鑄造工藝流程與技術(shù)比較引言鑄造作為金屬成形的核心工藝之一，通過(guò)將熔融金屬注入預(yù)先制備的鑄型中，待其冷卻凝固后獲得具有特定形狀和性能的鑄件。從大型工程機(jī)械的機(jī)架到精密航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片，鑄造工藝的選擇直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、成本與生產(chǎn)效率。本文將系統(tǒng)梳理主流鑄造工藝的流程特點(diǎn)，并從精度、成本、效率等維度進(jìn)行技術(shù)對(duì)比，為制造企業(yè)的工藝選型提供參考。一、主流鑄造工藝的流程與技術(shù)特性（一）砂型鑄造：傳統(tǒng)靈活的“萬(wàn)能工藝”砂型鑄造以型砂（石英砂、黏土等混合材料）為鑄型核心，是應(yīng)用最廣泛的鑄造工藝。工藝流程：1.制模：根據(jù)鑄件設(shè)計(jì)制作木模、金屬?；驑?shù)脂模（單件小批量常用木模，大批量用金屬模）；2.配砂：按比例混合原砂、黏結(jié)劑（如黏土）、附加物（如煤粉），通過(guò)混砂機(jī)獲得具有良好透氣性、強(qiáng)度的型砂；3.造型：分為手工造型（小批量、復(fù)雜件）和機(jī)械造型（大批量、簡(jiǎn)單件），通過(guò)緊實(shí)型砂形成砂型，開(kāi)設(shè)澆道、冒口；4.熔煉與澆注：將金屬原料（如鑄鐵、鑄鋼）在電爐、沖天爐中熔化至目標(biāo)溫度，經(jīng)澆道注入砂型；5.落砂清理：鑄件冷卻后，通過(guò)振動(dòng)、水爆等方式去除砂型，清理澆冒口；6.后處理：對(duì)鑄件進(jìn)行拋丸、熱處理（如退火消除應(yīng)力）、機(jī)械加工（如鉆孔、銑面）。技術(shù)特性：優(yōu)勢(shì)：設(shè)備投資低、工藝靈活（可生產(chǎn)幾公斤至數(shù)百?lài)嵉蔫T件）、材料適應(yīng)性廣（鑄鐵、鑄鋼、有色合金均可）；局限：尺寸精度較低（CT10-CT13級(jí)）、表面粗糙度差（Ra12.5-25μm），砂型需一次性使用，生產(chǎn)效率受造型環(huán)節(jié)制約。適用場(chǎng)景：工程機(jī)械機(jī)架、機(jī)床床身、小批量復(fù)雜鑄件（如藝術(shù)雕塑）。（二）熔模鑄造：精密復(fù)雜件的“雕琢師”熔模鑄造（失蠟鑄造）通過(guò)可熔化的蠟?zāi)Ｐ纬设T型，適合生產(chǎn)復(fù)雜、高精度鑄件。工藝流程：1.制蠟?zāi)＃河檬?硬脂酸混合料制作與鑄件形狀一致的蠟?zāi)＃ê瑵驳?、冒口系統(tǒng)），復(fù)雜件需分模后組焊；2.結(jié)殼：蠟?zāi)１砻嫱繏炷突鹜苛希ㄈ绻枞苣z+莫來(lái)砂），經(jīng)撒砂、干燥多次循環(huán)，形成5-10mm厚的耐火型殼；3.脫蠟：將型殼放入熱水或蒸汽中，蠟?zāi)Ｈ刍鞒觯纬煽涨唬?.焙燒：型殼經(jīng)800-1000℃焙燒，去除殘留蠟料、提高強(qiáng)度與透氣性；5.澆注：金屬液（如不銹鋼、高溫合金）在真空或壓力下注入高溫型殼；6.清理與后處理：敲碎型殼，清理鑄件，必要時(shí)進(jìn)行熱處理、精整。技術(shù)特性：優(yōu)勢(shì)：尺寸精度高（CT4-CT7級(jí)）、表面粗糙度優(yōu)（Ra1.6-6.3μm），可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜內(nèi)腔、薄壁結(jié)構(gòu)（最小壁厚0.5mm）；局限：工藝周期長(zhǎng)（單型殼制作需數(shù)天）、成本高（涂料、蠟?zāi)２牧铣杀靖撸?，鑄件重量一般≤20kg。適用場(chǎng)景：航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、汽輪機(jī)葉片、珠寶首飾、精密五金件。（三）壓力鑄造：大批量薄壁件的“高效工廠(chǎng)”壓力鑄造（壓鑄）通過(guò)高壓（5-150MPa）將金屬液快速壓入金屬模具，適合大批量生產(chǎn)薄壁、精密鑄件。工藝流程：1.模具準(zhǔn)備：采用熱作模具鋼制作壓鑄模，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、溢流槽、排氣槽，模具需預(yù)熱至150-300℃；2.熔煉與定量：將鋁、鋅、鎂合金等熔化，通過(guò)定量勺或給湯機(jī)精準(zhǔn)送料；3.壓鑄：金屬液在壓射機(jī)構(gòu)推動(dòng)下，以5-50m/s的速度填充模具型腔，保壓冷卻；4.脫模與后處理：開(kāi)模后用頂出機(jī)構(gòu)推出鑄件，去除澆口、溢流口，必要時(shí)進(jìn)行去毛刺、熱處理（如T6處理）、表面處理（如陽(yáng)極氧化）。技術(shù)特性：優(yōu)勢(shì)：生產(chǎn)效率極高（每模周期10-90秒）、尺寸精度高（CT4-CT8級(jí)）、表面質(zhì)量好（Ra0.8-6.3μm），可直接壓鑄螺紋、花紋等細(xì)節(jié)；局限：模具成本高（一套模具數(shù)十萬(wàn)元）、工藝窗口窄（金屬液溫度、模具溫度需嚴(yán)格控制），主要適用于鋁、鋅、鎂等低熔點(diǎn)合金，鑄件重量一般≤5kg。適用場(chǎng)景：汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、變速箱殼體、手機(jī)中框、家電外殼。（四）消失模鑄造：復(fù)雜結(jié)構(gòu)的“自由創(chuàng)作者”消失模鑄造（實(shí)型鑄造）以泡沫塑料（EPS、EPMMA）為模型，澆注時(shí)模型氣化消失，形成鑄件。工藝流程：1.泡沫模型制作：用數(shù)控切割或模具發(fā)泡制作與鑄件形狀一致的泡沫模型（含澆道、冒口），復(fù)雜件可拼接；2.涂掛涂料：模型表面涂覆耐火涂料（如水基石墨涂料），干燥后形成1-3mm厚的涂層，提高耐火性與透氣性；3.造型：將涂好涂料的模型放入砂箱，填入干砂（石英砂、寶珠砂），通過(guò)振動(dòng)緊實(shí)；4.澆注：高溫金屬液（如鑄鐵、鑄鋼）注入砂箱，泡沫模型受熱氣化，金屬液占據(jù)模型空間；5.落砂清理：鑄件冷卻后，倒出干砂，去除殘留涂料與澆冒口。技術(shù)特性：優(yōu)勢(shì)：無(wú)分型面，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面、內(nèi)腔（如空心葉輪），模型設(shè)計(jì)靈活（無(wú)需起模斜度），砂箱可重復(fù)使用；局限：泡沫氣化產(chǎn)生煙霧與殘?jiān)?，需良好通風(fēng)；涂料質(zhì)量與澆注速度控制要求高，鑄件表面易出現(xiàn)“增碳”缺陷，尺寸精度中等（CT7-CT10級(jí)）。適用場(chǎng)景：汽車(chē)覆蓋件模具、藝術(shù)鑄件（如青銅雕塑）、復(fù)雜機(jī)械零件（如泵體）。二、技術(shù)對(duì)比與選型邏輯（一）核心維度對(duì)比工藝類(lèi)型尺寸精度（CT級(jí)）表面粗糙度（Ra/μm）單件成本（相對(duì)值）生產(chǎn)效率（批量）鑄件復(fù)雜度材料適應(yīng)性-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------砂型鑄造10-1312.5-251中（機(jī)械造型）中-高全金屬熔模鑄造4-71.6-6.35-8低（單型殼周期長(zhǎng)）高鋼、高溫合金為主壓力鑄造4-80.8-6.33（含模具分?jǐn)偅O高（自動(dòng)化）中-高鋁、鋅、鎂合金消失模鑄造7-106.3-12.52-3中（造型靈活）高鑄鐵、鑄鋼為主（二）選型建議1.小批量、大尺寸、低成本需求：優(yōu)先選擇砂型鑄造（如工程機(jī)械機(jī)架、單件大型鑄件）；2.大批量、薄壁、高精度需求：優(yōu)先選擇壓力鑄造（如汽車(chē)零部件、消費(fèi)電子外殼）；3.精密復(fù)雜、小批量、高附加值需求：優(yōu)先選擇熔模鑄造（如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、珠寶）；4.復(fù)雜結(jié)構(gòu)、無(wú)分型面需求：優(yōu)先選擇消失模鑄造（如藝術(shù)雕塑、空心葉輪）。三、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前鑄造工藝正朝著智能化、綠色化、精密化方向發(fā)展：砂型鑄造：3D打印砂型（粘結(jié)劑噴射）實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)快速成型，減少模具成本；熔模鑄造：數(shù)字蠟?zāi)＃?D打?。┨娲鷤鹘y(tǒng)模具，縮短開(kāi)發(fā)周期；壓力鑄造：真空壓鑄、局部擠壓壓鑄技術(shù)提升鑄件致密度，拓展高熔點(diǎn)合金應(yīng)用；消失模鑄造：環(huán)保涂料（水性、無(wú)苯）、泡沫材料（可降解）降低污染，模擬軟件優(yōu)化澆