鑄造方(fāng)法選擇(ze)的原則(zé)

鑄(zhù)造方法(fa)選擇的(de)原則

鑄(zhu)造是将(jiāng)通過熔(róng)煉的金(jīn)屬液體(tǐ)澆注入(ru)鑄型内(nei)，經冷卻(que)凝固獲(huo)得所需(xū)形狀和(he)性能的(de)零件的(de)制作過(guò)程。鑄造(zao)是常用(yong)的制造(zao)方法，優(yōu)點是：制(zhi)造成本(ben)低，工藝(yì)靈活性(xìng)大，可以(yǐ)獲得複(fú)雜形狀(zhuàng)和大型(xíng)的鑄件(jian)，在機械(xie)制造中(zhong)占有很(hen)大的比(bǐ)重，如機(jī)床占60～80%，汽(qì)車占25%拖(tuo)拉機占(zhan)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(jī)械制造(zao)業中占(zhàn)有重要(yao)的地位(wei)。

     鑄造是(shi)一種古(gǔ)老的制(zhì)造方法(fǎ)，在我國(guó)可以追(zhui)溯到6000年(nian)前。随着(zhe)工業技(jì)術的發(fa)展，鑄造(zao)技術的(de)發展也(yě)很迅速(su)，特别是(shi)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(tao)瓷鑄造(zào)、連續鑄(zhu)造等，在(zài)20世紀下(xia)半葉得(dé)到完善(shàn)和實用(yòng)化。由于(yu)現今對(dui)鑄造質(zhi)量、鑄造(zào)精度、鑄(zhu)造成本(ben)和鑄造(zao)自動化(huà)等要求(qiú)的提高(gao)，鑄造技(jì)術向着(zhe)精密化(huà)、大型化(hua)、高質量(liàng)、自動化(hua)和清潔(jié)化的方(fang)向發展(zhǎn)，例如我(wo)國這幾(jǐ)年在精(jīng)密鑄造(zao)技術、連(lian)續鑄造(zào)技術、特(tè)種鑄造(zao)技術、鑄(zhu)造自動(dòng)化和鑄(zhù)造成型(xíng)模拟技(ji)術等方(fang)面發展(zhan)迅速。

     鑄(zhu)造主要(yao)工藝過(guò)程包括(kuò)：金屬熔(róng)煉、模型(xing)制造、澆(jiao)注凝固(gu)和脫模(mo)清理等(deng)。鑄造用(yong)的主要(yao)材料是(shi)鑄鋼、鑄(zhu)鐵、鑄造(zào)有色合(he)金(銅、鋁(lü)、鋅、鉛等(deng))等。鑄造(zào)方法常(chang)用的是(shì)砂型鑄(zhù)造，其次(ci)是特種(zhong)鑄造方(fang)法，如：金(jin)屬型鑄(zhù)造、熔模(mo)鑄造、石(shi)膏型鑄(zhu)造等。而(ér)砂型鑄(zhù)造又可(kě)以分爲(wèi)粘土砂(sha)型、有機(jī)粘結劑(ji)砂型、樹(shù)脂自硬(ying)砂型、消(xiāo)失模等(děng)等。

     鑄造(zao)方法選(xuǎn)擇的原(yuan)則：

     1.優先(xiān)采用砂(sha)型鑄造(zào)

     據統計(ji)，我國或(huo)是國際(jì)上，在全(quán)部鑄件(jian)産量中(zhōng)，60～70%的鑄件(jiàn)是用砂(sha)型生産(chan)的，而且(qie)其中70%左(zuo)右是用(yong)粘土砂(sha)型生産(chǎn)的。主要(yao)原因是(shi)砂型鑄(zhù)造較之(zhī)其它鑄(zhù)造方法(fa)成本低(di)、生産工(gong)藝簡單(dan)、生産周(zhōu)期短。所(suo)以象汽(qì)車的發(fā)動機氣(qi)缸體、氣(qì)缸蓋、曲(qu)軸等鑄(zhu)件都是(shi)用粘土(tǔ)濕型砂(shā)工藝生(shēng)産的。當(dang)濕型不(bu)能滿足(zú)要求時(shí)再考慮(lü)使用粘(zhān)土砂表(biao)幹砂型(xing)、幹砂型(xing)或其它(ta)砂型。粘(zhān)土濕型(xing)砂鑄造(zào)的鑄件(jiàn)重量可(ke)從幾公(gōng)斤直到(dao)幾十公(gong)斤，而粘(zhan)土幹型(xíng)生産的(de)鑄件可(kě)重達幾(ji)十噸。

     一(yī)般來講(jiang)，對于中(zhōng)、大型鑄(zhù)件，鑄鐵(tiě)件可以(yi)用樹脂(zhī)自硬砂(sha)型、鑄鋼(gāng)件可以(yǐ)用水玻(bo)璃砂型(xíng)來生産(chǎn)，可以獲(huo)得尺寸(cùn)準确、表(biao)面光潔(jié)的鑄件(jian)，但成本(běn)較高。

     當(dang)然，砂型(xing)鑄造生(shēng)産的鑄(zhu)件精度(du)、表面光(guang)潔度、材(cai)質的密(mi)度和金(jīn)相組織(zhi)、機械性(xing)能等方(fāng)面往往(wang)較差，所(suo)以當鑄(zhu)件的這(zhè)些性能(néng)要求更(geng)高時，應(ying)該采用(yong)其它鑄(zhù)造方法(fa)，例如熔(róng)模(失臘(la))鑄造、壓(ya)鑄、低壓(yā)鑄造等(deng)等。

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

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

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

低(dī)壓鑄造(zao)、壓鑄、離(li)心鑄造(zào)等鑄造(zao)方法，因(yīn)設備和(he)模具的(de)價格昂(áng)貴，所以(yi)隻适合(hé)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(sheng)産大型(xing)機床床(chuáng)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(xiang)，在地坑(kēng)中組芯(xīn)；而另外(wài)的工廠(chang)則采用(yòng)砂箱造(zào)型法，制(zhi)作模樣(yàng)。不同的(de)企業生(shēng)産條件(jiàn)(包括設(shè)備、場地(dì)、員工素(su)質等)、生(shēng)産習慣(guàn)、所積累(lèi)的經驗(yan)各不一(yi)樣，應該(gāi)根據這(zhe)些條件(jiàn)考慮适(shì)合做什(shi)麽産品(pǐn)和不适(shi)合(或不(bú)能)做什(shi)麽産品(pǐn)。

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

     各種(zhong)鑄造方(fang)法所獲(huò)得的鑄(zhu)件精度(dù)不同，初(chu)投資和(hé)生産率(lü)也不一(yi)緻， 經濟(jì)效益也(yě)有差異(yi)。因此，要(yào)做到多(duō)、快、好、省(shěng)，就應當(dāng)兼顧到(dao)各個方(fang)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(qiu)的鑄造(zao)方法。

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

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

     機械(xie)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(di)，勞動強(qiang)度大，尺(chǐ)寸精度(du)和表面(mian)質量低(di)。

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

     金屬(shu)型鑄造(zào)有色合(he)

     幾十克(kè)～20公斤好(hao)複雜鑄(zhù)件金屬(shǔ)模的費(fèi)用較高(gāo)小批量(liang)或大批(pi)量生産(chǎn)的非鐵(tie)合金鑄(zhu)件，也用(yòng)于生産(chǎn)鋼鐵鑄(zhu)件。鑄件(jian)精度、表(biao)面質量(liàng)高，組織(zhi)緻密，力(lì)學性能(néng)好，生産(chan)率高。

     熔(róng)模鑄造(zao)鑄鋼及(ji)有色合(hé)金

     幾克(kè)～幾公斤(jin)很好任(rèn)何複雜(zá)程度批(pi)量生産(chǎn)時比完(wan)全用機(jī)加工生(shēng)産便宜(yí)各種批(pi)量的鑄(zhu)鋼及高(gāo)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(mì)機械零(ling)件尺寸(cun)精度高(gao)、表面光(guāng)潔，但工(gong)序繁多(duo)，勞動強(qiang)度大。

     陶(táo)瓷型鑄(zhu)造鑄鋼(gāng)及鑄鐵(tiě)幾公斤(jin)～幾百公(gōng)斤很好(hǎo)較複雜(za)昂貴模(mó)具和精(jing)密鑄件(jian)尺寸精(jing)度高、表(biǎo)面光潔(jié)，但生産(chǎn)率低。

     石(shí)膏型鑄(zhu)造鋁、鎂(mei)、鋅合金(jīn)

     幾十克(ke)～幾十公(gong)斤很好(hǎo)較複雜(za)高單件(jian)到小批(pi)量，低壓(ya)鑄造有(you)色合金(jīn)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(dà)批量的(de)大、中型(xing)有色合(he)金鑄件(jiàn)，可生産(chan)薄壁鑄(zhù)件鑄件(jiàn)組織緻(zhi)密，工藝(yì)出品率(lǜ)高，設備(bei)較簡單(dān)，可采用(yòng)各種鑄(zhu)型，但生(shēng)産效率(lü)低。

     差壓(yā)鑄造鋁(lǚ)、鎂合金(jin)幾克～幾(jǐ)十公斤(jin)好複雜(zá)(可用砂(sha)芯)高性(xìng)能和形(xíng)狀複雜(za)的有色(se)合金鑄(zhù)件壓力(lì)可控，鑄(zhu)件成型(xing)好，組織(zhi)緻密，力(li)學性能(neng)好，但生(shēng)産效率(lǜ)低。

     壓力(lì)鑄造鋁(lü)、鎂合金(jin)幾克～幾(ji)十公斤(jin)好複雜(zá)(可用砂(sha)芯)金屬(shǔ)模的制(zhì)作費用(yong)很高大(da)量生産(chǎn)的各種(zhǒng)有色合(hé)金中小(xiǎo)型鑄件(jiàn)、薄壁鑄(zhù)件、耐壓(yā)鑄件鑄(zhu)件尺寸(cùn)精度高(gāo)、表面光(guāng)潔，組織(zhī)緻密，生(sheng)産率高(gao)，成本低(dī)。但壓鑄(zhù)機和鑄(zhu)型成本(běn)高。

     離心(xīn)鑄造灰(hui)鐵、球鐵(tiě)幾十公(gong)斤～幾噸(dun)較好一(yī)般爲圓(yuán)筒形鑄(zhu)件較低(di)小批量(liang)到大批(pī)量的旋(xuán)轉體形(xíng)鑄件、各(gè)種直徑(jìng)的管件(jiàn)鑄件尺(chǐ)寸精度(du)高、表面(miàn)光潔，組(zu)織緻密(mì)，生産率(lü)高連續(xù)鑄造鋼(gāng)、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(zhù)件，如鋼(gāng)錠、鋼管(guan)等組織(zhī)緻密，力(li)學性能(néng)好，生産(chǎn)率高消(xiāo)失模鑄(zhu)造各種(zhǒng)幾克～幾(ji)噸較好(hǎo)較複雜(zá)較低不(bu)同批量(liang)的較複(fú)雜的各(ge)種合金(jin)鑄件鑄(zhu)件尺寸(cun)精度較(jiao)高，鑄件(jiàn)設計自(zi)由度大(dà)，工藝簡(jian)單，但模(mó)樣燃燒(shāo)影響環(huan)境。