金屬鑄造(metal casting)是將金屬熔煉成符合一定要求的液體并澆進(jìn)鑄型里,經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到有預(yù)定形狀、尺寸和性能的鑄件的工藝過程。鑄造毛胚因近乎成形,而達(dá)到免機(jī)械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上減少了時(shí)間.鑄造是現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)工藝之一。
在古代,中國、印度、巴比倫、埃及、希臘和羅馬就已經(jīng)鑄造兵器、祭器、藝術(shù)品和家庭用具。早期的鑄件是用金、銀、銅及其合金制作的。青銅器時(shí)代是人類文明史上光輝燦爛的一頁;以后又出現(xiàn)鑄鐵件。中國早在戰(zhàn)國時(shí)期就廣泛使用鑄鐵件,技術(shù)傳統(tǒng)源遠(yuǎn)流長。附圖是
《天工開物》中的鑄釜圖(見
冶金史)。 金屬鑄造
冶金和鑄造是相輔相成的工藝過程,中國古代“冶鑄”一詞反映了這一事實(shí)。盡管后世鑄造工藝已發(fā)展成機(jī)械制造工藝中相對獨(dú)立的分支學(xué)科,但與冶金工藝仍然密不可分。
① 鑄鐵
鑄鐵已有悠久的歷史,但發(fā)展速度緩慢。直到1722年,列奧米爾創(chuàng)制“沖天爐”,并開始用顯微鏡研究鑄鐵的組織和斷口,情況才發(fā)生變化。1734年斯韋登貝里(Svedenberg)所著《鑄鐵學(xué)》(
De ferro)問世,對鑄鐵工藝有了初步的理論認(rèn)識。1765~1785年間,由于蒸汽機(jī)的出現(xiàn),從18世紀(jì)60年代起機(jī)器制造業(yè)中大量使用鑄鐵,運(yùn)輸部門也使用鑄鐵軌,1788年為巴黎自來水廠生產(chǎn)了總長60公里的輸水鑄鐵管。鑄鐵需求量的增加發(fā)展,促進(jìn)了鑄鐵的技術(shù)進(jìn)步和理論研究工作。
② 鑄鋼 鋼的熔點(diǎn)高,成分控制(如脫氧等)復(fù)雜,直到1740年才出現(xiàn)坩堝法煉鋼,開始發(fā)展工藝。
③ 鑄鋁 1886年發(fā)明熔鹽電解制鋁。到20世紀(jì)初,鋁及其合金的鑄造業(yè)迅速發(fā)展起來,在有色金屬鑄造中已居首位。而傳統(tǒng)的銅合金鑄件所占的比例卻逐漸減少了。
現(xiàn)在已發(fā)展出適應(yīng)各種需求的金屬鑄造方法,可以經(jīng)濟(jì)地制作復(fù)雜形狀和各種尺寸的鑄件。
金屬的鑄造性能 包括:①流動(dòng)性,液態(tài)金屬充滿鑄型的能力;②收縮傾向,從液態(tài)到固態(tài)體積收縮大,易產(chǎn)生縮孔等缺陷,又線性尺寸收縮大,影響鑄件的最終尺寸精度;③熱裂傾向,有的金屬和合金在鑄造過程中容易產(chǎn)生裂紋和偏析傾向(見
金屬的凝固)等?!?