铸造液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的工艺流程

铸件

将液态金属浇注到与零件形状和尺寸相适应的模具型腔中，然后冷却凝固而获得毛坯或零件的生产方法，通常称为液态金属成形或铸造。

工艺流程：液态金属→充型→凝固收缩→铸造

工艺特点：

1、可生产任意复杂形状的零件，特别是内腔形状复杂的零件。

2、适应性强，对合金种类没有限制，对铸件尺寸几乎没有限制。

3、材料来源广，废品可重熔，设备投资低。

4、废品率高，表面质量低，劳动条件差。

铸件分类：

(1)砂型铸造

一种在砂型中生产铸件的铸造方法。 钢、铁和大多数有色合金的铸件可以通过砂型铸造方法获得。

工艺流程：

技术特点：

1、适合制作形状复杂的毛坯，特别是具有复杂内腔的毛坯；

2、适应性广，成本低；

3、对于一些塑性较差的材料，如铸铁，砂型铸造是制造零件或毛坯的唯一成形工艺。

应用：汽车发动机缸体、缸盖、曲轴等铸件

(2)熔模铸造

通常是指用易熔材料制作型型，在型型表面覆盖数层耐火材料，形成模壳，然后将型型熔化并顶出模壳，从而获得无分型面的模具。经高温烘烤后即可灌装。 砂型铸造铸造方案。 通常称为“失蜡铸造”。

工艺流程：

优势：

1、尺寸精度和几何精度高；

2、表面粗糙度高；

3、可铸造形状复杂的铸件，铸造合金不限。

缺点：工艺复杂、成本高

用途：适合生产形状复杂、精度要求高或其他难加工零件的小型零件，如涡轮发动机叶片等。

(3)压铸件

利用高压将熔融金属高速压入精密金属模具型腔。 熔融金属在压力下冷却并凝固，形成铸件。

工艺流程：

优势：

1、压铸时，金属液承受高压，流速快。

2、产品质量好、尺寸稳定、互换性好；

3、生产效率高，压铸模具使用频繁；

4、适合大批量生产，经济效益好。

缺点：

1、铸件容易出现细小气孔、缩孔。

2、压铸件塑性低，不宜在冲击载荷和振动下工作；

3、压铸高熔点合金时，模具寿命低，影响压铸产量的扩大。

应用范围：压铸件最早应用于汽车工业和仪表工业，后来逐渐扩展到各个行业，如农业机械、机床工业、电子工业、国防工业、计算机、医疗器械、钟表、照相机、日用百货等。硬件。 。

(4)低压铸造

是指将液态金属在较低压力（0.02~0.06MPa）下充入铸型，并在压力下结晶形成铸件的方法。

工艺流程：

技术特点：

1、浇注时的压力和速度均可调节，因此可适用于各种铸造模具（如金属型、砂型等），铸造各种合金和各种尺寸的铸件；

2、采用底注式充型，金属液充型顺畅，不飞溅，可避免气体卷入和侵蚀模壁、型芯，提高铸件合格率；

3.铸件在压力下结晶。 铸件组织致密、轮廓清晰、表面光滑、力学性能高，特别有利于大型、薄壁零件的铸造；

4、省去了喂料冒口，金属利用率提高到90-98%；

5、劳动强度低，劳动条件好，设备简单，易于实现机械化、自动化。

应用：主要是传统产品（缸盖、轮毂、缸架等）。

(5)离心铸造

将熔融金属倒入旋转的铸型中，充满离心力并凝固成型的铸造方法。

工艺流程：

优势：

1、浇注系统和冒口系统几乎无金属消耗，提高工艺成品率；

2、生产空心铸件时不需要型芯，因此在生产长管状铸件时可以大大提高金属填充能力；

3、铸件致密度高，气孔、夹渣等缺陷少，力学性能高；

4、便于制造筒体、套筒等复合金属铸件。

缺点：

1、用于生产异型铸件时有一定的局限性；

2、铸件内孔直径不准确，内孔表面粗糙，质量差，加工余量大；

3、铸件容易出现重力偏析。

应用：

离心铸造首先用于生产铸管。 离心铸造技术应用于国内外冶金、矿山、交通、排灌机械、航空、国防、汽车等行业生产钢、铁及有色碳合金铸件。 其中以离心铸铁管、内燃机缸套、轴套等铸件的生产最为常见。

(6)重力压铸

液态金属在重力作用下充满金属铸型，并在铸型中冷却凝固而获得铸件的造型方法。

工艺流程：

优势：

1、金属型导热系数和热容量大，冷却速度快，铸件组织致密，力学性能比砂型铸件提高15%左右。

2、可获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的铸件，质量稳定性好。

3、由于不使用或很少使用砂芯，改善了环境，减少了粉尘和有害气体，减轻了劳动强度。

缺点：

1、金属模具本身不透气，必须采取一定措施将模腔内的空气及砂芯产生的气体引出；

2、金属型无退让，铸件凝固时易产生裂纹；

3、金属型制造周期长，成本高。 因此，只有批量进行大批量生产，才能显示出良好的经济效益。

应用：

金属型铸造不仅适用于铝合金、镁合金等复杂形状有色合金铸件的批量生产，也适用于钢铁金属铸件、铸锭等的生产。

(7)真空压铸

它是一种先进的压铸工艺，通过在压铸过程中排除压铸模具型腔中的气体，消除或显着减少压铸件中的气孔和溶解气体，从而提高机械性能和表面质量。压铸件。

工艺流程：

优势：

1、消除或减少压铸件内部的气孔，提高压铸件的机械性能和表面质量，改善电镀性能；

2、减少模具型腔的背压，可以采用比压较低、铸造性能较差的合金，可以用小型机器压铸较大的铸件；

3、改善充型条件，可以压铸更薄的铸件；

缺点：

1、模具密封结构复杂，制造安装困难，成本高；

2、真空压铸方法如果控制不当，效果不会很显着。

(8)挤压压铸

将液态或半固态金属在高压下凝固、流动成型，直接获得零件或毛坯的方法。 具有液态金属利用率高、工艺简化、质量稳定等优点。 是一种具有潜在应用前景的节能金属成形技术。

工艺流程：

直接挤压铸造：喷漆、浇注合金、合模、加压、保压、泄压、分模、毛坯脱模、复位；

间接挤压铸造：喷涂、合模、加料、充模、加压、保压、泄压、分模、毛坯脱模、复位。

技术特点：

1、可消除气孔、缩孔、缩孔等内部缺陷；

2、表面粗糙度低，尺寸精度高；

3、可防止铸造裂纹的发生；

4、有利于机械化、自动化。

用途：可用于生产各种类型的合金，如铝合金、锌合金、铜合金、球墨铸铁等。

(9)消失模铸造

将尺寸和形状与铸件相似的石蜡或泡沫模型粘合并组合成模型簇。 涂有耐火涂料并干燥后，埋入干燥石英砂中振动成型。 它们在负压下铸造，使模型汽化并用液态金属填充它们。 模型位置，一种新的铸造方法，经凝固冷却后形成铸件。

工艺流程：预发泡→发泡成型→涂覆→干燥→定型→浇注→落砂→清洗

技术特点：

1、铸件精度高，无砂芯，减少了加工时间；

2、无分型面，设计灵活，自由度高；

3、清洁生产，无污染；

4、降低投资和生产成本。

应用：

适用于生产各种尺寸、结构复杂的精密铸件。 合金种类和生产批次没有限制。 如灰铸铁发动机箱、高锰钢弯头等。

(10)连铸

一种先进的铸造方法，其原理是将熔融金属连续倒入称为结晶器的特殊金属模具中。 凝固（结壳）的铸件从结晶器的另一端连续拉出。 它可以获得任意长度或特定长度的铸件。

工艺流程：

技术特点：

1、由于金属冷却迅速，结晶致密，组织均匀，机械性能好；

2、节省金属，提高成品率；

3、简化工艺流程，省去造型等工序，降低劳动强度； 所需的生产面积也大大减少；

4、连铸生产易于实现机械化、自动化，提高生产效率。

应用：

连续铸造法可铸造钢、铁、铜合金、铝合金、镁合金等截面形状恒定的长铸件，如钢锭、板坯、棒坯、管材等。

塑性成型

它是在工具和模具的外力作用下，利用材料的塑性来加工零件的少切削或无切削的工艺。 种类很多，有锻造、轧制、挤压、拉拔、冲压等。

(1)锻造

利用锻造机械对金属毛坯施加压力，使其产生塑性变形，以获得具有一定机械性能、形状和尺寸锻件的加工方法。

按成形机理，锻造可分为自由锻、模锻、轧环、特种锻造等。

自由锻造：一般是用简单的工具在锤锻机或液压机上将金属锭或块锤击成所需形状和尺寸的加工方法。

模锻：利用模锻锤或热模锻压力机上的模具成形。

轧环：是指通过专用设备轧环机生产不同直径的环形零件。 也用于生产汽车轮毂、火车车轮等轮形零件。

特种锻造：包括辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方法。 这些方法比较适合生产某些特殊形状的零件。

工艺流程：锻件毛坯加热→辊锻准备→模锻→切边→冲孔→校正→中间检验→锻件热处理→清理→校正→检验

技术特点：

1、锻件比铸件质量高，能承受较大的冲击力。 其塑性、韧性等机械性能也高于铸件，甚至高于轧制件。

2.节省原材料，缩短加工工时。

3、生产效率高。

4、自由锻适合单件、小批量生产，具有较大的灵活性。

应用：

大型轧钢机的轧辊、人字齿轮，汽轮发电机的转子、叶轮、挡圈，大型液压机工作缸、柱，汽车、拖拉机的机车车轴、曲轴、连杆等。

(2) 滚动

将金属毛坯（各种形状）通过一对旋转滚轮之间的间隙，由于滚轮的压缩和滚压，使材料的横截面减小、长度增加的压力加工方法。

滚动分类：

按轧件的运动方式分为：纵向轧制、横向轧制、交叉轧制。 纵向轧制是金属通过两个旋转方向相反的轧辊之间并在此过程中产生塑性变形的过程； 斜轧工件变形后的运动方向与辊轴线方向一致； 斜轧工件呈螺旋状运动，轧制工件与轧辊轴线不成特殊角度。

工艺流程：

应用：

主要用于金属材料型材、板材、管材等，以及部分塑料制品、玻璃制品等非金属材料。

(3)挤压

在三个方向不均匀压应力的作用下，毛坯从模具的孔口或间隙中被挤压，使其横截面积减小，长度增加，成为所需制品的加工方法称为挤压。 这种毛坯的加工称为挤压成型。 。

工艺流程：

挤压前准备→铸棒加热→挤压→拉伸、扭转、矫直→锯切（定长）→取样检验→人工时效→包装入库

优势：

1、生产范围广，产品规格品种多；

2、生产灵活性高，适合小批量生产；

3、产品尺寸精度高，表面质量好；

4、设备投资小，厂房面积小，易于实现自动化生产。

缺点：

1、几何废料损失大；

2、金属流动不均匀；

3、挤出速度低，辅助时间长；

4、刀具损耗大，成本高。

生产适用范围：主要用于制造长杆、深孔、薄壁、异形截面零件。

(4) 绘图

利用外力作用于被拉金属的前端，将金属毛坯从小于毛坯横截面的模孔中拉出，获得相应形状和尺寸制品的塑性加工方法。

优势：

1、尺寸准确，表面光滑；

2、简单的工具和设备；

3、高速连续生产小断面长材产品。

缺点：

1、每道次的变形量和两次退火之间的总变形量受到限制；

2. 长度有限。

生产适用范围：拉拔是金属管材、棒材、型材和线材的主要加工方法。

(5)冲压

依靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材施加外力，使其产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。

技术特点：

1.可以获得轻量化、高刚性的产品。

2、生产率好，适合大批量生产，成本低。

3、可获得质量均匀的产品。

4、材料利用率高，剪切性和回收性好。

适用范围：

世界上60-70%的钢铁产品是板材，其中大部分被冲压成成品。 汽车车身、底盘、油箱、散热片、锅炉汽包、集装箱外壳、电机、电器用铁芯硅钢片等均采用冲压件。 仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中也存在大量冲压件。

加工

零件生产过程中，利用刀具直接切除毛坯上多余的金属层厚度，以达到图纸要求的尺寸精度、形位相互精度、表面质量等技术要求。

常用的加工方法：

焊接

也称为焊接，是一种利用热量、高温或高压连接金属或其他热塑性材料（例如塑料）的制造工艺和技术。

焊接分类：

粉末冶金

它是制备金属或以金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）为原料，经过成型、烧结，制造金属材料、复合材料及各类制品的工艺技术。

基本工艺流程：

优势：

1.大多数难熔金属及其化合物、假合金和多孔材料只能采用粉末冶金方法制造。

2、节省金属，降低产品成本。

3、不会对物料造成任何污染，可以生产高纯度的物料。

4、粉末冶金方法可以保证材料成分配比的准确性和均匀性。

5、粉末冶金适合大批量生产相同形状的制品，并能大大降低生产成本。

缺点：

1、没有批量大小时考虑零件的尺寸。

2、模具的成本相对铸造模具要高。

生产范围：

粉末冶金技术可以直接制造多孔、半致密或全致密的材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、切削工具等。

金属注射成型

MIM（金属注射成型）是将金属粉末及其粘合剂的塑化混合物注射到模具中的成型方法。 它首先将选定的粉末与粘合剂混合，然后将混合物造粒，然后将其注射成型为所需的形状。

MIM工艺流程：

MIM工艺分为四个独特的加工步骤（混合、成型、脱脂和烧结）来实现零件的生产，以及根据产品特性是否需要进行表面处理。

技术特点：

1、负责零件一次性成型；

2、零件表面质量好，废品率低，生产效率高，易于实现自动化；

3、对模具材料要求低。

技术核心：

Binder是MIM技术的核心。 只有添加一定量的粘结剂才能使粉末具有增强的流动性，以适合注射成型并保持压坯的基本形状。

金属半固态成型

非枝晶半固态金属（Semi-SolidMetals，简称SSM）独特的流变学和熔化性能被用来控制铸件的质量。 半固态成型可分为流变成型和触变成型。

(1)流变成型

(2)触变成型

技术特点：

1、减少液态成型缺陷，显着提高质量和可靠性；

2、成型温度低于全液成型温度，大大降低了对模具的热影响；

3、可以生产常规液态成形方法无法生产的合金；

应用：

已成功应用于航空、电子、消费品领域的主缸、转向系统零件、摇臂、发动机活塞、轮毂、传动系统零件、燃油系统零件和空调零件等制造。

3D打印

3D打印是快速成型技术的一种。 它是一种利用粉末金属或塑料等粘合材料，根据数字模型文件，通过逐层打印的方式构造物体的技术。 3D打印技术对比：