(you)箱高壓(yā)造型機(jī)生産線(xian)、氣沖造(zao)型線，以(yǐ)适應快(kuai)速、高精(jīng)度造型(xíng)生産線(xian)的要求(qiu)，造芯方(fang)法可選(xuǎn)用：冷芯(xīn)盒、熱芯(xin)盒、殼芯(xin)等制芯(xin)方法。中(zhong)等批量(liang)的大型(xing)鑄件可(kě)以考慮(lü)應用樹(shu)脂自硬(ying)砂造型(xíng)和造芯(xin)。

     單件小(xiao)批生産(chan)的重型(xíng)鑄件，手(shou)工造型(xíng)仍是重(zhong)要的方(fāng)法，手工(gong)造型能(néng)适應各(gè)種複雜(za)的要求(qiu)比較靈(líng)活，不要(yao)求很多(duō)工藝裝(zhuang)備。可以(yǐ)應用水(shui)玻璃砂(shā)型、VRH法水(shui)玻璃砂(sha)型、有機(ji)酯水玻(bo)璃自硬(yìng)砂型、粘(zhan)土幹型(xing)、樹脂自(zì)硬砂型(xing)及水泥(ní)砂型等(deng)；對于單(dan)件生産(chan)的重型(xíng)鑄件，采(cǎi)用地坑(keng)造型法(fǎ)成本低(di)，投産快(kuài)。批量生(sheng)産或長(zhǎng)期生産(chǎn)的定型(xing)産品采(cai)用多箱(xiāng)造型、劈(pi)箱造型(xing)法比較(jiào)适宜，雖(sui)然模具(jù)、砂箱等(děng)開始投(tóu)資高，但(dàn)可從節(jie)約造型(xing)工時、提(ti)高産品(pin)質量方(fang)面得到(dào)補償。

低(dī)壓鑄造(zào)、壓鑄、離(lí)心鑄造(zao)等鑄造(zào)方法，因(yīn)設備和(he)模具的(de)價格昂(áng)貴，所以(yǐ)隻适合(he)批量生(shēng)産。

     3.造型(xing)方法應(yīng)适合工(gōng)廠條件(jian)

     例如同(tong)樣是生(shēng)産大型(xíng)機床床(chuang)身等鑄(zhù)件，一般(ban)采用組(zu)芯造型(xing)法，不制(zhì)作模樣(yang)和砂箱(xiāng)，在地坑(keng)中組芯(xin)；而另外(wai)的工廠(chang)則采用(yong)砂箱造(zào)型法，制(zhi)作模樣(yang)。不同的(de)企業生(sheng)産條件(jiàn)(包括設(shè)備、場地(di)、員工素(su)質等)、生(sheng)産習慣(guan)、所積累(lei)的經驗(yan)各不一(yī)樣，應該(gāi)根據這(zhè)些條件(jian)考慮适(shì)合做什(shi)麽産品(pǐn)和不适(shì)合(或不(bú)能)做什(shí)麽産品(pǐn)。

     4.要兼顧(gù)鑄件的(de)精度要(yao)求和成(cheng)本

     各種(zhǒng)鑄造方(fāng)法所獲(huo)得的鑄(zhu)件精度(du)不同，初(chu)投資和(hé)生産率(lǜ)也不一(yi)緻， 經濟(jì)效益也(yě)有差異(yi)。因此，要(yao)做到多(duo)、快、好、省(sheng)，就應當(dāng)兼顧到(dao)各個方(fāng)面。應對(dui)所選用(yòng)的鑄造(zào)方法進(jìn)行初步(bù)的成本(ben)估算，以(yi)确定經(jing)濟效益(yì)高又能(néng)保證鑄(zhù)件要求(qiú)的鑄造(zao)方法。

     鑄(zhu)造方法(fǎ)的特點(dian)和适用(yong)範圍如(ru)下：

     手工(gōng)造型：單(dan)件、小批(pī)量和難(nan)以使用(yòng)造型機(jī)的形狀(zhuàng)複雜的(de)大型鑄(zhù)件。

     機械(xiè)造型：适(shì)用于批(pi)量生産(chǎn)的中、小(xiao)鑄件手(shǒu)工：靈活(huo)、易行，但(dàn)效率低(dī)，勞動強(qiáng)度大，尺(chi)寸精度(dù)和表面(mian)質量低(di)。

     機械：尺(chi)寸精度(du)和表面(miàn)質量高(gao)，但投資(zī)大。

     金屬(shu)型鑄造(zao)有色合(he)

     幾十克(ke)～20公斤好(hǎo)複雜鑄(zhù)件金屬(shǔ)模的費(fei)用較高(gao)小批量(liang)或大批(pī)量生産(chǎn)的非鐵(tiě)合金鑄(zhu)件，也用(yòng)于生産(chan)鋼鐵鑄(zhù)件。鑄件(jian)精度、表(biǎo)面質量(liàng)高，組織(zhi)緻密，力(li)學性能(neng)好，生産(chǎn)率高。

     熔(róng)模鑄造(zao)鑄鋼及(ji)有色合(he)金

     幾克(kè)～幾公斤(jīn)很好任(rèn)何複雜(za)程度批(pī)量生産(chan)時比完(wán)全用機(jī)加工生(sheng)産便宜(yí)各種批(pi)量的鑄(zhù)鋼及高(gao)熔點合(hé)金的小(xiao)型複雜(za)精密鑄(zhu)件，特别(bie)适合鑄(zhù)造藝術(shù)品、精密(mi)機械零(ling)件尺寸(cùn)精度高(gao)、表面光(guāng)潔，但工(gong)序繁多(duo)，勞動強(qiáng)度大。

     陶(táo)瓷型鑄(zhù)造鑄鋼(gang)及鑄鐵(tie)幾公斤(jin)～幾百公(gōng)斤很好(hǎo)較複雜(za)昂貴模(mo)具和精(jīng)密鑄件(jian)尺寸精(jīng)度高、表(biao)面光潔(jie)，但生産(chǎn)率低。

     石(shí)膏型鑄(zhù)造鋁、鎂(měi)、鋅合金(jīn)

     幾十克(ke)～幾十公(gōng)斤很好(hao)較複雜(za)高單件(jian)到小批(pī)量，低壓(ya)鑄造有(you)色合金(jin)幾十克(ke)～幾十公(gong)斤好複(fú)雜(可用(yong)砂芯)金(jin)屬模的(de)制作費(fèi)用高小(xiao)批量， 大(da)批量的(de)大、中型(xing)有色合(hé)金鑄件(jian)，可生産(chan)薄壁鑄(zhu)件鑄件(jiàn)組織緻(zhì)密，工藝(yì)出品率(lǜ)高，設備(bèi)較簡單(dan)，可采用(yòng)各種鑄(zhù)型，但生(shēng)産效率(lü)低。

     差壓(yā)鑄造鋁(lü)、鎂合金(jin)幾克～幾(jǐ)十公斤(jīn)好複雜(za)(可用砂(sha)芯)高性(xing)能和形(xing)狀複雜(zá)的有色(sè)合金鑄(zhu)件壓力(li)可控，鑄(zhù)件成型(xing)好，組織(zhī)緻密，力(lì)學性能(néng)好，但生(sheng)産效率(lü)低。

     壓力(li)鑄造鋁(lǚ)、鎂合金(jin)幾克～幾(jǐ)十公斤(jīn)好複雜(za)(可用砂(sha)芯)金屬(shǔ)模的制(zhì)作費用(yòng)很高大(da)量生産(chǎn)的各種(zhong)有色合(he)金中小(xiao)型鑄件(jiàn)、薄壁鑄(zhu)件、耐壓(yā)鑄件鑄(zhu)件尺寸(cun)精度高(gao)、表面光(guāng)潔，組織(zhi)緻密，生(sheng)産率高(gāo)，成本低(di)。但壓鑄(zhu)機和鑄(zhu)型成本(běn)高。

     離心(xin)鑄造灰(hui)鐵、球鐵(tiě)幾十公(gōng)斤～幾噸(dūn)較好一(yi)般爲圓(yuan)筒形鑄(zhù)件較低(di)小批量(liàng)到大批(pi)量的旋(xuán)轉體形(xing)鑄件、各(ge)種直徑(jing)的管件(jiàn)鑄件尺(chi)寸精度(dù)高、表面(mian)光潔，組(zu)織緻密(mì)，生産率(lü)高連續(xù)鑄造鋼(gang)、有色很(hen)大較差(chà)長形連(lian)續鑄件(jian)低固定(ding)截面的(de)長形鑄(zhu)件，如鋼(gang)錠、鋼管(guan)等組織(zhi)緻密，力(lì)學性能(neng)好，生産(chan)率高消(xiao)失模鑄(zhu)造各種(zhong)幾克～幾(jǐ)噸較好(hao)較複雜(zá)較低不(bu)同批量(liàng)的較複(fú)雜的各(ge)種合金(jīn)鑄件鑄(zhù)件尺寸(cùn)精度較(jiao)高，鑄件(jian)設計自(zì)由度大(dà)，工藝簡(jiǎn)單，但模(mo)樣燃燒(shao)影響環(huán)境。