铸造知识

砂铸（Sand Casting）

原理：砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺

应用范围：适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用

优势：1. 比金属型铸造用的模具便宜得多，在小批量及大件生产中，价格优势尤为突出2. 砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺

不足：1.因为每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低

2. 因为砂的整体性质软而多孔，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低，表面也较粗糙

重力压铸（Gravity Casting）

原理：重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称重力浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。

金属型铸造（Permanent Mold Casting）

原理：是用耐热合金钢制作铸造用中空铸型模具的现代工艺。

应用范围：大批量生产有色金属的中、小铸件时，只要铸件材料的熔点不过高，一般都优先选用金属型铸造。

优势：1. 金属型的铸型模具能反复多次使用，每浇注一次金属液，就获得一次铸件，寿命很长，生产效率很高。 2. 金属型的铸件不但尺寸精度好，表面光洁，而且在浇注相同金属液的情况下，其铸件强度要比砂型的更高，更不容易损坏。

不足：1. 因为耐热合金钢和在它上面做出中空型腔的加工都比较昂贵，所以金属型的模具费用不菲，不过总体和压铸模具费用比起来则便宜多了。对小批量生产而言，分摊到每件产品上的模具费用明显过高，一般不易接受。 2. 因为金属型的模具受模具材料尺寸和型腔加工设备、铸造设备能力的限制，所以对特别大的铸件也显得无能为力。因而在小批量及大件生产中，很少使用金属型铸造。 3. 金属型模具虽然采用了耐热合金钢，但耐热能力仍有限，一般多用于铝合金、锌合金、镁合金的铸造，在铜合金铸造中已较少应用，而用于黑色金属铸造就更少了。

金属型铸造与砂型铸造比较：优势： 1.金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。同样合金，其抗拉强度平均可提高约25%，屈服强度平均提高约20%，其抗蚀性能和硬度

亦显著提高； 2.铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定; 3.铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约15～30%； 4.不用砂或者少用砂，一般

可节约造型材料80～100%；

此外，金属型铸造的生产效率高；使铸件产生缺陷的原因减少；工序简单，易实现机械化

和自动化。

不足：1.金属型制造成本高； 2.金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不足、开裂或铸铁件白口等缺陷; 3.停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。

因此，在决定采用金属型铸造时，必须综合考虑下列各因素：铸件形状和重量大小必须合适；要有足够的批量；完成生产任务的期限许可。

压铸（Die Casting）

原理：压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）作用下注入铸型的工艺。是一种金属

铸造工艺，其特点是利用模具腔对融化的金属施加高压。

应用范围：目前压铸合金不再局限于有色金属的锌、铝、镁和铜，而且也逐渐扩大用来压

铸铸铁和铸钢件。

高压压铸（High Pressure Die Casting）

原理：实质是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型（压铸模具）

型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。

优势：1.产品质量好，铸件尺寸精度高；表面光洁度好；强度和硬度较高，强度一般比砂

型铸造提高25~30%，但延伸率降低约70%；尺寸稳定，互换性好；可压铸薄壁复杂的

铸件。 2. 生产效率高，机器生产率高；压铸型寿命长；易实现机械化和自动化。 3.经济效果优良由于压铸件尺寸精确，表面光洁等优点。一般不再进行机械加工而直接使用，或

加工量很小，所以既提高了金属利用率，又减少了大量的加工设备和工时；铸件价格便宜；可以采用组合压铸以其他金属或非金属材料。既节省装配工时又节省金属。

不足：1.压铸时由于液态金属充填型腔速度高，流态不稳定，故采用一般压铸法，铸件易

产生气孔，不能进行热处理； 2.对内凹复杂的铸件，压铸较为困难；3.高熔点合金（如铜，黑色金属），压铸型寿命较低； 4.不宜小批量生产，其主要原因是压铸型制造成本高，压铸机生产效率高，小批量生产不经济。

低压压铸（Low-pressure Casting）

原理：在密闭的保持炉的熔汤表面上施加比大气压大0.01~0.05Mpa的空气压力或惰性气体压力，熔汤通过浸放在熔汤里的给汤管(升液管)上升，被压进与炉子连接着的上方的模

具内。熔汤是从型腔的下部慢慢开始充填，保持一段时间的压力后凝固。凝固是从产品上

部开始向浇口方向转移，浇口部分凝固的时刻就是加压结束的时间。于是就凭借浇口的方

向性凝固和从浇口开始的冒口压力效果得到了完美的铸件。最后当铸件冷却至固相温度以

下便可从模具中取出产品。

应用范围：低压铸造法从被大量使用以来已经30多年了，已确立了铝合金铸件的重要工

作法之一的地位。特别是在气缸头中的作用巨大，今后低压铸造仍会是主流方法。

优势：1.铸造利用率非常高。（85~95%）由于没有冒口和浇道，浇口较小，因此可以大

幅度降低材料费和加工工时。 2.获得完美的铸件。容易形成方向性凝固，内部缺陷少。 3.气体、杂物的卷入少。可以改变加压速度，熔汤靠层流进行充填。 4.可以使用砂制型芯。

5.容易实现自动化，可以多台作业、多工序作业。

6.不受操作者熟练程度的影响。

7.材料

的使用范围广。

不足：1.浇口方案的自由度小，因而限制了产品。（浇口位置、数量的限制，产品内部壁

厚变化等）2.铸造周期长，生产性差。为了维持方向性凝固和熔汤流动性，模温较高，凝

固速度慢。3.靠近浇口的组织较粗，下型面的机械性能不高。4.为了保证浇口形状和位置，需要全面的严密的管理（温度、压力等）

离心压铸（centrifugal casting）

原理：离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液做离心运动充满铸型和形

成铸件的技术和方法。

应用范围：1.效益显著铸件（①双金属铸铁轧辊；②加热炉底耐热钢辊道；③特殊钢无缝

钢管；④刹车鼓、活塞环毛坯、铜合金蜗轮；⑤异形铸件如叶轮、金属假牙、金银介子、

小型阀门和铸铝电机转子。） 2.生产产量大铸件（①铁管：世界上每年球墨铸铁件总产量的近1/2是用离心铸造法生产的铁管；②柴油发动机和汽油发动机的汽缸套；③各种类型的钢套和钢管；④双金属钢背铜套，各种合金的轴瓦；⑤造纸机滚筒。）

优势：1.几乎不存在浇注系统和冒口系统的金属消耗，提高工艺出品率；2.生产中空铸件

时可不用型芯，故在生产长管形铸件时可大幅度地改善金属充型能力，降低铸件壁厚对长

度或直径的比值，简化套筒和管类铸件的生产过程；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、套类复合金属铸件，如钢背铜套、双金属轧辊等；成形

铸件时，可借离心运动提高金属的充型能力，故可生产薄壁铸件。