特种铸造的发展及应用

特种铸造的发展及应用
1)熔模铸造
熔模铸造的历史非常悠久，发源于埃及、中国和印度，后传至非洲、欧洲和美洲。在我国发现的   早的熔模铸件是河南浙川出土的2500多年前春秋时代制造的铜禁(盛放酒器的器座)和湖北随曾侯乙墓出土的战国早期制造的尊、盘、编钟等。现代工业生产中把硅酸乙酷水解液作为粘结剂的熔模型壳制造技术，   初是德国人用于牙科医生制造金属假牙，   次世界大战初期，   在牙科医生的工作基础上，熔模铸造开始在工业生产中获得较大的发展，初期主要用此法生产蜗轮发动机的叶片。
目前在我国广泛使用的用水玻璃做粘结剂制造熔模型壳的方法是原苏联在20世纪50年代初期试验成功的。近年来，熔模铸造得到了迅速发展，其工艺的各个环节都有长足的进步，如水溶性型芯、陶瓷型芯、金属材质改进、大型熔模铸造技术、钛合金熔模铸造技术、定向凝固和单晶铸造、过滤技术、快速成形技术、计算机在熔模铸造中应用以及机械化自动化等。熔模铸造不仅能生产小型铸件，而且能生产 铸铁件目前   大的熔模铸件轮廓尺寸已近2000mm，   小的壁厚不到2mm。熔模铸造现在仍然是一种先进的成形工艺，在精、薄、强、复杂的钢、铁及高温合金铸件，金、银等艺术铸件生产中，都具有明显的技术优越性。
2)金属型铸造
是一种古老的铸造方法，由我国   早发明，发现   早的金属型(铁范、铜范)是战国时代用来铸造农具、武器、钱币等铸件的。约在13世纪，由于活版印刷的发展，我国曾用金属型浇注锡活字。在19世纪中叶，我国利用泥型铸造铁模，用铁模铸造铁炮，   出一整套金属型铸造大件的工艺方法。由于金属型铸件致密性较好，铸件可进行热处理提高力学性能，所以现代的金属型铸造，广泛用于航空航天、汽车、仪器仪表、家电等行业零部件的生产。金属型铸造的发展趋势，主要是进一步寻求   理想和铸型材料，扩大在钢、铁和铜合金铸件生产上的应用，并提高金属型生产的自动化水平。
3)压力铸造
19世纪机世界印刷工业蓬勃发展，活字(单字母的铅字)需求日益增多，于是铸字机应运而生，1805年在   就出现了较早的铸字机，1822年在   制造了一种用活塞压射的铸字机1839年活塞式压铸机获得了   个压力铸造专利。1849年热室压铸机获得专利，开始用于低熔点的铅、锡合金。1869年英国成功地生产一小批计算机用的齿轮、凸轮、杠杆和齿条等零件。20世纪初压铸锌合金得到发展。之后压铸机也迅速发展。   次世界大战以来，逐步形成压铸锌、铝、镁、铜合金的标准设氛日本在明治末年到大正初期，也开始了压铸的试制及研究。
1949年前，我国仅有上海贯一模具厂等少数厂有几台压铸机，压铸锌合金20世纪40年代中后期进口了英国的小型气动热室机(上海)、捷克的Polak600型(锁模力76t)立式冷室压铸机(昆明)和   I}的锁模力100t的卧式冷室压铸机(重庆)，开始了压铸件生产。
20世纪50年代初，我国引进了一些捷克生产的波拉克型立式冷室压铸机和苏联生产的压铸机生产压铸件。50年代末期，随着我国压铸业的发展，开始自行设计制造了卧式冷室压铸机，同时也仿制了立式冷室压铸机(如国营第511厂设计制造了Y-100型115t卧式冷室压铸机、长春机电所研制成功了50t和150两种型号压铸机等)。不久，制定了我国压铸机系列，60年代以来，生产了大批各种规格的压铸机。1968年我国设计制造了当时世界上   大的4000t压铸机，1978年开始制定了压铸机的系列，统一了技术指标和有关工艺性能的技术规范。之后，相继制定了压铸合金、压铸模、压铸工艺、产品验收等   、部及行业标准，指导了国内压铸生产。
近年来，一些   依靠技术进步，使铸件薄壁化、轻量化，导致了以铸件产量评价一个   铸造技术发展水平的观念发生了改变。随着汽车、摩托车工业及机械装备、家电、3C产品、日用品、建筑业等的发展，以及节能、节材诸方面的考虑，铝合金、镁合金、锌合金铸件的应用越来越多，由于压铸工艺的发展，以使压铸件在有色金属铸件中所占的比例日益增多。
4)低压与差压铸造
低压铸造是20世纪20年代初，由英国人发明的，   初主要用于巴氏合金的铸造。同时期法国人制出了用于铜合金、铝合金铸造的低压铸造机。二次世界大战中，英国用低压铸造法制造飞机发动机汽缸。1945年后，开始探讨把低压铸造法用于生产民用产品，如炊事用具等。1947年，用低压铸造法生产高硅铝啤酒桶成功。50年代开始用低压铸造法生产汽车汽缸和电动机转子。1955年在德国出现了铸铁和铸钢的低压铸造专利。1965年，在英国掌握了生产汽车轮毂的低压铸造法。差压铸造是在20世纪60年代由保加利亚人在低压铸造的基础上开发而成，兼有低压铸造和压力釜铸造的优点。现在，低压铸造在民用产品领域主要用于汽车铝合金轮毂、发动机缸盖、大型铝合金框架等零件的生产，在军事产品领域，则主要是用于导弹仪器舱、壳体等部件的制造。低压和差压铸造在大型、复杂、薄壁铝合金铸件的制造上具有很强的技术优越性，能实现产品的精密、薄壁轻量化，有着良好的发展前途。
5)挤压铸造
挤压铸造从1937年在前苏联问世到现在已70余年，初期主要集中于铜合金的挤压铸造成形工艺研究。1957年开始，我国与原苏联一样，用此法挤压铝合金机翼，同时开展了挤压铸造的研究工作，20世纪70年代进入了一个快速发展的时期，我国大批量生产的挤压铸件品种有各种汽车铝活塞、摩托车前叉刹车系统零件、空调压缩机涡旋盘、汽车转向节等。挤压铸造的发展趋势是理论在不断完善；挤压合金主要集中在铝、镁合金及其复合材料的成形；应用范围从航空、航天及兵器扩展到民用领域，实现零件制造的轻量化和精密化。
6)离心铸造
1809年，英国人申请了   个离心铸造专利，1849年制造出   台离心铸管机，生产了长3600mm，直径为75mm的离心铸铁管。1862年，英国制造出立式离心铸造机。1910年，德国人发明用移动浇注槽生产金属离心铸管。1914年，巴西人研制成水冷金属型离心铸管法。1917年，   创造了砂型离心铸管法。20世纪30年代后离心铸造法被用于生产汽缸套、炮身、鼓轮等铸件，40年代出现了离心铸造法生产双金属复合冶金轧辊的工艺。后来又发明了涂料金属型离心铸造法及树脂砂型离心铸造法。现在离心铸造主要用于球墨铸铁管及轴套的生产。
7)连续铸造
1857年德国人获得了   个连续铸造的专利。1950年以后连续铸锭等铸造方法在生产中获得发展。1949年原苏联发明半连续铸管法，目前除铸铁、铸铜外，还用于铸造铜合金型材。
8)真空吸铸
1949原苏联发明真空吸铸法，主要生产小型铜套的毛坯。
9)陶瓷型铸造
20世纪50年代初英国人研究成功陶瓷型铸造并获得专利。且在生产中很快得到应用，陶瓷型铸造广泛用于生产各种复杂精密铸件、模具和铸造工装。
10)石膏型铸造
用石膏铸造艺术品的历史已久远，而应用于工业化生产则是在20世纪40年代初，即采用经过蒸汽压蒸处理的透气性较好的安提拉(Antioch)石膏型铸造轮胎模具。后来又发展出发泡石膏型、普通膏型用于生产形状不太复杂的铝锌铅等中小型铸件。20世纪70年代随着大型、薄壁、复杂铝合金铸件的发展，石膏型精密铸造新工艺在美、德、日和我国都发展很快，特别在航天航空工业发展   快，并实现无余量铸造。现在石膏型已可以生产尺寸1000mm，壁厚1.5mm，公差0.125mm/25mm的铸件。
11)消失模铸造
消失模铸造于1956年在   试验成功，1958年获得专利。1960年初德国开始用于工业化生产。中国是继   、德国、英国和日本之后较早研究消失模铸造技术的   ，从1965年起，迄今为止已有40多年的历史。1980年以前，消失模铸造主要用于单件小批量大中型铸件(如汽车覆盖件模具毛坯)生产，泡沫模样采用板材加工成形，型砂采用自硬树脂砂或铁丸(也称为实型铸造)。1980年以后采用无勤结剂土干砂，结合抽真空(负压)技术进行造型，泡沫塑料模样则采用发泡成形，主要用于大批量小件的生产，欧美如   、德国的消失模铸造以有色合金为主，而日本、中国则以黑色金属为主。消失模铸造的   大特点是能为铸件设计提供充分的自由度，容易实现清洁生产，因此很有发展前景。
随着时代的发展，特种铸造方法和应用，将越来越广泛。未来必定还会出现一些新的特种铸造方法。