翻砂铸造技术
1．树脂固化砂工艺树脂砂的特点较多，如型芯砂高强度、高固化效率、高溃散性，铸件高精度、高表面质量，为大批量流水线生产各种复杂的中、小型铸件的型芯提供了一种理想的方法，从而很快在汽车、拖拉机和内燃机等行业得到了广泛应用。又由于其高强度、高精度、高溃散性，低的造型制芯劳动强度，对于满足多品种、小批量生产各种结构日趋复杂的中、大型铸件的型芯，也起了十分重要的作用。目前，树脂砂工艺繁多，可按其不同的硬化方式，分为如下三大类：加热硬化法、吹气硬化法和自硬法。 1. 加热硬化法此法系指型芯本体经过外部加热源进行加热，使型芯砂在一定温度和时间下固化成型的一种工艺。目前在铸造生产中广泛应用的有：壳型法和热芯盒法两种。壳型法是一种开发最早、发展最快、应用甚广的高效造型、制芯工艺。由于覆膜砂的流动性、充型性和存放性均好，强度大、溃散性好，被汽车行业广泛应用于大批量生产各种结构复杂、质量要求高的型芯。热芯盒比壳型开发晚15年，由于它的型、芯砂制备简单，成型温度低，硬化速度快，在生产中也得到了应用，鉴于其型砂流动性差、存放性不好，吸湿性很大，含氮量较高，限制了它的应用，目前国外已开发了新型热芯盒树脂，效果较好，国内也在试用。由于这两种工艺操作方法基本相似，下面仅介绍壳型法。（1）壳型用原材料及其特性壳型用原材料主要是覆膜砂，它是由硅砂、热塑性酚醛树脂、乌洛托品硬化剂、硬脂酸钙润滑剂及其他附加物等材料，在专门的混制设备上热法混制而成，铸造厂家可根据铸件的种类和不同结构的要求来选用，目前市场上可提供的覆膜砂系列产品的性能见表1。
表1 覆膜砂系列产品的性能
（2）壳型、芯的制造工艺及其设备壳型、芯的制作方法一般有两种：翻斗法和吹砂法。翻斗法适用于壳型制作，而吹砂法多用于壳芯生产。吹砂法壳芯机又可分为底吹式和项吹式两大类。底吹式壳芯机制芯时，芯砂由底部吹入芯盒，吹芯压力为0.4～05MPa，吹砂时间为15～35s。由于芯砂由底部吹入芯盒，充填情况不如顶吹式理想，故一般适用于外形简单的壳芯。顶吹式壳芯机制芯时，芯砂由芯盒顶部吹入，充填情况较好，但整机结构复杂，常用于结构较复杂的壳芯制造，其吹芯压力为0.l～0.3MPa，吹砂时间为3～8s。壳芯制造过程如下：把芯盒加热至210～250℃，吹入覆膜砂，这时覆膜砂上树脂受热融化、结壳后，翻转180o，使芯盒自动左右摇摆数次，排放出未固化的砂子，翻斗复位，壳型、芯继续硬化2～3min，便可顶出制好的壳型、芯。（3）发展前景在热法制芯中壳型、芯工艺是一种很有发展前途的高效制芯工艺，但是目前覆膜砂中树脂加入量高，生产成本高，铸件气孔及变形严重。同时它存在硬化温度高，硬化时间长，硬化时气味大等缺点。国内外正在开发各种新型的低气味、高强度、速固化、流变性能好的改性酚醛树脂和低氮、无氮的硬化剂，并开发了新型覆膜混砂设备和；日砂再生设备。2．吹气硬化法此法系指型、芯本体不需加热，仅在气体催化剂作用下迅速固化成型的一种制芯工艺。这种工艺现有三乙胺法、SO2法和低毒、无毒气硬法等几种。目前在生产中仅三乙胺法得到广泛的应用。它的最大特点是硬化速度快，硬透性好，生产效率高；其次是芯盒不需加热，劳动条件好，芯盒生产成本低，现已在批量生产各种复杂的砂芯的汽车、拖拉机行业广为应用。（l）三乙胺法用原材料三乙胺法用原材料主要由硅砂、树脂和催化剂等组成。此法对硅砂要求甚严，特别是含水量＜0.2％，含泥量＜0.3％（均指质量分数）。所用的树脂由二个组分组成；组分Ⅰ为苯醚型特制酚醛树脂，组分Ⅱ为聚异氰酸酯（PAPI）。为了降低树脂对硅砂及环境湿度的敏感性和适用于低温浇注铝合金铸件的需要，近年来，又开发了抗湿性树脂和铝合金专用树脂。催化剂为液态的三乙胺或二甲基乙胺，为了能使砂芯均匀硬化，液态三乙胺需要先雾化或汽化，再与惰性气体混合（常用的氮气），吹入芯盒，使砂芯硬化，以防止三乙胺气体浓度过大而引起
爆炸。（2）三乙胺法制芯工艺及其设备三乙胺法制芯均在专用的冷芯盒射芯机上完成，所用射芯机的结构与普通射芯机相似，但增加了吹气机构和前后工序配套设备。前工序配套设备有：混砂机、砂加热器、气体发生器、压缩空气干燥除湿系统、三乙胺气体雾化装置等。后工序配套设备包括废气净化系统。制芯的主要工序为：硅砂加热至25～35℃，将组分Ⅰ酚醛树脂加入砂中，混制1～2min，再加入组分Ⅱ（PAPI），继续混制1～2min。通常两组分加入量各为0.75％，即为砂的质量分数为1％～2％。然后在0.30～0.35MPa射砂压力下，把砂子射入芯盒，再将与载体混合、体积分数为2％的三乙胺气体，在0.2MPa压力下吹入芯盒，使型、芯砂迅速硬化，硬化时间一般为几秒或几十秒钟。型、芯硬化后，紧接着通过原来吹气系统，再吹入洁净干燥的空气，以便清洗型、芯砂中的残胺，并可进一步提高它的强度。从芯盒中排出的空气中含有残余的有毒胺气，必须送到洗涤室内，用酸中和，将胺除去，也可采用燃烧法去胺。最后，打开芯盒，取出已硬化的砂芯，便可进行下一轮程序。为了提高铸件的表面质量，减少粘砂缺陷，砂芯表面应刷一层涂料。可采用水基涂料，但必须待树脂完全硬化后上涂料，防止明显降低砂芯强度，刷涂后应及时烘干。（3）发展前景气硬冷芯盒制芯工艺是目前国内外重点开发、最有发展前途的一种高效制芯工艺，特别是低毒、无毒气硬工艺，在当前全球关注环境保护、推行清洁生产的情况下，更具有很大的现实意义。现正在开发的酚醛树脂／酯法，聚丙烯酸钠／CO2法和碱性酚醛树脂／CO2法等无毒制芯工艺，尽管还存在强度低，树脂加入量高，吹气硬化时间较长，抗湿性较差等一些问题，但可以预计，在不久的将来，会开发出更为理想、无毒无公害的高效制芯工艺，成功地应用于生产，有力推动我国铸造事业向前发展。3．树脂砂自硬法此法系指型、芯砂在室温下，通过加入一定量的固化剂，使之在芯盒或砂箱内，并在一定时间内自行硬化成型的一种造型、制芯工艺。目前在铸造生产中得到应用的有酸固化呋喃树脂砂、酯固化碱性酚醛树脂砂和酚尿烷树脂砂等。这种工艺的最大特点是：树脂砂可在常温下自行硬化成型，型、芯砂有一定的可使用时间，其硬化速度与强度受室温、环境湿度的影响很大，生产效率不高，故比较适用于单件、小批量、多品种的中、大型铸件的型、芯生产，在我国机床、通用、重型、造船、机车等行业得到了应用。在上述几种树脂自硬砂工艺中，以酸固化呋喃树脂砂在我国应用最多，因为它所用的原辅材料及设备能成套供应，技术较成熟，积累的经验也最丰富，目前国内300多家采用树脂砂工艺的工厂，绝大多数是采用这种工艺，与粘土砂比较，可提高铸件的尺寸精度2～3级，改善表面粗糙度1～2级，废品率明显减少。（l）呋喃树脂砂用原材料呋喃树脂砂用的主要原材料有硅砂、呋喃树脂和固化剂。呋喃树脂砂对硅砂的质量要求较严，应从角形系数、含泥量、含水量、微粉含量、耗酸值与灼减量等项技术指标加以控制。粘结剂呋喃树脂是以呋喃环为主、低聚合度的缩聚树脂，按其化学组成可分为酚醛改性呋喃树脂、脲醛改性呋喃树脂和酚醛脲醛改性呋喃树脂等，而以脲醛改性呋喃树脂在国内应用最广。用酚醛部分取代脲醛，不仅能保持一定强度，而且还能降低树脂中含氮量，是一种性能较好的呋喃树脂。按国家专业标准GB／T7526－94的规定，呋喃树脂可按其含氮量分为无氮［ψ（N2）≤0.3％］、低氮［ψ（N2）＞0.3％～2.0％］、中氮[（ψ（N2）＞2.0％～5.0％）]和高氮[ψ（N2）＞5.0％～13.5％］树脂，也可按游离甲醛含量（质量分数）分为二级；一级含≤0.4％，二级含≤0.8％。要求质量较高的铸件可选用低氮树脂，而有色金属铸件可采用含氮较高的树脂。目前呋喃树脂砂常用的固化剂为有机磺酸，它又可分为对甲苯磺酸和二甲苯磺酸二种，后者常用于气温较低的冬季。（2）树脂自硬砂的专用设备树脂自硬砂的成套设备主要包括混砂系统和旧砂再生系统两大系列，混砂系统以混砂机为主，并配以振实台、翻转起模机、输送辊道和电控等装置，组成树脂砂造型、制芯生产线。旧砂再生系统大多具有砂块破碎、筛分、磁选、旧砂再生、微粉分离和砂温调节等功能。为了满足环境保护的要求及微粉分离的需要，树脂砂生产线还必须配有良好通风除尘装置。（3）树脂自硬砂的造型、制芯工艺呋喃树脂在强酸固化剂作用下，树脂分子间相继产生加聚反应
和缩聚反应，使原来低相对分子质量的线型结构相互交联，转变为相对分子质量很大的体型结构的树脂膜，将砂粒粘结起来，达到型、芯的常温固化。树脂加入量（质量分数）一般为0.8％～1.2％，磺酸类固化剂加入量为树脂的30％～60％，型、芯砂的可使用时间从几分钟至数十分钟，起模时间由十几分钟至数小时。树脂自硬砂的造型、制芯工艺基本上与粘土砂类似，由于树脂自硬砂具有许多特点，在造型制芯时应考虑如下几点：应根据合金种类和铸件的大小，合理选用树脂的类型及吃砂量的大小，尽量降低砂铁比和造型材料的生产成本；应根据室温的高低，合理选用固化剂，夏季室温高时，选用酸强度较低的固化剂，冬季室温较低时，应采用二甲苯磷酸为主，加入适量无机酸的醇溶性固化剂；树脂砂的流动性很好，但具有明显的时间性，必须在型砂可使用时间内完成造型制芯工作；树脂自硬砂起模困难，不可太晚；树脂砂在浇注时发气速度较快，必须采取措施将气体排出，防止气孔的产生；树脂砂耐热性较低，必须上涂料，以保证铸件的表面质量；根据有机粘结剂特点，应按"快、稳、封闭、底注、保证压头和处理脏铁液"等原则来设计浇注系统。实践证明，只有遵循上述原则来造型制芯，才可能获得质量高、成本低的树脂砂铸件。（4）发展前景我国80％以上铸造厂家属于单件、小批量生产，80年代以前大多数采用落后的粘土砂工艺，铸件质量差，生产效率低，劳动强度大，环境污染严重。由于机械工业的发展和铸件出口贸易的需要，不少厂家采用树脂砂代替粘土砂，取得了明显的效果，充分证明该工艺对单件、小批量生产的铸铁车间具有较大的发展前景，低游离甲醛和低糠醇呋喃树脂的开发，又有力地促进了该工艺的发展。特别是80年代后，酯硬化碱性酚醛树脂自硬砂的问世，较好地解决了呋喃树脂砂的成本、环保和热裂等问题，为今后生产优质铸钢件创出了一条新路。但是，碱性酚醛树脂尚存的强度低、粘度大和再生困难等问题，预计在不久的将来，将会得到圆满的解决。在即将到来的21世纪，化学固化砂的各种新型造型、制芯技术将会在我国铸造厂家开花结果，为改变我国铸造事业落后现状作出较大的贡献。2．水玻璃固化砂工艺树脂固化砂的应用实践表明，呋喃树脂的价格较高，环境污染较大，在未来21世纪人们对于自身生存条件和环境的要求日趋严格的条件下，由于车间劳动保护和生产环境卫生方面的投资很大，从而使树脂砂的应用受到一定限制，许多国家又对水玻璃固化砂极为重视。最近十多年来，人们对于水玻璃的基本组成和"老化"现象实质的认识深化和新型硬化工艺的开发等两方面均取得了突破性进展，在型芯砂保持足够的工艺强度的条件下，水玻璃加入量（质量分数）可降至2.5％～3.5％，从而使水玻璃砂长期存在的溃散性差、旧砂不能回用的问题，得到了较好的解决。水玻璃砂的硬化方法可分为：CO2气硬法和自硬法两种，热硬法已很少采用。1．CO2气硬法此法是水玻璃粘结剂领域里应用最早的一种快速成型工艺，由于操作方便、使用灵活、无毒无味、在国内外大多数的铸钢件生产中，得到了广泛的应用。（l）硬化原理和特点水玻璃的出现已有三百多年历史，由于它的成分十分复杂、多变，它的基本组成一直没有搞清楚，对水玻璃的研究主要停留在宏观的层次上。近年来，多种先进测试手段的开发，可深入到分子范畴进行分析和研究，并发现，新制备的水玻璃是一种真溶液；但是在存放过程中，水玻璃中硅酸要进行缩聚，将从真溶液逐步缩聚成大分子的硅酸溶液，最后成为硅酸胶粒。因此，水玻璃实际上是一种由不同聚合度的聚硅酸组成的非均相混合物，易受其模数、浓度、温度、电解质含量和存放时间长短的影响。水玻璃砂吹入CO2气体硬化时，水玻璃的表层因吸收CO2而其模数升高和脱水，在酸化和脱水两重作用下，迅速硬化而形成初强度。已固化的表层水玻璃阻碍了CO2往深层渗透，内层水玻璃只能靠脱水而继续增加强度。此法缺点是：型芯砂强度低，含水量大，易吸潮，溃散性差，目前大多用于中、小型铸钢件生产。（2）水玻璃的改性水玻璃在存放过程中分子产生编聚，形成胶粒，可使其粘结强度下降20％～30％，这一现象称为水玻璃老化。为了消除老化，必须对水玻璃进行改性，目前改性的方法有物理改性和化学改性两种。物理改性是用磁场、超声波、高频或加热等办法，往水玻璃中供给能量，使已聚合的胶粒解聚，聚硅酸分子重新均匀化。这种改
性对高模数水玻璃有效，但是存在重新老化的问题。化学改性是往水玻璃中加入少量化合物，这些化合物均含有羧基、酰胺基、羰基、羟基、醚基、氨基等极性基团，通过氢键或静电将其吸附在硅酸分子或胶粒表面，改变其表面位能和溶剂化能力，提高聚硅酸稳定性，从而阻止老化进行。例如往水玻璃中加入聚丙烯酰胺、改性淀粉、聚磷酸盐等，均取得了较好的效果。（3）发展前景采用水玻璃改性来提高其粘结能力，往往增加了生产成本和工艺复杂化。近年来，日本又开发了VRH法，此法是先把砂粒间空隙中的空气抽去，再吹入CO2气体，使铸型迅速硬化成型。此工艺可使水玻璃加入量（质量分数，下同）降至 3.0％以下，而CO2用量仅为原来的1／10。最近又有作者提出往水玻璃砂中加入一种无机物，经高温作用后，在常温时粘结桥上会形成大量孔洞，使型芯砂在不受外力作用下，自行溃散的新工艺。2．酯硬化法（1）硬化原理和特点此法是采用液体的有机酯作水玻璃的硬化剂。有机酯在强碱性水玻璃溶液的作用下，水解为醇与酸。醇有很强的亲水性，它可夺去水玻璃的水分，构成它的溶剂化水。酸与水玻璃反应，析出醋酸钠，它也有一定的亲水性，能夺取水玻璃的水分，构成它的结晶水。在酸化和脱水双重作用下，使水玻璃砂硬化。这种硬化工艺可使型芯砂具有很高的强度，不仅水玻璃加入量可降至3.0％以下，而且硬透性和抗湿性均好，适用于各种大型铸钢件的生产。缺点是型芯砂硬化速度慢、脆性大和流动性较差。（2）主要原材料及型砂的工艺控制酯硬化的水玻璃砂用原材料有硅砂、水玻璃和液体有机酯，这些材料的质量和合理选用将直接影响工艺成败、铸件质量和生产成本。对酯硬化水玻璃砂来说，尽管对硅砂的要求不像树脂砂那样严格，为了降低水玻璃加入量，硅砂应满足如下要求：泥的质量分数≤1.0％，水的质量分数≤0.5％，细粉的质量分数＜l.0％和角形系数＜l.3。水玻璃应达到国家专业标准ZBJ31003－88的要求。严格控制水玻璃的模数是成功应用此工艺的关键，应根据季节和室温加以调整：夏季，M＝2.2～2.4，其余季节，M＝2.4～2.6，有条件时，最好对水玻璃进行改性，消除老化现象。目前用于铸造生产的有机酯有：丙三醇醋酸酯、乙二醇醋酸酯、二甘醇醋酸酯和丙二醇碳酸酯等，加入量（质量分数）占水玻璃的8%～12％。有机酯是决定酯硬化水玻璃砂的工艺性能和生产成本的关键材料，必须严加选择，即应根据型、芯的大小和水玻璃的模数，合理选用不同型号（快酯、慢酯或混合酯）的有机酯。对于酯硬化水玻璃砂的工艺性能来说，主要控制如下性能：起模强度、终强度、可使用时间和残留强度等，详见表2。
表2 型、芯砂推荐的技术指标
大型铸件的混砂可采用连续式混砂机，造型、制芯均为手工操作。（3）发展前景加入某些附加物，形成复合水玻璃，起着助粘结剂作用，能进一步提高水玻璃的粘结性能，如加入磷酸盐、硼酸盐或铝酸盐等附加物。另外，应用较广泛的有机酯硬化剂，因其价格高而影响了该工艺的推广应用，有人又提出了一种无机酸和有机物配制成的硬化剂，其主要成分为磷酸、磷酸盐和尿素，这种新型硬化剂不仅生产成本低，而且，型芯砂具有较好的溃散性。铸造生产技术发展趋势
一、概述铸造是获得机械产品毛坯的主要方法之一，是机械工业重要的基础工艺，在国民经济中占有重要的位置。我国铸造业的现状是产量大，年产铸件约1，200万吨，厂点多，达2万多个，铸造业的从业人员在120万人以上。我国铸造行业的一大特色是改革开放以来乡镇企业迅猛发展，成为我国铸造行业的一支重要力量。乡镇铸造厂点数已超过国有铸造厂点，乡镇铸造厂点的铸件产量约占全国铸件总产量的一半。当前世界上工业发达国家铸造技术的发展归纳起来大致有四个目标，即：①保护环境，减少以至消除污染；②提高铸件质量和可靠性，生产优质近终形铸件；③降低生产成本；④缩短交货期。我国铸造行业除厂点多，从业人员多，产量大以外，与发达国家相比，在质量、效率、能源与材料消耗、劳动条件与环境保护等方面都存在差距。造成这些差距的原因是铸造厂点规模小，经济实力差，工艺和设备落后，管理水平低，从业人员素质不高。为了消除这些差距，为了
满足我国经济建设的需要，也为了铸造行业自身的存在与发展，我国的铸造行业应以提高铸件质量和经济效益为中心，面向国内和国际两个市场；加强管理，打好基础，提高企业素质；调整产业结构，合理配置资源，提倡适度规模经营；继续以适用先进的生产工艺和技术装备改造铸造行业，实现清洁化生产，保证可持续发展。 1 效益是企业发展的基础发展的基础是效益，发展又是为了实现更高的效益。中国应该有一个高效益的铸造业。没有效益的企业连生存也是困难的，更谈不上发展。为了提高效益，应从以下几方面着手：①减员增效与节能降耗。②实现专业化生产。③采用新技术，实现科学管理。 2 质量是企业的生命质量和效益有时看似矛盾，但两者是统一的。产品质量低劣的企业终究是不能立足的，更谈不上效益，也不可能持续发展。提高产品质量需从以下几方面着手：①合理选购原辅材料，正确制订及严格执行有关的工艺规程。②采用新技术、新工艺、新设备、新材料。 a.加强计算机技术在铸造生产中应用的研究。 b.在砂型铸造中采用高硬度及高均匀度的铸型，发展与推广相应的工艺与设备。 c.发展近净形及净形铸造成形新工艺。 d.发展液态金属处理及净化的新工艺新技术，优化材料性能。 e.发展机械化自动化，以保证铸件质量的稳定性、均一性，改善劳动条件。 f.加强铸造环保设备的研究和应用。③具有一支稳定的高素质的从业人员队伍。 3 实现清洁化生产清洁化生产是可持续发展的基本要求。清洁化生产的含义是：实现尽可能低的资源(原材料)与能源消耗；实现宜人化的生产环境及最低或零污染物排放;生产清洁化的产品(产品耗能、耗材少，易于再生复用及符合人机工程要求)。铸造的清洁化生产，主要是应用新技术、新工艺、新材料、新设备以实现低消耗、低污染或者无污染及铸造生产的宜人化环境等方面。二、坚持进行技术改造，采用成熟、适用、先进技术企业技术改造，要根据企业产品的结构特点、批量大小、质量要求，合理选用成熟、适用、先进的技术。首先，所选技术必须成熟可靠。因为技术改造不是科研，不允许失败；也不是中间试验，可以小规模、小范围，而不讲时间和条件。技术改造是要将成熟的科技成果应用于设计、生产中。同时所选技术对改造企业来讲还必须适用，保证在经济上合理。实践告诉我们，并非凡是先进的、技术含量高的一定是适用的。各种技术都有一定的局限性和适用范围，适合于一定的零件，选择不当，再先进的技术，也不能确保生产出优质的产品，不能保证产生高的经济效益。 1 发展高性能铸造合金，提高产品的材质水平据近五年统计，我国铸铁件占铸件总产量的79%～80%(球铁约占13%)，铸钢件占13%～14%，有色合金铸件约占7%，(铝铸件约占5.5%)。发展趋势是灰铸铁件、铸钢件(主要是碳钢件)、可锻铸铁件呈下降趋势，球铁件在增长，轻合金件占的比例越来越大。发达国家轻合金铸件产量已超过铸钢件，其产值已远远超过铸钢件；日本1998年压铸件的产值已接近灰铸铁件；球墨铸铁件的产量为铸钢件的四倍多，产值为铸钢件的两倍。今后，我国应提高球墨铸铁、蠕墨铸铁、高强度灰铸铁、合金铸钢、铸造铝合金、镁合金的比例。1)铸铁(1)加强高强度薄壁灰铸铁生产技术的开发低成本和良好的铸造性能是灰铸铁的主要优势，所以灰铸铁已广泛应用于汽车、内燃机、农机、压缩机和市政建设等领域。今后制约灰铸铁件增长和发展的主要因素之一是轻量化，铸铁轻量化将为铸铁工业注入新的活力，今后应加强高强度薄壁灰铸铁的生产技术的开发。(2)进一步推广使用球墨铸铁随着我国汽车工业和铸管工业的发展，以及随着我国球墨铸铁生产水平的提高，应用领域的拓宽，预计进入21世纪，我国球铁件产量必将有大幅度的增长，应进一步扩大等温淬火球墨铸铁在承受强载荷工况机械零件和耐磨件上的应用。推广铸态球墨铸铁，节约能源，降低生产成本。(3)扩大蠕墨铸铁的应用蠕墨铸铁是一种新型材料，它的强度、塑韧性高于灰铸铁，铸造性能优于球墨铸铁，具有优良的耐热疲劳性能和导热性能，可在柴油机缸盖和排气管、液压阀、机床床身、钢锭模、玻璃模具等铸件上推广应用。(4)抓好铸铁熔炼环节，提供优质铁水抓好铸铁的熔炼环节，及时提供优质铁水，这是提高铸件综合质量的基本保证。所谓优质铁水，是指铁水温度高，成分合格，波动小，
元素烧损少，增碳率高。目前我国用于铸铁件生产的熔炼设备90%以上为冲天炉，其中绝大部分又是小型(≤5T/h)冷风冲天炉，且多使用冶金焦。这种炉子的能量效率不高(约38.8%)，连续工作时间短，难以熔炼出优质铁水。为了获得优质铁水，应当推广铸造焦和先进适用炉型。熔化量大的5t/h以上的冲天炉宜采用外热风(＞500℃)、水冷、连续作业、清洁、封闭冲天炉；流水线生产球墨铸铁、蠕墨铸铁、高强度薄壁灰铸铁件宜采用冲天炉感应电炉双联熔炼；生产特种小铸铁件，如供电条件好，可用感应电炉熔炼。熔炼过程中，还可采用加氧送风、等重除湿等先进技术。小型冷风冲天炉或单炉胆热风冲天炉可改为双炉胆式高效内热风冲天炉，使热风温度由200℃提高到400℃左右；推广应用多孔塞脱硫技术，发展盖包、转包、喂丝等球化工艺，提高球铁铸件的质量。在大批量流水生产中推广应用铁水流、孕育丝和型内孕育等瞬时孕育技术及过滤网技术，提高材料均匀性，并减少渣孔缺陷。为及时掌握铁水的成份变化和铁水处理的质量，应逐步在专业铸造厂配备一系列现代化的测试、分析和管理手段，要提高监测设备的快速性、精密性及自动化程度。逐步取消用炉前试块观测白口深度的原始粗测法，采用物理方法的铁水性能速测仪或热分析仪，快速测定C、Si、碳当量和力学性能；资金充裕者引进直读光谱仪。冲天炉烟气净化的措施就是抽出烟气，使烟气中的CO二次燃烧，燃烧余热再预热冷空气并使热风鼓入冲天炉，同时达到提高铁水温度和烟气净化的双重作用。冲天炉除尘措施有：①干式除尘器。投资少者可采用旋流除尘器、旋风除尘器(含多管旋风除尘器)；投资较多者可采用袋式、静电、颗粒层等除尘器。②湿式除尘器或两级组合除尘(如旋风加布袋)。这要视要求排放标准和投资多少而定，但要注意，常用的袋式除尘器要考虑烟气冷却和布袋的使用寿命(特别是打炉时)，湿式除尘要处理好含尘水排放堵塞下水道，造成二次污染的问题。2)增加铸钢品种，提高铸钢件质量铸钢工业发展的趋势将不再是铸钢件产量、铸钢厂数量和生产能力的增加，而是铸钢件的质量、品种、性能以及合金钢的比例的不断提高。我国合金钢铸件的比例不足20%，而工业发国家已达到42%～48%。随着合金钢铸件比例的提高，对合金钢液的精炼要求也愈来愈高。采用高新技术提高铸钢件性能，缩小铸钢件体积，提高铸钢件寿命是亟待解决的问题。建议在如下几方面开展工作。①开发铸钢中合金钢新钢种，提高铸钢性能，部分顶替锻钢，提高材料利用率，降低成本，缩短制造周期，节省能源、资源等。②采用高新技术提高铸钢钢液纯净度、均匀度与晶粒细化程度，进一步提高铸钢的强韧性，减轻铸件重量(与国外相比重10%～20%)，降低废品率。精炼工艺有：氩气净化；钙线射入净化加氩气净化；AOD精炼；VOD、VODC炉精炼。③采用近终形铸造技术，进一步提高铸钢件尺寸精度与表面质量，减少加工余量(与国外相比，加工余量大1～3倍以上)。
④降低能源与新砂消耗(吨钢水耗电：我国700～850kWh，日本450～550kWh)及提高铸钢件工艺出品率(我国55%～58%，工业发达国家60%)。⑤开发钢基复合材料。⑥提高环保水平，达到国家环保标准。3)有色合金铸造重点发展铝、镁等轻合金铸造轻合金由于具有密度小、比强度高、耐腐蚀等一系列优良特性，广泛地应用于航空、航天、汽车、机械等各行业。有色合金熔炼应推广感应电炉。感应电炉热效率高，作业环境好，应是有色合金熔炼的主要设备。应逐步淘汰燃油坩埚炉和焦炭坩埚炉。燃油坩埚炉和焦炭坩埚炉不但热效率低，而且会对周围环境造成污染。还应推广铝合金气体喷吹无毒熔炼技术。 2 发展先进的造型、制芯、落砂、清理工艺和设备先进、成熟、适用的铸造成型工艺方面，可按产品为对象，大致分为以下三种类型：(1)大批量生产的中小型铸件，应推广预紧实的高压、静压、射压或气冲造型高效流水线湿型砂造型，减少、淘汰震压式造型；推广树脂砂高效制芯(热、温和冷芯盒，壳芯等)，减少油砂或粘土砂制芯的比例。湿型铸造中推广煤粉代用材料。(2)单件、小批量生产的中、大型铸件，继续推广各种类型的树脂自硬砂(呋喃、Pepset法、碱性酚醛树脂砂等)，在中、大型铸钢件生产中，也可推广采用酯硬化水玻玻璃砂，代替和淘汰粘土砂干型。(3)特定铸件应推广各种特种铸造，如离心铸管、轻合金压
铸、低压铸造、硅溶胶熔模铸造或硅溶胶-水玻璃复合制壳工艺、型材连铸、铁型覆砂、V 法、消失模铸造等。此外，还应开发和推广能提高铸件精度和表面质量的专用涂料系列和涂敷技术，如不占位涂料、流涂涂料、能控制冷却速度的涂料等。关于铸件清理，继续推广强力抛、喷丸等高效机械化清砂，淘汰水力清砂、水爆清砂，减少手工清砂。对铸铁件配备抛丸清理设备或清理生产线，铸钢件或较复杂的铸铁大件采用喷抛联合清理设备，液压件等小壳体类铸件可采用电液压或电化学清砂设备；如组织清整生产线要尽量考虑铸件的在线检测(如测尺寸精度、表面硬度等)、粗加工基准定位面，设置铸件的防锈处理(浸防锈液或涂底漆等)。还应开发推广机械手和机器人在落砂清理，切割浇冒口，打磨飞边毛刺中的应用，改善工人的劳动条件。 3 将计算机技术引入铸造领域传统的铸造设计、生产方法已不能适应市场经济和社会进步的要求，为了赢得竞争、占有市场、可持续发展，铸造生产厂必须变革传统的生产方法，引进新技术、新思维。将计算机技术引入铸造领域正是这一趋势的迫切要求。以下就计算机在铸造领域应用的一些重要方面，包括计算机辅助设计与分析、计算机检测与控制、专家系统、信息处理系统、铸造工装的计算机应用以及Internet 与铸造产业等进行阐述。1)计算机辅助设计与分析(1)计算机辅助设计计算机辅助设计(Computer Aided Design，简称CAD)是以计算机为主要手段，辅助设计者完成某项设计工作的建立、修改、分析和优化，输出信息全过程的综合性技术。与传统铸造工艺设计方法相比，用计算机设计铸造工艺可以显著提高设计效率、缩短设计周期;能够实现设计与分析的统一;可以存贮并利用铸造工作者的经验，较容易设计出合理的铸造工艺;同时为铸造计算机辅助工程(Computer Aided Engineering，简称CAE)、计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing，简称CAM)、计算机辅助工艺规划(Computer Aided Process Planning，简称CAPP)及计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System，简称CIMS)的实施准备完备的信息，奠定良好的基础。经过几十年的努力，目前国内外研制开发的铸造工艺CAD 系统，概括起来可以分为通用和专用铸造工艺CAD两类：通用铸造CAD系统：主要用于普通砂型铸造工艺的设计，又分为铸钢、灰铸铁、球铁及有色等种类。功能包括浇注系统设计，补缩系统设计，分型面、拔模斜度、加工余量的确定，尺寸标注以及工艺图及工艺卡的输出。专用铸造CAD系统：主要用于某些特定范围和特定目的的铸造工艺设计，如压铸型CAD、齿轮类CAD、阀体类CAD、曲轴类CAD、机架类CAD、缸体类CAD、叶片类CAD、DISA造型线铸造工艺设计CAD等。上述铸造工艺CAD多为二维系统，以甩掉绘图板、红蓝铅笔及铸造手册为主要目的。
(2)计算机辅助分析计算机辅助分析又称计算机辅助工程(Computer Aided Engineering，简称CAE)，是计算机应用的一个重要领域。一般说来，它是通过建立能够准确描述研究对象某一过程的数学模型，采用合适可行的求解方法，使得在计算机上模拟仿真出研究对象的特定过程，分析有关影响因素，预测这一特定过程的可能趋势与结果。铸造过程数值模拟技术便属于典型的CAE技术。经过几十年的发展，铸造CAE所涉及的范围已相当广泛。上述模拟技术已从最初的普通重力砂型铸造扩展到压铸、低压铸造、熔模铸造、电磁铸造、双辊连铸、电渣熔铸等众多铸造方法。目前，铸造数值模拟技术尤其是三维温度场模拟、流动场模拟及弹塑性状态应力场模拟已逐步进入实用阶段，国内外一些商品化软件系统先后推向市场，对实际铸件生产起着越来越重要的作用。因此，对计算机辅助设计与计算机辅助分析应以积极推广。①实施甩图板、甩红蓝铅笔、甩铸造手册工程当前国内铸造生产依然是采用传统的工艺设计手段，铸造工艺CAD的应用几近空白，应当尽快实施甩图板、甩红蓝铅笔、甩铸造手册工程，实现铸造工艺的计算机设计。这是铸造行业技术改造的必然要求。②大力推广铸造CAE技术目前国内采用铸造CAE技术的企业不到100家，仅占所有铸造厂家的0.5%左右，与西方工业发达国家(10%左右)差别很大，推广应用工作应大力加强。一方面国内铸造业应解放思想，大胆采用最新科技成果；另一方面还应正确认识铸造
CAE系统的作用，它侧重于分析、优化铸造工艺，但它绝对不能完全代替铸造工程技术人员，不能神化它的功用，亦不应无视其作用，确切地说它是铸造工作者手中的有利工具。最后还需要政府的扶植，多渠道推广。③铸造工装初步实现CAD／CAE/CAM/RPM一体化，进一步实现远程制造在整个铸造生产中，铸造工装尤其是铸造模具/模板的设计制造，比较易于实现CAD/CAE/CAM/RPM一体化。目前国内一些铸造工装企业已初步采用了上述先进设计制造技术，甚至还实现了远程制造。但范围太小，需要进一步加大推广应用力度。④加强人才培训铸造CAD、CAE推广应用的另一个关键是人才培训，性能先进的CAD、CAE 软件系统只有配以高素质的应用人才才能达到最佳效果。因此在推广高技术的同时应大力加强人才培训。2)计算机检测与控制利用计算机实现对生产设备或生产过程进行检测与控制是计算机在铸造生产中应用的重要内容。近些年来，已经出现了很多利用微机来测试各种参数、监视生产状况、控制生产过程的设备及装置，从而有效地提高了铸件质量及生产效率，降低铸造成本。铸造过程采用微电子及计算机技术进行检测与控制是生产高质量铸件的必备条件，也是现代铸造生产的一个重要标志。微机检测与控制系统通常由计算机硬件与软件、I/O接口、模数转换器(A/D)、数模转换器(D/A)、传感器及执行机械等部分组成。目前在铸造生产中运用的微机检测与控制系统主要有如下几个方面：①型砂性能及砂处理过程微机检测与控制。主要功能有紧实率、抗压强度、抗拉强度、有效粘土含量、透气性测定及水分控制。②冲天炉熔炼的微机检测与控制。主要功能有配料的自动控制、风量调节、冷却水量控制、湿度及温度控制。③金属液质量的炉前快速检测及微机处理。主要功能有各元素成分测定、金属液温度、共晶度、孕育效果、抗拉强度、硬度的测定。④铸件成形过程的微机检测与控制。主要功能有金属液流动性检测、铸型性能检测、造型线主辅机工作状态的监控。⑤铸件成品质量的微机检测。主要功能有检测铸件内部空洞的大小、检测铸件表面的粗糙度。此外还有低压及压铸生产过程微机控制系统、料库监控系统及生产组织协调监控系统等。随着科技的发展，铸造行业计算机检测与控制系统将越来越强调在线监控，强调集成化与智能化。①在线化能够对铸造过程或设备进行在线检测与控制，能够及时准确地反映现场状态，实时控制有关生产设备，从而使铸造过程或设备保持着最佳状态。②集成化各监控系统能够相互配合、相互协调，成为一个有机的整体。③智能化监控系统能够根据现场实际情况，自动发出准确合理的指令控制相关对象。④远程化利用Internet可以实现远程(异地)监控。国内铸造企业这一领域的计算机应用相对较多，尤其是一些大规模专业铸造生产厂家，比较注重该方面技术的应用。但总的来说，应用面还不够宽，现有的检测与控制系统也大都是散兵游勇，各自为政，相对孤立地完成某一特定的工作。因此铸造企业一方面在抓现有铸造监控系统现代化改造的同时，注重引进吸收先进在线化、智能化、集成化的监控技术，从而达到高效低耗生产出高质量铸件的目的。3)专家系统专家系统(Expert System)是近几十年来人工智能领域研究开发的计算机系统，它是人类长期以来对智能科学的探索成果和实际问题求解需要相结合的必然产物。专家系统是一种基于知识的智能系统，以求解那些人类专家才能解决的高难度问题为特征。一般包括知识库、数据库、推理机、知识获取机制、解释机制及用户接口等部分。铸造生产是一个复杂的过程，产品质量受诸多影响因素的制约。而这些因素一般是随机的、复杂的、很难用数学公式描述。在处理一些突发事件时，往往需要丰富的知识与经验，而这些知识与经验并不是所有人都能够掌握的。一个性能优越的铸造生产专家系统就可以处理生产中错综复杂的情况，在不确定信息基础上得到正确的结论，及时准确地解决问题。国外铸造专家系统的研制起始于80年代，一些不同类型的铸造专家系统先后推向市场，如冲天炉控制专家系统，铸件缺陷分析诊断专家系统，铸造过程规划、咨询系统，熔模铸造专家系统等，在实际生产中已取得较好的应用效果。国内这一领域的研究开发工作起步较晚，但在一些方面也取得了长足进步，先后推出了型砂质量管理专家系统，铸造缺陷分析专家系统，
自硬砂质量分析专家系统，压铸工艺参数设计及缺陷诊断铸造生产专家系统等。尽管铸造生产专家系统的研究工作已在很多领域展开，并取得了一定的应用效果，但总的来说目前还处于初始阶段。一些技术及应用环节的障碍，如铸造知识类型复杂、知识表达困难、决策空间大、多目标和多重约束、模糊性和不确定性等都有待于进一步解决。专家系统控制是智能控制的另一个重要分支，是专家系统应用研究的前沿。在线专家系统控制更是倍受关注，铸造领域这方面的研究将逐步展开。铸造生产专家系统是一个与实际生产结合极其紧密的应用技术，需要从实际中来，到实际中去。铸造专家系统的研制及应用均需要铸造生产企业给予大力的帮助与支持，因此应用推广工作应引起多方面高度重视。4)信息处理系统信息社会的一个重要特征就是"信息爆炸"，在这样的背景下，如何运用高效的管理手段及时准确地分析和处理要"爆炸"的信息和浩瀚的数据就显得非常重要了。对于一个铸造企业来说，企业内部各管理部门之间、各生产部门之间、管理和生产部门之间以及企业和外部之间需要传递大量的信息；另一方面企业内部各部门技术的进步往往会发生一些阻碍信息交流的"孤岛"，一些处理系统如CAD、CAE、CAM、CAPP所需要的及所生成的数据彼此差异很大，需要协调管理，才能达到资源共享。根据上述要求信息处理系统(Information Processing System)应运而生。企业信息处理系统有别于管理信息系统(Management Informtation System，简称MIS)及产品数据管理(Production Data Management，简称PDM)，是一个范围更广、内容更深，集整个企业所有行为为一体的信息处理系统。以铸造生产为例，一个铸造厂的信息处理系统应含盖该厂的所有行为，包括市场营销、物料进出、生产组织与协调、行政管理、与外界的信息交换等等。当今世界信息技术即将成为第一大产业，各种各样信息处理技术大量涌现、日新月异，特别是信息高速公路的出现，使人类社会进入了一个崭新时代。但是与其他领域相比，铸造行业信息处理技术研究、开发与应用显得过于落伍。特别是国内的铸造生产厂家，基本是拒信息技术于门外，尽管也有个别企业尝试采用现代先进信息处理技术，但毕竟凤毛麟角，远没有形成气候。总结国内铸造行业信息处理技术的开发应用现状，有以下特点：①研究开发没形成规模基本上处于手工、作坊式、来料加工方式，没有形成规模、特色。所采用的技术也远不是最先进的。②应用范围较窄主要集中在铸造企业的财务、人事、库料管理等方面，现场生产管理很少，基本上谈不上系统集成。③缺乏先进信息技术的应用如PDM技术、MRP-Ⅱ技术、Internet/Intranet技术等应用还处于起步阶段。但是，作为机械产品毛坯重要的生产方式，铸造必须吸纳各种现代先进技术，以实现自身的完善与发展。先进信息处理技术的应用将是铸造产业现阶段及将来的技术进步最重要的领域之一。其发展也必将呈现集成化、国际化等趋势。铸造企业信息处理系统是一个庞大的系统工程，需要有长远的目标与规划。该系统的实施与应用将彻底改变铸造企业传统的生产、管理方式。5)铸造工装的计算机应用铸造工装尤其铸造模具、模板的设计制造与普通铸件生产过程相比，更方便采用现代先进制造技术。因此，目前在整个铸造相关环节中，铸造工装的生产过程相对较多地应用了先进的设计与制造手段。进入九十年代中期，国内外一些专业铸造模具/模板制造企业，已比较普遍采用以下列方面为代表的先进设计与制造手段，完全变革了传统的制模方式，带来了铸造工装生产的彻底性革命。①CAD/CAM一体化在三维特征造型系统上直接进行模具的设计，能够实现模具各部分的虚拟装配，自动检查干涉情况;能够完成走刀规划和加工模拟;可以自动生成NC代码，迅速快捷地生产出高质量的铸造模具来。②快速原型制造利用快速原型制造(RPM)技术，能够快速提供铸造工装的模样，可以显著缩短新产品开发周期，降低试制成本。③并行工程(CE) 在铸造模具/模板设计的一开始就综合并行考虑模具的设计、加工、装配、使用直到报废处理的所有环境，可以将设计错误降低到最低。④远程设计与制造随着Internet的不断发展，铸造工装的异地设计、异地制造已成为现实，远程设计与制造技术能够充分发挥不同国家、不同地区的各种资源优势，达到最佳配置。展望先进铸造工装生
产技术的发展趋势，将呈现如下特点：①并行环境下CAD/CAE/CAM/RPM集成将CAE 技术引入铸造工装的设计制造过程，分析预测产品制造及使用过程各物理特性的变化，从而优化设计与制造工艺。进一步将实现并行环境下CAD/CAE/CAM/RPM集成。②分散网络化制造(DNM) 作为远程设计与制造技术的发展，分散网络化制造能快速、并行地将不同的成员组合成铸造工装虚拟企业，以最大限度地满足市场需求，充分利用现有资源，保证可持续发展。尽管国内铸造工装制造的计算机应用已倍受关注，也取得了巨大的进步，但与西方工业发达国家相比，国内的技术研究开发水平还很落后，推广应用范围还很小，亟需迅速提高。6)Internet与铸造产业因特网，即Internet是一个国际性的计算机互连网络，它由千百万计相互联接的计算机组成，范围已遍及五大洲几乎所有的国家，是现代社会传递信息的重要工具，对人类活动产生着日益深刻的影响。与其他领域一样，因特网对制造业的影响是巨大的。目前国外的先进制造企业50%左右的生产信息是通过因特网传递的。一些企业的商务活动已过渡到网上商务时代。因特网正改变着传统企业的运作模式，使大部分企业行为方式发生了本质革命，主要体现在如下一些方面：①新的商务模式包括网上企业主页信息发布;网上产品与服务广告;网上订货与销售等，Internet能够在企业与用户间、企业与协作企业间建立快速信息流传递，为制造业抓住商机、快速报价、签定合同、组织协作、建立供应链、敏捷响应用户需求提供了保证。②新的研究、开发、设计与制造方式利用Internet可以实现异地协同研究、开发，异地协同设计及远程制造，充分合理利用、配置资源。③新的售前、售后服务方式包括远程演示、远程培训、远程诊断服务、远程实时检测等崭新手段。④新的企业管理方式Internet和Intranet的应用可以使企业管理集约化。对供应链实行动态优化，减少库存，实时了解生产状态，能够提高管理水平，降低管理费用。⑤新的企业组织方式利用Internet可以组织不同区域的相关企业，形成虚拟企业，实现分散网络化制造(DNM)，能够发挥各自的优势，最大限度合理利用各种资源。西方工业发达国家的铸造组织及铸造企业非常重视Internet的使用，纷纷建立自己的主页、站点，这些国家铸造产业的网上电子商务、远程设计与制造、虚拟铸造工厂等领域都在飞速发展。国内铸造业Internet发展也非常快，一些组织、企业都已拥有自己的主页、站点，部分铸造企业的网上电子商务活动相当活跃，尤其是一些铸造模具生产厂家已实现了异地设计及远程制造。但总的来说应用面还不够广，尚需进一步拓宽，应用的层次还比较低，亟待进一步提高。国内铸造企业应尽快驶上"信息高速公路"，首先建立自己的主页，逐步开展网上电子商务。根据各自企业的实际情况，有计划、有步骤地采用网络化高新技术，来改进企业的生产手段，中国铸造业必将焕然一新。
岷县清水乡清水村的铜铝翻砂铸造工艺是最有特色的传统加工业，工艺历史悠久，据村民传说已有500多年的历史，目前全村200多户人家从事铸造工艺的有40多户，每户平均收入4万多元。 铜铝翻砂工艺过程复杂，全部手工操作，工艺的传承以师傅带徒弟、口传心授的方式代代相传。铜铝翻砂铸造工艺最重要的是翻砂模具的制作。模具由红胶土、细颗粒砂、木炭水三种原料组成，模具的里层当地人叫瓤子，外层叫皮子，加工用转轮与陶轮相仿，按程序先做里子，再做皮子，然后在里子上刮出所铸器物的厚度，在皮子上雕刻图案，图案雕好后用木炭水涮光，晾干后备用。待一炉的活全部做好后在自家院子里挖一个大坑，将做好的模具合好后放在坑里，填土夯实，并预留好浇铸口，通气孔，然后进行浇铸。 值得一提的是，作为最关键的模具的制作，一般人需得两三年时间才能掌握，而且要进行大量的技术实践，其模具皮子、里子的配方、原料的干湿以及图案何时雕刻、木炭水如何涮光、器物浇铸厚度的掌握等等则全凭自己的悟性和感觉，只可意会，别人说出的理论则完全不能照搬，搬上也不好运用。这跟所有的手工一样，在一系列复杂的过程之中，一件件模具被赋予
了活的灵性，俨然是每一个手艺人活生生的再现，也就是“活如其人”。 浇铸加热用的燃料为木炭，煤是不能代替的(煤的加热温度达不到)，加热的炉具叫勺子，有一个自制的圆桶状风箱由整块圆木制成，长度有1.5米左右，拉起来很费力，需由4—6人才能拉动，由于铜的沸点很高，一般大功率的鼓风机持续吹风也达不到熔点，浇铸时一勺子铜(100公斤左右)需由20***流拉风箱持续加热达6个多小时。谁家要“扯活”(当地人叫熔铜浇铸为“扯活”)需得邀请亲房邻居，东家提前备好足够的伙食，从午夜2时开始起炉。尤其在冬天，勺子里冲天大火发出呼呼的响声，五六个男女站在风箱把子的两边扯着大风箱，一个人头带草帽不断地加料、添火，并不时地清除铜里的杂质，其他人在屋里抽烟、品茶、吃馍馍，说古话，惹得大家不时发笑。其场面里外呼应，好不壮观，好不热闹。一炉大火把村里十几户人家欢聚在一起，团结在一起，一次浇铸就是一次极好的感情交流过程，大家互相帮忙，互相出力，连工钱都不要，这场景在物欲横流的都市是不可想象的。待铜快熔完时，用一根木椽一头搭在勺子外壁，一头用耳朵听，即可听到熔化的铜是不是煮起来了。如果煮
铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备； 3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 5）落砂清理与铸件检验等主要工序。 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。 图1 铸造成形过程
铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。 2、型砂的组成型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构，如图 2 所示 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点： 1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5 毫米到1 米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。 2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时。 4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。 铸件的手工造型手工造型的主要方法砂型铸造分为手工造型（制芯）和机器造型（制芯）。手工造型是指造型和制芯的主要工作均由手工完成；机器造型是指主要的造型工作，包括填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成。泊头铸造工量具友介绍手工造型的主要方法：手工造型因其操作灵活、适应性强，工艺装备简单，无需造型设备等特点，被广泛应用于单件小批量生产。但手工造型生产率低，劳动强度较大。手工造型的方法很多，常用的有以下几种： 1．整模造型 对于形状简单，端部为平面且又是最大截面的铸件应采用整模造型。整模造型操作简便，造型时整个模样全部置于一个砂箱内，不会出现错箱缺陷。整模造型适用于形状简单、最大截面在端部的铸件，
熔模铸造工艺流程 模具制造 制溶模及浇注系 统 模料处理 模组焊接 模组清洗 上涂料及撒砂 涂料制备 重
复 型壳干燥(硬化 多 次 脱蜡 型壳焙烧 浇注 熔炼 切 割 浇 口 抛 光 或 机
工 钝化 修整焊补 热处理 最后清砂 喷丸或喷砂 磨内
口 震 动 脱 壳 模料 制熔模用模料为日本牌号：K512模料 模料主要性能： 灰分≤0.025% 铁含量灰分的10% ≤0.0025% 熔点 83℃-88℃（环球法）60℃±1℃ 针入度 100GM（25℃）3.5-5.0DMM 450GM（25℃）14.0-18.0DMM 收缩率 0.9%-1.1% 比重 0.94-0.99g/cm3 颜色新蜡——兰色、深黄色 旧蜡——绿色、棕色
蜡（模）料处理 工艺参数： 除水桶搅拌时温度 110-120℃ 搅拌时间 8-12小时 静置时温度 100-110℃ 静置时间 6-8小时 静置桶静置温度 70-85℃ 静置时间 8-12小时 保温箱温度 48-52℃ 时间 8-24小时 二、操作程序 1、从脱蜡釜泄出的旧蜡用泵或手工送到除水桶中，先在105-110℃下置6-8小时沉淀，将水分泄掉。 2、蜡料在110-120℃下搅拌8-12小时，去除水份。 3、将脱完水的蜡料送到70-85℃的静置桶中保温静置桶中保温静置8-12小时。 4、也可将少量新蜡加入静置桶中，静置后清洁的蜡料用手工灌到保温箱蜡缸中，保温温度48-52℃，保温时间8-24小时后用于制蜡模。
5、或把静置桶中的回收蜡料输入到气动蜡模压注机的蜡桶中，保温后压制浇道。 三、操用要点 1、严格按回收工艺进行蜡料处理。 2、除水桶、静置桶均应及时排水、排污。 3、往蜡缸灌蜡时，蜡应慢没缸壁流入，防止蜡液中进入空气的灰尘。 4、蜡缸灌满后应及时盖住，避免灰尘等杂物落入。 5、经常检查每一个桶温，防止温度过高现象发生。 6、作业场地要保持清洁。 7、防止蜡液飞溅。 8、严禁焰火，慎防火灾。 压制蜡（熔）模 一、工艺参数 室温20-24℃压射蜡温50-55℃ 压射压力0.2-0.5Mpa 保压时间10-20S 冷却水温度15±3℃ 二、操作程序
翻砂铸造生产工艺 翻砂是用粘土粘结砂作造型材料生产铸件，是历史悠久的工艺方法，也是应用范围最广的工艺方法。说起历史悠久，可追溯到几千年以前；论其应用范围，则可说世界各地无一处不用。 值得注意的是，在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天，粘土湿型砂仍是最重要的造型材料，其适用范围之广，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能与之比拟的。 “砂型铸造”时先将下半型放在平板上，放砂箱填型砂紧实刮平，下型造完，翻砂铸造将造好的砂型翻转180度，放上半型，撒分型剂，放上砂箱，填型砂并紧实、刮平，将上砂箱翻转180度，分别取出上、下半型，再将上型翻转180度和下型合好，砂型造完，等待浇注。这套工艺俗称--“翻砂”。 翻砂是将熔化的金属浇灌入铸型空腔中，冷却凝固后而获得产品的生产方法。在汽车制造过程中，采用铸铁制成毛坯的零件很多，约占全车重量的60％左右，如气缸体、变速器箱体、转向器壳体、后桥壳体、制动鼓、各种支架等。制造铸铁件通常采用砂型。砂型的原料以砂子为主，并与粘结剂、水等混合而成。砂型材料必须具有一定的粘合强度，以便被塑成所需的形状并能抵御高温铁水的冲刷而不会崩塌。为了使砂型内塑成与铸件形状相符的空腔，必须先用木材制成模型，称为木模。炽热的铁水冷却后体积会缩小，因此，木模的尺寸需要在铸件原尺寸的基础上按收缩率加大，需要切削加工的表面相应加厚。空心的铸件需要制成砂芯子和相应的芯子木模(芯盒)。有了木模，就可以翻制空腔砂型。在制造砂型时，要考虑上下砂箱怎样分开才能把木模取出，还要考虑铁水从什么地方流入，怎样灌满空腔以便得到优质的铸件。翻砂铸造制成后，就可以浇注，也就是将铁水灌入砂型的空腔中。浇注时，铁水温度在1250―1350度，熔炼时温度更高。然后还要经过除砂、修复、打磨等过程，才能够成为一件合格铸件。(end)文章内容仅供参考() (2012-5-16) 1/ 1
翻砂铸造 翻砂铸造：用粘土粘结砂作造型材料生产铸件，是历史悠久的工艺方法，也是应用范围最广的工艺方法。说起历史悠久，可追溯到几千年以前；论其应用范围，则可说世界各地无一处不用。值得注意的是，在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天，粘土湿型砂仍是最重要的造型材料，其适用范围之广，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能与之比拟的。据报道，美国钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占80%以上；日本钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占73%以上。适应造型条件的能力极强，也是粘土湿型砂的一大特点。1890年震压式造型机问世，长期用于手工造型条件的粘土湿型砂，用于机器造型极为成功，并为此后造型作业的机械化、自动化奠定了基础。近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型等新工艺，也都是以使用粘土湿型砂为前提的。各种新工艺的实施，使粘土湿型砂在铸造生产中的地位更加重要，也使粘土湿型砂面临许多新的问题，促使我们对粘土湿型砂的研究不断加强、认识不断深化。现今，随着科学技术的速发展，各产业部门对铸件的需求不断增长，同时，对铸件品质的要求也越来越高。现代的铸造厂，造型设备的生产率已提高到前所未有的水平，如果不能使型砂的性能充分适应具体生产条件，或不能有效的控制其稳定、一致，则不用多久就可能将铸造厂埋葬于废品之中。随着科学技术的发展，目前采用粘土湿型砂的铸造厂，一般都适合其具体条件的砂处理系统，其中包括：旧砂的处理、新砂及辅助材料的加入、型砂的混制和型砂性能的监控。粘土湿砂系统中，有许多不断改变的因素。如某一种或几种关键性能不能保持在控制范围之内，生产中就可能出现问题。一个有效的砂处理系统，应能监控型砂的性能，如有问题，应能及时加以改正。由于各铸造厂砂处理系统安排不同，选用的设备也不一样，要想拟定一套通用的控制办法是做不到的。这里，打算提出一些目前已被广泛认同的控制要点。各铸造厂认真地理解了这些要点之后，可根据自己的具体条件确定可行的控制办法。而且，还要随着技术的进步和工厂的实际能力（包括人员和资金）不断改进对型砂系统的控制。 计算比较：型砂的比热大致是：9.22×102J/kg·℃，水的比热是：4.19×103J/kg·℃，水的蒸发热是：2.26×106J/kg， 1吨砂中加20℃的水10kg（加水1%），使其温度升到50℃，所能带走的热量为4.19×103 ×10×30，即12.57×105J。 1吨砂温度降低1℃，需散热9.22×102×1000 J，即9.22×105 J。所以，在旧砂中加水1%，只能使温度降低24.5℃。使1吨砂中的水分蒸发1%（10kg），能带走的热量为2.26×107J，却可使砂温降低24.5℃。以上的分析表明：简单地向皮带机上加水或向砂堆洒水，冷却效果是很差的。即使加水后向砂表面吹风，也不能有多大的改善。加水后，要使水在型砂中分散均匀，然后向松散的砂吹风，使水分迅速蒸发，
1 铝合金的熔化 1．1 坩埚、锭模及熔炼工具的准备 1．1．1 石墨坩埚的准备： 1．1．1．1 根据熔化量的多少选用容量适当的坩埚； 1．1．1．2 新坩埚使用前，应由室温缓慢升温至900℃进行焙烧，以去除坩埚的水分并防止炸裂；1．1．1．3 旧坩埚（注意同一个坩埚不能用于熔化不同牌号的合金）使用前应检查是否损坏，清除表面熔渣和其它脏物，装料前预热到250~300℃。 1．1．2 铁质坩埚一般采用球铁坩埚，也可用铸钢（或钢板焊接）坩埚。为提高坩埚使用寿命，其外表面可进行液体渗铝处理。 1．1．3 坩埚、锭模及熔炼工具，使用前应将残余的金属、氧化皮等杂物清除干净。 1．1．4 新坩埚及有锈蚀污物的旧坩埚，使用前应吹砂或用其它方法清除干净，并加热到700～800℃，保温2～4小时，以除去坩埚吸附的水分及其它化学物质。 1．1．5 铝镁系合金的熔炼工具，使用前应在光卤石等溶剂中洗涤干净。 1．1．6 坩埚、锭模、熔炼工具使用前应涂防护涂料。搪衬的保温坩埚重复使用时，可不涂防护涂料。1．1．6．1 涂料成分可按表1中的规定： 表1 坩埚和工具用涂料 1．1．6．2 涂料的配制：涂料成分中的所有固体组元，配制前应磨碎，并经过100～140目过筛，然后混合均匀。使用时，先将水玻璃倒入80～100℃的热水中搅拌均匀，加入固体组元后再搅拌均匀，冷却后备用。配好后的涂料停放时间一般不超过8小时。 1．1．6．3 将坩埚、锭模、熔炼工具预热到180～250℃，涂以防腐涂料。 1．1．7 用于保温的碳素钢板焊接坩埚，其内表应用耐火材料搪衬。耐火材料可按表2中的规定： 表2 耐火材料成分配比 1．2 原材料 1．2．1 配制铝合金所用的金属材料应符合QB004《原材料技术条件及验收标准 >标准》中的规定。1．2．2 配制涂料、搪衬、精炼用剂所用的辅助材料也应符合QB004中的规定。 1．3 中间合金的配制：铝基中间合金的配制工艺及配料系数见表3及表4： 表3 常用中间合金的配制工艺参数
铸造工艺设计： 就是根据铸造零件的结构特点,技术要求,生产批量和生产条件等,确定铸造方案和工艺参数,绘制铸造工艺图,编制工艺卡等技术文件的过程.设计依据： 在进行铸造工艺设计前,设计者应掌握生产任务和要求,熟悉工厂和车间的生产条件,这些是铸造工艺设计的基本依据.设计内容： 铸造工艺设计内容的繁简程度,主要决定于批量的大小,生产要求和生产条件.一般包括下列内容： 铸造工艺图,铸件(毛坯)图,铸型装配图(合箱图),工艺卡及操作工艺规程.设计程序： 1零件的技术条件和结构工艺性分析;2选择铸造及造型方法;3确定浇注位置和分型面;4选用工艺参数;5设计浇冒口,冷铁和铸肋;6砂芯设计;7在完成铸造工艺图的基础上,画出铸件图;8通常在完成砂箱设计后画出;9综合整个设计内容.铸造工艺方案的内容： 造型,造芯方法和铸型种类的选择,浇注位置及分型面的确定等.铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置.分型面是指两半铸型相互接触的表面.确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则,总的原则是： 使造芯到下芯的整个过程方便,铸件内腔尺寸精确,不至造成气孔等缺陷,使芯盒结构简单.1保证铸件内腔尺寸精度;2保证操作方便;3保证铸件壁厚均匀;4应尽量减少砂芯数目;5填砂面应宽敞,烘干支撑面是平面;6砂芯形状适应造型,制型方法.铸造工艺参数通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些数据.1铸件尺寸公差： 是指铸件各部分尺寸允许的极限偏差,它取决于铸造工艺方法等多种因素.2主见重量公差定义为以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量变动的允许值.3机械加工余量： 铸件为保证其加工面尺寸和零件精度,应有加工余量,即在铸件工艺设计时预先增加的,而后在机械加工时又被切去的金属层厚度,称为机械加工余量,简称加工余量.代号用MA，由精到粗分为ABCDEFGH和J9个等级。
消失模铸造工艺流程及车间环境状况分析消失模铸造简称EPC，又称气化模铸造或实型铸造。它是采用泡沫塑料模样代替普通模样紧实造型，造好铸型后不取出模样、直接浇入金属液，在高温金属液的作用下，泡沫塑料模样受热气化、燃烧而消失，金属液取代原来泡沫塑料模样占据的空间位置，冷却凝固后即获得所需的铸件。 消失模铸造工艺简图： 消失模铸造生产线的工艺流程分为白区与黑区两大部分。 一、白区工艺流程： 首先根据铸件的材质以及壁厚选择适合它的原始珠粒。将原始珠粒按定量加入间歇式予发机中进行预发泡，使其达到工艺要求的密
度，通过予发机硫化床干燥后发送到熟化仓内进行熟化。熟化后的珠粒运送到成型间，将珠粒注入到成型机上的模具中，通蒸汽将其膨胀融解成型，形成铸件模样，通冷水进行冷却降温，使白模具有一样的强度，这时成型机起模人工取出白模放到白模烘干车上，运输至热风隧道通过式烘干室进行烘干。白模烘干车在烘干室轨道上行走，每推进室内一车，在另一端顶出一车，以此循环。烘干室采用热风强制循环系统，烘干室内的温度及湿度通过PLC自动控制达到工艺要求，大大提高了生产效率，并节约能源。白模烘干后运输到组模间组装、粘结浇冒口。组装好的白模运输至一次涂料间浸刷涂料，不同材质的铸件选择不同的涂料配方，将原材料放入涂料搅拌机中进行搅拌，达到工艺要求时间后测试涂料密度，经测试合格后再放入涂料槽中供工人使用。将浸刷好的白模放到烘干车上运输至黄模一次烘干室进行烘干，烘干后的黄模运输到二次涂料间进行二次浸刷涂料，达到工艺要求的涂层厚度，再运输至黄模二次烘干室进行烘干、修补。经过二次烘干后的黄模用烘干车运输到黑区造型工部进行填箱、造型，烘干车空车返回成型间。至此白区工艺流程全部结束。 二、黑区工艺流程： 1、造型工部： 造型工部由两条造型线和一条回箱线组成，砂箱的循环运行是由砂箱轨道、手动变轨车来完成，每一条生产线由工艺要求的砂箱数量组成。每一条造型线由一台2吨单维振实台，两台4吨变频三维振实台组成。造好型的砂箱依次进入两条浇注冷却线，浇注冷却线由真空对接机组成。浇注冷却线进入一定数量砂箱后真空对接机自动对接、人工浇注。浇注完成后进行保压冷却，保压后真空对接机复位，撤真空，保压结束后进入冷却段进行冷却。在这两条浇注线浇注的同时，造型线造好型的砂箱依次进入令外两条浇注线等待浇注，并重复前两条浇注线的动作，以此循环。 本造型工部采用BSZ-04k变频三维振实台，其结构及工作原理：
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铸铝、翻砂铸造的中资企业。位于广东省东莞市石排镇，公司从事铝合金铸造行业已经有十多年的历史，专业从事于铝合金铸造件的生产和加工。公司除了自己设计制作各种铝合金铸造类模具外，铝合金铸造和机械加工为一体是公司的另外一个生产特色。还可以根据客户的要求，来样，来图进行模具的设计和产品的生产，做出各种毛胚件和成品件。其配套了抛丸机，喷砂机，热处理机器多台，CNC数控加工中心，铣床等设备。产品经机加工后，产品表面无疏松，夹渣，砂眼等不良现象，产品领域包括了汽摩配件，火车零件，机械零件，马达风机，空压机系列，印刷机械零件，家私配件，木工和医疗器械零件等类型，产品出口到意大利，以色列，日本，台湾等国家和地区。 铝铸件生产厂家——无锡伟力强金属制造有限公司位于风景秀丽的太湖之滨江苏无锡新区，距市区仅15公里，离无锡机场2公里，南临京沪铁路、沪宁高速公路和京杭大运河，水陆交通便利，工业基础发达。公司专业从事各种铜、铝合金铸造、重力制造、砂型铸造，产品有各种管接件、阀门、导体、机械用品等系列产品。 铝铸件生产厂家——常州和茂机械制造有限公司位于江苏省常州市雪堰镇，锡宜公路贯穿其中，与全国闻名的灵山大佛相邻，交通非常便利。是一家模具开发、产品制造及精加工为一体的综合性生产厂家。专业从事各种铝合金铸造、重力制造、铁铸造，产品有各种散热器封头、阀体、阀片、阀门、管接件、导体、机械用品等系列产品。 铝铸件生产厂家——浙江包氏铸造有限公司成立于1995年，专业从事铝合金重力铸造，低压铸造和砂型铸造等工艺铝铸件的研发、生产和加工。公司坐落于浙江省永康市经济开发区。
翻砂铸造技术 1．树脂固化砂工艺树脂砂的特点较多，如型芯砂高强度、高固化效率、高溃散性，铸件高精度、高表面质量，为大批量流水线生产各种复杂的中、小型铸件的型芯提供了一种理想的方法，从而很快在汽车、拖拉机和内燃机等行业得到了广泛应用。又由于其高强度、高精度、高溃散性，低的造型制芯劳动强度，对于满足多品种、小批量生产各种结构日趋复杂的中、大型铸件的型芯，也起了十分重要的作用。目前，树脂砂工艺繁多，可按其不同的硬化方式，分为如下三大类：加热硬化法、吹气硬化法和自硬法。 1. 加热硬化法此法系指型芯本体经过外部加热源进行加热，使型芯砂在一定温度和时间下固化成型的一种工艺。目前在铸造生产中广泛应用的有：壳型法和热芯盒法两种。壳型法是一种开发最早、发展最快、应用甚广的高效造型、制芯工艺。由于覆膜砂的流动性、充型性和存放性均好，强度大、溃散性好，被汽车行业广泛应用于大批量生产各种结构复杂、质量要求高的型芯。热芯盒比壳型开发晚15年，由于它的型、芯砂制备简单，成型温度低，硬化速度快，在生产中也得到了应用，鉴于其型砂流动性差、存放性不好，吸湿性很大，含氮量较高，限制了它的应用，目前国外已开发了新型热芯盒树脂，效果较好，国内也在试用。由于这两种工艺操作方法基本相似，下面仅介绍壳型法。（1）壳型用原材料及其特性壳型用原材料主要是覆膜砂，它是由硅砂、热塑性酚醛树脂、乌洛托品硬化剂、硬脂酸钙润滑剂及其他附加物等材料，在专门的混制设备上热法混制而成，铸造厂家可根据铸件的种类和不同结构的要求来选用，目前市场上可提供的覆膜砂系列产品的性能见表1。 表1 覆膜砂系列产品的性能 （2）壳型、芯的制造工艺及其设备壳型、芯的制作方法一般有两种：翻斗法和吹砂法。翻斗法适用于壳型制作，而吹砂法多用于壳芯生产。吹砂法壳芯机又可分为底吹式和项吹式两大类。底吹式壳芯机制芯时，芯砂由底部吹入芯盒，吹芯压力为0.4～05MPa，吹砂时间为15～35s。由于芯砂由底部吹入芯盒，充填情况不如顶吹式理想，故一般适用于外形简单的壳芯。顶吹式壳芯机制芯时，芯砂由芯盒顶部吹入，充填情况较好，但整机结构复杂，常用于结构较复杂的壳芯制造，其吹芯压力为0.l～0.3MPa，吹砂时间为3～8s。壳芯制造过程如下：把芯盒加热至210～250℃，吹入覆膜砂，这时覆膜砂上树脂受热融化、结壳后，翻转180o，使芯盒自动左右摇摆数次，排放出未固化的砂子，翻斗复位，壳型、芯继续硬化2～3min，便可顶出制好的壳型、芯。（3）发展前景在热法制芯中壳型、芯工艺是一种很有发展前途的高效制芯工艺，但是目前覆膜砂中树脂加入量高，生产成本高，铸件气孔及变形严重。同时它存在硬化温度高，硬化时间长，硬化时气味大等缺点。国内外正在开发各种新型的低气味、高强度、速固化、流变性能好的改性酚醛树脂和低氮、无氮的硬化剂，并开发了新型覆膜混砂设备和；日砂再生设备。2．吹气硬化法此法系指型、芯本体不需加热，仅在气体催化剂作用下迅速固化成型的一种制芯工艺。这种工艺现有三乙胺法、SO2法和低毒、无毒气硬法等几种。目前在生产中仅三乙胺法得到广泛的应用。它的最大特点是硬化速度快，硬透性好，生产效率高；其次是芯盒不需加热，劳动条件好，芯盒生产成本低，现已在批量生产各种复杂的砂芯的汽车、拖拉机行业广为应用。（l）三乙胺法用原材料三乙胺法用原材料主要由硅砂、树脂和催化剂等组成。此法对硅砂要求甚严，特别是含水量＜0.2％，含泥量＜0.3％（均指质量分数）。所用的树脂由二个组分组成；组分Ⅰ为苯醚型特制酚醛树脂，组分Ⅱ为聚异氰酸酯（PAPI）。为了降低树脂对硅砂及环境湿度的敏感性和适用于低温浇注铝合金铸件的需要，近年来，又开发了抗湿性树脂和铝合金专用树脂。催化剂为液态的三乙胺或二甲基乙胺，为了能使砂芯均匀硬化，液态三乙胺需要先雾化或汽化，再与惰性气体混合（常用的氮气），吹入芯盒，使砂芯硬化，以防止三乙胺气体浓度过大而引起
挤压铸造工艺优势与应用简介 挤压铸造工艺与装备应用现状 挤压铸造技术发明了65年，它所具有强大的技术优势，已为机械制造工艺行业所重视。可惜受传统思维方式和装备研制滞后的制约，挤压铸造的优势仍未得以最充分的展现。现时挤压铸造工艺基本以开式浇铸立式挤压方式进行，与工效最高的卧式冷室压铸工艺未能实现兼容。近年发展起来的立式闭模充型挤压铸造，与40年前发明的"精、速、密"压铸原理一样，都是以压射机构进行补缩，其公称压力有限，并未达到挤压铸造的补缩比压要求，严格来说，还不能算作真正意义上的挤压铸造。 与压铸技术相比，现有挤压铸造设备工效不高，零件成形尺寸精度低，成本相对较高。由于设备的自动化程度低，对工人的技能要求较高，操作难度较大，劳动强度高。同样的零件，挤压铸造工艺的车间成本约为压铸工艺的2--3倍。加上压射系统不完善，结构复杂的零件难以生产出来，限制了挤压铸造工艺的广泛应用。 挤压铸造工艺推广应用所存在的问题，是由于装备发展的滞后产生的。现时传统的挤压铸造工艺与装备，最大的症结在于未能真正与传统压铸装置的压射系统有效结合，合模、锁模与挤压如何很好地结合起来是其关键的问题。不突破这一点，挤压铸造的工艺潜能就不能完全发挥出来，其对传统压铸工艺的替代性优势也就难以充分表达，传统压铸技术也不能借此技术进行复合而跃上一个新台阶。 在传统压铸机上应用挤压压铸工艺的优势 传统压铸工艺与装备技术已相当完善，特别是卧式冷室压铸机及卧式压铸工艺，它的压射与合模锁模装置，具有极强的工艺适应性。因此，挤压铸造工艺如果不能与传统压铸装备相结合，将制约它的广泛应用。跨出这一步，挤压铸造技术将出现另一个分支，这就是挤压压铸技术。换言之，在传统压铸机的基础上应用挤压铸造技术，就是挤压压铸技术。根据挤压压铸自身工艺的特点，对传统压铸机进行相应的完善改造，这套设备就是一台全新的挤压压铸机了。 正确而全面认识压铸工艺与传统压铸机的功能 把握挤压铸造工艺的原理，在传统压铸机上地简单应用挤压压铸工艺并不是件难事，关键的是突破传统观念。它需要对传统压铸机所拥有的性能有全面充分的认识，也要对传统压铸工艺有深刻的理解，还要清除那些先入为主的模糊认识。 事实上，现时传统的压铸机，其功能已相当齐备，它不但能进行普通的压铸，还能进行挤压压铸、带型芯挤压压铸；不但能进行各种的低压铸造、差压铸造、重力铸造，增加抽真空装置后，还能进行真空吸铸、真空压铸、真空挤压压铸。如果思想再放开一点，将半固态加工、模锻的技术与之相结合，形成连铸连锻的工艺，也是可以有效实现的。 现有不少型号的压铸机，其压射系统的压射力、压射速度都是"连续无级可调"的。就低压铸造、差压铸造、重力铸造的工艺特性来说，在普通压铸机上进行上述工艺是没有任何问题。在压铸机上安装这种模具，也不是人们想象中那么昂贵，因为它并非一定设计得如传统压铸模一样复杂。遗憾的是在实践中我们难见相关的应用及报道。这是我们对传统压铸机及传统压铸工艺的一个认识误区、观念误区和应用误区。 传统压铸工艺与装备的特点及与挤压压铸工艺的适应性 传统压铸机分两类，一类是全液压主缸合（锁）模压铸机，另一类是曲肘机构锁模压铸机。由于曲肘机构锁模的设备制造成本较低，现时市场上该类机型已占主导地位。传统压铸机有一个重要的特征，就是它的型号都是以锁模力为主体参数命名的，我们现在常说某台压铸机是多少吨，就是指锁模力的吨数。而挤压压铸机，它不但有锁模力的参数要求，还必须有一个挤压补缩力的参数要求，且这个挤压力参数还是最主要的指标。
金属模是用金属做的模子,翻砂模是翻砂用的模型，即造型用的模型，包括木模、金属模、树脂模，塑料模。金属模又包括铝模、铁模、钢模等等。 铸件模具主要分为金属模、塑料模、木模具、泡沫模四大类，这是按照使用寿命排列的顺序，价格也是依次降低。 砂型铸造，如果零件表面要求高，批量大，一般会采用金属模具进行造型，其次会选用塑料模（树脂模具）造型，这两种模具成本较高，但零件尺寸能的以有效保证；假如零件表面要求不是很高，或属于小批量单件生产的，一般采用木模具造型，成本低！泡沫模主要用于消失模铸造，尺寸精度很高，但是一次性投入较大，泡沫不能回用。 而对于复杂铸件内腔来说，如柴油机缸盖水腔、排气管等等，一般的金属模是无法保证的，这个要根据工艺特点制作特殊的用于热（冷）芯盒生产的专用金属模具。 翻砂是将熔化的金属浇灌入铸型空腔中，冷 却凝固后而获得产品的生产方法。在汽车制 造过程中，采用铸铁制成毛坯的零件很多， 约占全车重量的60％左右，如气缸体、变速 器箱体、转向器壳体、后桥壳体、制动鼓、 各种支架等。制造铸铁件通常采用砂型。砂 型的原料以砂子为主，并与粘结剂、水等混 合而成。砂型材料必须具有一定的粘合强度，以便被塑成所需的形状并能抵御高温铁水的冲刷而不会崩塌。为了使砂型内塑成与铸件形状相符的空腔，必须先用木材制成模型，称为木模。炽热的铁水冷却后体积会缩小，因此，木模的尺寸需要在铸件原尺寸的基础上按收缩率加大，需要切削加工的表面相应加厚。空心的铸件需要制成砂芯子和相应的芯子木模(芯盒)。有了木模，就可以翻制空腔砂型。在制造砂型时，要考虑上下砂箱怎样分开才能把木模取出，还要考虑铁水从什么地方流入，怎样灌满空腔以便得到优质的铸件。砂型制成后，就可以浇注，也就是将铁水灌入砂型的空腔中。浇注时，铁水温度在1250—1350度，熔炼时温度更高。然后还要经过除砂、修复、打磨等过程，才能够成为一件合格铸件。 铸造砂
新型铸造工艺研究 —新型环保铸造工艺 姓名：张洪洋 班级：材料2班 学号：20080436 专业：材料科学与工程
新型环保铸造工艺 前言 铸造是一项重要的加工方法，尤其是对金属零件而言，很多事是以铸造为其制造过程中得第一道加工步骤。铸造的方法早在四千多年前就开始被用来制造各种器皿，装饰品，工具和武器等。目前的铸造技术已能适用与各种材料，大小及复杂外形的零件，得到良好的表面粗糙度及很小的尺寸公差，甚至可改进材料性质并达到高生产。但是，高能耗、高污染、高废品率、劳动密集使铸造业的发展受到严重制约，尤其是铸造行业对环境的污染使国外纷纷把铸件的生产向中国转移。随着铸造工业的快速发展，人口的增长，节约能源，能源的合理充分利用是关系到人类社会可持续发展至关重要的问题，由此环保铸造工艺被人们所提及。 一、概述 1.1 国内铸造行业的加工手段与技术现状 铸造是机械装备中不可缺少的广泛应用零部件的加工手段，铸造行业在我国有着数千年的历史，在应用技术与发达国家相比是比较落后的。生产形状复杂、型腔内具有复杂结构的零部件，目前我国已经具有年产上亿吨的生产能力，但是，高能耗、高污染、高废品率、劳动密集使铸造业的发展受到严重制约，尤其是铸造行业对环境的污染使国外纷纷把铸件的生产向中国转移。但高精密、高附加值、高技术含量的铸件，国外却没有向中国提供技术。液压泵体、阀体铸件是铸件中的高端产品，精度高、型腔结构复杂、耐渗压性能要求高，因此精密液压铸件一直是铸造领域试图攻破的难题。我国铸造行业技术落后问题十分严重，高污染、高劳动强度、高浪费、高成本。烟气排放污染物含量难以达标，造成大气污染，破坏生态环境，成为我国当前铸造行业能源利用和技术改造方面的一系列问题。 随着我国铸造行业的快速发展，铸造行业的对环境的污染已经非常严重，铸造用砂含有大量的硫、磷、汞等大量危害生命的化学元素。城市中铸造企业将铸造用砂排放到江、河、湖、海中，农村中的铸造企业将铸造用砂排放到枯井、田间地头、河边，致使周围的居民不能饮用地下水，同时周围的农作物不能良好生长，以致于枯死；而人类吃了这样的粮食，饮用周围的地下水，有毒物质会在体内留存，患各种各样的不治之症。而铸造中尤其是冲天炉在冶炼过程中产生含有大量的硫、磷等有毒浓烟和粉尘，直接排放到大气层中，造成严重的空气污染。而铸造工人是受污染最严重的群体，据统计，铸造工人年龄平均年龄不会超过50岁，而这个群体中，大部分人都会得肺气肿、矽肺病、肺癌、肝癌等不治之症。 铸造行业对能源的消耗也是居工业之首。铸造采用的大量煤粉沙都是直接从自然界获取的，铸造所用模型每年都会采用大量的木材，据统计，平均每吨铸件需用河砂5-6吨砂，600公斤硼润土，240公斤煤粉，其中30%排掉，其余经过水洗才能回用。按我国年产1500万吨铸造件，需要采掘河砂7500-9000万吨河砂，900万吨硼润土，360万吨煤粉，而每年向自然界中排放的煤粉渣就达3078万吨，废渣排放之处不能生长任何植物。如此大量的废渣排放，长此以往，给人类会带来灾难性的污染。面对这种状况，我们必须尽快改变落后的生产技术和工艺，采用高新技术及工艺，节约资源、提高生产效率，使铸件成本大幅度降下来，在铸造行业资金能源利用上采用高新技术，最大限度的挖潜和减少浪费，这对企业和国家的
在普通压铸机上应用挤压压铸工艺 编辑:wangli 时间:2005-11-15 10:16:40 论述了传统压铸和挤压铸造工艺与装备的应用现状,介绍了挤压压铸工艺的工艺特性及其经济性,提出了在普通压铸装备上应用挤压压铸工艺的方法。 关键词：挤压铸造挤压压铸工艺挤压压铸机模锻 一、挤压铸造工艺与装备应用现状 挤压铸造技术发明了65年，它所具有强大的技术优势，已为机械制造工艺行业所重视。可惜受传统思维方式和装备研制滞后的制约，挤压铸造的优势仍未得以最充分的展现。现时挤压铸造工艺基本以开式浇铸立式挤压方式进行，与工效最高的卧式冷室压铸工艺未能实现兼容。近年发展起来的立式闭模充型挤压铸造，与40年前发明的"精、速、密"压铸原理一样，都是以压射机构进行补缩，其公称压力有限，并未达到挤压铸造的补缩比压要求，严格来说，还不能算作真正意义上的挤压铸造。 与压铸技术相比，现有挤压铸造设备工效不高，零件成形尺寸精度低，成本相对较高。由于设备的自动化程度低，对工人的技能要求较高，操作难度较大，劳动强度高。同样的零件，挤压铸造工艺的车间成本约为压铸工艺的2--3倍。加上压射系统不完善，结构复杂的零件难以生产出来，限制了挤压铸造工艺的广泛应用。 挤压铸造工艺推广应用所存在的问题，是由于装备发展的滞后产生的。现时传统的挤压铸造工艺与装备，最大的症结在于未能真正与传统压铸装置的压射系统有效结合，合模、锁模与挤压如何很好地结合起来是其关键的问题。不突破这一点，挤压铸造的工艺潜能就不能完全发挥出来，其对传统压铸工艺的替代性优势也就难以充分表达，传统压铸技术也不能借此技术进行复合而跃上一个新台阶。 二、在传统压铸机上应用挤压压铸工艺的优势 传统压铸工艺与装备技术已相当完善，特别是卧式冷室压铸机及卧式压铸工艺，它的压射与合模锁模装置，具有极强的工艺适应性。因此，挤压铸造工艺如果不能与传统压铸装备相结合，将制约它的广泛应用。跨出这一步，挤压铸造技术将出现另一个分支，这就是挤压压铸技术。换言之，在传统压铸机的基础上应用挤压铸造技术，就是挤压压铸技术。根据挤压压铸自身工艺的特点，对传统压铸机进行相应的完善改造，这套设备就是一台全新的挤压压铸机了。 1．正确而全面认识压铸工艺与传统压铸机的功能 把握挤压铸造工艺的原理，在传统压铸机上地简单应用挤压压铸工艺并不是件难事，关键的是突破传统观念。它需要对传统压铸机所拥有的性能有全面充分的认识，也要对传统压铸工艺有深刻的理解，还要清除那些先入为主的模糊认识。
精密铸造过程工艺流程图 本文由灵寿县洞里矿产加工厂整理制作，转载请注明出处，公司网址https://www.doczj.com/doc/9011505302.html, 公司专业生产铸造用石英砂、石英粉、铝矾土，质优价廉，真诚期待与您的合作 具设计-----磨具制造----压蜡-----修蜡-----组树-------制壳（沾浆）-----脱蜡----型壳焙烧------化性分析---浇注----清理-----热处理-------机加工-----成品入库。 如过在详细点就是： 压蜡（射蜡制蜡模）---修蜡----蜡检----组树（腊模组树）---制壳（先沾浆、淋沙、再沾浆、最后模壳风干）---脱蜡（蒸汽脱蜡）-------模壳焙烧--化性分析--浇注（在模壳内浇注钢水）----震动脱壳---铸件与浇棒切割分离----磨浇口---初检（毛胚检）---抛丸清理-----机加工-----抛光---成品检---入库 铸造生产流程大体就是这样总的来说可以分为压蜡、制壳、浇注、后处理、检验 压蜡包括（压蜡、修蜡、组树） 压蜡---利用压蜡机进行制作腊模 修蜡---对腊模进行修正 组树---将腊模进行组树 制壳包括（挂沙、挂浆、风干) 后处理包括（修正、抛丸、喷砂、酸洗、） 浇注包括（焙烧、化性分析也叫打光谱、浇注、震壳、切浇口、磨浇口） 后处理包括（喷砂、抛丸、修正、酸洗） 检验包括（蜡检、初检、中检、成品检） 现代熔模精密铸造方法在工业生产中得到实际应用是在二十世纪四十年代。当时航空喷气发动机的发展，要求制造象叶片、叶轮、喷嘴等形状复杂，尺寸精确以及表面光洁的耐热合金零件。由于耐热合金材料难于机械加工，零件形状复杂，以致不能或难于用其它方法制造，因此，需要寻找一种新的精密的成型工艺，于是借鉴古代流传下来的失蜡精密铸造，经过对材料和工艺的改进，现代精密铸造方法在古代工艺的基础上获得重要的发展。所以，航空工业的发展推动了精密铸造的应用，而精密铸造的不断改进和完善，也为航空工业进一步提高性能创造了有利的条件。 我国是于上世纪五、六十年代开始将精密铸造应用于工业生产。其后这种先进的精密铸造工艺得到巨大的发展，相继在航空、汽车、机床、船舶、内燃机、气轮机、电讯仪器、武器、医疗器械以及刀具等制造工业中被广泛采用，同时也用于工艺美术品的制造。 所谓精密铸造工艺，简单说就是用易熔材料（例如蜡料或塑料）制成可熔性模型（简称熔模或模型），在其上涂覆若干层特制的耐火涂料，经过干燥和硬化形成一个整体型壳后，再用
铸造生产的工艺流程 铸造生产就是一个复杂的多工序组合的工艺过程,它包括以下主要工序: 1)生产工艺准备,根据要生产的零件图、生产批量与交货期限,制定生产工艺方案与工艺文件,绘制铸造工艺图; 2)生产准备,包括准备熔化用材料、造型制芯用材料与模样、芯盒、砂箱等工艺装备; 3)造型与制芯; 4)熔化与浇注; 5)落砂清理与铸件检验等主要工序。 成形原理 铸造生产就是将金属加热熔化,使其具有流动性,然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中,在重力或外力(压力、离心力、电磁力等)的作用下充满型腔,冷却并凝固成铸件(或零件)的一种金属成形方法。 图1 铸造成形过程
铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度与表面粗糙度要求,直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂(含芯砂)的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率与溃散性等。 2、型砂的组成 型砂由原砂、粘接剂与附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形与多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土(普通粘土与膨润土)、水玻璃砂、树脂、合脂油与植物油等,分别称为粘土砂,水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂与植物油砂等。为了进一步提高型(芯)砂的某些性能,往往要在型(芯)砂中加入一些附加物,如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构,如图2所示。 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造就是生产零件毛坯的主要方法之一,尤其对于有些脆性金属或合金材料(如各种铸铁件、有色合金铸件等)的零件毛坯,铸造几乎就是唯一的加工方法。与其它加工方法相比,铸造工艺具有以下特点: 1)铸件可以不受金属材料、尺寸大小与重量的限制。铸件材料可以就是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金与各种特殊合金材料;铸件可以小至几克,大到数百吨;铸件壁厚可以从0.5毫米到1米左右;铸件长度可以从几毫米到十几米。 2)铸造可以生产各种形状复杂的毛坯,特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯,如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3)铸件的形状与大小可以与零件很接近,既节约金属材料,又省切削加工工时。 4)铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5)铸造工艺灵活,生产率高,既可以手工生产,也可以机械化生产。 铸件的手工造型 手工造型的主要方法 砂型铸造分为手工造型(制芯)与机器造型(制芯)。手工造型就是指造型与制芯的主要工作均由手工完成;机器造型就是指主要的造型工作,包括填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成。泊头铸造工量具友介绍手工造型的主要方法: 手工造型因其操作灵活、适应性强,工艺装备简单,无需造型设备等特点,被广泛应用于单件小批量生产。但手工造型生产率低,劳动强度较大。手工造型的方法很多,常用的有以下几种: 1. 整模造型 对于形状简单,端部为平面且又就是最大截面的铸件应采用整模造型。整模造型操作简便,造型时整个模样全部置于一个砂箱内,不会出现错箱缺陷。整模造型适用于形状简单、最大截面在端部的铸件,如齿轮坯、轴承座、罩、壳等(图2)。
钱币背后的铸造工艺 中国人用钱的历史悠久，大概在新石器时代的晚期就已经开始了，而到了先秦时期，人们开始渐渐使用贵重的金属——铜来制作货币。和古代外国钱币大多靠打制成型不同，中国的铜钱多为铸钱，这是与古代中国发达的青铜铸造技术分不开的。铜在中国古代有着非同一般的地位，坚硬的质地、金黄灿烂的色泽都是它备受欢迎的重要原因，铸铜技术也就成为了那个时代最为精密和高级的手工技术。本篇要介绍的钱币收藏组合便围绕着中国钱币背后的铸造工艺展开，选取六枚在铸币工艺中有代表性的钱币进行展示与介绍，一同来回顾一下中国古代辉煌的铸币历史。（由于介绍铸造工艺，钱范模具也一并进入收藏）中国古代货币的铸造，主要采用型范浇铸的工艺。而在历史的长河之中，伴随着科学和技术的发展，人们先后采用了平板范浇铸、叠铸和母钱翻砂三种工艺。而铸币工艺的区间划分大致分为先秦时代、秦汉时代与隋唐之后，那就进入正题，一起来看一下本篇的六枚钱币收藏吧。 收藏中的第一枚钱币是春秋时期晋国的耸肩尖足空首布。布币的两肩向上耸起，并与币身中线成一定的斜角，尖足指裤足下端尖锐，它的头部又有一个空腔，故得其名。在春秋时期曾经是大诸侯晋国统治地的山西侯马，人们发现了大量用于铸造晋国钱币——耸肩尖足空首布的钱范和范芯，钱范上就只刻有一枚钱币。耸肩尖足空首布作为收藏中的第一枚钱币，也是中国古代最早使用平板范浇铸方法的钱币之一，代表着先秦时代铸币工艺的开始。接下来就以此为引，简单介绍一下平板范浇铸法。 平板范浇铸法是人们最早所使用的的铸币方法。范，就是人们常说的模具，是用来构成器物造型和纹样的；而平板范浇铸，简单地说，就是把两块平整的范拼合在一起进行浇铸。从质地上来说，平板范有泥范、石范和铜范三种。以泥范为例，平板范浇铸分为三个步骤：制作钱范、合范烘范和浇铸钱币。古人先制作面范（钱范的正面）的范坯，在上面雕刻钱型、制作浇道和浇口（供浇铸铜液时使用），然后阴干泥范；再制作钱币的背范（钱范的背面），并同样阴干。之后将钱币的正面范和背面范进行对合，敷泥固定，随后入窑烘范，使泥范成为陶范，具有一定的强度和透气性，足以承受高温铜液的浇注。最后一步便是铸造铜币。将铜块熔化，用坩埚盛铜液通过浇口注入陶范进行浇铸，冷却后敲碎钱范、取出