金屬鑄造是當今最高效、用途最廣泛的制造工藝之一——這是有充分理由的。 這種涉及將熔融金屬倒入模具中的技術實際上已有數千年的歷史。
在過去的 6,000 年里,金屬鑄造已被用于制造從劍和婚戒到鏈輪和螺絲的各種物品。 今天,金屬鑄造被用來有效地制造各種行業的金屬零件。
鑄件,或在金屬鑄造過程中形成的金屬件,尺寸從幾克到幾千公斤不等。
金屬鑄造是如何工作的?
金屬鑄造是一種制造過程,涉及將熔融金屬倒入模具中以制造 3D 金屬件。 一旦金屬和模具都冷卻下來,金屬物體就會被提取、去毛刺、機加工和精加工。 由于該過程涉及定制模具,因此金屬鑄造可用于制造具有多種形狀和尺寸的金屬物體。
基本金屬鑄造工藝:
3D造型
金屬鑄造過程從一個模型開始,該模型是將要制造的最終零件的模型,通常由三維圖呈現出來。
成型
接下來,使用該圖案制作模具。 模具可以重復使用,這意味著它們可以重復用于鑄造相同的零件,也可以是一次性的,這意味著它們只使用一次并在鑄造過程中被銷毀。
熔化和澆注金屬
金屬被加熱直至熔化并倒入模腔中。 鋼、不銹鋼、鋁、銅、鎂和鋅是金屬鑄造中最常用的金屬類型。
精密加工
金屬冷卻并凝固后,將最終鑄件從模具中取出。 最后一步是精密加工,包括銼削、清潔和拋光金屬部件。 最后的步驟還可以包括機加工和鉆孔。
不同類型的金屬鑄造
金屬鑄造分為兩大類:使用可重復使用模具的金屬鑄造和使用一次性模具的金屬鑄造。 可重復使用和一次性使用的模具由不同的材料制成,每一種都適用于鑄造不同的金屬件。
無論哪個最適合特定項目,金屬鑄造都是通過將熔融金屬倒入模具中,讓它冷卻并硬化,然后在金屬凝固后脫模來完成的。
我們將在下面討論幾種主要的金屬鑄造類型,包括砂型鑄造、壓鑄和熔模鑄造(脫蠟鑄造)。
砂模鑄造
砂型鑄造是最具成本效益、應用最廣泛、效率最高的鑄造工藝之一。 它也是最古老的金屬鑄造方法——最早使用砂型鑄造的記錄大約在 1540 年。
顧名思義,砂型鑄造涉及使用沙子制作模具。 在砂型鑄造過程中,模型被浸入在一個特殊的由兩部分組成的盒子(稱為燒瓶)內的沙子混合物中。
在模型周圍填充沙子以創建模具。 然后移除圖案,留下模腔。
接下來,將熔融金屬倒入模腔中,在那里冷卻并凝固。
濕砂鑄造、氣固鑄造和樹脂砂造型是三種最常見的砂型鑄造工藝。
? 濕砂鑄造是一種涉及濕砂的方法。
? 空氣凝固鑄造使用化學粘合劑來粘合型砂。
? 樹脂砂造型由石英砂和樹脂的混合物組成。
熔模鑄造(失蠟鑄造)
熔模鑄造是一種金屬鑄造工藝,可以制造出具有出色尺寸精度的非常精密的金屬零件。 熔模鑄造也稱為失蠟鑄造,是一種具有近 5,000 年歷史的工藝,最適合復雜形狀。 熔模鑄造也比砂型鑄造產生更精細的表面光潔度。
熔模鑄造過程從用蠟制作模型開始。 將蠟模浸入稱為漿料的濕粘土狀材料中。 這是投資材料。 為了確保堅固的外層,圖案被多次浸漬。
一旦包埋材料硬化,蠟就會被加熱到高溫,使其熔化并從包埋物中排出; 因此,術語“失蠟”。 將熔融金屬倒入模具中,一旦硬化,陶瓷外殼就會脫落。
由于光滑的表面光潔度和尺寸精度,使用熔模鑄造制造的金屬零件往往會減少大量精加工的需要。 這反過來又會縮短生產時間。
壓鑄
幾乎每個工業企業都依賴壓鑄制造各種部件的優勢,使其成為生產高質量、復雜零件的最重要和最常用的金屬鑄件類型之一。
壓鑄涉及將熔融金屬壓入稱為模具的金屬模具中。 金屬在高壓下被壓入,這允許鑄造具有復雜特征的極其精細的零件。 熔融金屬冷卻凝固后,打開模具,頂出零件。
每個模具都是定制的,與其他鑄造方法相比,初始成本更高。 然而,壓鑄往往會降低大批量生產的單位成本,因為模具可以重復使用以鑄造相同的零件。
鋁壓鑄是制造高質量鋁零件的較常用的壓鑄制造工藝之一。 此過程非常適合創建:
? 極其復雜的形狀
? 多種表面處理
? 在不犧牲強度的情況下極輕的部件
? 耐腐蝕零件和組件
為什么選擇金屬鑄造?
縱觀其歷史,金屬鑄造一直被用于制造難以通過鍛造制造或制造成本太高的部件。 通過使用金屬鑄造,我們能夠準確有效地制造大量相同的金屬零件。
因為每個金屬鑄件都是使用定制的圖案和模具制造的,所以金屬鑄件是制造小型和大型物品的理想選擇。
此外,由于金屬鑄造涉及熔化金屬塊,因此該過程可以回收和再利用金屬廢料,從而減少浪費。