三種鑄造工藝方法分析及其優缺點

普通砂型鑄造的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結劑。的鑄造砂是硅質砂，硅砂的高溫性能不能滿足使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。應用*的型砂粘結劑是粘土，也可采用各種干性油或半干性油、水溶性硅酸鹽或磷酸鹽和各種合成樹脂作型砂粘結劑。

砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結劑及其建立強度的方式不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學硬化砂型3種。

砂型鑄造用的是和類型的鑄件已延用幾個世紀.砂型鑄造是用來制造大型部件，如灰鑄鐵，球墨鑄鐵,不銹鋼和其它類型鋼材等工序的砂型鑄造。 其中主要步驟包括繪畫，模具，制芯，造型，熔化及澆注，清潔等。

工藝參數的選擇

1.加工余量

所謂加工余量，就是鑄件上需要切削加工的表面，應預先留出一定的加工余量，其大小取決于鑄造合金的種類、造型方法、鑄件大小及加工面在鑄型中的位置等諸多因素。

2.起模斜度

為了使模樣便于從鑄型中取出，垂直于分型面的立壁上所加的斜度稱為起模斜度。

3.鑄造圓角

為了防止鑄件在壁的連接和拐角處產生應力和裂紋，防止鑄型的尖角損壞和產生砂眼，在設計鑄件時，鑄件壁的連接和拐角部分應設計成圓角。

4.型芯頭

為了保證型芯在鑄型中的定位、固定和排氣，模樣和型芯都要設計出型芯頭。

5.收縮余量

由于鑄件在澆注后的冷卻收縮，制作模樣時要加上這部分收縮尺寸。

優點：

1.粘土的資源豐富、價格便宜。使用過的粘土濕砂經適當的砂處理后，絕大部分均可回收再用；

2.制造鑄型的周期短、工效高；

3.混好的型砂可使用的時間長；

4.適應性很廣。小件、大件，簡單件、復雜件，單件、大批量都可采用；

缺點及局限性：

1.因為每個砂質鑄型只能澆注一次，獲得鑄件后鑄型即損壞，必須重新造型，所以砂型鑄造的生產效率較低；

2.鑄型的剛度不高，鑄件的尺寸精度較差；

3.鑄件易于產生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。

壓鑄工藝原理是利用高壓將金屬液高速壓入一精密金屬模具型腔內，金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件。

a)合型澆注 b) 壓射 c) 開型頂件

冷、熱室壓鑄是壓鑄工藝的兩種基本方式。冷室壓鑄中金屬液由手工或自動澆注裝置澆入壓室內，然后壓射沖頭前進，將金屬液壓入型腔。在熱室壓鑄工藝中，壓室垂直于坩堝內，金屬液通過壓室上的進料口自動流入壓室。壓射沖頭向下運動，推動金屬液通過鵝頸管進入型腔。金屬液凝固后，壓鑄模具打開，取出鑄件，完成一個壓鑄循環。

熔模鑄造用蠟料做模樣時，熔模鑄造又稱"失蠟鑄造"。熔模鑄造通常是指在易熔材料制成模樣，在模樣表面包覆若干層耐火材料制成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型面的鑄型，經高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案。由于模樣廣泛采用蠟質材料來制造，故常將熔模鑄造稱為“失蠟鑄造"。

可用熔模鑄造法生產的合金種類有碳素鋼、合金鋼、耐熱合金、不銹鋼、精密合金、永磁合金、軸承合金、銅合金、鋁合金、鈦合金和球墨鑄鐵等。

熔模鑄造工藝過程

優點：

1.尺寸精度較高。一般可達CT4-6（砂型鑄造為CT10~13，壓鑄為CT5~7）；

2.可以提高金屬材料的利用率。熔模鑄造能顯著減少產品的成形表面和配合表面的加工量，節省加工臺時和刃具材料的消耗；

3.能最大限度地提高毛坯與零件之間的相似程度，為零件的結構設計帶來很大方便。鑄造形狀復雜的鑄件熔模鑄造能鑄出形狀十分復雜的鑄件，也能鑄造壁厚為0.5mm、重量小至1g的鑄件，還可以鑄造組合的、整體的鑄件；

4.不受合金材料的限制。熔模鑄造法可以鑄造碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵、銅合金和鋁合金鑄件，還可以鑄造高溫合金、鎂合金、鈦合金以及貴金屬等材料的鑄件。對于難以鍛造、焊接和切削加工的合金材料，特別適宜于用精鑄方法鑄造；

5.生產靈活性高、適應性強熔模鑄造既適用于大批量生產，也適用小批量生產甚至單件生產。

缺點及局限性：

鑄件尺寸不能太大工藝過程復雜鑄件冷卻速度慢。熔模鑄造在所有毛坯成形方法中，工藝最復雜，鑄件成本也很高，但是如果產品選擇得當，零件設計合理，高昂的鑄造成本由于減少切削加工、裝配和節約金屬材料等方面而得到補償，則熔模鑄造具有良好的經濟性。

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