学习从火炉中取出宝藏的术语和过程
什么是金属铸造?
金属铸造是将熔化的金属倒入一个空的形状空间中制造物体的过程。然后金属冷却和硬化，形成这个成型的模具给它的形状。与用一块固体金属加工出零件相比，铸造通常是一种更便宜的制造方法。金属铸造方法有很多种可供选择。哪种类型的铸造最有效取决于所用的金属，运行的大小和铸造的复杂性。
在开始生产之前，从铸造车间了解一些术语和方法是很有帮助的。
铸造的术语
铸型
一个模具是在一种材料内的一个腔，它接收液态金属并产生该腔形状的冷却物体。模具可以很简单。用来制作金属锭的形式就像面包盘，金属只是倒入锅里，然后让它冷却。大多数模具是用于更复杂的形状和基于一个模式。压印在分裂模具上的图案。一半的图案印在模具的一边，另一半印在模具的另一边，然后在模具填满之前把这一半夹在一起。将模具分两部分制作，可以在填充前将图案收回。这些模具可以用水平劈开来制作
应对并拖动
在水平成型中，模具的上半部分被称为应对，下半部分被称为拖．
Swing和ram
在垂直成型中，模具的前半部分称为上半部摇摆不定的，后半部分被称为内存．
模芯
如果一个模具应该有内部的空间或孔，a核心通常是。这些核心的形状就像内部空间。铁心通常通过延伸到铸件上方来固定，并通过固定核心打印它像一座桥一样悬挂在两岸之间。核心周围的空白区域将被金属填充，核心将从最终铸造中移除，在原来的地方留下一个洞。如果核心很长，它可能由念珠来支撑它。它们通常是由与最终铸件相同的金属制成的，因为它们在空间中会充满材料，成为最终铸件的一部分。
尺寸公差
选择铸造方法的一个重要因素是尺寸公差．尺寸公差是最终产品尺寸中可接受的变化。金属在冷却时会收缩，而铸造的类型会影响其收缩程度。如果产品需要精确，客户可能想要一种能产生结果的铸造方法近净铸造．这意味着当产品从模具中摇出时，它非常接近正确的尺寸。
表面处理
另一个考虑是表面处理．铸件的表面如何颗粒状、凹凸不平或粗糙?一个铸铁平底锅可以接受的东西，在结婚戒指上却不能接受。非常光滑的金属表面通常是通过机械加工创造出来的，这是一种额外的成本:如果光泽和光滑是一个理想的结果，选择一种精加工的铸造方法可能会降低机械加工成本。
金属铸造方法
金属铸造有两大类:可重复使用的模具加工和消耗性模具加工。
可重复使用的或永久性的模具可以制造出许多物品，而消耗性的模具则会在铸造过程中被销毁。虽然从外行人的角度来看，可重用模具在大规模生产中必须更具有成本效益，但情况并非总是如此。大多数钢铁制品是通过一次性铸造工艺制造的。
低温成型物质(树脂、巧克力、蜡等)几乎总是使用可重复使用的模具。使冶金学不同的是所涉及的高温。这些给模具施加了很大压力。因此，锌、铝、镁、锡或铜等熔点较低的合金在可重复使用的成型过程中更容易成功也就不足为奇了。
然而，在某些情况下，甚至黑色金属也会被倒入可重复使用的模具中。设计的复杂性、金属的选择、尺寸公差和表面光洁度的要求都影响可重复使用的模具是否合适。
可重复使用的模具
永久的模具
永久性的模具通常是由金属制成的，这种金属的熔点比模具所填充的金属要高。在没有任何外部压力的情况下浇注流体金属。永久型芯必须简单，以便从成品铸造中取出重新使用。
这些模具有时用于铸铁，也用于低温合金。唱机转盘，而不是装配线，是最常见的工业流程。当每个模具通过下一个工位时，就会进行个别的操作，如涂模、放芯、合模、浇注、开模和逐出铸件。
在第一次浇铸之前，模具要预热，这样就不会因为温度的差异而开裂。
这种方法的铸件不能像其他可重用方法(如压铸)中的铸件那样有薄的壁。然而，铸件的生产具有“紧密公差”，这意味着最终铸件的尺寸可以更精确地预测。用这种方法制作的铸件致密而纹理细。它们具有更光滑的表面光洁度，并避免了几种类型的缺陷。
这种形式的模具足够耐用，可以与铁一起使用，但它不是黄色黄铜的首选样式。黄色黄铜含锌量高，会使模具变质。
半永久的模具
半永久型铸造的唯一变化是铸造过程中使用的砂芯可能是消耗性砂芯。砂芯的形状更复杂，因为它们不需要完整地从最终铸件中提取出来。如果在铸件上留下一个开口来移除芯，它们可以在振动台上“摇出”，像沙漏中的沙子一样沥干。永久型铸造的公差、密度和外观优势只存在于与金属模具相衬的部分。
空心铸造
这种色彩鲜艳的铸造风格无需芯，只需在模具内部涂上少量金属，就能创造出空心铸件，形成金属“表皮”。有不同的方法来处理泥浆铸造，这取决于金属或其他材料凝固的速度。其中一种方法是，创始人可以将少量的液体倒入模具中，然后旋转，将金属盖住模具内部。在另一种方法中，方正器可以完全填满模具，然后在指定的冷却时间后将多余的材料倒出。锌、铝和锡都是通常用泥浆浇铸的金属。
离心铸造
在真正的离心铸造中，当液体金属被注入时，水冷型围绕其中心轴高速旋转。离心力使液态金属沿着模具表面形成一层均匀的膜。为了这个方法的工作，最终铸造必须有偶数几何形状围绕旋转轴。因此，这种铸造形式最适合那些大致呈圆柱形或圆形的模具，如管子或环。
用这种方法铸造的物体通常有很低的缺陷率。杂质靠近铸件的内孔或内表面，可以通过机加工去除。大多数将在压力下使用的管道或配件是离心铸造的，因为其无缝结构的强度。
一些小型金属铸件，比如珠宝，是用离心机制造的，离心机会让整个模具围绕中心点旋转，当模具旋转时，从坩埚中拉出金属。这些铸件不是真正的离心铸件，而是压力铸造的一种形式。
压铸件
压力铸造法使用重力以外的力量来控制金属流入永久模具。空气或气体、真空、机械力或离心力都用于压力铸造。这些方法使铸造厂能够精确地控制模具填充的速度:重力总是在相同的力下工作，但人造力可以变化。
当模具减压时，真空铸造将金属拉入模具，产生的真空将液态金属从下面的容器中拉上来。在金属冷却时，真空必须保持不变，因此这种方法主要用于薄壁铸件。它提供极好的表面光洁度。低压铸件通过对液态金属所在的熔炉加压，而不是在模具中制造真空，从而逆转了这一过程。金属通过立管推入模腔。
所有压铸机(以下)也使用某种形式的压力来帮助铸造。
压铸
压铸机包括一个容纳熔融金属的盆，一个金属模具或模具在两个板上，和一个注塑系统，吸引材料并在压力下将其压入模具。
压铸的过程从一个开模开始。喷嘴向模具喷洒润滑剂，以防止零件粘在模具上。然后关闭模具的两半，关闭的模具使用压力鼻注射。在模具打开之前，新的铸件有片刻的冷却时间。顶销将新的铸件从模具中推出，然后重新开始。
在压铸中有两种金属注射形式。冷室压铸的工作原理就像一个注射器:在每个模具铸造之前，一个注射室必须充满熔化的金属，然后一个活塞将注射器的内容物推入模具。热室压铸或鹅颈压铸是通过将注射系统的腔室浸入熔融金属中来工作的，系统的形状意味着注入器自己重新填充。热室压铸用活塞或空气压力将这种材料推入模具。
鹅颈管系统更容易腐蚀，因为它们放在熔化的金属浴槽中。因此，它们通常与熔点较低的铝或铝锌合金一起使用。活塞式或冷室注射压铸机可以用于熔化黄铜和青铜所需的较高温度，因为注射器不会持续暴露在热量中。
连铸
即使是我们认为完全机加工、轧制或以其他方式加工的金属部件，也往往是从铸造车间开始的。连续铸造通过挤压形成永久的形状，创造出不同大小的简单金属形状的花柱、钢坯和板坯。这种铸造过程创造了加工钢的原材料。
连铸过程从工厂楼层的高处开始。熔化的金属被送入一个漏斗，漏斗控制浇注速度。漏斗填充下面的模具，这是一个简单的形式，通常20-80英寸长，形状在其宽度上像一个正方形，圆形，或矩形。模具壁被冷却，因此铸件的外部在它通过时冻结。当金属离开形状时，它正在凝固，但仍然柔韧。这使得连续铸造机可以将其弯曲，从而使成品水平出来。一系列的轮子引导板坯到传送带上，同时冷却喷雾使表面凝固。水平面上的气体喷嘴将连续的金属片切割成可控制的长度，因此它们可以被提升和堆叠。
不重复使用的模具
在铸造黑色金属时，可消耗的模具方法是明显的赢家。它们是经济有效的，因为它们不需要在高温下坚固。
砂铸造
砂型铸造是金属铸造最常用的方法。它的制造工艺至少有三千年的历史:第一个粘土铸造的证据来自中国，在商朝(公元前1600年至1046年)。
难怪这一过程仍然如此受欢迎:沙子便宜、充足、柔韧，并且能够承受高温。
用沙子做的岩心很容易取出:可以用振动台把它们摇出来。用于引导金属进入模腔的流道和浇口，要么由经验丰富的模工手工切割，要么作为模板的一部分创建。
砂铸件的表面光洁度通常很粗糙，尺寸公差也不精确，所以砂铸件对于生产从装饰围栏到铸铁盘到汽车发动机零件的大而粗糙的零件来说是很好的。
阅读更多关于砂铸造在本系列的前一篇文章中。
壳型铸造
外壳造型是砂型铸造的一种形式，提供更小的尺寸公差。它和砂型非常相似，只是砂型中混合了树脂。一种沙子和树脂的混合物被浇在每一半的热金属模子上。这种混合物融化后冷却成壳。模具的“外壳”被放在一起，通常由装满沙子的烧瓶支撑。通过树脂对内部表面提供额外的支持，这些外壳形成了一个非常精确的模具。
通常，外壳造型用于生产传统砂铸造的型芯。树脂给砂芯强度以保持形状，即使当放置在将成为铸件的空隙上。这些壳芯可能是空心的，是在像泥浆铸造这样的过程中在热金属模具中形成的。将芯模的两半夹紧并加热，然后填充树脂涂层砂。模具烘烤，直到外壳的厚度足以支撑芯的大小，然后将多余的、未固化的树脂砂倒出。当模具的两半被分开时，他们揭示了坚固的核心，现在准备被放置在砂型铸造模具中创造空间。
熔模铸造(失蜡铸造)
砂型铸造是迄今为止最常用的金属铸造形式，但砂型铸造的一个方面使它不适合一些项目。砂型铸造模式需要从他们创造的模型中去除，这意味着复杂的模式构建。草稿要求、分型线位置、浇口、冒口和型芯要求制模师在铸造过程的每个阶段仔细考虑模板的需求。
失蜡、投资或精密铸造工艺是砂型铸造的另一种选择，它可以适用于大多数等级的金属，甚至高熔点的铁合金，但也避免了砂型铸造中的一些制模挑战。
熔模铸造的设计师制造一个精确的金属模具，蜡或塑料图案被铸在其中。这些图案被组装在同样由这种材料制成的浇口上:铸造工人用火炬熔化浇口，使其足够熔化，以将每个图案粘在上面。
然后使用此组装来创建一个将用作模具的外壳。它是由一种细粒度的、高度耐火的骨料和一种主要由硅酸乙酯组成的专有粘结剂混合而成的泥浆喷涂、刷涂或浸涂。然后让混合物凝固。在图案上反复涂上较粗的泥浆，直到在图案周围产生骨料的外壳。模具放置直到涂层凝固，之后在烤箱中以倒置的位置加热，这样蜡就会用完，并被收集起来重复使用。去除蜡后，模具在预热炉中烘烤。然后，模具可以用松砂支撑，并以任何传统方式浇筑。
当铸件冷却后，熔模铸件周围的外壳就会破碎，并使用振动台将其摇掉。
精密铸造提供卓越的表面光洁度和高尺寸精度。没有像砂型铸造那样的分型线。
全模或泡沫铸造工艺
全模或泡沫铸造工艺是砂型和熔模铸造工艺的结合。使用泡沫聚苯乙烯图案。实际上，泡沫模式可以与浇注系统和流道系统一起完成，它可以包括消除通风余量。有时模具在填充之前会被移除，但如果有泡沫，模具就会留在模具中，当铁水注入时立即蒸发。
这一过程是一个或几个铸件运行的理想过程，但有时铸造厂批量生产泡沫模式，以创造生产数量。制造可破坏泡沫模型的设备会有额外的费用，但如果模型非常复杂，整个铸造过程的经济效益往往是有利的。
比较铸造过程
咨询制造商有助于找到最具成本效益的投项目方式。一般来说，黑色金属将使用消耗性模具铸造，而有色金属有更广泛的可能性，但即使对这个简单的规则也有例外。
在过程中清楚地了解项目的需求将有助于选择最佳的铸造过程。设计需要精确的尺寸吗?墙需要多薄?最后的铸件尺寸和重量是多少?表面光洁度如何?提前知道所有这些问题的答案将帮助精明的设计师理解和指导他们的产品通过铸造过程，找到最好的，最便宜的过程来完成他们的工作。
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