2.1　概述

2.1.1　铸造工艺概要

将熔化的金属或合金浇入已制好的铸型中，经冷却凝固后获得所需形状和尺寸的铸件，这种方法称为铸造。

铸造生产有如下特点。

（1）不但可以生产与机械零件形状接近的毛坯，而且可以生产半成品甚至成品，这样可以大大减少机械加工及金属的消耗。

（2）一般说来，可以制造任何尺寸、质量和复杂形状的铸件。

（3）可以用其他方法不能加工或不易加工的材料生产铸件，如铸铁、南锰钢等。

（4）生产成本低。这是因为铸造所用原材料来源广泛，价格低廉，废品回收容易，一般不需要很多的复杂设备，生产准备工作也比较容易。

铸造生产在机器制造工业和其他工业部门应用十分广泛。如各种机器设备的机座、机体，坦克的炮塔，汽车和飞机的发动机壳体，耕田用的犁铧及日常生活中用的铁锅等均是用铸造方法制造的。在化工机器生产中也不例外，如压缩机中的铸件质量占机器全部质量的60%～80%。

铸造生产可以根据金属材料和生产方法来分类。根据金属材料的不同，可分为铸铁、铸钢和有色金属铸造等；根据生产方法的不同，可分为砂型铸造和特种铸造。

将熔融金属浇入铸型而得到铸件，从方法上说可算十分简单，但因铸造条件相当复杂，如何定量地掌握住各主要因素之间的关系，就相当困难了。最近，在基础理论研究成果不断充实的情况下，逐渐明确了各主要因素之间的量的关系，对于稳定产品质量起着重大的作用。

汽车上的铸件，不仅在形状和强度方面应符合设计要求，对于材质稳定性和铸件的经济性也有严格规定。近年来，随着新的铸造技术的不断涌现。铸件的可靠性日益增高。对于汽车铸件特性的主要要求是：①铸件形状复杂，常需使用砂芯；②尺寸精度高；③采用薄壁铸件以减轻质量；④材质稳定；⑤具有足够的耐压性和抗压性。针对上述要求，所采用新的铸造技术有：①自动化的高速高压造型法；②大型低频感应电炉熔炼法，或冲天炉——低频电炉的双联熔炼法；③强韧铸铁的薄壁轻型铸件；④精密铸造法等。此外，从汽车废气处理方面考虑，要求生产耐热、耐蚀性能优良的铸件，预计这类铸件所占的比例将日益增加。

今后铸造方面的课题是：以改善铸造车间作业环境和防止公害的措施为核心，进一步提高机械化和自动化程度。

图2.1所示为一般铸铁件的铸造工艺过程。球墨铸铁件与可锻铸铁件的铸造工艺过程与此基本相同。球墨铸铁铁水从化铁炉中流出后，应加入镁合金（Fe-Si-Mg）及其他合金，进行石墨的球化处理。球墨铸铁件既可在铸态下使用，也可经热处理后使用，而可锻铸铁件则需经热处理以提高其强韧性。压铸件于压铸型中成型，其铸造工艺过程也与图2.1的情况基本相同。

2.1.2　铸件

由于铸件的成本低并具有强韧性和耐磨性，可用于制造发动机、变速器、车轴与车轮等动力、传动系统的大型复杂零件。最近，为了适应轻量化、散热性与工艺性的要求，汽缸盖、汽缸体与变速器壳等零件多采用铝合金制造。表2-1列出了汽车的典型铸件成分。

2.1.3　铸造方式

汽车铸件生产采用多种各具特色的铸造方法，本节只选择其中有代表性的几种，扼要说明。

1. 砂型铸造

砂型铸造主要使用合成砂，组成铸造生产线。除用于生产汽缸体、汽缸盖、制动鼓等零件外，其适用范围还在不断扩大。最近，高速高压造型法迅速普及，造型速度可达240～300箱/小时，生产率极高。这种方法的特点见表2-2。

2. 壳型铸造

本法以热固性树脂使型砂结成硬壳，具有生产率高，铸件尺寸精度高，砂型透气性好和含水量低等优点，正被多方采用。由于壳型的强度高，可使用严格的工艺方案，以提高铸件材料的利用率，防止铸造缺陷。然而，所用树脂的成本高，是这种方法的缺点。为此可采用金属型覆砂铸造法，在金属型腔表面覆上一层3～6mm厚的型砂壳层。这种方法可减少昂贵的树脂用量，不仅在经济上有利，并可使材质稳定。其应用实例有曲轴、汽缸体等零件。

3. 压力铸造

此法是向金属型内压入熔融的金属，得到尺寸精度高、表面光洁的铸件。此外，由于金属型的冷却速度大，铸件致密而强度高。这类铸件的尺寸精度也高，可以减少机械加工工时。汽车上具有代表性的铝合金压铸件有汽缸体、汽缸盖、变速器壳、传动链壳体、转向器壳体等多种。

2.1.4　铸造车间平面布置

确定铸造车间平面布置时，必须考虑铸件种类、尺寸和产量。在铸造车间内，为使铸件能高效率流动，对于工序间和车间内部各种设备的配置必须进行充分的分析。应注意的有：①缩短搬运距离，并使产品流通顺畅；②设备立体布置，充分利用空间；③提高车间的机械化、自动化程度，充分进行检测管理；④改善劳动环境。熔化工序与造型工序是工艺管理的重点，要根据熔化炉的类型和操作条件，进行严格地管理。与此同时，为了型砂的再生利用，对于砂的透气性、压缩强度等性能也必须认真管理，以缩小它们的变动范围。

为了防止造型机与脱箱机的噪声与粉尘，改善劳动环境，已有设置隔音室和采取全车间通风除尘措施之实例。为了防止公害，已开始采用囊式滤尘器清除冲天炉排气中的灰尘。对于壳型烧结时发生的恶臭气体，则采用燃烧或吸收的办法来消除。 WzI3fqtpyntm8yKaZrATqVBhUfgxbxYI8p4/nMH5FBQC0frthyDnPsG4XcMiEGtP