鑄造工藝具體分析與介紹
1．鑄造
鑄造還可按金屬液的澆注工藝分為重力鑄造和壓力鑄造。
重力鑄造是指金屬液在地球重力作用下注入鑄型的工藝，也稱澆鑄。廣義
鑄造工藝書籍
的重力鑄造包括砂型澆鑄、金屬型澆鑄、熔模鑄造，泥模鑄造等；窄義的重力鑄造專指金屬型澆鑄。壓力鑄造是指金屬液在其他外力（不含重力）作用下注入鑄型的工藝。廣義的壓力鑄造包括壓鑄機的壓力鑄造和真空鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等；窄義的壓力鑄造專指壓鑄機的金屬型壓力鑄造，簡稱壓鑄。這幾種鑄造工藝是目前有色金屬鑄造中*常用的、也是相對價格*低的。
2．砂型鑄造
砂型鑄造是一種以砂作為主要造型材料，制作鑄型的傳統(tǒng)鑄造工藝。
砂型一般采用重力鑄造，有特殊要求時也可采用低壓鑄造、離心鑄造等工藝。砂型鑄造的適應(yīng)性很廣，小件、大件，簡單件、復(fù)雜件，單件、大批量都可采用。砂型鑄造用的模具，以前多用木材制作，通稱木模。旭東精密鑄件廠為改變木模易變形、易損壞等弊病，除單件生產(chǎn)的砂型鑄件外，全部改為尺寸精度較高，并且使用壽命較長的鋁合金模具或樹脂模具。雖然價格有所提高，但仍比金屬型鑄造用的模具便宜得多，在小批量及大件生產(chǎn)中，價格優(yōu)勢尤為突出。此外，砂型比金屬型耐火度更高，因而如銅合金和黑色金屬等熔點較高的材料也多采用這種工藝。但是，砂型鑄造也有一些不足之處：因為每個砂質(zhì)鑄型只能澆注一次，獲得鑄件后鑄型即損壞，必須重新造型，所以砂型鑄造的生產(chǎn)效率較低；又因為砂的整體性質(zhì)軟而多孔，所以砂型鑄造的鑄件尺寸精度較低，表面也較粗糙。不過，旭東精密鑄件廠集多年的技術(shù)積累，已大大改善了砂型鑄件的表面狀況，其拋丸后的效果可與金屬型鑄件媲美。
3．金屬型鑄造
是用耐熱合金鋼制作鑄造用中空鑄型模具的現(xiàn)代工藝。
金屬型既可采用重力鑄造，也可采用壓力鑄造。金屬型的鑄型模具能反復(fù)多次使用，每澆注一次金屬液，就獲得一次鑄件，壽命很長，生產(chǎn)效率很高。金屬型的鑄件不但尺寸精度好，表面光潔，而且在澆注相同金屬液的情況下，其鑄件強度要比砂型的更高，更不容易損壞。因此，在大批量生產(chǎn)有色金屬的中、小鑄件時，只要鑄件材料的熔點不過高，一般都優(yōu)先選用金屬型鑄造。但是，金屬型鑄造也有一些不足之處：因為耐熱合金鋼和在它上面做出中空型腔的加工都比較昂貴，所以金屬型的模具費用不菲，不過總體和壓鑄模具費用比起來則便宜多了。對小批量生產(chǎn)而言，分攤到每件產(chǎn)品上的模具費用明顯過高，一般不易接受。又因為金屬型的模具受模具材料尺寸和型腔加工設(shè)備、鑄造設(shè)備能力的限制，所以對特別大的鑄件也顯得無能為力。因而在小批量及大件生產(chǎn)中，很少使用金屬型鑄造。此外，金屬型模具雖然采用了耐熱合金鋼，但耐熱能力仍有限，一般多用于鋁合金、鋅合金、鎂合金的鑄造，在銅合金鑄造中已較少應(yīng)用，而用于黑色金屬鑄造就更少了。旭東精密鑄件廠的金屬型模具全部是自行設(shè)計、自行制造，因而能更及時地為客戶提供價廉、適用的上等模具。
4．壓鑄
壓鑄是在壓鑄機上進行的金屬型壓力鑄造，是目前生產(chǎn)效率*高的鑄造工藝。
壓鑄機分為熱室壓鑄機和冷室壓鑄機兩類。熱室壓鑄機自動化程度高，材料損耗少，生產(chǎn)效率比冷室壓鑄機更高，但受機件耐熱能力的制約，目前還只能用于鋅合金、鎂合金等低熔點材料的鑄件生產(chǎn)。當(dāng)今廣泛使用的鋁合金壓鑄件，由于熔點較高，只能在冷室壓鑄機上生產(chǎn)。壓鑄的主要特點是金屬液在高壓、高速下充填型腔，并在高壓下成形、凝固，壓鑄件的不足之處是：因為金屬液在高壓、高速下充填型腔的過程中，不可避免地把型腔中的空氣夾裹在鑄件內(nèi)部，形成皮下氣孔，所以鋁合金壓鑄件不宜熱處理，鋅合金壓鑄件不宜表面噴塑（但可噴漆）。否則，鑄件內(nèi)部氣孔在作上述處理加熱時，將遇熱膨脹而致使鑄件變形或鼓泡。此外，壓鑄件的機械切削加工余量也應(yīng)取得小一些，一般在0.5mm左右，既可減輕鑄件重量、減少切削加工量以降低成本，又可避免穿透表面致密層，露出皮下氣孔，造成工件報廢。
鑄造工藝
鋁錠鑄造的凈化技術(shù) 從電解槽吸出的鋁液中含有各種雜質(zhì)，因此鑄造之前需要進行凈化。工業(yè)上主要采用澄清、熔劑、氣體等凈化方法，也有的試用定向凝固和過濾方法進行凈化。
1.熔劑凈化熔劑凈化是利用加入鋁液中的熔劑形成大量的細微液滴，使鋁液中的氧化物被這些液滴濕潤吸附和溶解，組成新的液滴升到表面，冷卻后形成浮渣除去。凈化用的熔劑選用熔點低、密度小，表面張力小、活性大、對氧化渣有很強吸附能力的鹽組成。使用時，先將小塊熔劑裝入鐵籠里，再插入混合爐底部來回攪動，至熔劑化完后取出鐵籠，靜止5~10min.撈出表面浮渣即可澆鑄。根據(jù)需要也可將熔劑撤在表面上起覆蓋作用。
2.氣體凈化氣體凈化是一種主要的原鋁凈化法，所用氣體是氯氣、氮氣或氯氮混合氣體。
?。?/span>1）氯氣凈化。以前采用活性氣體氯氣作凈化劑（氯化法）。在氯化法中，把氯氣通入鋁液內(nèi)時生成很多異常細小的AlCl3，氣泡，充分地混合在鋁液內(nèi)。溶解在鋁液中的氫，以及一些機械夾雜物便吸附在AlCl3氣泡上，隨著AlCl3氣泡上升到鋁液表面而排出。通入氯氣時還能使某些比鋁更加負電性的元素氯化，如鈣、鈉、鎂等均因通入氯氣而生成相應(yīng)的氯化物，得以分離出來。所以氯化法是一種非常有效的原鋁凈化法。氯氣用量為每噸鋁500-700g.但因為氧氣有毒而且比較貴重，為了避免空氣被污染和降低鋁錠生產(chǎn)的成本，故在現(xiàn)代鋁工業(yè)上已逐漸廢去了氯化法改成惰性氣體——氮氣凈化法。
?。?/span>2）氮氣凈化法。又稱為無煙連續(xù)凈化法，用氧化鋁球（418mm）作過濾介質(zhì)。N2直接通入鋁液內(nèi)。鋁液連續(xù)送入凈化爐內(nèi)，通過氧化鋁球過濾層，并受到氮氣的沖洗，于是鋁液中的非金屬夾雜物以及溶解的氫得以**，然后連續(xù)排出，從而使細微的氮氣泡均勻分布在受處理的鋁液內(nèi)起到凈化的作用。氮氣對大氣無污染，且凈化處理量大，每分鐘可處理200~600kg鋁液，凈化過程中造成的鋁損失量相對減少，故現(xiàn)在廣泛應(yīng)用。但它不象氯氣那樣能夠**鋁液中的鈣、鈉、鎂。
?。?/span>3）混合氣體凈化法。采用氯氣和氮氣的混合物來凈化鋁液，其作用是一方面脫去氫氣和分離氧化物，另一方面**鋁中某些金屬雜質(zhì)（如鎂），常用的組成是90%氮氣+10%氯氣。也有采用10%氯氣+10%二氧化碳+80%氮氣。這樣效果更好，二氧化碳能使氯氣與氮氣很好的擴散，可縮短操作時間。
注：鑄件里的各種微量元素（碳，硫，硅，錳，磷，銅，鉻，鎳等）均可用南京正源分析儀器制造有限公司公司的高速碳硫分析儀，多元素分析儀，爐前碳硅分析儀，高頻紅外碳硫儀等各種儀器進行測定，儀器測試速度快，精度高，是各鑄造單位保證產(chǎn)品質(zhì)量的理想化驗設(shè)備。