大型鑄造工藝的發(fā)展

鑄造是將金屬熔煉成符合要求的液體并澆進鑄型里，經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到有預(yù)定形狀、尺寸和性能的鑄件的工藝過程。貴州鑄造材料鑄造毛胚因近乎成形，而達到免機械加工或少量加工的目的減少了成本并在程度上減少了時間．鑄造是現(xiàn)代機械制造工業(yè)的基礎(chǔ)工藝。

        鑄造是掌握比較早的一種金屬熱加工工藝，已有約6000年的歷史。中國約在公元前1700～前1000年之間已進入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達到相當高的水平。中國商朝的重875公斤的司母戊方鼎， 戰(zhàn)國 時期的曾侯乙尊盤， 西漢 的透光鏡，都是古代鑄造的代表產(chǎn)品。

        早期的鑄件大多是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、宗教、生活等方面的工具或用具，藝術(shù)色彩濃厚。那時的鑄造工藝是與制陶工藝并行發(fā)展的，受陶器的影響很大。

        中國在公元前513年，鑄出了世界上*早見于文字記載的鑄鐵件—晉國鑄型鼎,重約270公斤。歐洲在公元八世紀前后也開始生產(chǎn)鑄鐵件。鑄鐵件的出現(xiàn)，擴大了鑄件的應(yīng)用范圍。例如在15～17世紀，德、法等國先后敷設(shè)了不少向居民供飲用水的鑄鐵管道。18世紀的工業(yè)以后，蒸汽機、紡織機和鐵路等工業(yè)興起，鑄件進入為大工業(yè)服務(wù)的新時期，鑄造技能開始有了大的發(fā)展。

        進入20世紀，鑄造的發(fā)展速度很快，其重要因素之一是產(chǎn)品技能的進步 ，要求鑄件各樣機械物理性能好，同時仍具有良好的機械加工性能；另一個原因是機械工業(yè)本身和其他工業(yè)如化工、儀表等的發(fā)展，給鑄造業(yè)打造了利的物質(zhì)條件。如檢測手段的發(fā)展，保障了鑄件質(zhì)量的提高和穩(wěn)定，并給鑄造理論的發(fā)展提供了條件；電子顯微鏡等的發(fā)明，幫助人們深入到金屬的微觀世界，探查金屬結(jié)晶，研究金屬凝固的理論，指導(dǎo)鑄造生產(chǎn)。

        在這一時期內(nèi)開發(fā)出大量性能優(yōu)良，品種豐富的新鑄造金屬材料，如球墨鑄鐵，能焊接的可鍛鑄鐵，超低碳不銹鋼，鋁銅、鋁硅、鋁鎂合金，鈦基、鎳基合金等，并發(fā)明了對灰鑄鐵進行孕育處理，使鑄件的適應(yīng)性為廣。

        50年代以后，出現(xiàn)了濕砂高壓造型，化學(xué)硬化砂造型和造芯，負壓造型以及其他特種鑄造、拋丸清理等新工藝，使鑄件具有很高的形狀、尺寸精度和良好的表面光潔度，鑄造車間的勞動條件和環(huán)境衛(wèi)生也大為改變。

        20世紀以來鑄造業(yè)的重大進展中，灰鑄鐵的孕育處理和化學(xué)硬化砂造型這兩項新工藝有著的意義。這兩項發(fā)明，沖破了延續(xù)多年的傳統(tǒng)方法，給鑄造工藝開辟了新的領(lǐng)域，貴州鑄造材料對提高鑄件的競爭能力產(chǎn)生了重大的影響。

        鑄造一般按造型方法來分類，習(xí)慣上分為普通砂型鑄造和特種鑄造。普通砂型鑄造包括濕砂型、干砂型、化學(xué)硬化砂型三類。特種鑄造按造型材料的不同，又可分為兩大類：一類以天然礦產(chǎn)砂石作為主要造型材料，如熔模鑄造、殼型鑄造、負壓鑄造、泥型鑄造、實型鑄造、陶瓷型鑄造等；一類以金屬作為主要鑄型材料，如金屬型鑄造、離心鑄造、連續(xù)鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造等。

        鑄造工藝可分為三個基本部分，即鑄造金屬準備、鑄型準備和鑄件處理。 鑄造金屬是指鑄造生產(chǎn)中用于澆注鑄件的金屬材料，它是以一種金屬元素為主要成分，并加入其他金屬或非金屬元素而組成的合金，習(xí)慣上稱為鑄造合金，主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金。

        金屬熔煉不只是單純的熔化，還包括冶煉過程，使?jié)策M鑄型的金屬，在溫度、化學(xué)成分和純凈度方面都符合預(yù)期要求。為此，在熔煉過程中要進行以控制質(zhì)量為目的的各樣檢查測試，液態(tài)金屬在達到各項規(guī)定指標后方能允許澆注。有時，為了達到高要求，金屬液在出爐后還要經(jīng)爐外處理，如脫硫、真空脫氣、爐外精煉、孕育或變質(zhì)處理等。熔煉金屬常用的設(shè)備有沖天爐、電弧爐、感應(yīng)爐、電阻爐、反射爐等。

        不同的鑄造方法有不同的鑄型準備內(nèi)容。以應(yīng)用廣的砂型鑄造為例，鑄型準備包括造型材料準備和造型造芯兩大項工作。砂型鑄造中用來造型造芯的各樣原材料，如鑄造砂、型砂粘結(jié)劑和其他輔料，以及由它們配制成的型砂、芯砂、涂料等統(tǒng)稱為造型材料造型材料準備的任務(wù)是按照鑄件的要求、金屬的性質(zhì)，選擇適合的原砂、粘結(jié)劑和輔料，然后按的比例把它們混合成具有的型砂和芯砂。常用的混砂設(shè)備有碾輪式混砂機、逆流式混砂機和葉片溝槽式混砂機。后者是專為混合化學(xué)自硬砂設(shè)計的，連續(xù)混合，速度快。

        造型造芯是根據(jù)鑄造工藝要求，在確定好造型方法，準備好造型材料的基礎(chǔ)上進行的。鑄件的精度和生產(chǎn)過程的經(jīng)濟效果，主要取決于這道工序。在很多現(xiàn)代化的鑄造車間里，造型造芯都實現(xiàn)了機械化或自動化。常用的砂型造型造芯設(shè)備有高、中、低壓造型機、拋砂機、無箱射壓造型機、射芯機、冷和熱芯盒機等。

        鑄件自澆注冷卻的鑄型中取出后，有澆口、冒口及金屬毛刺披縫，砂型鑄造的鑄件還粘附著砂子，因此經(jīng)過清理工序。進行這種工作的設(shè)備有拋丸機、澆口冒口切割機等。砂型鑄件落砂清理是勞動條件較差的一道工序，所以在選擇造型方法時 ，應(yīng)盡量考慮到為落砂清理打造方便條件。有些鑄件因要求，還要經(jīng)鑄件后處理，如熱處理、防銹處理、粗加工等。

        鑄造是比較經(jīng)濟的毛坯成形方法，對于形狀復(fù)雜的零件能顯示出它的經(jīng)濟性。如汽車發(fā)動機的缸體和缸蓋，船舶螺旋槳以及藝術(shù)品等。有些難切削的零件 ，如燃汽輪機的鎳基合金零件不用鑄造方法無法成形。

        另外，鑄造的零件尺寸和重量的適應(yīng)范圍很寬，金屬種類不受限制；零件在具有一般機械性能的同時，還具有耐磨、耐腐蝕、吸震等綜合性能，是其他金屬成形方法如鍛、軋、焊、沖等所做不到的。因此在機器制造業(yè)中用鑄造方法生產(chǎn)的毛坯零件，在數(shù)量和噸位上迄今仍是很多的。

        鑄造生產(chǎn)經(jīng)常要用的材料有各樣金屬、焦炭、木材、塑料、氣體和液體燃料、造型材料等。所需設(shè)備有冶煉金屬用的各種爐子，有混砂用的各樣混砂機，有造型造芯用的各樣造型機、造芯機，有清理鑄件用的落砂機、拋丸機等。還有供特種鑄造用的機器和設(shè)備以及許多運輸和物料處理的設(shè)備。

        鑄造生產(chǎn)有與其他工藝不同的特點，主要是適應(yīng)性廣、需用材料和設(shè)備多、污染環(huán)境。鑄造生產(chǎn)會產(chǎn)生粉塵、有害氣體和噪聲對環(huán)境的污染，比起其他機械制造工藝來為嚴重，需要采取措施進行控制。

        鑄造產(chǎn)品發(fā)展的趨勢是要求鑄件有好的綜合性能，高的精度，少的余量和光潔的表面。此外，節(jié)能的要求和社會對恢復(fù)自然環(huán)境的呼聲也越來越高。貴州鑄造材料為適應(yīng)這些要求，新的鑄造合金將得到開發(fā)，冶煉新工藝和新設(shè)備將相應(yīng)出現(xiàn)。

        鑄造工作者在電子技能和測試手段不斷進步的條件下，將對金屬結(jié)晶凝固和型砂緊實等理論進行深入的探索，以研究提高鑄件性能和內(nèi)部質(zhì)量的途徑。機器人和電子計算機在鑄造生產(chǎn)和管理領(lǐng)域里的應(yīng)用，也將日益廣。華鑄CAD就是國產(chǎn)鑄造軟件，是在基于ＣＡＤ平臺上開發(fā)的鑄造軟件，另外韓國和美國等也有一些類似軟件。

(本文內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除)