大型鑄件的制造工藝有哪些？

我國鑄造工藝大致可分為三種:重力鑄造、壓力鑄造、砂型鑄造。鑄造是將通過熔煉的金屬液體澆注入鑄型內(nèi)，經(jīng)冷卻凝固獲得所需形狀和性能的零件的制作過程。鑄造是常用的制造方法，優(yōu)點(diǎn)是:制造成本低，工藝靈活性大，可以獲得復(fù)雜形狀和大型的鑄件，在機(jī)械制造中占有很大的比重，如機(jī)床占60~80%，汽車占25%拖拉機(jī)占50~60%。大型鑄件的質(zhì)量直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，鑄造在機(jī)械制造業(yè)中占有重要的地位。

鑄造是一種古老的制造方法，在我國可以追溯到 6000 年前。 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，鑄造技術(shù)的發(fā)展也很迅速，特別是 19世紀(jì)末和 20世紀(jì)上半葉，出現(xiàn)了很多的新的鑄造方法，如低壓鑄造、陶瓷鑄造、連續(xù)鑄造等，在20世紀(jì)下半葉得到完善和實(shí)用化。由于現(xiàn)今對鑄造質(zhì)量、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動(dòng)化等要求的提高，鑄造技術(shù)向著精密化、大型化、高質(zhì)量、自動(dòng)化和清潔化的方向發(fā)展，例如我國這幾年在精密鑄造技術(shù)、連續(xù)鑄造技術(shù)、特種鑄造技術(shù)、鑄造自動(dòng)化和鑄造成型模擬技術(shù)等方面發(fā)展迅速。

鑄造主要工藝過程包括:金屬熔煉、模型制造、澆注凝固和脫模清理等。鑄造用的主要材料是鑄鋼、鑄鐵、鑄造有色合金(銅、鋁、鋅、鉛等 )等。鑄造方法常用的是砂型鑄造，其次是特種鑄造方法，如:金屬型鑄造、熔模鑄造、石膏型鑄造等。而砂型鑄造又可以分為粘土砂型、有機(jī)粘結(jié)劑砂型、樹脂自硬砂型、消失等 等。

大型鑄造的制造工藝涉及多種技術(shù)，需要根據(jù)鑄件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、尺寸精度和批量需求選擇合適的方法。以下是主要工藝及其特點(diǎn)：1.砂型鑄造是利用型砂（石英砂、黏土等）制作鑄型，適用于大型、復(fù)雜鑄件。主要工藝有濕砂鑄造：成本低，適合單件小批量（如機(jī)床床身）；樹脂砂鑄造：型砂強(qiáng)度高，精度好，適合大尺寸復(fù)雜件（如風(fēng)電輪轂）；水玻璃砂鑄造：環(huán)保，用于重型機(jī)械底座；2.金屬型鑄造（硬模鑄造）特點(diǎn)是可重復(fù)使用的金屬模具，適合鋁、鎂合金等非鐵金屬，主要應(yīng)用于大型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、航空航天部件；3.熔模鑄造（失蠟鑄造）是蠟?zāi)！沾蓺ば汀邷厝蹮凉沧⑦^程，適用于高精度復(fù)雜件（如水輪機(jī)葉片、渦輪部件）；4.V法鑄造（真空密封造型）是利用塑料薄膜和真空負(fù)壓成型，無需黏結(jié)劑；5.離心鑄造是金屬液在旋轉(zhuǎn)模具中離心成型，適合筒形件（如大型管道、軋輥）；6.連續(xù)鑄造是生產(chǎn)大型鑄坯（如鋼錠、鋁錠），用于后續(xù)軋制或鍛造。主要的工藝環(huán)節(jié)有模具設(shè)計(jì)：需考慮收縮率（鑄鐵1-2%，鋼2-3%）、分型面和澆冒口系統(tǒng)；熔煉：大型鑄鋼件常用電弧爐（容量可達(dá)100噸以上），鑄鐵多用沖天爐；澆注：采用底注式或階梯澆口，避免紊流（如100噸鑄件澆注時(shí)間需控制在數(shù)十分鐘內(nèi)）；冷卻控制：砂型冷卻速度慢（約1-5°C/min），需預(yù)留冒口補(bǔ)縮；熱處理：退火消除應(yīng)力（如600°C保溫10小時(shí)以上），正火或淬火提高性能。

選擇工藝時(shí)需綜合評估批量、成本（模具占比）、交貨周期和性能要求，大型鑄件常采用砂型與樹脂砂組合工藝以平衡效率與質(zhì)量。