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铸造基础知识(二)

一、铸造工艺分类

铸造工艺分类是铸造工程中的重要环节，它根据不同的铸造方法、铸件材质和铸造设备等因素进行划分。其中，按铸造方法分类，常见的铸造工艺包括砂型铸造、金属型铸造、压铸、离心铸造、熔模铸造和陶瓷型铸造等。

(1)砂型铸造是最传统的铸造方法之一，广泛应用于各种铸件的制造。砂型铸造采用砂质材料作为型砂，通过造型和造芯，形成铸型，然后将熔融金属注入铸型中，冷却凝固后取出铸件。砂型铸造的优点是工艺简单、成本较低，适用于大批量生产。例如，汽车发动机的缸体和缸盖等铸件就是通过砂型铸造生产的。

(2)金属型铸造是一种快速、高效、精度较高的铸造方法，主要适用于生产形状复杂、尺寸精度要求较高的铸件。金属型铸造的铸型由金属制成，如钢、铝等，具有较好的耐磨性和导热性。这种方法的特点是铸件表面光洁、尺寸精度高、生产周期短。在航空、航天、汽车等领域，金属型铸造得到广泛应用。例如，某航空发动机的涡轮叶片就是采用金属型铸造工艺生产的。

(3)压铸是一种特殊的铸造方法，适用于生产薄壁、高精度、形状复杂的铸件。压铸过程中，将熔融金属在高压下快速注入型腔，形成铸件。压铸工艺具有生产效率高、铸件质量好、尺寸精度高、表面光洁等优点。在电子产品、汽车零部件、精密仪器等领域，压铸工艺得到了广泛应用。例如，手机按键、汽车仪表盘等都是通过压铸工艺生产的。

铸造工艺分类对于提高铸件质量、降低生产成本、满足市场需求具有重要意义。在实际生产中，应根据铸件材质、形状、尺寸和生产批量等因素，选择合适的铸造工艺，以确保产品质量和生产效率。

二、铸造原材料的准备

(1)铸造原材料的准备是铸造工艺中至关重要的环节，它直接影响到铸件的质量和成本。在准备过程中，首先要对原材料进行严格的筛选和检验，确保其化学成分、物理性能等符合铸造要求。例如，铁合金在铸造前需进行光谱分析，以检测其中的杂质含量；铝及铝合金则需要控制其纯度和微量元素的含量。

(2)铸造原材料的准备还包括熔炼和精炼过程。熔炼是将原材料加热至熔融状态，以便进行铸造。在这一过程中，需要使用熔炉等设备，并严格控制熔炼温度、时间等参数。精炼则是通过化学或物理方法去除熔融金属中的气体和非金属夹杂物，以提高铸件的质量。例如，在熔炼铝及铝合金时，常用氩气进行保护，以防止氧化。

(3)铸造原材料的准备还需注意熔融金属的浇注和冷却。浇注是将熔融金属从熔炉中倒入铸型，冷却则是让铸件在铸型中凝固。在这一过程中，需要控制浇注速度、浇注温度和冷却速度等参数，以确保铸件具有良好的组织和性能。例如，在浇注铁合金时，需要控制浇注温度在适宜范围内，以避免铸件产生气孔和缩孔等缺陷。

总之，铸造原材料的准备是一个复杂而细致的过程，涉及多个环节和参数的调控。只有严格按照工艺要求进行操作，才能保证铸件的质量和性能，满足市场需求。

三、铸造设备与工具

(1)铸造设备是铸造工艺中不可或缺的组成部分，其性能和精度直接影响到铸件的质量和生产效率。例如，中频感应加热设备在铸造行业中应用广泛，它能将金属加热至熔点，实现快速熔炼。以某铸造厂为例，使用中频感应加热设备后，熔炼时间缩短了40%，提高了生产效率。

(2)铸造工具在铸造过程中起着至关重要的作用，它们包括型砂制备设备、造型和造芯设备、浇注系统工具等。型砂制备设备如振动筛、混砂机等，用于制备符合要求的型砂。以某汽车零部件厂为例，采用先进的混砂机后，型砂的均匀性和强度得到显著提高，铸件缺陷减少了30%。

(3)浇注系统工具如浇包、浇道、冒口等，对于保证铸件质量至关重要。浇包用于盛装熔融金属，浇道和冒口则用于引导金属流动和释放气体。以某航空发动机叶片制造商为例，通过优化浇注系统设计，使得铸件内部气孔率降低了20%，提高了铸件的使用寿命。

四、铸造质量检测与控制

(1)铸造质量检测与控制是确保铸件质量的关键环节，它包括对铸件尺寸、形状、表面质量、内部组织结构等方面的检查。尺寸检测通常使用测量工具如卡尺、千分尺等，确保铸件尺寸符合设计要求。例如，某铸钢厂通过严格的尺寸检测，使得铸件尺寸偏差控制在0.5mm以内，满足了高端设备的需求。

(2)表面质量检测主要关注铸件表面的缺陷，如裂纹、气孔、夹杂等。常用的检测方法包括磁粉探伤、渗透探伤、超声波探伤等。例如，在航空发动机叶片的制造过程中，采用磁粉探伤技术检测表面裂纹，确保叶片的安全性能。通过这种检测，铸件缺陷率降低了15%。

(3)内部组织结构检测是评估铸件性能的重要手段，常用的检测方法有金相分析、力学性能测试等。金相分析可以揭示铸件内部的微观组织，如晶粒大小、分布等。力学性能测试如拉伸试验、冲击试验等，则用于评估铸件的强度和韧性。例如，在汽车发动机缸体的生产中，通过金相分析和力学性能测试，确保了铸件在高温、高压环境下的使用寿命，