03第三章 铸造方法及其发展解析

古代铸造技术的发展“铸造”一词最初出现于《周礼》中，已有三千多年的历史。

古代铸造技术的发展与人类文明的演进密不可分，对于古代农业、生产和军事等方面都有重大贡献。

本文将从古代铸造技术的历史背景、发展过程、技术特点等层面，对古代铸造技术进行探讨。

一、古代铸造技术的历史背景铸造技术的起源可以追溯到古代文明的繁荣时期。

早在公元前3000年左右，中国的夏王朝时期就有了青铜器的使用。

铸造技术在殷周时期得到了进一步的发展，这个时期的铸造技术基本上都是以青铜器为主。

随着材料科学、冶金学和金属加工技术的发展，铸造技术也不断地得到完善和提高，炼铜、炼铁等技术的出现为铸造技术的推进提供了技术保障，使得铸造技术逐步实现了从工艺学到技术学的转变。

二、古代铸造技术的发展过程古代铸造技术的发展经历了不同的阶段和历史变迁。

我们可以从不同的材料及铸造方式展开古代铸造技术的历程。

1. 青铜器的铸造青铜器是中国古代铸造技术的代表。

在铸造过程中，最大的难点是金属的制备和铸造工艺的控制。

如何精准控制铸造温度、保持金属的质量、制作成型器具及铸造件的加工磨制等诸多方面都考验着古代铸造工匠的智慧和技术水平。

铸造青铜器至少需要有十余种材料，其中包括铜、锡、铁、铅、锑等。

除此之外，铸造时要控制好铜合金的成分比例和铸造温度，才能制造出精美的青铜器。

2. 铁器的铸造随着铸铁技术的发展和普及，铁制品逐步代替了青铜器成为了古代冶炼和生产的主流。

其中铸铁技术在铁器生产领域中发挥着至关重要的作用。

铸铁技术是青铜器技术的发展延伸，对于催生古代属于工业化生产的生产阶段提供了不可或缺的支持。

铸铁技术的确立标志着中国古代冶炼技术的新阶段——炼铁阶段的开始。

3. 瓷器的烧制中国的瓷器生产有着悠久的历史。

中国古代在陶制品的基础上，发展了名声世界的瓷器。

瓷器的生产与制造工艺早在宋代就已经非常成熟。

何为瓷器？瓷器是一种以法兰石墨、正长石、石英和白云石等为主要原料烧制而成的陶器，这种陶器的摩擦系数极低，构成非常致密，逐渐被人们所喜爱。

铸造基础知识铸造是一种古老而重要的金属加工工艺，它通过将液态金属注入模具中，待其冷却凝固后获得具有特定形状和性能的铸件。

铸造技术在工业生产中有着广泛的应用，从汽车零部件到航空航天部件，从机械制造到艺术雕塑，都离不开铸造工艺。

一、铸造的分类铸造的方法多种多样，常见的有砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造等。

砂型铸造是最传统也是应用最广泛的铸造方法。

它以砂为主要造型材料，制作铸型。

砂型铸造成本低，适应性强，可生产各种形状和尺寸的铸件，但铸件的精度和表面质量相对较低。

熔模铸造则适用于生产形状复杂、精度要求高的小型铸件。

它首先用易熔材料制成模样，然后在模样上涂挂耐火材料，经过硬化和干燥后，将模样熔去，形成铸型。

熔模铸造的铸件尺寸精度高，表面光洁，但工艺复杂，成本较高。

金属型铸造采用金属模具进行铸造，模具可以反复使用，生产效率高，铸件的组织致密，力学性能好。

但金属型铸造的模具成本高，且不适合生产形状复杂的铸件。

压力铸造是在高压下将液态金属快速压入模具中成型。

这种方法生产效率极高，铸件精度高，表面质量好，但设备投资大，主要用于生产薄壁、形状复杂的有色金属铸件。

二、铸造工艺流程无论采用哪种铸造方法，其基本工艺流程都包括模具制造、熔炼金属、浇注、凝固冷却和铸件清理等环节。

模具制造是铸造的关键步骤之一。

模具的质量和精度直接影响到铸件的质量和尺寸精度。

在制造模具时，需要根据铸件的形状和尺寸要求，选择合适的造型材料和制造工艺。

熔炼金属是将原材料（如金属锭、废钢等）加热至液态，并调整其化学成分和温度，使其符合铸造要求。

熔炼过程中需要严格控制温度、化学成分和杂质含量，以保证金属液的质量。

浇注是将熔炼好的金属液倒入模具中。

浇注的速度、温度和方式都对铸件的质量有着重要影响。

过快或过慢的浇注速度可能导致铸件出现缺陷，如气孔、夹渣等。

在浇注完成后，金属液在模具中逐渐凝固冷却。

凝固过程中的冷却速度会影响铸件的组织和性能。

合理控制冷却速度可以获得理想的组织和性能。

金属铸造技术的发展与应用随着时代的发展和科技的进步，金属铸造技术已成为现代工业生产不可或缺的一项重要技术。

铸造技术是一种以熔化金属为原料，通过铸模的方式制作出各种复杂零部件的工艺。

本文将从铸造技术的历史、分类、发展、现状以及未来的应用等几个方面来介绍金属铸造技术的发展与应用。

一、铸造技术的历史早在公元前3500年，人类就已经开始使用了黄铜铸造技术，制造出各种器具和武器。

在此后的几千年中，人类逐渐发掘出了更多的金属资源，也开始了更加复杂的铸造工艺，这也促进了人类文明的发展。

在工业革命时期，铸造技术得到了进一步的发展和改善，不仅提高了铸件的精度和质量，还加快了生产速度，推动了工业革命的发展。

二、铸造技术的分类铸造技术主要分为砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、失重铸造、熔模铸造等几种类型。

其中，砂型铸造是最常用的一种，它的原理就是将熔化的金属浇注到砂型中，然后冷却固化，最后取出铸件。

除了砂型铸造之外，其他类型的铸造技术都需要特殊的模具和设备。

三、铸造技术的发展在铸造技术的发展历史中，工艺的改进和技术的创新一直是不断进行的。

比如，在砂型铸造中，随着砂型技术的进步，以及采用数控机床和压力机等先进设备的使用，使得铸件的制作更加精确，质量也得到了大幅提高。

在金属型铸造方面，采用快速凝固技术和真空冷却技术等，可以提高金属的冷却速度，从而获得更高的强度和硬度。

四、铸造技术的现状在当今的工业生产中，铸造技术的应用越来越广泛。

例如，航空、汽车、机械制造等行业，都需要大量的铸造件来支撑生产。

随着科技的发展和生产工艺的改进，铸件的质量和精度也有了大幅提高，这也推动了铸造技术在这些行业中的广泛应用。

五、铸造技术的未来应用未来，随着3D打印技术和人工智能的不断发展，铸造技术的应用也将发生一些改变。

例如，利用3D打印技术可以快速加工出各种形状的模具和铸模，使得铸造工艺更加精确和高效。

而人工智能技术则可以利用数据分析和模拟等手段，更好地控制铸造过程，从而改善铸件的质量和生产效率。

铸造方法及其发展
铸造是一种常见的制造技术，利用熔融的金属或合金将其倒入模具中，然后冷却凝固，最终得到所需的铸件或零件。

铸造方法的发展经历了多个阶段，包括传统的手工铸造，半自动铸造和全自动铸造。

传统手工铸造是最古老的铸造方法之一，要求铸造工人亲自动手进行模具制备、材料
熔炼和浇铸等各个环节。

这种方法工艺简单，但生产效率低下，且易受到人为因素的
影响，品质难以保证。

半自动铸造方法在手工铸造的基础上进行了改进，引入了一些机械设备来提高生产效
率和质量稳定性。

例如，机械搅拌技术可以更均匀地混合金属材料，机械浇注装置可
以更准确地控制铸造过程，减少人为误差。

全自动铸造则将机械化技术发挥到了极致。

自动化控制系统、机器人和计算机辅助设
计软件等设备和技术的引入，使得铸造生产的各个环节实现了高度自动化。

例如，在
模具制备过程中，采用了精密数控机床和电火花加工技术；在浇注过程中，利用了智
能铸造系统和自动浇注机器人等。

近年来，随着科技的进步和工艺的创新，一些新型铸造方法也不断涌现。

例如，粉末
冶金铸造技术利用金属粉末穿过高能束的瞬间加热、熔化和快速凝固，实现了金属部
件的高效制备。

激光三维印刷技术则将激光束通过计算机控制逐层烧结固化材料，形
成复杂的金属构件。

总体来说，铸造方法的发展既体现了人们对生产效率和质量稳定性的不断追求，也体
现了科技进步和创新的推动作用。

未来，随着人工智能、物联网和材料科学等领域的
不断发展，铸造方法还将继续迎来新的突破和进步。

铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。

中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。

中国商朝的重875公斤的司母戊方鼎，战国时期的曾侯乙尊盘，西汉的透光镜，都是古代铸造的代表产品。

早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具，艺术色彩浓厚。

那时的铸造工艺是与制陶工艺并行发展的，受陶器的影响很大。

中国在公元前513年，铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件晋国铸型鼎，重约270公斤。

欧洲在公元八世纪前后也开始生产铸铁件。

铸铁件的出现，扩大了铸件的应用范围。

例如在15～17世纪，德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁管道。

18世纪的工业革命以后，蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起，铸件进入为大工业服务的新时期，铸造技术开始有了大的发展。

进入20世纪，铸造的发展速度很快，其重要因素之一是产品技术的进步，要求铸件各种机械物理性能更好，同时仍具有良好的机械加工性能；另一个原因是机械工业本身和其他工业如化工、仪表等的发展，给铸造业创造了有利的物质条件。

如检测手段的发展，保证了铸件质量的提高和稳定，并给铸造理论的发展提供了条件；电子显微镜等的发明，帮助人们深入到金属的微观世界，探查金属结晶的奥秘，研究金属凝固的理论，指导铸造生产。

在这一时期内开发出大量性能优越，品种丰富的新铸造金属材料，如球墨铸铁，能焊接的可锻铸铁，超低碳不锈钢，铝铜、铝硅、铝镁合金，钛基、镍基合金等，并发明了对灰铸铁进行孕育处理的新工艺，使铸件的适应性更为广泛。

50年代以后，出现了湿砂高压造型，化学硬化砂造型和造芯，负压造型以及其他特种铸造、抛丸清理等新工艺，使铸件具有很高的形状、尺寸精度和良好的表面光洁度，铸造车间的劳动条件和环境卫生也大为改善。

20世纪以来铸造业的重大进展中，灰铸铁的孕育处理和化学硬化砂造型这两项新工艺有着特殊的意义。

这两项发明，冲破了延续几千年的传统方法，给铸造工艺开辟了新的领域，对提高铸件的竞争能力产生了重大的影响。

铸造知识概述（１）第三篇铸造概念：把熔化的金属液浇注到与零件形状相适应的铸型中，使其凝固获得铸件和毛坯的方法称——。

特点：1、可生产形状复杂件，如箱体、床身、机架、矿车轮等。

2、铸造方法适应性广，各种合金及大小，武重40T的龙门刨，床身26T。

86.11上海压力机厂生产铸件490T世界少有。

3、铸件成本低，砂，粘土，设备。

4、节省金属、毛坯与零件相近。

但铸件机性差、组织粗大，铸件质量难于控制，工人劳动强度大。

矿山机械中铸件占重量80%左右。

特别是近年来特种铸造出现，可做到少，无切削。

第一章铸造工艺基础铸造常用合金有铸铁，铸钢和铸造有色合金。

铸造合金除了有必要机要性能，物理、化学性能，还应有良好的铸造性能，是指合金在铸造生产中表现出的工艺性能，选择合金的重要依据，是保证铸件质量的重要因素，包括：流动性、收缩、偏析、吸气等。

§1-1液态合金的流动性一、合金的流动性：概念：浇注时，液体金属充填铸型的能力，与合金种类、结晶，特点，粘度等有关。

流动性好，充型能力强，可得到形状复杂，轮廓清晰的铸件，缺陷少，补缩好。

流动性差，易于产生浇不足、冷隔，是选择合金重要依据，流动性测定用螺旋试样，见实验指导书。

常见合金、黄铜、铸铁最好，铸钢最差。

二、影响合金流动性因素：影响保持液态时间长短……1、化学成分：与合金种类、成分、结晶特点及物理性能有关，结构特点。

见P64图3.1-1。

层状结晶，纯金属、共晶合金流动性好。

见图3.1-2。

P能降低液体粘度和表面张力，提高流动性，明太祖朱元障在南京铸钟……。

2、浇注温度：T℃高，粘度小，冷却慢，提高流动性T℃太高，收缩大，吸气严重，氧化严重，粘砂厉害。

3、充型能力：减小流动阻力，减小冷却速度、均使流动性提高，铸型光滑，流提高，直浇口高，压力大，流动性提高，含水少，透气性好，流动性高，金属型<砂型，干>湿。

§1-2铸造合金的收缩一、合金的收缩及影响因素：1、合金的收缩：合金在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象。

铸造的分类和原理铸造是将液态金属或合金倒入铸型中，通过冷却凝固以得到所需形状和尺寸的工艺方法。

铸造是金属加工的重要方法之一，广泛应用于各个行业。

铸造的分类主要根据铸型的材料以及工艺特点进行划分，常见的铸造方法包括砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、连铸等。

1. 砂型铸造：砂型铸造是最常见的铸造方法之一，主要用于生产大多数铸件，尤其是具有复杂形状和大型尺寸的铸件。

砂型铸造的原理是以砂型作为铸型材料，将砂模盒中的湿砂压实成型，然后倒入熔化的金属或合金，通过冷却凝固获得所需的铸件。

2. 金属型铸造：金属型铸造是利用金属型作为铸型材料的铸造方法。

金属型可以耐高温和高压，适用于生产中小型、复杂结构的铸件。

金属型铸造的原理是将熔液的金属或合金倒入预制的金属型中，经过一定的冷却时间后取出铸件。

3. 压力铸造：压力铸造是一种通过施加压力将熔液注入铸型中形成铸件的铸造方法。

压力铸造可以分为冷室压力铸造和热室压力铸造两种类型。

它们的原理是将金属或合金加热至熔点，然后利用注射机将熔液压入铸型中，在高压下快速冷却凝固并取出铸件。

4. 连铸：连铸是一种通过连续浇铸熔化的金属或合金，使其在一个连续流程中冷却凝固成材的铸造方法。

连铸主要应用于生产棒材、管材和板材等形状简单的铸件。

连铸的原理是将熔液通过连续浇注到连铸机中的结晶器内，通过刮板或滚筒等设备将凝固的金属带出，并经过一系列的加工工艺得到所需的连续铸件。

在铸造过程中，不同铸造方法有着各自的特点和应用范围。

砂型铸造成本较低，适用于各种材料铸件；金属型铸造生产效率高，适用于小批量生产；压力铸造具有较高的精度和表面质量，适用于大批量生产；连铸可以实现高效连续生产，适用于大规模生产等。

总之，铸造是一种重要的金属成形加工方法，通过将熔化的金属或合金倒入铸型中，经过冷却凝固得到所需的铸件。

根据铸型的材料和工艺特点，铸造可以分为砂型铸造、金属型铸造、压力铸造和连铸等不同类型。

每种铸造方法有各自的优点和适用范围，广泛应用于各个行业中。

铸造的原理工艺特点及应用情况1. 铸造的原理铸造是一种常用的制造工艺，通过将熔融金属或合金倒入制定的模具中，经过冷却后得到所需的产品。

铸造的原理可以概括为以下几个步骤：•模具制备：首先需要制备好适合铸造的模具，可以根据所需产品的形状和尺寸来设计和制造模具。

•熔化金属：将所需的金属或合金熔化，通常使用高温熔炉来进行熔化。

•倒铸过程：将熔融金属倒入模具中，待凝固后取出，并进行后续的处理。

•后处理：对铸造件进行修整、清理、热处理等工艺，以获得最终的产品。

2. 铸造的工艺特点铸造作为一种重要的制造工艺，具有以下几个特点：•适应性强：铸造工艺可以制造各种复杂形状和大尺寸的零件，适用范围广泛，可用于制造大型铸件、零件和薄壁铸件等。

•材料选择广泛：铸造工艺可以使用多种金属和合金材料，如铁、铝、铜、镁、锌等，满足不同产品的要求。

•成本效益高：铸造工艺相对于其他制造工艺来说成本较低，可以大批量生产，提高生产效率。

•良好的表面质量：铸造件的表面质量较好，无需进行太多的后处理操作，能够满足一些对表面精度要求不高的产品。

•灵活性强：铸造工艺具有较高的灵活性，可以根据需要随时调整和改变制造的产品。

3. 铸造的应用情况铸造工艺广泛应用于各个行业，并涉及到许多领域。

以下是铸造在几个重要行业中的应用情况：3.1 汽车制造铸造工艺在汽车制造行业中扮演着重要的角色，主要应用于发动机和传动系统、车身结构等关键部件的生产。

汽车发动机的缸体、缸盖、曲轴和连杆等部件常采用铸造工艺制造，以保证其强度和耐用性。

3.2 航空航天在航空航天领域，铸造工艺被广泛用于制造飞机引擎、航空发动机涡轮叶片、空间站构件等关键部件。

这些部件通常需要具备较高的强度、耐高温性和耐腐蚀性，铸造工艺能够满足其制造要求。

3.3 重工业在重工业领域，如钢铁、石化、能源等行业，铸造工艺被广泛应用于制造各种大型设备和零部件。

比如，钢铁工业中的高炉冷却壁、耐火砖等零件常采用铸造工艺制造。

铸造的概念原理分类应用概念铸造是一种常见的制造工艺，通过在高温下将熔化的金属或合金注入到模具中，然后冷却固化，最终得到所需的零件或产品。

铸造工艺被广泛应用于制造业，特别是在汽车、航空航天、船舶等行业中。

原理铸造的原理是将熔化的金属或合金注入到模具中，然后通过冷却固化，使金属形成所需的形状和尺寸。

这种方法可以用来生产各种复杂的零件和产品，包括铸铁、铸钢、铸铜、铸铝等。

铸造工艺有以下几个关键步骤：1.模具准备：根据产品的形状和尺寸，制作适应的模具。

模具可以是金属、木材或其他材料制成。

2.熔化金属：将所需的金属或合金加热至足够高的温度，使其熔化并成为液态。

3.浇注：将熔化的金属或合金注入到预先准备好的模具中，填满整个空腔。

4.冷却固化：待金属或合金冷却时，逐渐固化并形成所需的形状和尺寸。

5.取出零件：待金属或合金完全固化后，打开模具并取出铸造好的零件。

铸造工艺的原理相对简单，但实际操作过程中需要严格控制温度、合金成分和冷却速度等参数，以确保产品的质量和性能。

分类铸造工艺可以根据材料、模具和操作方法的不同进行分类。

以下是常见的铸造分类：1.材料分类：•铸铁铸造：使用铸铁作为原料，铸造出的产品通常在强度和耐磨性方面具有较好的性能，常用于制造发动机缸体、轴承座等零件。

•铸钢铸造：使用钢材作为原料，铸造出的产品具有较高的强度和耐腐蚀性能，常用于制造船舶、桥梁等结构零件。

•铸铜铸造：使用铜作为原料，铸造出的产品具有良好的导热性和导电性能，常用于制造电器元件、导线等。

•铸铝铸造：使用铝作为原料，铸造出的产品具有较低的密度和良好的耐蚀性，常用于制造汽车发动机缸头、航空零件等。

2.模具分类：•砂型铸造：使用砂土作为模具材料，适用于生产较大且形状复杂的铸件，如发动机缸体、轮毂等。

•金属型铸造：使用金属模具制成的熔铸模具，适用于生产高精度和高质量的铸件，如汽车发动机曲轴、航空发动机叶片等。

•精密铸造：使用特殊材料或特殊工艺制作的模具，适用于制造高精度和复杂结构的铸件，如精密机械零件、珠宝首饰等。