金属铸造全工艺指南:定义、分类、核心工艺与选型要点
定义
铸造:固态材料熔化、加热至工艺温度(常伴随化学成分调整),注入模具/型腔固化成型。单工序即可成型简单或复杂设计,适用所有可熔材料,成品几乎可实现设计任意意图。
选型关键要素:合金选择、尺寸、形状、壁厚、公差、组织、重量;特殊需求:磁性、耐蚀、应力分布;工模具厂/铸造车间能力、客户精确需求、后续涂装等二次工艺均须前置评估。
铸造工艺双大分类
按模具本质分消失模(一次性)与永久模(多次)。消失模用砂型等一次性材料,粘结剂维持形态,破模取件,可实现极复杂几何;永久模用金属/耐火陶瓷,可开合取件,但分型面限制零件设计。两者各有利弊。
消失模铸造
- 单次铸造
- 砂型/类似材料
- 粘结剂维型
- 破模出件
- 复杂几何可行
永久模铸造
- 多次铸造
- 金属/耐火陶瓷模具
- 可开合取件
- 分型面限制设计
主流铸造工艺类型
离心铸造
熔融金属靠离心力分布充型。真离心铸造:金属贴模壁固化成空心件;半离心铸造:型腔100%充满,中心后取出捕获夹杂气孔;离心浇铸:多型腔绕芯轴旋转偏心,高压充型。
连续铸造
熔融金属流经水冷结晶器形成连续棒/带,圆盘锯定尺切割。新型弧形连铸:结晶器振动+旋转(~120 RPM)。连铸金属收率极高(98% vs 87%传统锭模),铸态质量优、晶粒可控、可铸特殊异形截面。
压铸
熔融金属在1000-30,000 psi高压下压入钢制模腔(压铸模)。按机型分热室压铸(低熔点合金)与冷室压铸(高熔点合金)。
工业技术