关于金属铸造你需要知道的事情
在其历史上,金属铸造已被用于制造从剑到风力涡轮机的所有东西,而今天它是制造高质量金属零件的最有价值和用途广泛的方法之一。
什么是金属铸造?
金属铸造 是一种制造/精细工艺,涉及将熔化的液态金属倒入模具中。
模具的内部结构与正在制造的零件的负面印象相结合,因此当熔融金属在模具内冷却和凝固时,它形成了最终零件的形状。然后将完成的零件从模具中取出。
金属铸件种类繁多,根据使用领域的不同,各有其独特的优势。这些差异之间的图案、模具和填充技术可能会有很大差异。
虽然它是一种多用途的金属铸造工艺,但铸造零件受到一定的设计限制,工程师必须考虑到金属在冷却阶段的收缩。
金属铸造工艺
中央金属铸造工艺包括加热金属并将其倒入模具中,在其冷却并凝固后,将成品从模具中取出。在一般情况下,该过程有更多的阶段,不同的金属铸造工艺以不同的方式工作。
不同的铸造变体的步骤有所不同,而有些则完全省略了。
- 制作图案: 模型是大多数金属铸造的必要步骤,最终零件的复制是制作模具的关键。图案可以是永久性的,也可以是灵活的,因为它的材料通常是蜡、木头和塑料。
- 制作核心: 型芯是铸造空心部件所必需的,空心部件是放置在模腔内的一块实心材料,用于塑造铸件的内部几何形状。 (例如,较大圆柱形模具中的圆柱形芯将生产管状铸件。)
- 制作模具: 根据目标应用,模具以不同的方式制造。例如,永久性金属模具可以通过使用 CNC 机器制造,而沙模则是通过将沙子混合物应用于图案外部来制造。制造模具被称为模具制造,是一门专业学科。
- 填充模具: 将金属加热至熔化,然后将其倒入或压入模具中。例如,在重力铸造中,将熔融材料向下倒入型腔中,它在高压下被迫进入型腔,在高压压铸中,需要高夹紧力来保持模具的安全。
- 移除部分: 铸件冷却凝固后,从模具中取出。对于砂型铸造等工艺,必须破坏模具才能到达内部零件;对于永久性模具,金属模具的两半将被拉开并准备再次使用。
- 后处理: 在准备使用之前,可能需要清洁铸造金属部件 - 例如去除模具的残余物 - 或其他后处理步骤。
金属铸造的强度
与锻造或 CNC 加工等其他金属加工选项相比,选择金属铸造有很多充分的理由 .金属铸造的一些主要优点包括:
可以生产大而重的零件
可以生产很厚壁的零件
适用于大型一体式零件(而不是组装件)
优良的轴承品质
一些轻合金的理想选择
材料通用性
金属铸造的局限性包括不可避免的缺陷、有限的尺寸精度、劳动密集型以及通常较高的最低订购量。
金属铸件的主要类型
压铸
这种工艺压铸模具是用于制造复杂塑料模具的最重要的铸造类型之一,其中两种使用可重复使用的工具钢模具工具。腔体,使工程师能够制造具有精细细节的零件。
创建定制模具的成本很高,这使得该过程在大规模生产中更为普遍。然而,一旦制造出来,这些模具可以多次使用。压铸件通常具有出色的表面光洁度。
铝压铸件和镁压铸件都广泛用于高质量零件。
重力铸造
与压铸一样,重力铸造是一种使用可重复使用的金属模具铸造金属的方法。然而,重力铸造依靠重力将液态金属从上到下移动通过模具,而不是压力。铸模在第一次浇铸前必须进行预热,由于铸铁的热疲劳性低,铸模通常由铸铁制成。
熔模铸造
熔模铸造也称为失蜡铸造,是一种使用经济实惠的模型和模具铸造金属的方法:这两种物品在铸造过程中都会被破坏(尽管熔化的蜡通常可以重复使用)。
与重力铸造一样,熔模铸造也有数千年的历史。在失蜡铸造过程中,模型由蜡或等效材料制成——有时是手工制作,有时是使用树脂 3D 打印机——然后将耐火材料倒入模型中以制作模具。
投资是在模型周围涂上一层陶瓷层,然后将其用作熔融金属的模具。这个陶瓷层是在一个称为剥离的过程中去除的。
砂型铸造
砂型铸造是一种简单的、具有数百年历史的金属铸造方法,比替代技术更实惠。它使用沙子(掺入粘土等粘结材料)作为模具材料,模具可以承受高温。
在砂型铸造过程中,模型被浸入一个称为砂箱的特殊盒子中的沙子中。通过在模型周围压实沙子,可以制成模具,然后将熔融金属倒入其中。
金属铸造过程中使用的砂可以是湿砂(湿粘土)或空气凝固砂(干砂加粘合剂)。
其他铸造工艺
制造中使用的金属铸造工艺还有几十种,包括模铸和壳模——都是一次性模具工艺——以及离心铸造和连续铸造等永久模具工艺。
工业技术