鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝亮倍,已有約6000年的歷史享秒。中國(guó)約在公元前1700~前1000年之間已進(jìn)入青銅鑄件的全盛期瞳竖,工藝上已達(dá)到相當(dāng)高的水平蜘把。中國(guó)商朝的重875公斤的司母戊方鼎癌雷,戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的曾侯乙尊盤乡捧,西漢的透光鏡,都是古代鑄造的代表產(chǎn)品魄仙。早期的鑄件大多是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)牵观、宗教、生活等方面的工具鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝水惑,已有約6000年的歷史塌自。中國(guó)約在公元前1700~前1000年之間已進(jìn)入青銅鑄件的全盛期,工藝上已達(dá)到相當(dāng)高的水平汽足。中國(guó)商朝的重875公斤的司母戊方鼎悟旧,戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的曾侯乙尊盤,西漢的透光鏡减拭,都是古代鑄造的代表產(chǎn)品蔽豺。早期的鑄件大多是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、宗教拧粪、生活等方面的工具或用具修陡,藝術(shù)色彩濃厚。那時(shí)的鑄造工藝是與制陶工藝并行發(fā)展的可霎,受陶器的影響很大魄鸦。中國(guó)在公元前513年,鑄出了世界上最早見于文字記載的鑄鐵件晉國(guó)鑄型鼎癣朗,重約270公斤拾因。歐洲在公元八世紀(jì)前后也開始生產(chǎn)鑄鐵件。鑄鐵件的出現(xiàn)旷余,擴(kuò)大了鑄件的應(yīng)用范圍绢记。例如在15~17世紀(jì),德荣暮、法等國(guó)先后敷設(shè)了不少向居民供飲用水的鑄鐵管道庭惜。18世紀(jì)的工業(yè)革命以后,蒸汽機(jī)嗡窑、紡織機(jī)和鐵路等工業(yè)興起籽钝,鑄件進(jìn)入為大工業(yè)服務(wù)的新時(shí)期,鑄造技術(shù)開始有了大的發(fā)展夭蹦。
進(jìn)入20世紀(jì)航赦,鑄造的發(fā)展速度很快,其重要因素之一是產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)步 ,要求鑄件各種機(jī)械物理性能更好犹狮,同時(shí)仍具有良好的機(jī)械加工性能优学;另一個(gè)原因是機(jī)械工業(yè)本身和其他工業(yè)如化工、儀表等的發(fā)展箱藏,給鑄造業(yè)創(chuàng)造了有利的物質(zhì)條件陡敞。如檢測(cè)手段的發(fā)展,保證了鑄件質(zhì)量的提高和穩(wěn)定鲜堆,并給鑄造理論的發(fā)展提供了條件掖沸;電子顯微鏡等的發(fā)明,幫助人們深入到金屬的微觀世界昌执,探查金屬結(jié)晶的奧秘烛亦,研究金屬凝固的理論,指導(dǎo)鑄造生產(chǎn)懂拾。 在這一時(shí)期內(nèi)開發(fā)出大量性能優(yōu)越煤禽,品種豐富的新鑄造金屬材料,如球墨鑄鐵岖赋,能焊接的可鍛鑄鐵檬果,超低碳不銹鋼,鋁銅贾节、鋁硅汁汗、鋁鎂合金,鈦基栗涂、鎳基合金等知牌,并發(fā)明了對(duì)灰鑄鐵進(jìn)行孕育處理的新工藝,使鑄件的適應(yīng)性更為廣泛斤程。 50年代以后角寸,出現(xiàn)了濕砂高壓造型,化學(xué)硬化砂造型和造芯忿墅,負(fù)壓造型以及其他特種鑄造叁席、拋丸清理等新工藝,使鑄件具有很高的形狀恭吊、尺寸精度和良好的表面光潔度蚕察,鑄造車間的勞動(dòng)條件和環(huán)境衛(wèi)生也大為改善。20世紀(jì)以來鑄造業(yè)的重大進(jìn)展中仓判,灰鑄鐵的孕育處理和化學(xué)硬化砂造型這兩項(xiàng)新工藝有著特殊的意義犯党。這兩項(xiàng)發(fā)明,沖破了延續(xù)幾千年的傳統(tǒng)方法蜘体,給鑄造工藝開辟了新的領(lǐng)域示董,對(duì)提高鑄件的競(jìng)爭(zhēng)能力產(chǎn)生了重大的影響广狂。
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艾烫。普通砂型鑄造包括濕砂型镀翁、干砂型、化學(xué)硬化砂型三類拄讨。特種鑄造按造型材料的不同卸悼,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,如熔模鑄造察绷、殼型鑄造干签、負(fù)壓鑄造津辩、泥型鑄造拆撼、實(shí)型鑄造、陶瓷型鑄造等喘沿;一類以金屬作為主要鑄型材料闸度,如金屬型鑄造、離心鑄造蚜印、連續(xù)鑄造莺禁、壓力鑄造、低壓鑄造等窄赋。
鑄造工藝可分為三個(gè)基本部分哟冬,即鑄造金屬準(zhǔn)備、鑄型準(zhǔn)備和鑄件處理忆绰。 鑄造金屬是指鑄造生產(chǎn)中用于澆注鑄件的金屬材料浩峡,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律馏,習(xí)慣上稱為鑄造合金村钧,主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金腥浪。
金屬熔煉不僅僅是單純的熔化臊骂,還包括冶煉過程,使?jié)策M(jìn)鑄型的金屬伸四,在溫度云拔、化學(xué)成分和純凈度方面都符合預(yù)期要求。為此淡班,在熔煉過程中要進(jìn)行以控制質(zhì)量為目的的各種檢查測(cè)試足曹,液態(tài)金屬在達(dá)到各項(xiàng)規(guī)定指標(biāo)后方能允許澆注。有時(shí)葵伟,為了達(dá)到更高要求林品,金屬液在出爐后還要經(jīng)爐外處理词惭,如脫硫、真空脫氣增队、爐外精煉扣墩、孕育或變質(zhì)處理等。熔煉金屬常用的設(shè)備有沖天爐扛吞、電弧爐呻惕、感應(yīng)爐、電阻爐滥比、反射爐等亚脆。
不同的鑄造方法有不同的鑄型準(zhǔn)備內(nèi)容。以應(yīng)用最廣泛的砂型鑄造為例盲泛,鑄型準(zhǔn)備包括造型材料準(zhǔn)備和造型造芯兩大項(xiàng)工作濒持。砂型鑄造中用來造型造芯的各種原材料,如鑄造砂寺滚、型砂粘結(jié)劑和其他輔料柑营,以及由它們配制成的型砂、芯砂村视、涂料等統(tǒng)稱為造型材料造型材料準(zhǔn)備的任務(wù)是按照鑄件的要求官套、金屬的性質(zhì),選擇合適的原砂蚁孔、粘結(jié)劑和輔料奶赔,然后按一定的比例把它們混合成具有一定性能的型砂和芯砂。常用的混砂設(shè)備有碾輪式混砂機(jī)眠亿、逆流式混砂機(jī)和葉片溝槽式混砂機(jī)衷屋。后者是專為混合化學(xué)自硬砂設(shè)計(jì)的,連續(xù)混合陵租,速度快泉蠢。
造型造芯是根據(jù)鑄造工藝要求,在確定好造型方法育床,準(zhǔn)備好造型材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行的诡语。鑄件的精度和全部生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)效果,主要取決于這道工序松浆。在很多現(xiàn)代化的鑄造車間里窑竖,造型造芯都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化或自動(dòng)化。常用的砂型造型造芯設(shè)備有高旧晴、中适固、低壓造型機(jī)、拋砂機(jī)遮尚、無箱射壓造型機(jī)誊涯、射芯機(jī)挡毅、冷和熱芯盒機(jī)等。
鑄件自澆注冷卻的鑄型中取出后暴构,有澆口跪呈、冒口及金屬毛刺披縫,砂型鑄造的鑄件還粘附著砂子取逾,因此必須經(jīng)過清理工序耗绿。進(jìn)行這種工作的設(shè)備有拋丸機(jī)、澆口冒口切割機(jī)等砾隅。砂型鑄件落砂清理是勞動(dòng)條件較差的一道工序误阻,所以在選擇造型方法時(shí) ,應(yīng)盡量考慮到為落砂清理創(chuàng)造方便條件晴埂。有些鑄件因特殊要求究反,還要經(jīng)鑄件后處理,如熱處理邑时、整形奴紧、防銹處理、粗加工等晶丘。
鑄造是比較經(jīng)濟(jì)的毛坯成形方法,對(duì)于形狀復(fù)雜的零件更能顯示出它的經(jīng)濟(jì)性裁鸦。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體和缸蓋象体,船舶螺旋槳以及精致的藝術(shù)品等。有些難以切削的零件 肮脱,如燃汽輪機(jī)的鎳基合金零件不用鑄造方法無法成形档改。
另外,鑄造的零件尺寸和重量的適應(yīng)范圍很寬夜痊,金屬種類幾乎不受限制谅囚;零件在具有一般機(jī)械性能的同時(shí),還具有耐磨淆捆、耐腐蝕雄防、吸震等綜合性能,是其他金屬成形方法如鍛暑懊、軋康局、焊、沖等所做不到的蜒金。因此在機(jī)器制造業(yè)中用鑄造方法生產(chǎn)的毛坯零件蟆盐,在數(shù)量和噸位上迄今仍是最多的。
鑄造生產(chǎn)有與其他工藝不同的特點(diǎn)遭殉,主要是適應(yīng)性廣石挂、需用材料和設(shè)備多博助、污染環(huán)境。鑄造生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生粉塵痹愚、有害氣體和噪聲對(duì)環(huán)境的污染翔始,比起其他機(jī)械制造工藝來更為嚴(yán)重,需要采取措施進(jìn)行控制里伯。
鑄造產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)是要求鑄件有更好的綜合性能城瞎,更高的精度,更少的余量和更光潔的表面疾瓮。此外脖镀,節(jié)能的要求和社會(huì)對(duì)恢復(fù)自然環(huán)境的呼聲也越來越高。為適應(yīng)這些要求狼电,新的鑄造合金將得到開發(fā)蜒灰,冶煉新工藝和新設(shè)備將相應(yīng)出現(xiàn)。
鑄造生產(chǎn)的機(jī)械化自動(dòng)化程度在不斷提高的同時(shí)哥钉,將更多地向柔性生產(chǎn)方面發(fā)展蜗原,以擴(kuò)大對(duì)不同批量和多品種生產(chǎn)的適應(yīng)性。節(jié)約能源和原材料的新技術(shù)將會(huì)得到優(yōu)先發(fā)展峦铲,少產(chǎn)生或不產(chǎn)生污染的新工藝新設(shè)備將首先受到重視嗤锯。質(zhì)量控制技術(shù)在各道工序的檢測(cè)和應(yīng)力測(cè)定等方面,將有新的發(fā)展筑轻。
鑄造工作者在電子技術(shù)和測(cè)試手段不斷進(jìn)步的條件下钉栈,將對(duì)金屬結(jié)晶凝固和型砂緊實(shí)等理論進(jìn)行更深入的探索,以研究提高鑄件性能和內(nèi)部質(zhì)量的有效途徑具雹。機(jī)器人和電子計(jì)算機(jī)在鑄造生產(chǎn)和管理領(lǐng)域里的應(yīng)用滥庭,也將日益廣泛。
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