鑄造類型：優點、限制、用途和技巧

熔融金屬被澆注到砂型鑄造模具中，上面覆蓋著文字。

鑄造類型

鑄造的類型有：砂型鑄造、熔模鑄造、壓鑄、永久模鑄造、離心鑄造、真空鑄造、殼型鑄造、連續鑄造和重力鑄造。這些金屬鑄件鑄造過程利用模腔將熔融金屬塑造成所需的零件。製造商和採購商在考慮鑄造類型時，會面臨零件複雜程度、材料類型、製程成本和表面光潔度等問題。

您肯定不想選錯方法，因為那會導致零件品質不佳、報廢，最終造成收入損失。目前市面上活躍的鑄造工藝約有14種，因此必須謹慎決策，最好能得到專家的幫助。

通常，砂型鑄造用於製作經濟實惠的原型，熔模鑄造用於製作複雜幾何形狀的零件，而壓鑄則用於大量生產高精度零件。如果忽略這些基本要素，最終可能導致零件報廢或需要更換模具。

什麼是金屬鑄造？

金屬鑄造是一種製造工藝，它將熔融金屬澆注到模腔中以生產零件。模具的形狀與所需零件的形狀相反。模具材料應為耐火材料，因此砂型模具是常用的材料。

熔融金屬充滿模腔後，冷卻凝固，即可從模具中取出。零件在使用前通常還需要進行一些精加工。鑄造是一種流行的工業工藝，因為它經濟實惠、用途廣泛、適用於各向同性零件，並且是複雜形狀的理想選擇。

討論的鑄造類型

以下涵蓋的鑄造類型有：砂型鑄造、熔模鑄造、壓鑄、永久模鑄造、離心鑄造、真空鑄造、石膏鑄造、低壓鑄造、擠壓鑄造、高壓壓鑄、消失模鑄造、殼型鑄造、連續鑄造和重力壓鑄造。

如下所述，每個製程都應與您的材料、數量和公差要求相符。

砂模鑄造

砂模鑄造是一種用途廣泛且經濟的鑄造方法，包括製作砂型並將熔融金屬澆注到模具中以生產零件。

砂型鑄造模具的橫切面圖，標註了上模、下模、澆道、澆口、冒口、型芯和濕型砂。

砂模鑄造

此製程中除砂子外還需使用添加劑和黏合劑。砂型鑄造廣泛應用於汽車和建築業。

優點	限制
交貨時間短金屬相容性小批量生產具有成本效益砂模可以重複使用能夠生產尺寸較大、結構複雜的零件	尺寸精度較低難以製作精細細節表面光潔度相對較粗糙

熔模鑄造

熔模鑄造失蠟鑄造，也稱熔模鑄造，是一種古老的鑄造方法，它使用蠟模。蠟模表面覆蓋一層陶瓷層形成模具。蠟模熔化後，留下一個可以注入熔融金屬的模具。這種鑄造方法是基於標準的空氣和壓力條件。

失蠟鑄造的材料包括銅及銅合金、鋁及鋁合金、鋼以及金、銀等貴金屬。1]

優點	限制
尺寸精度相對較高設計靈活性最大限度減少材料損失適用於中小批量生產，性價比高	製作蠟模和陶瓷模具的成本相對較高。複雜且耗時的過程不建議用於大型零件

壓鑄（金屬壓鑄）

金屬壓鑄是將熔融金屬澆注或註入金屬模具中以生產零件的過程。它主要用於有色金屬的鑄造，例如鋁鑄造。鎂鑄件以及鋅鑄造。金屬壓鑄的應用包括家電散熱器、汽車引擎缸體、航太配件和筆記型電腦。

金屬壓鑄製程分為熱室壓鑄和冷室壓鑄兩大類，差別在於金屬熔化的位置。熱室壓鑄是將金屬在壓鑄設備內的熔爐中熔化。

鑄造壓力可達1,200巴。但這取決於模具設計的複雜程度和鎖模力。

壓鑄的優點	壓鑄的局限性
易於製作複雜形狀非常適合大規模生產與現代配套技術（CAD/CAM軟體、3D列印）無縫融合優異的表面光潔度	初期投資高尺寸和重量限制

永久鑄模

永久模鑄造法需要一對金屬模具。它是一種重力澆注工藝，也就是說，僅利用重力將熔融金屬倒入模具中。常用的模具金屬有鋼、鑄鐵和耐火合金。通常會採用CNC加工來製造模具型腔。模具表面覆蓋著堅硬的耐火材料，例如黏土。也會使用潤滑劑，例如二氧化矽。

優點	限制
可實現自動化——高吞吐量嚴格的公差優異的表面光潔度	僅適用於較簡單的形狀昂貴的黴菌

離心鑄造

離心鑄造示意圖，圖中顯示了鋼包、澆口、旋轉模具、滾筒和傳動軸。

離心鑄造

離心鑄造是指將永久模具繞其軸線以 300 至 3000 轉/分的速度旋轉。2熔融材料在模具旋轉的同時被澆注。由於離心力的作用，熔融材料集中在模具的外壁。由於大多數雜質比金屬輕，它們更靠近金屬內徑，因此可以被加工去除。

優點	限制
具有細晶微觀結構的零件大型圓柱形部件	形狀有限比較貴

真空鑄造

真空鑄造，又稱反重力鑄造，與熔模鑄造類似，但模具填充機制不同。真空鑄造使用真空幫浦將材料向上吸入模具。

灰色塑膠真空鑄造泵殼部件，帶有肋狀圓形設計和安裝底座

真空鑄造件

優點	限制
可以製造空心鑄件可生產薄壁零件快複雜零件	小聲

石膏模鑄造

這種工藝的模具包含石膏（CaSO4）、矽粉和滑石粉。這種鑄造方法與鋁、鎂、鋅和銅等有色金屬完美搭配。

優點	限制
優異的表面光潔度和尺寸精度在高於 1200°C 的溫度下相對較弱複雜的形狀	生產力低僅限有色金屬

擠壓壓鑄

擠壓鑄造它結合了鍛造和鑄造的工藝。將熔融金屬注入預熱的模具中，然後用沖頭持續對熔融金屬頭部施加壓力。這種加壓對於金屬的平衡流動至關重要。它可以最大限度地減少微縮孔隙。可控冷卻進一步確保了良好的微觀結構。3]

優點	限制
極低孔隙率鍛造級強度適用於厚鋁型材	高昂的模具和沖壓成本精確的製程控制

低壓鑄造

低壓壓鑄機為垂直結構，由移動式和固定式機盤組成。固定式機盤下方設有保溫爐，對保溫爐施加高達1巴的壓力，推動熔融金屬。

優點	限制
高強度值可製備複雜幾何形狀－適用於砂芯。尺寸精度高適合自動化的流程	鑄造週期較慢

消失模（一次性模具）鑄造

消失模鑄造製程流程圖，圖中顯示了聚苯乙烯模型、支撐砂和熔融金屬澆注料。

消失模鑄造

這種鑄造製程使用聚苯乙烯模具。由於這種材料95%都是空氣，當熔融金屬澆注到上面時，它會蒸發。2該圖案是透過模壓成型的。採用消失模鑄造製程製造的產品包括引擎軸和缸體。

消失模鑄造法的優點	消失模鑄造法的局限性
成本效益複雜的幾何形狀良好的表面光潔度	低強度鑄件通常更貴

殼模鑄造

殼型鑄造它由包裹在熱金屬模具周圍的石英砂和樹脂殼構成。熔融金屬被澆注到形成的模腔中。

殼型鑄造五步驟圖，從傾倒箱、熱模到砂箱中的成品殼

殼型鑄造

雖然該工藝與砂型鑄造類似，但成本相對較高，不過它生產的零件表面光潔度更高，尺寸更精確。

殼型鑄造的優點	殼型鑄造的局限性
光滑的表面光潔度更大的容量比砂型鑄造更省工	比較貴

連鑄

連鑄用於生產連續的金屬坯料。該裝置的主要部件是水冷模具，它有助於拉拔坯料或鋼坯。全球大部分半成品鋁材和鋼材都是透過連鑄製程生產的。

優點	限制
材料浪費最少均勻的晶粒結構	簡單橫斷面不適用於複雜幾何形狀

最流行的鑄造類型是什麼？

砂型鑄造是全球應用最廣泛的鑄造方式。製造商之所以青睞這種鑄造方式，是因為它經濟實惠、用途廣泛，並且能夠生產複雜的零件。它適用於各種尺寸的黑色金屬和有色金屬。航空航太和汽車是砂型鑄造最常見的行業之一。例如，在汽車領域，通常指定使用砂型鑄造的灰鑄鐵鑄件。5] 灰鑄鐵在汽車鑄件中的典型應用包括排氣歧管、柴油引擎缸體、離合器片和變速箱殼體。

如何選擇鑄造製程類型

選擇金屬鑄造製程時需要考慮的四個變數是材料類型、數量/體積、所需性能和零件複雜程度。

材料類型不同的材料需要不同的鑄造方法。
數量/體積有些鑄造類型是為小批量生產設計的，而有些則是為大量生產設計的。
所需特性這些特性包括機械性能和表面光潔度。某些類型的鑄件比其他鑄件具有更好的機械性能或更光滑的表面光潔度。
零件的複雜性精密零件可能需要採用與之匹配的鑄造方法。例如，熔模鑄造通常用於複雜設計，而砂型鑄造則更適合簡單設計。

採用精密鑄造製程加工的鋁合金外殼，附徑向輻條、螺栓孔和側端口。

精密鑄造複雜部件

請參考下表選擇理想的鑄件類型。

鑄造類型	生產規模	材料類型
砂模鑄造	中低	鋁、青銅、鐵
熔模鑄造	中低	不銹鋼及合金
壓鑄	中到高	鋁、鎂、鋅
永久模鑄造	媒材	鋁、銅
離心鑄造	中到高	鐵、鋼、合金
真空鑄造	低到中等	鋁，精密合金
石膏模澆鑄	低	鋁、銅、鋅
擠壓壓鑄	中到高	鋁、鎂
低壓鑄造	媒材	鋁、鎂
高壓壓鑄	高	鋁、鎂、鋅
消失模鑄造	中到高	鋁、鋼
殼模鑄造	媒材	鋁、鐵、鋼
連鑄	高	鋁、銅、鋼
重力鑄造	媒材	鋁、銅、鋅

註：以上僅為一般性指導原則。實際生產規模和材料類型可能因壁厚、公差和零件幾何形狀而異。

您覺得這些鑄造方案如何？請將您的零件規格告知我們的工程師，以便我們盡快推薦合適的鑄造流程。

鑄造過程中使用哪些材料？

金屬是鑄造製程中最常用的材料，但鑄造製程並不限於金屬。以下是鑄造過程中使用的材料清單。

金屬金屬是主要的鑄造材料。黑色金屬和有色金屬都可以鑄造，但所採用的方法取決於金屬的種類。
陶藝這些用於耐熱和耐火部件。
橡膠橡膠，通常是聚氨酯橡膠，用於製造柔性模具或原型。
塑料塑膠澆鑄適用於小批量或原型零件。
複合材料這些部件非常適合用於輕型結構件。
Glass（玻璃）鑄造玻璃部件通常用於光學和藝術用途。
合金金屬合金適用於對性能有特定要求的應用，例如耐熱性、耐腐蝕性和強度。

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使用鑄造製程的行業

鑄造產品最常用於汽車、航空航太、消費品、珠寶和建築等行業，產品範圍從汽車行業的變速箱殼體到建築業的建築配件。

下表總結了應用實例。

行業	鑄件範例
汽車業	懸吊部件、變速箱殼體、引擎缸體
航太	起落架零件、渦輪葉片
消費品	電器外殼、配件
首飾	採用熔模鑄造製程製作的複雜設計
建造	建築配件、結構五金件