什麼是特殊鑄造方法？

上一篇文章談到了各種鑄件。隨著科技的進步，鑄件的要求也越來越高。我們要求生產出精度更高、性能更好、成本更低的鑄件。為了滿足這些要求，鑄造工人發明了許多新的鑄造方法。這些方法統稱為特殊鑄造方法，即特殊鑄造。
特殊鑄造：用較少的砂或砂型，使用特殊的技術和設備進行鑄造的方法，如熔模鑄造、金屬鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、陶瓷鑄造和實心鑄造。(本文將詳細介紹各類特殊鑄造）。

1. 從鑄造製程的角度來看，特殊鑄件的表面光潔度較佳。
2. 特殊鑄造改變了液態金屬充填與冷卻條件，晶粒結構更致密、更精緻。
3. 降低金屬消耗及鑄件廢棄率，生產效率高
4. 特殊鑄造製程可簡化（投資鑄造除外），且易於機械化與自動化。
5. 可降低生產成本、改善勞動條件及提高勞動生產力。
6. 延展性優於鑄件

1. 模腔製作（考慮零件的尺寸和形狀以及收縮率）
2. 熔解過程
3. 澆注技術（適當的澆注速度，以減少侵蝕和缺陷）
4. 凝固過程
5. 除霉
6. 清潔、整理和檢查作業

1. 更高的精確度
2. 更高的冶金品質
3. 降低生產成本
4. 能夠鑄造非常薄的零件
5. 高生產力
6. 特殊鑄件更好的表面光潔度
7. 鑄件的進一步加工需求極低
8. 可能具有更細緻、更致密的穀粒結構
9. 鑄件的耐久性和延展性略高於實心模鑄件

1. 樣式噴塗： 特殊鑄模在鑄造前會在圖案上噴上離型劑。這會形成一層薄薄的塗層，防止石膏附著在圖案上。
2. 成型： 石膏混合後包覆在設計上。將石膏塗在圖案上，然後搖晃，使石膏覆蓋所有角落。15 分鐘後，取下圖案。之後，我們可以在 120°C 到 260°C 之間加熱模具，以消除多餘的水分。
3. 金屬鑄造： 當我們完成石膏鑄造模型後，就可以在模具中注入熔鋼。
4. 石膏鑄造： 石膏鑄造提供了一種替代傳統鑄造方法的成本效益。這種方法不適用於銅、鎂或鋅等非鐵質低熔點金屬。

殼體鑄造製程

1. 模具製作:我們將特別設計的鑄鐵加熱至 230-315°C。並讓砂子在上面放置幾分鐘，使其部分固化。然後將特殊鑄模翻轉，並移除多餘的砂子。之後，我們就得到一個壁厚為 10-20 mm 的外殼。砂子固化後，模型和外殼的拉力將達到 350-450 PSI。
2. 圖案移除： 固化外殼後，移除圖案。
3. 模具組裝： 將兩個半模夾緊，完成殼體鑄模。如果需要任何型芯，則在閉模前插入。然後將殼模放入燒瓶中，並由背板材料支撐。
4. 澆注： 當熔融金屬從澆桶倒入澆注系統並填滿模腔時，模具會被牢牢地夾緊在一起。
5. 殼體鑄造應用： 熔融金屬冷卻後，可破壞模具，並將特殊鑄件移除。需要進行修整與清理程序，以清除進料系統中多餘的金屬和模具中的砂子。

離心鑄造是將鋼液倒入旋轉的模具中。模具的離心力作用於金屬的定位和供料。金屬冷卻後，模具旋轉。離心鑄造可產生密度較高、較乾淨的金屬。這是因為較重的金屬可以拋進模具中遠離轉動中心的部分。而較輕的雜質則可以擠出到中心。此製程所產生的鑄件擁有緊密的晶粒結構和優異的細節。它們也具有優異的機械特性。

真正的離心鑄造

真正的離心鑄造可產生具有圓孔的空心鑄件。此製程的特點是不使用型芯，僅靠離心力來製造孔。模具圍繞孔軸旋轉，孔軸保持水平、傾斜或垂直。

離心鑄造

金屬沿著此旋轉軸經由中央澆口澆注，並透過在模具介面上切割的徑向內澆口流入模腔。澆口化有助於正確生產鑄件，從而得到乾淨、精細的鑄件。

精密鑄造也稱為失蠟鑄造。在精密鑄造中，使用蠟料製模，便於生產具有複雜幾何形狀的薄壁模樣。該製程可製造出尺寸精確、適應性強的零件，適用多種金屬與高性能合金。這種特種鑄造方法適合生產精巧且精密的零件，但成本較高。然而，隨著批量生產增加，單位成本會隨之下降。當需要製造複雜細節的零件時，這種特種鑄造方法特別合適。

特殊鑄模的優點

1. 精密鑄造的鑄件表面更光滑
2. 可鑄造複雜的形狀
3. 特種鑄件不含任何扭曲的分型線。
4. 可省去機械加工作業

特殊鑄造的缺點

1. 生產週期較長
2. 此製程相較於其他製程更昂貴
3. 此模式可擴充
4. 鑄件的尺寸有限。大多數鑄件重量小於 0.5 公斤

我們可以使用石膏、塑膠、木材或金屬等永久模樣進行陶瓷模鑄造。與精密鑄造所用熔模類似，陶瓷鑄模也是消耗性的。然而，陶瓷鑄模由上模和下模組合而成，這與精密鑄造中使用的整體式鑄模有所不同。

特殊鑄造的缺點

1. 高成本
2. 難以控制尺寸公差

永久性模具鑄造也稱為非消耗性模具鑄造。這種類型與壓鑄非常相似，只是模具是永久性的。而且經常使用可重複使用的模具重複鑄造。這種特殊作業鑄造適用於大量生產。模具是金屬或石墨，可以用來鑄造不同的金屬和合金。這就是為什麼大多數永久性模具鑄造製程會生產基本金屬零件的原因。

重力鑄造是一種常見的金屬鑄造方法。熔融金屬僅利用重力澆注，不需要真空或離心力。它也需要一個微型模具來製造模腔。微型模具通常由砂、石膏或凝灰岩組成。

這種特殊的鑄造製程可製造大型重金屬零件，例如渦輪增壓器、煞車卡鉗和引擎汽缸蓋。您可以將此技術應用於其他領域，例如照明和廚房設備。

壓鑄是鑄造的其中一種。特殊作業鑄造是透過兩個硬化工具製造模具型腔來完成。這種特殊鑄造可以製造出鋅、黃銅和鋁等有色金屬。壓鑄製程的典型應用包括汽車零件、家用電器、各種五金及其他類似零件。

壓鑄製程的優點。

1. 模具壽命長，生產效率高
2. 鑄件緊密，表面光亮。
3. 生產速度快
4. 易碎的零件可以鑄造，優異的細節可以獲得良好的表面光潔度。

壓鑄製程的缺點。

1. 模具和機器成本高。
2. 鋅合金鑄件的尺寸限制約為 100 公斤，鋁合金鑄件的尺寸限制約為 30 公斤。
3. 只有鋅、鋁、黃銅和鎂等有色金屬才能壓鑄。
4. 壓鑄產品的弱機械特性

擠壓壓鑄是一種混合金屬成形方法。此方法結合了壓鑄與鍛造。熔融合金經過加熱、塗油、沖壓和加壓硬化後，倒入模具中。

擠壓壓鑄的優點。

1. 消除內部缺陷，例如氣孔、收縮和縮水
2. 極佳的尺寸精度和最小的表面粗糙度
3. 防止特殊鑄件折斷
4. 機械化和自動化很簡單。
5. 節能

與濕砂、天然結合砂不同，樹脂砂鑄造需要催化劑和黏合劑。砂、樹脂和動機混合後，經化學反應使砂結合硬化。

形成樹脂砂組合物

1. 以下配方是製作樹脂砂鑄模的過程。
2. 砂 (SiO2) (40-60 % )；7.7-1.3%樹脂，視鑄件品質而定。根據鑄件的要求和零件的結構，可能只需要很少或不需要氮氣。
3. 鑄造過程取決於樹脂。它由 75 % 糠醛、11 % 甲醛和 9 % 尿素組成。甲醛和尿素的比例會影響固化時間、強度和耐熱性。
4. 固化劑及黏著劑 (30-50 %)

樹脂砂型鑄造的優點

1. 創造平滑表面的能力
2. 將砂孔、孔隙率和收縮率降至最低
3. 樹脂砂鑄造可生產重達數噸的巨大物件

樹脂砂型鑄造的缺點

1. 與其他特殊行動鑄造方法相比，它的成本較高。
2. 對原材料的特殊要求
3. 污染環境

金屬鑄造是最普遍的鑄造類型。特殊鑄造是最常見的鑄造類型。金屬鑄造使用消耗性或非消耗性模具。我們可以使用一次性樹脂砂、陶瓷殼、石膏包覆或泡沫模具進行金屬鑄造。這些模具包括失蠟模、熔模和砂模鑄造。可重複使用的這些模具是由鑄鐵或鋼鐵製成。壓鑄和琺瑯鑄造使用不可重複使用的模具。

金屬鑄造的優點