讲稿(铸造)概要

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铸造了。。。奇迹，挑战自我，铸造成功。网络铸造了你，温暖了我。光辉历程。铸就了。。。，还有一些词汇。陶冶，模范，就范。铸造不仅是现代机械制造工业的基础工艺之一，金属加工工艺中突出的地位。铸造新世纪中华民族之魂其实质性区别在于铸造是一种充分利用流体性质使金属成形的过程。

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材料成形工艺”的定义---所有利用物理、化学、冶金原理使材料成形的方法。任何机器或设备，都是由许许多的零件装配而成的。这些零件所用材料有金属材料，也有非金属材料。材料的加工方法多种多样。那么选择零件的加工方法，需要综合考虑零件的形状尺寸、工作条件、及使用要求、生产批量的制造成本等多种因素，以达到技术上可行、质量可靠和经济上合理。零件制成后再经过检验、装配、调试，最终得到整机产品。表面

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因为铸造方法具有独特优点，所以从古至今应用十分广泛。在现代工业生产中，铸造方法占有极其重要的地位。在各类机械行业中铸件所占的质量比可以说明铸造方法的重要性。《左传·成公十三年》:“国之大事,在祀在戎”。是刘康公说的。

铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。在我国古代金属加工工艺中，铸造占着突出的地位，具有广泛的社会影响，像“模范”、“陶冶”、“熔铸”、“就范”等习语，就是沿用了铸造业的术语。劳动人民通过世代相传的长期生产实践，创造了具有我国民族特色的传统铸造工艺。其中特别是泥范、铁范和熔模铸造最重要，称古代三大铸造技术。

铸造技术在我国源远流长，并达到了很高的水平，形成了闻名于世的以泥范(砂型)、铁范(金属型)和失蜡铸造为代表的中国古代三大铸造技术。

中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。战国早期这一发现，证实了在二千四百年前的战国早期，中国的失蜡法铸造技术已经达到极高的水准。尊和盘均铸有“曾候乙作持用终”铭文。1978年于湖北省随县（今随州市）擂鼓墩曾侯乙墓出土。现藏于：湖北省博物馆。

那么这个透光镜的原理终于搞清楚了，是铸造跟磨制的结果河南安阳武官村出土的商代司母戊鼎，重鼎是我国青铜文化的代表。它是文明的见证，也是文化的载体鼎腹内有“司母戊”三字，是商王为祭祀他的母亲戊而铸造的是迄今为止出土的最大最重的青铜器图1 司母戊鼎铸型及其装配示意图

1一浇口；2—顶范；3一外范；

4—腹范；5一底范

司母戊鼎成形技术代表着当时的科学技术水平，从中可窥视二三千年前先人高超娴熟的技艺。古代称铸型为范，外型称外范，泥芯称内范。

西汉时期曾大量使用的“透光”铜镜，被西方人称为“中国魔镜”，当平行光射到镜面时，反射出的竟然是镜子背面的花纹.就是我国古代工匠们巧妙地利用了因铸件壁厚不同形成的铸造应力及变形的原理而制成的。

湖北江陵楚墓中发现的越王勾践青铜宝剑，地下埋藏了2 000多年，但依然刃口锋利，寒光闪闪，可一次割透叠在一起的十多层纸张。

如常用词汇“模范”、“范围”、“陶冶”、“就范”等，都是由冶铸技术衍生而来的。这种冶与铸密不可分的冶金传统，是古代世界上其它国家和地区所无法比拟的。

北京故宫、颐和园内精美的铜狮、铜鹤、铜龟和铜亭构件等，则是我国明清时期失蜡铸造的代表作。

破解古镜之谜记者在布展现场看到，展出的两枚透光镜分别展现的是正面和反面，观众可以通过铜镜光亮的正面仔细观察，对比反面的精美图案，而在展品上方的图片也是平行光线照射后形成的效果图。上海博物馆副馆长李朝远介绍说，这种铜镜能够透光主要是因为在铸造冷却和加工研磨过程中产生应力，使镜面产生了与镜背纹饰相应的起伏不平状。虽然以目测和手感很难察觉这种起伏，但在光线照射下却产生了奇妙的影像效果。虽然这一原理现在看来并不深奥，但其研究却持续了很长时间。早在千年前，沈括就开始了对“魔镜”原理的破解工作，清朝郑复光得出了“铸造成因，研磨变形”的结论。但在具体分析和重新铸造的问题上，一直都是无法解决的难题。上世纪60年代初，上海博物馆组成攻关小组经过一年多时间，终于摸清了透光镜成影的原理，并且用比较可操作的方法复制出透光镜。上海攻克汉代透光镜的事迹当时轰动了中外文博界。经过许多科学工作者的研究分析发现，镜面看上去似乎很平滑，其实有微小的起伏，这些起伏的形状同背面的图案竟一一对应，当一束平行光投射到镜面时，有纹饰的地方较平，反射光集中，而无纹饰的地方由于凸起，反射光发散，所以有花纹的地方反射到墙上的光明亮，而没有花纹的地方暗，墙上呈现出与镜背相同的图案。

尊盘是酒器，也是非常高贵的礼器。曾侯乙青铜尊盘由上尊下盘两件器物组成。尊口沿装饰一圈以铜梗纠结支撑形成的多层镂空蟠螭纹立体构件，颈部附四条镂空吐舌怪兽，腹部和圈足均附立体蟠龙装饰。盘口沿为镂空花环，口沿上有四组对称分布的长方形多层镂空附饰，附饰下有两条扁体兽和一条双体龙蟠，足上盘体附立体蟠龙装饰。尊和盘均铸有“曾候乙作持用终”铭文。曾侯乙青铜尊盘采用陶范法、失蜡法、钎焊、铆接等多种工艺精工制作而成，全器造型优美，纹饰

繁复。

曾侯乙青铜尊盘的发现，证实了在二千四百年前的战国早期，中国的失蜡法

铸造技术已经达到极高的水准。

古代中国青铜器的主要功能是祭祀与征战，大量制作的是礼乐器和兵器，与其他文明用青铜主要制作工具、兵器和饰品有所不同。大量繁缛华丽青铜礼乐器的制作，在技术上形成了以陶范铸造为主，辅以失蜡铸造和多种表面装饰工艺的传统技艺，这与世界上其他青铜文明有明显的不同。

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现存最早的铸造零件——铜制武器和崇拜偶像来自中东和印度。它们的历史可以追溯到公元前3000年。金属铸造使用的模具技术可能源于中东。然而，有证据表明这一技术是在中国和印度发展起来的。器。

公元前4000年左右，铜的铸造技术已普及。公元前3000年左右，传到印度，后来传到中国。到公元前1600年左右的殷朝，青铜（Cu、Sn合金）器制造业已很发达。

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2007年8月14日，武汉重工铸锻有限责任公司为苏州寒山寺浇铸一座重达108吨的仿唐大铜钟，首次亮相。姑苏城外枫桥夜泊听钟声的情景有望重现。苏州寒山寺因“姑苏城外寒山寺夜半钟声到客船”诗句闻名天下，这座仿唐大铜钟造型巨大厚实，重108吨，高8.5米，钟底裙边直径达5.188米,钟面铭文为一卷70024字的《妙法莲花经》,钟底则是九部飞天图及六铣口裙边，是一件反映当代中华文化的艺术珍品。

8月14日，记者在该公司看到，职工们冒着高温，首次将这座重达108吨的仿唐大铜钟，从6米深的浇铸坑中吊起，然后卧放在专门为它准备好的出门通道上，8月15日运到新车间进行后期技术处理。

据悉，寒山寺历史上曾有三代钟，除唐代大钟外，还有明嘉靖初年僧本寂所铸明钟，寺内现存古钟铸于1906年，是一口仿明钟。自1979年起，每年除夕夜，寒山寺都会响起108下钟声。与寒山寺现有的仿明钟相比，这座大钟声音将更洪亮、深沉、浑厚。2008年农历新年到来之际，人们便可在寒山寺听到这座铜钟发出108声的新年钟声。大钟所用材质主要为高锡青铜，目前市价为6万元/吨。按大钟108吨计算，仅仅材质便需648万元。据悉，这口钟的售价为1500万元。这口大铜钟是否是世界之最，我不得而知。据所见资料称，俄罗斯克里姆林宫有一口公认的“钟王”，也是铜质铸成。重达200吨，高6.14米，直径为6.6米。壁厚0.7米，显然要大于寒山寺的新钟。但俄罗斯的这个“钟王”铸成后，第一次敲击就出现裂纹，成为哑钟，从未敲响过，只能置地观赏。既不能响，又何谓钟呢？"王"不"王"就更无意义了.

回家查资料得知，原是挂在大石窝村显圣寺钟楼上的古钟。此钟铸于大明正德已巳4年（公元1509年），通高2.1米，直径1.3米。全部为纯青铜铸造，雄浑华

美、技术精湛，反映出当时高超的铸造工艺水平。中国人在公元前500年就掌握了熔化铁的技术，这比欧洲人早了2000年。最新考古发现表明他们掌握铸铁技术后，将其成功地应用于工具和农具的大规模生产。

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1967年4月19日午后1时21分，阿登纳去世，享年91岁。阿登纳逝世后，不少联邦德国公民拍电报或写文章，感谢他“为德国人民所作的一切”。一些历史学家特别赞赏他“勤奋刚直”的品德和重视实践的求实精神，反对党领袖也承认他具备“真正领导者的素质”。西方评论家则称赞他“以他的铁肩支撑危局，使一个战败的，几乎气息奄奄的民族经受住了考验”。

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作为我国支柱产业正在大力发展的汽车工业，其心脏部分——发动机的关键零件，如缸体、缸盖、曲轴、缸套、活塞、进气管、排气管等八大件几乎全部由铸造成而成；

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目前，在宝马的7系、6系、5系、3系等大部分车型上，发动机都采用了这种新材料，而且华晨宝马生产的530i、525i、523i等车型也使用了新材料的发动机。可以说，作为又一种成熟的发动机技术，已经开始在宝马车型中得到了广泛的应用。该生产工序采用将铝合金缸衬嵌入金属模具后用镁合金注入成形的方法。

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中电手机U600具有超越诺基亚6500c的优秀做工，独有的“全金属无缝整体铸造技术”让手机没有任何缝隙。

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二、熔铸、轧制条板

从电炉中将熔融的贵金属通过连续浇铸机，铸成所需规格的板坯，再用机械铣削表面，去除杂质，然后在作业环境要求极严的条件下对板坯进行冷轧。为了保证轧制后的板材表面光洁，不影响以后成品压印质量，在整个加工过程中都必须保持清洁，板材表面不允许有划伤、凹坑、腐蚀等缺陷存在。热处理退火后，再在专用的精轧机上轧出厚度公差极小的镜面光亮的条片。其厚度误差不超过

0.005mm。

三、冲饼、抛光、清洗

精轧后的贵金属条片即可进行冲裁坯饼，又称落料。它是利用冲模在曲柄压力机上把金属板（带）材进行分离的一种冲压工艺。冲裁出来的坯饼，必须保证获得最小毛刺和最佳边缘，并避免任何污染、划道、抓痕，然后将坯饼在保护气氛下进行光亮退火，以降低坯饼的表面硬度。退火时要严格按照热处理工艺规程执行，以控制金属材料的晶粒大小和避免坯饼表面的氧化，否则金属硬币表面就不易得到应有的镜面光洁度。

坯饼经光亮退火后进行抛光。抛光可根据不同要求采取布轮抛光、机械抛光、化学抛光和电化学抛光。

坯饼表面采用特殊的清洁剂进行清洗干燥，这时的坯饼已变成镜面的和干净的了。每枚坯饼都要经过称重，电子秤的精度要求为0.0001克，超出标准规定的坯饼应全部报废。把镜面、光亮的完美坯饼，严格按照规定的数量放在清洁的带盖盛器中准备压印。

四、模具

要铸造出工艺精湛、充满艺术魅力的金银纪念币（章），必须要先设计制作出合格的压印模具。在造币生产中，一个极为重要的技术环节就是模具的设计和制作。

无论是有面值的纪念币或无面值的纪念章，都包含有正、背两个图案面的设计。图案的设计是造币模具制作的第一道工序，是美术艺术在纪念币（上）的体现。图案的设计要能够充分体现概括性、纪念性、民族性、单一性的和谐统一，同时要认真考虑到制模工艺和压印工艺的可行性。

经过对题材、图案的严格审定，即可进入原模的制作阶段。通过一系列极为复杂高超的精雕细刻，结合运用先进的现代制模设备和技术手段，把钱币艺术家的设计意图在模具上得到充分展现。一枚完美无暇的纪念币（章）的印模，就是在高倍率的放大镜下也找不出任何疵点。

五、压印

纪念币（章）都是通过大吨位的压印机，用印模在坯饼上压印出来的。压印是造币生产的主要工序。压印是在一间带有空气过滤的恒温工作室中进行的，操作人员必须穿戴符合工艺卫生要求的服饰，任何微小的尘埃或汗滴唾沫，都会使纪念币（章）精致的表面遭到破坏而报废。国际上通常的压印报废率为10%，而直径大、镜面面积大的硬币，其报废率可高达50%以上。除了特殊规格，压印通常是在封闭式的模腔内完成的。

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砂型铸造之工艺特点（不足：木、铝合金实体模样--必须起模；砂型--一次性使用；重力浇注、凝固---充型能力差、内部质量一般；）---生产率低；铸件尺

寸精度低、表面粗糙、加工余量大，铸件组织不致密、晶粒粗大、内部缺陷较多、力学性能低；工艺过程复杂，难以实现高度自动化；劳动条件差等等。-----特种铸造产生之必然性

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在用易熔材料制成的模样表面涂敷若干层耐火涂料，待其干燥硬化后，将模样熔失而制成整体型壳，将金属液浇入型壳而获得铸件的方法。它是精密铸造方法之一。

a 制作蜡模。

b 制作型壳。

c 填砂，焙烧，浇注，清理,检验,得到合格的熔模铸件。

优点：

①铸件尺寸公差等级高(CT7～CT4)、表面光洁 (Ra为12.5～1.6 η)。如熔模铸造的涡轮发动机叶片的精度已达到无需机械加工的程度。因加工余量小，故可以节约金属材料、能源和机械加工费用。另外，可获得形状十分复杂、薄壁的铸件(铸钢件最小壁厚可达0.3 mm)。

②型壳耐火度高，适合于各种合金的浇注。从非铁合金直至黑色金属，尤其适用于高熔点及难加工的高合金钢，如不锈钢、耐热合金、磁钢等。

不足之处：

工艺复杂、生产周期长、使用和消耗的材料较贵，故铸件成本较高。另外，蜡模较大时容易变形，型壳强度不高，所以铸件一般不能太大(质量一般不大于25 kg )。但是随着工艺水平的提高，现在已经能够制造大型复杂的熔模铸件，例如大型客机发动机前机匣轮廓最大尺寸达1.32 m，压缩机的导向器铸件质量达180 kg。

应用范围：

最适于成批大量生产形状复杂、精度要求高、高熔点或难以进行机械加工的小型零件，如汽轮机、涡轮发动机、柴油增压器等装置所用的各种叶片、叶轮、导向器、导风轮以及各种刀具等。还适于将数个零件装配而成的组件改为整体铸件一次铸成，可大大节约机械加工及装配费用。因为熔模铸造是精密铸造方法之一，所以其应用范围在不断扩大。目前在航空、船舶、汽车、机床、仪表、刀具、武器等制造业中都得到广泛的应用。

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离心铸造是将金属液浇注到旋转的铸型中，在离心力作用下充型、凝固而获得铸件的方法。

立式离心铸造机--主要用于生产高度小于直径的圆环类铸件。

卧式离心铸造机--主要用于生产长度大于直径的管、套类铸件。

另外，两者也可用于成形铸件的生产。不足之处：

铸件易产生偏析、孔内壁粗糙、尺寸不易控制。

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陶瓷型铸造是在砂型铸造和熔模铸造的基础上发展起来的一种精密铸造方法。陶瓷型铸造的特征是型腔表面有一层陶瓷层。陶瓷型制造是指用水解硅酸乙酯、耐火材料、催化剂、透气剂等混合制成的陶瓷浆料，灌注到模板上或芯盒中的造型(芯)方法。

（1）基本工艺过程（薄壳陶瓷型的制作过程）

①砂套造型②灌浆与胶结③起模与喷烧④焙烧与合型⑤浇注，获得轮廓清晰的铸件。

（2）陶瓷型铸造的特点及应用

优点：

①陶瓷型铸件的尺寸公差等级与表面质量高，与熔模铸造相似。

②陶瓷型铸件的大小几乎不受限制，小到几千克，大到数吨。而且陶瓷材料耐高温，用陶瓷型可以浇注合金钢、模具钢、不锈钢等高熔点合金。

③在单件小批量生产条件下，需要的投资少、生产周期短，在一般铸造车间就可以实现。

不足之处：

不适于批量大、质量轻或形状比较复杂的铸件，且生产过程难以实现机械化和自动化。

应用范围：

目前主要用来生产各种大中型精密铸件，如冲模、热拉模、热锻模、热芯盒、压铸模、模板、玻璃器皿模等，可以浇注碳素钢、合金钢、模具钢、不锈钢、铸铁及非铁合金铸件.

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是将金属液在重力作用下浇入金属型中而获得铸件的一种方法。因为金属型可以反复使用，连续浇注数百次以至更多，故又称为永久型铸造。

(1)金属型

材料---灰铸铁、合金铸铁、球墨铸铁，和碳钢、低合金钢等。

结构形式----整体式、水平分型式、垂直分型式和复合分型式。

结构---铸件的内腔----型芯（金属型芯、砂芯）、排气---出气口、通气塞、通气槽；抽芯机构、锁紧机构和开型机构，冷却和加热装置。

问题：导热快、无退让性、透气性----浇不足、冷隔、白口、裂纹（铸型寿命）工艺措施：

①应使金属型保持一定的工作温度范围--预热温度（铝合金为200～300℃，铸铁为250～350℃）；。连续工作时，因为金属型吸热而温度过高，所以应进行强制冷却

②金属型型腔工作表面应喷刷涂料

③恰当的出型时间

④浇注温度----一般比砂型铸造高20～30 ℃

(3)金属型铸造的特点及应用范围

优点：①金属型寿命长；②所得铸件质量较高

不足之处：金属型制造周期长、成本高，故不适于小批量生产；金属型冷却能力强，使金属液充型能力降低，故不适于形状复杂、大型薄壁铸件的生产，对于铸铁件而言还易产生白口组织；浇注高熔点的合金会大大降低金属型的寿命。

应用范围：目前主要用于大批量生产、外形简单的非铁合金中小型铸件，如铝活塞、风扇叶轮、油泵壳体、汽车发动机缸体、缸盖、铜合金轴套和轴瓦等，有时也用于某些铸铁和铸钢件。

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将液态或半液态金属在高压(几至几十兆帕)作用下高速(0.5～50m/s)压入金

属型中，并在压力下凝固而获得铸件的方法。

优点：

①可获得形状复杂的薄壁铸件，可直接铸出细孔、螺纹、齿形、花纹和图案，也可铸造镶嵌件；

②压铸件尺寸公差等级高，表面光洁，一般可不经机械加工直接使用；

③压铸件的强度和表面硬度较高(其抗拉强度可比砂型铸件提高20%～40%)；

④易于实现机械化和自动化，所以生产率高。

不足之处：

①压铸件中有许多小气孔，一般不宜进行较大余量的机械加工；

②压铸型制造工艺复杂、成本较高、生产准备时间长、压铸机一次性投资大，所以只有在大量生产中才能体现它的优越性。

应用范围：

目前主要用于大量生产的非铁合金(主要为铝合金、锌合金及镁合金)中小型(几克至20～30 kg ) 铸件，在汽车、拖拉机、仪表、医疗器械、日用五金、家用电

器、计算机、照相机、钟表、机床、国防工业等部门也都有广泛应用。

几种常用铸造方法的特点及其适用范围见表 1-6。一般说来，砂型铸造虽有不少缺点，但其适应性最强，它仍然是目前最基本的铸造方法。特种铸造往往是在某种特定条件下，才能充分发挥其优越性。当铸件批量小时，砂型铸造的成本最低，几乎是熔模铸造的1/10。金属型铸造和压力铸造的成本，随铸件批量加大而迅速下降，当批量超过10000件以上时，压力铸造的成本反而最低。可以用一些技术经济指标来综合评价铸造技术的经济性(见表1-7)，供选择铸造方法时参考