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金属铸造这是一个可追溯到6，000年的古老制造过程，仍然包含在现代行业中。一种通过将熔融金属倒入模具中并使其冷却至固体形式的铸造方法，它可以使碎片具有复杂的形状，适合于质量生产。工程师需要能够控制材料的组合，模具的准确性和冷却速率，这直接影响铸造强度。
本文将充分解决金属铸造过程中使用的最重要的设计参数和工程问题，无论您在工作的金属铸造公司哪里或正在做Dyi铝铸件，它将为您提供出色的技术理解，这将使您能够更好地理解这个古老但现代的技术领域。
简而言之，金属铸造如何工作？
- 步骤1：必须有一个印象，与最终产品相同。印象是沙子，金属或其他任何，确切的选择是基于金属铸造操作的要求。
- 步骤2：将金属加热到非常高的温度，直到变成熔融。这熔融金属根据产品的要求，可以是铁，铝，铜等。
- 步骤3：将熔融金属倒入模具中。这是金属铸造操作中最重要的一步，必须仔细执行，以便可以避免缺陷。
- 步骤4：在模具中逐渐冷却金属，直到变硬。冷却时间取决于金属和产品尺寸。
- 步骤5：一旦金属充分固化，操作员就会打开模具并去除铸件。此时的铸造可能有多余的门或毛刺。
- 最后：铸件进行抛光，清洁或其他处理，以达到最终的表面表面和所需的形状。此步骤使金属铸造程序的成品符合标准。
设计金属铸件的最关键考虑因素是什么？
1.材料组成选择
我们必须根据零件的目的选择金属材料。为了铝制金属铸造，必须控制硅含量的8-12％。该比例增强了铝合金的流动性和裂纹抗性。铸造厂必须使用光谱仪对材料的纯度进行测试，以使杂质不超出最终强度。
2.墙厚度和均匀性
在金属铸造设计中，墙壁的厚度应尽可能均匀，以使冷却时不可避免地收缩，从而导致变形，收缩或开裂，尤其是在铝制金属铸造的情况下，铝合金的收缩量更大，这种现象更为突出。如果无法避免某些区域的增厚，我们应该使用逐渐的过渡结构，以免引起突然的变化。
3.精确控制和模具结构
如果降解效率受模具的分隔表面的位置影响，则应使用弹出机制来促进复杂的部分，以防止腔体中铸造的铸造。在操作过程中，应定期检查模具的磨损，并且应返回具有0.1mm精度偏差的模具进行维修。
4.环角和倒角
必须为铸件提供圆角或倒角的角，以避免由于锋利的边缘而引起的应力浓度。开裂的角落在冷却或压力期间具有破裂的趋势，而圆角则可以增强结构强度。例如，在铝制金属的铸造中，圆角中的角半径必须至少是壁厚的20％，以确保铸造的可持续性。
5.温度和冷却管理
金属的熔点应在±15°以内控制。高温会导致晶粒尺寸粗糙，低温会导致倒不良。我们用水冷却系统与空气冷却系统结合使用，因此厚壁的铸件的内表面和外表面之间的温度差小于50℃。
6.耐受等级
铸造公差取决于材料，过程和应用。沙铸耐力很大，而精确的铸造耐受性很小。铝合金铸件上的典型尺寸公差通常在±0.5mm至±2mm之间，精确的临界交配表面可能需要更严格的公差控制。设计人员需要根据需要选择正确的精度，以免过度处理以增加成本。
7.门控系统的优化
门和立管设计会影响材料利用率。设计人员使用仿真软件来预测金属流动方向并减少涡流引起的氧化炉渣。当浇注系统优化时，材料损失率从18％降至9％汽车组件项目。
铸造模具关节设计，有什么考虑？
1.销售设计
必须完全密封霉菌接头，以防止金属液体泄漏。 L型，T型，V型和其他关节必须具有密封条或精度拟合结构。当发生泄漏时，可以增加预紧力或取代高温密封材料。
2.结构强度要求
诸如Y型和 +类型之类的复杂接头需要额外的加强才能忍受。关节将在铸造过程中忍受高压，并且必须对结构进行应力检查。如果发生破裂，我们需要将脆弱的部分变厚或变为高力量材料。
3.定位方法的选择
所有关节类型均应带有定位销或导向凹槽。 T型和类型 +关节需要双向位置。在遇到未对准问题的地方，我们应该检查磨损的定位元素并及时更换它们。
4.向后变形控制
V型和L型接头应用于热膨胀间隙。加热模具后，关节可能会变形并粘附。解决方案是修改间隙尺寸或用耐热材料覆盖接触表面。
5.冷却系统匹配
Y型和 +型接头不应具有冷却水道。如果冷却不平，应该移动水路或添加局部冷却点。
6.维护
T型和V型接头应具有可移动的设计。当发生故障时，可以更换受影响的模块而不会影响整体模具。
共同处理问题：
- 裂纹问题：T型接头冷却太快而无法引起裂纹，将水冷管道距离从溶液后的15 mm到10 mm的接头距离修改。
- Burr问题：L型关节间隙太差，导致飞行边缘，更换损坏的定位引脚，并将其耐受性从±0.1降低到±0.05 mm。
- 粘性霉菌问题：V型关节表面粗糙度不够，喷硼释放力后的氮化物释放剂减少了40％。
影响铸造过程选择的主要因素是什么？
1.Castings材料属性
材料的类型直接影响过程选择。铝合金，铜合金和其他有色金属通常是熔炉金属铸件，因为它们的熔点适合熔炉熔化。诸如铸铁和铸钢等亚铁金属需要更高的温度熔化设备。还应考虑材料收缩，流动性。
2.生产批量大小
大量生产可用于高度的自动化过程，例如，铸造。小批量生产可以利用沙子铸造。熔炉金属铸件通常用于中等批处理生产要求。
3.维度准确性要求
一般铸件允许±1mm公差，精度零件需要±0.1mm公差。不同的过程可以达到不同的精度：
| 铸造过程 |
尺寸公差（MM）
|
表面粗糙度（μm） | 最小壁厚（mm） |
| 沙子铸造 | ±1.0-2.0 | 12.5-25 | 3.0 |
| 永久模具铸件 | ±0.3-0.8 | 6.3-12.5 | 2.0 |
| 压铸 | ±0.05-0.2 | 0.8-3.2 | 0.5 |
| 投资铸造 | ±0.1-0.5 | 1.6-6.3 | 1.0 |
4.成本预算限制
生产的主要成本是霉菌成本，材料成本，人工成本和设备折旧。铸造过程之间的成本彼此不同：
| 成本项目 | 沙子铸造 | 永久模具铸件 | 压铸 | 投资铸造 |
| 霉菌成本（百万） | 0.5-2 | 3-10 | 15-50 | 5-20 |
| 每件材料成本 | 低的 | 中心 | 降低 | 高的 |
| 人工成本 | 30-40％ | 20-30％ | 10-20％ | 25-35％ |
| 设备折旧 | 10-15％ | 15-25％ | 30-40％ | 20-30％ |
| 合适的批量尺寸（零件） | 1-1,000 | 10-10,000 | 超过10万 | 100-5,000 |
5.产品周期时间需求
紧急订单必须考虑过程周期时间。炉金属铸件的周期时间往往比投资铸造。
6.设备和权力条件
每小时电弧炉的电力消耗比中频炉高30％-40％。公司应根据电力供应选择熔化的设备，而没有该地区的电力，最好使用大多数燃气供暖炉。
金属铸造和一般模具之间的区别的本质是什么？
1.不同的材料选择
金属铸造的刀模需要高温抗材料。用于金属铸造的刀具通常使用H13钢或钨钢，它们可以承受1500以上的熔融金属冲击。一般模具主要由常见的45＃钢或铸铁制成，最高的工作温度不超过600℃。 JS公司的数据测量表明特殊刀模具材料节省了200％的霉菌寿命。
2.结构设计重点变化
刀具特别注意结构的边缘。金属铸造模具的边缘部分应采用0.2-0.5mm的加工津贴设计，以容纳金属固化收缩。传统模具特别关注整体结构强度。JS的工具模具使用3D弯曲的表面分配设计，与扁平分离模具相比，它节省了30％的后续处理。
3.不同的表面处理要求
用于工具铸造的金属模具必须穿过两层表面涂层。首先将霉菌腔涂有0.1mm硝酸钛，然后将分离表面涂有石墨隔离器。基本模具仅接收一个镀铬板。这个过程允许我们的模具维护表面饰面500个连续的操作周期后，RA0.8。
4.冷却系统的差异
刀具应配备定向冷却线。用于金属铸造工艺的刀具具有带紧凑的水冷却通道和冷却速度的边缘区域，最高为30℃/s。普通模具主要是自然冷却的。实验表明，方向冷却使工具硬度的均匀性增加了45％。
5，服务寿命的差异
金属铸造工具模具的使用寿命通常为3,000-5,000件，而传统模具只有800-1,200件。这主要是因为工具模具具有整体结构，而传统模具主要采用合并的结构。我们的维护记录表明，专业工具可以比传统模具高3倍。
金属铸造设计将如何满足轻质材料的过程需求？
从以下五个方面可以解决以满足轻质材料的流程需求的金属铸造设计，这些解决方案直接与喷气冷却轻质金属铸造行业技术联系起来，并同时与JS公司的业务特征保持一致：
1.设计材料适合性
轻巧的合金（如镁合金和铝合金）具有低密度特征，但在升高温度和高收缩率时流动性较差。铸造需求的设计修改模具结构和浇注系统的参数。我们的公司通过材料属性测试的数据库为客户提供优化的门位置解决方案。在薄壁的铸造生产中，使用阶梯式浇注系统来抵抗液态金属流量的速度，并利用真空技术来减少孔隙率缺陷。
2.喷气冷却过程的融合
在喷气冷却浅金属铸造过程中，使用方向气流冷却技术。这项技术可以通过精确控制高压空气射流的方向和强度来区分铸件的不同部分的冷却。在实际的应用数据中，该技术将镁合金的晶粒尺寸降低了40％，拉伸强度降低了18％。该技术专门用于生产新的能源汽车壳，可以将生产过程缩短30％。
3.结构模拟优化
我们利用模拟平台设计三维模型。设计人员可以在材料固化过程中预测应力分布，并事先修改霉菌形状。通过优化本地冷却通道设计在航空航天托架项目中，铸件的变形已从1.2mm降低到0.3mm。这种设计方法已应用于我们公司轻量级铸造项目的85％。
4.组合过程开发
对于碳纤维增强金属基质复合材料，我们使用低压铸造和半固体成型工艺组合。计算机在精度范围内控制模具预热温度，并且通过电磁搅拌装置，材料达到20-40％的固相速率。对于机器人联合零件的生产，该过程已将材料利用率提高到92％，与传统方法相比，该过程更高15个百分点。
5.质量控制系统
在线X射线检查系统和3D扫描仪。在生产过程中，我们检查实时铸造尺寸信息，检查的准确性达到±0.03mm。在医疗设备的项目中，该系统使产品通过率从88％提高到97％，同时将质量检查时间缩短了40％。
概括
金属铸造技术已经穿透了所有现代制造业，从航空精确的铸造到DIY金属铸造铝爱好者的小型手工制造，具有出色的多功能性。 JS既可以通过其智能温度控制系统，数字仿真平台和模块化来实现有效的工业水平铸造和对定制制造的技术支持模具设计。
在绿色合金材料和在线检查技术的质量普及的前提下，铸造过程超越了以前的限制，并且一直在赋予汽车轻量级，智能家居和其他行业的能力。欢迎访问我们的网站以获取从重型铸件到小型铝制铸件的完整解决方案，并探索无限潜力铸造技术。
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常见问题解答
1.什么是投资铸造？
投资铸造是一个精确的铸造过程，首先是由蜡制成的模型，然后用多层耐火材料涂层以形成壳，并在脱水后加热以形成空腔，最后倒入金属。此过程可以产生具有复杂形状和光滑表面的精确铸件，尺寸精度高达CT4，最小壁厚为0.5mm，适用于铸造不锈钢，高温合金和其他材料。
2.铸铁的优势是什么？
铸铁具有三个核心优势。首先，出色的铸造性能，良好的流动性，低收缩率。其次，低成本，原材料的广泛来源和回收利用。第三，平衡的机械性能，耐磨损的减震功能和易于处理。特别适合生产发动机块和其他复杂铸件。
3.霉菌倾斜的用途是什么？
倾斜角是在模具设计中保留的，主要角色是促进铸造脱氧。它可以减少模具与铸造之间的摩擦，防止在脱胚层时损坏铸造表面，并延长模具的使用寿命。通常服用1-3度，高度越高，倾斜度越大。
4.为什么圆角？
圆角可以消除铸件的锋利边缘和角落，并避免由压力浓度引起的裂纹缺陷。它提高了金属液体的流动性，减少了铸造缺陷，并同时增强了结构强度。通常，圆角的半径为壁厚的20％-30％。
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