鑄造制造是將液化材料（如熔融金屬）倒入專門設(shè)計的模具型腔中并使其硬化的過程。凝固后，將工件從模具中取出，進(jìn)行各種精加工處理或用作最終產(chǎn)品。鑄造方法通常用于創(chuàng)建復(fù)雜的實心和空心形狀，鑄造產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，包括汽車部件、航空航天部件等。

不同類型的鑄件和鑄造工藝

盡管鑄造是已知最古老的制造技術(shù)之一，但鑄造技術(shù)的現(xiàn)代進(jìn)步導(dǎo)致了廣泛的專業(yè)鑄造方法。熱成型工藝，如壓鑄、精密鑄造、石膏鑄造和砂型鑄造等，每一種都具有自己獨(dú)特的制造優(yōu)勢。比較常見鑄造工藝的優(yōu)缺點(diǎn)有助于選擇最適合給定生產(chǎn)運(yùn)行的方法。

砂型鑄造

砂型鑄造通常依賴于二氧化硅材料，例如合成砂或自然粘結(jié)砂。鑄砂通常由精細(xì)研磨的球形顆粒組成，這些顆?？梢跃o密地堆積在一起，形成光滑的成型表面。該鑄件旨在通過在工藝的冷卻階段允許適度的柔韌性和收縮來減少撕裂、開裂或其他缺陷的可能性。還可以通過添加粘土來增強(qiáng)沙子，這有助于顆粒更緊密地結(jié)合。發(fā)動機(jī)缸體等汽車產(chǎn)品是通過砂型鑄造制造的。

砂型鑄造涉及幾個步驟，包括制版、成型、熔化和澆注以及清潔。圖案是沙子堆積的形式，通常分為兩部分。在沙子被壓實到足以復(fù)制圖案后，去除膠塊并提取圖案。然后，安裝任何稱為芯盒的附加插件并更換軸。在澆注和凝固金屬后，將鑄件移除，修剪澆注過程中使用的冒口和澆口，并清除任何粘附的沙子和水垢。

砂型鑄造作為鑄造工藝的主要優(yōu)點(diǎn)包括：

生產(chǎn)成本相對低廉，尤其是在小批量生產(chǎn)中。

制造大型部件的能力。

能夠鑄造黑色金屬和有色金屬材料。

鑄后模具成本低。

盡管有其優(yōu)點(diǎn)，但砂型鑄造產(chǎn)生的精度低于其他方法，并且很難以預(yù)定的尺寸和重量規(guī)格砂鑄件。此外，該工藝傾向于生產(chǎn)表面光潔度相對粗糙的產(chǎn)品。

精密鑄造

精密鑄造為每個鑄件使用一次性蠟?zāi)Ｐ汀⑾炛苯幼⑷肽＞咧?，去除，然后涂上耐火材料和粘合劑，通常分幾個階段形成厚殼。多個圖案組裝在公共澆口上。一旦外殼變硬，圖案就會倒置并在烤箱中加熱以去除蠟。然后將熔融金屬倒入剩余的外殼中，在那里硬化成蠟?zāi)５男螤?。將耐火外殼拆開，露出完成的鑄件。熔模鑄造通常用于制造汽車、發(fā)電和航空航天工業(yè)的零件，例如渦輪葉片。熔模鑄造的一些主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)包括：

高精度和精確的尺寸結(jié)果。

能夠創(chuàng)建具有復(fù)雜幾何形狀的薄壁零件。

鑄造黑色金屬和有色金屬材料的能力。

最終部件的表面光潔度和細(xì)節(jié)質(zhì)量相對較高。

雖然熔模鑄造精度很高，但通常比其他類似的鑄造技術(shù)更昂貴，并且通常只有在不能使用砂型或石膏鑄件時才具有成本效益。然而，由于精密鑄件的表面質(zhì)量，有時可以通過降低加工和模具成本來補(bǔ)償費(fèi)用。

石膏鑄造

石膏鑄造類似于砂型鑄造工藝，使用石膏、強(qiáng)化化合物和水的混合物代替沙子。石膏圖案通常涂有抗粘性化合物，以防止其粘在模具上，并且石膏能夠填充模具周圍的任何縫隙。一旦石膏材料用于鑄造零件，它通常會開裂或形成缺陷，需要用新材料替換。石膏鑄造的優(yōu)點(diǎn)包括：

非常光滑的表面光潔度。

能夠用薄壁鑄造復(fù)雜的形狀。

與其他工藝（如熔模鑄造）相比，以更少的費(fèi)用形成大型零件的能力。

尺寸精度高于砂型鑄造。

該工藝往往比大多數(shù)砂型鑄造操作更昂貴，并且可能需要經(jīng)常更換石膏成型材料。當(dāng)表面光潔度的質(zhì)量是一個重要要求時，它通常更有效和更具成本效益。其應(yīng)用一般限于鑄造鋁基和銅基合金。

壓鑄（金屬鑄造工藝）

壓鑄是一種在高壓下成型材料的方法，通常涉及有色金屬和合金，如鋅、錫、銅和鋁。可重復(fù)使用的模具涂有潤滑劑，以幫助調(diào)節(jié)模具的溫度并協(xié)助組件彈出。然后在高壓下將熔融金屬注入模具中，模具保持連續(xù)，直到工件凝固。這種加壓插入速度很快，可防止材料的任何部分在鑄造前硬化。

該過程完成后，將組件從模具中取出，并去除任何廢料。壓鑄提供的一些主要優(yōu)點(diǎn)包括：

緊密的尺寸和形狀公差。

組件尺寸一致性高，設(shè)計均勻。

減少對鑄造后加工的需求。

盡管有其優(yōu)點(diǎn)，但壓鑄作為一種金屬鑄造工藝，其工具成本相對較高，使其在大批量產(chǎn)品運(yùn)行中更具成本效益。確保壓鑄部件的機(jī)械性能也可能很困難，這意味著這些產(chǎn)品通常不能用作結(jié)構(gòu)部件。由于模具通常是兩件式的，因此壓鑄僅限于可以在不破壞模具的情況下從模具中取出的產(chǎn)品，就像在其他鑄造工藝中所做的那樣。

離心鑄造

離心鑄造用于依靠旋壓模具中產(chǎn)生的重力生產(chǎn)長圓柱形零件，例如鑄鐵管。引入模具的熔融金屬被甩到模具的內(nèi)表面，產(chǎn)生可以無空隙的鑄件。該方法最初是使用水冷模具作為de Lavaud工藝發(fā)明的，適用于對稱的零件，如土壤管和大型槍管，其優(yōu)點(diǎn)是使用最少數(shù)量的冒口生產(chǎn)零件。對于不能繞自身軸旋轉(zhuǎn)的不對稱零件，離心鑄造的一種變體（稱為壓力鑄造）圍繞一個公共澆口排列多個零件，并圍繞該軸旋轉(zhuǎn)模具。類似的想法也適用于非常大的齒圈等的鑄造。根據(jù)鑄造的材料，可以使用金屬或砂型。

永久模具鑄造

永久模具鑄造與壓鑄和離心鑄造有相似之處，特別是使用可重復(fù)使用的模具。這些可以由鋼、石墨等制成，通常用于鑄造鉛、鋅、鋁鎂合金、某些青銅和鑄鐵等材料。這是一種低壓澆注過程，通常在轉(zhuǎn)盤上使用多個模具手工完成。當(dāng)模具在各個工位中旋轉(zhuǎn)時，它們會依次涂覆、封閉、填充、打開和清空。其中一種方法稱為搪塑鑄造，其中模具被填充但在金屬完全硬化之前清空。熔融金屬從鑄件中傾倒，以產(chǎn)生空心的鑄造外殼。類似的想法也被用于空心巧克力產(chǎn)品的成型，如復(fù)活節(jié)兔子。使用金屬模具可以更快地通過模具進(jìn)行熱傳遞，使外殼變硬，而芯子保持液態(tài)。

鑄造強(qiáng)則裝備強(qiáng)

裝備強(qiáng)則鑄造盛

鑄造方法多種多樣，今天小編帶大家了解一下我國在精密鑄造上所取得的突破。

中國精密鑄造行業(yè)起步于20世紀(jì)50年代，在中國制造業(yè)高速發(fā)展及國際化過程中，中國精密鑄造行業(yè)逐步形成了完整、系統(tǒng)化的產(chǎn)業(yè)。由于近30年航空、軍工、汽車、電力等行業(yè)需求的高速增長，從而帶動了精密鑄造行業(yè)的整體發(fā)展，尤其以下幾項核心鑄造技術(shù)的攻克，更是填補(bǔ)了相關(guān)領(lǐng)域方面鑄造技術(shù)上的空白。

1、首次研制：國內(nèi)最大、最復(fù)雜的高溫合金精密鑄造機(jī)匣鑄件

發(fā)動機(jī)是飛機(jī)最核心的部分，稱之為飛機(jī)的“心臟”，高溫合金整體機(jī)匣則被稱為“心臟中的心臟”。

在國內(nèi)尚無各種研制技術(shù)可借鑒、國外對此技術(shù)工藝嚴(yán)密封鎖的情況下，中航工業(yè)貴州安吉精鑄公司攻克了CJ1000商用大涵道比發(fā)動機(jī)用高溫合金整體機(jī)匣鑄造難關(guān)，首次研制出了國內(nèi)最大、最復(fù)雜的高溫合金精密鑄造機(jī)匣鑄件，攀上了當(dāng)今國內(nèi)高溫合金精密鑄造的技術(shù)高峰，填補(bǔ)了國內(nèi)在大型客機(jī)發(fā)動機(jī)用高溫合金整體機(jī)匣鑄造技術(shù)上的空白。

2、首次攻克：國內(nèi)首臺F級50兆瓦重型燃?xì)廨啓C(jī)高溫透平葉片

中國科研團(tuán)隊成功攻克重型燃機(jī)核心部件——高溫透平葉片的鑄造技術(shù)，打破國外長期技術(shù)壟斷，成為全世界第五個具備重型燃?xì)廨啓C(jī)制造能力的國家。

國內(nèi)首臺F級50兆瓦重型燃?xì)廨啓C(jī)高溫透平葉片通過采用精密鑄造技術(shù)，將高溫透平葉片設(shè)計成空心結(jié)構(gòu)，當(dāng)葉片高速旋轉(zhuǎn)時，空氣進(jìn)入葉片內(nèi)部可以形成對流冷卻，從而保障了這些高溫葉片可以在1327攝氏度的高溫下正常工作。

今天，中國已經(jīng)具備了從制芯到澆鑄成型的一整套技術(shù)，具備重型燃?xì)廨啓C(jī)的自主研發(fā)能力。

3、首次研發(fā)：航空發(fā)動機(jī)耐高溫單晶空心葉片

成都航宇超合金技術(shù)有限公司攻克了困擾我國航空工業(yè)數(shù)十年的高溫合金真空冶煉和單晶空心葉片鑄造難關(guān)，打破了國外的技術(shù)壟斷。

這款單晶葉片在高溫拉伸性能、高溫持久性能、宏觀金相、顯微組織等方面的測試結(jié)果均符合歐美標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品的一次合格率已經(jīng)達(dá)到國際航空工業(yè)領(lǐng)先水準(zhǔn)。這也標(biāo)志著成都航宇成為國內(nèi)首家單晶葉片成品率達(dá)到量產(chǎn)水準(zhǔn)的企業(yè)。

4、首款自產(chǎn)：高牌號復(fù)雜發(fā)動機(jī)氣缸蓋

YCK13N重型燃?xì)獍l(fā)動機(jī)作為玉柴國六新品中的高端拳頭產(chǎn)品，應(yīng)用的是目前國內(nèi)技術(shù)水平最高的蠕鐵RuT450牌號的氣缸蓋。該牌號材質(zhì)要求鑄件本體抗拉強(qiáng)度達(dá)到450MPa以上，強(qiáng)度極高，結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，保證氣缸蓋鑄造質(zhì)量成為了產(chǎn)品穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的主要瓶頸。

玉柴由鑄造、工藝、研發(fā)等領(lǐng)域?qū)＜衣?lián)合組成的技術(shù)團(tuán)隊，通過在鑄造仿真模擬、澆注系統(tǒng)設(shè)計、排氣系統(tǒng)設(shè)計、熔煉處理技術(shù)等方面深入研究和反復(fù)實踐驗證，首款自產(chǎn)蠕鐵RuT450材質(zhì)國六天然氣發(fā)動機(jī)YCK13N氣缸蓋鑄造技術(shù)取得重大突破，鑄件綜合廢品率達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。這標(biāo)志著玉柴成為了國內(nèi)行業(yè)唯一掌握穩(wěn)定批量生產(chǎn)高牌號復(fù)雜發(fā)動機(jī)氣缸蓋鑄造核心控制技術(shù)的廠家。

一次次技術(shù)的攻克，一件件精密鑄件的成功研制，都推動著精密鑄造產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，助力中國鑄造向鑄造強(qiáng)國邁進(jìn)。

來源：賢集網(wǎng)

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