主要種類
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。
鑄造工藝可分為砂型鑄造工藝和特種鑄造工藝。
特種鑄造
特種鑄造工藝有離心鑄造，低壓鑄造，差壓鑄造，增壓鑄造，石膏型鑄造，陶瓷型鑄造等方式
壓力鑄造是指金屬液在其他外力(不含重力)的作用下注入鑄型的工藝。廣義的壓力鑄造包括壓鑄機(jī)的壓力鑄造和真空鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等;窄義的壓力鑄造專指壓鑄機(jī)的金屬型壓力鑄造，簡稱壓鑄。這幾種鑄造工藝是有色金屬鑄造中最常用的、也是相對價(jià)格最低的。
金屬型鑄造
金屬型鑄造是用金屬(耐熱合金鋼，球墨鑄鐵，耐熱鑄鐵等)制作的鑄造用中空鑄型模具的現(xiàn)代工藝。
金屬型既可采用重力鑄造，也可采用壓力鑄造。金屬型的鑄型模具能反復(fù)多次使用，每澆注一次金屬液，就獲得一次鑄件，壽命很長，生產(chǎn)效率很高。金屬型的鑄件不但尺寸精度好，表面光潔，而且在澆注相同金屬液的情況下，其鑄件強(qiáng)度要比砂型的更高，更不容易損壞。因此，在大批量生產(chǎn)有色金屬的中、小鑄件時(shí)，只要鑄件材料的熔點(diǎn)不過高，一般都優(yōu)先選用金屬型鑄造。但是，金屬型鑄造也有一些不足之處:因?yàn)槟蜔岷辖痄摵驮谒厦孀龀鲋锌招颓坏募庸ざ急容^昂貴，所以金屬型的模具費(fèi)用不菲，不過總體和壓鑄模具費(fèi)用比起來則便宜多了。對小批量生產(chǎn)而言，分?jǐn)偟矫考a(chǎn)品上的模具費(fèi)用明顯過高，一般不易接受。又因?yàn)榻饘傩偷哪＞呤苣＞卟牧铣叽绾托颓患庸ぴO(shè)備、鑄造設(shè)備能力的限制，所以對特別大的鑄件也顯得無能為力。因而在小批量及大件生產(chǎn)中，很少使用金屬型鑄造。此外，金屬型模具雖然采用了耐熱合金鋼，但耐熱能力仍有限，一般多用于鋁合金、鋅合金、鎂合金的鑄造，在銅合金鑄造中已較少應(yīng)用，而用于黑色金屬鑄造就更少了。
壓鑄
壓鑄是在壓鑄機(jī)上進(jìn)行的金屬型壓力鑄造，是生產(chǎn)效率最高的鑄造工藝。
壓鑄機(jī)分為熱室壓鑄機(jī)和冷室壓鑄機(jī)兩類。熱室壓鑄機(jī)自動(dòng)化程度高，材料損耗少，生產(chǎn)效率比冷室壓鑄機(jī)更高，但受機(jī)件耐熱能力的制約，還只能用于鋅合金、鎂合金等低熔點(diǎn)材料的鑄件生產(chǎn)。當(dāng)今廣泛使用的鋁合金壓鑄件，由于熔點(diǎn)較高，只能在冷室壓鑄機(jī)上生產(chǎn)。壓鑄的主要特點(diǎn)是金屬液在高壓、高速下充填型腔，并在高壓下成形、凝固，壓鑄件的不足之處是:因?yàn)榻饘僖涸诟邏骸⒏咚傧鲁涮钚颓坏倪^程中，不可避免地把型腔中的空氣夾裹在鑄件內(nèi)部，形成皮下氣孔，所以鋁合金壓鑄件不宜熱處理，鋅合金壓鑄件不宜表面噴塑(但可噴漆)。否則，鑄件內(nèi)部氣孔在做上述處理加熱時(shí)，將遇熱膨脹而致使鑄件變形或鼓泡。此外，壓鑄件的機(jī)械切削加工余量也應(yīng)取得小一些，一般在0.5mm左右，既可減輕鑄件重量、減少切削加工量以降低成本，又可避免穿透表面致密層，露出皮下氣孔，造成工件報(bào)廢。
熔模鑄造
失蠟法鑄造現(xiàn)稱熔模精密鑄造，是一種少切削或無切削的鑄造工藝，是鑄造行業(yè)中的一項(xiàng)優(yōu)異的工藝技術(shù)，其應(yīng)用非常廣泛。它不僅適用于各種類型、各種合金的鑄造，而且生產(chǎn)出的鑄件尺寸精度、表面質(zhì)量比其它鑄造方法要高，甚至其它鑄造方法難于鑄得的復(fù)雜、耐高溫、不易于加工的鑄件，均可采用熔模精密鑄造鑄得。
熔模精密鑄造是在古代蠟?zāi)ｈT造的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。作為文明古國，中國是使用這一技術(shù)較早的國家之一，遠(yuǎn)在公元前數(shù)百年，我國古代勞動(dòng)人民就創(chuàng)造了這種失蠟鑄造技術(shù)，用來鑄造帶有各種精細(xì)花紋和文字的鐘鼎及器皿等制品，如春秋時(shí)的曾侯乙墓尊盤等。曾侯乙墓尊盤底座為多條相互纏繞的龍，它們首尾相連，上下交錯(cuò)，形成中間鏤空的多層云紋狀圖案，這些圖案用普通鑄造工藝很難制造出來，而用失蠟法鑄造工藝，可以利用石蠟沒有強(qiáng)度、易于雕刻的特點(diǎn)，用普通工具就可以雕刻出與所要得到的曾侯乙墓尊盤一樣的石蠟材質(zhì)的工藝品，然后再附加澆注系統(tǒng)，涂料、脫蠟、澆注，就可以得到精美的曾侯乙墓尊盤。
現(xiàn)代熔模鑄造方法在工業(yè)生產(chǎn)中得到實(shí)際應(yīng)用是在二十世紀(jì)四十年代。當(dāng)時(shí)航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，要求制造像葉片、葉輪、噴嘴等形狀復(fù)雜，尺寸精確以及表面光潔的耐熱合金零件。由于耐熱合金材料難于機(jī)械加工，零件形狀復(fù)雜，以致不能或難于用其它方法制造，因此，需要尋找一種新的精密的成型工藝，于是借鑒古代流傳下來的失蠟鑄造，經(jīng)過對材料和工藝的改進(jìn)，現(xiàn)代熔模鑄造方法在古代工藝的基礎(chǔ)上獲得重要的發(fā)展。所以，航空工業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了熔模鑄造的應(yīng)用，而熔模鑄造的不斷改進(jìn)和完善，也為航空工業(yè)進(jìn)一步提高性能創(chuàng)造了有利的條件。
我國是于上世紀(jì)五、六十年代開始將熔模鑄造應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。其后這種先進(jìn)的鑄造工藝得到巨大的發(fā)展，相繼在航空、汽車、機(jī)床、船舶、內(nèi)燃機(jī)、氣輪機(jī)、電訊儀器、武器、醫(yī)療器械以及刀具等制造工業(yè)中被廣泛采用，同時(shí)也用于工藝美術(shù)品的制造。
所謂熔模鑄造工藝，簡單說就是用易熔材料(例如蠟料或塑料)制成可熔性模型(簡稱熔?；蚰Ｐ?/span>)，在其上涂覆若干層特制的耐火涂料，經(jīng)過干燥和硬化形成一個(gè)整體型殼后，再用蒸汽或熱水從型殼中熔掉模型，然后把型殼置于砂箱中，在其四周填充干砂造型，最后將鑄型放入焙燒爐中經(jīng)過高溫焙燒(如采用高強(qiáng)度型殼時(shí)，可不必造型而將脫模后的型殼直接焙燒)，鑄型或型殼經(jīng)焙燒后，于其中澆注熔融金屬而得到鑄件。
熔模鑄件尺寸精度較高，一般可達(dá)CT4-6(砂型鑄造為CT10~13，壓鑄為CT5~7)，當(dāng)然由于熔模鑄造的工藝過程復(fù)雜，影響鑄件尺寸精度的因素較多，例如模料的收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮率以及在凝固過程中鑄件的變形等，所以普通熔模鑄件的尺寸精度雖然較高，但其一致性仍需提高(采用中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要提高很多)。
壓制熔模時(shí)，采用型腔表面光潔度高的壓型，因此，熔模的表面光潔度也比較高。此外，型殼由耐高溫的特殊粘結(jié)劑和耐火材料配制成的耐火涂料涂掛在熔模上而制成，與熔融金屬直接接觸的型腔內(nèi)表面光潔度高。所以，熔模鑄件的表面光潔度比一般鑄造件的高，一般可達(dá)Ra.1.6~3.2μm.
熔模鑄造最大的優(yōu)點(diǎn)就是由于熔模鑄件有著很高的尺寸精度和表面光潔度，所以可減少機(jī)械加工工作，只是在零件上要求較高的部位留少許加工余量即可，甚至某些鑄件只留打磨、拋光余量，不必機(jī)械加工即可使用。由此可見，采用熔模鑄造方法可大量節(jié)省機(jī)床設(shè)備和加工工時(shí)，大幅度節(jié)約金屬原材料。
熔模鑄造方法的另一優(yōu)點(diǎn)是，它可以鑄造各種合金的復(fù)雜的鑄件，特別可以鑄造高溫合金鑄件。如噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片，其流線型外廓與冷卻用內(nèi)腔，用機(jī)械加工工藝幾乎無法形成。用熔模鑄造工藝生產(chǎn)不僅可以做到批量生產(chǎn)，保證了鑄件的一致性，而且避免了機(jī)械加工后殘留刀紋的應(yīng)力集中。
消失模鑄造
消失模鑄造技術(shù)(EPC或LFC)是用泡沫塑料制作成與零件結(jié)構(gòu)和尺寸完全一樣的實(shí)型模具，經(jīng)浸涂耐火粘結(jié)涂料，烘干后進(jìn)行干砂造型，振動(dòng)緊實(shí)，然后澆入金屬液使模樣受熱氣化消失，而得到與模樣形狀一致的金屬零件的鑄造方法。消失模鑄造是一種近無余量、精確成形的新技術(shù)，它不需要合箱取模，使用無粘結(jié)劑的干砂造型，減少了污染，被認(rèn)為是21世紀(jì)最可能實(shí)現(xiàn)綠色鑄造的工藝技術(shù)。
消失模鑄造技術(shù)主要有以下幾種:
1、壓力消失模鑄造技術(shù)
壓力消失模鑄造技術(shù)是消失模鑄造技術(shù)與壓力凝固結(jié)晶技術(shù)相結(jié)合的鑄造新技術(shù)，它是在帶砂箱的壓力灌中，澆注金屬液使泡沫塑料氣化消失后，迅速密封壓力灌，并通入一定壓力的氣體，使金屬液在壓力下凝固結(jié)晶成型的鑄造方法。這種鑄造技術(shù)的特點(diǎn)是能夠顯著減少鑄件中的縮孔、縮松、氣孔等鑄造缺陷，提高鑄件致密度，改善鑄件力學(xué)性能。
2、真空低壓消失模鑄造技術(shù)
真空低壓消失模鑄造技術(shù)是將負(fù)壓消失模鑄造方法和低壓反重力澆注方法復(fù)合而發(fā)展的一種新鑄造技術(shù)。真空低壓消失模鑄造技術(shù)的特點(diǎn)是:綜合了低壓鑄造與真空消失模鑄造的技術(shù)優(yōu)勢，在可控的氣壓下完成充型過程，大大提高了合金的鑄造充型能力;與壓鑄相比，設(shè)備投資小、鑄件成本低、鑄件可熱處理強(qiáng)化;而與砂型鑄造相比，鑄件的精度高、表面粗糙度小、生產(chǎn)率高、性能好;反重力作用下，直澆口成為補(bǔ)縮短通道，澆注溫度的損失小，液態(tài)合金在可控的壓力下進(jìn)行補(bǔ)縮凝固，合金鑄件的澆注系統(tǒng)簡單有效、成品率高、組織致密;真空低壓消失模鑄造的澆注溫度低，適合于多種有色合金。
3、振動(dòng)消失模鑄造技術(shù)
振動(dòng)消失模鑄造技術(shù)是在消失模鑄造過程中施加一定頻率和振幅的振動(dòng)，使鑄件在振動(dòng)場的作用下凝固，由于消失模鑄造凝固過程中對金屬溶液施加了一定時(shí)間振動(dòng)，振動(dòng)力使液相與固相間產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，而使枝晶破碎，增加液相內(nèi)結(jié)晶核心，使鑄件最終凝固組織細(xì)化、補(bǔ)縮提高，力學(xué)性能改善。該技術(shù)利用消失模鑄造中現(xiàn)成的緊實(shí)振動(dòng)臺，通過振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)，使金屬液在動(dòng)力激勵(lì)下生核，達(dá)到細(xì)化組織的目的，是一種操作簡便、成本低廉、無環(huán)境污染的方法。
4、半固態(tài)消失模鑄造技術(shù)
半固態(tài)消失模鑄造技術(shù)是消失模鑄造技術(shù)與半固態(tài)技術(shù)相結(jié)合的新鑄造技術(shù)，由于該工藝的特點(diǎn)在于控制液固相的相對比例，也稱轉(zhuǎn)變控制半固態(tài)成形。該技術(shù)可以提高鑄件致密度、減少偏析、提高尺寸精度和鑄件性能。
5、消失模殼型鑄造技術(shù)
消失模殼型鑄造技術(shù)是熔模鑄造技術(shù)與消失模鑄造結(jié)合起來的新型鑄造方法。該方法是將用發(fā)泡模具制作的與零件形狀一樣的泡沫塑料模樣表面涂上數(shù)層耐火材料，待其硬化干燥后，將其中的泡沫塑料模樣燃燒氣化消失而制成型殼，經(jīng)過焙燒，然后進(jìn)行澆注，而獲得較高尺寸精度鑄件的一種新型精密鑄造方法。它具有消失模鑄造中的模樣尺寸大、精密度高的特點(diǎn)，又有熔模精密鑄造中結(jié)殼精度、強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。與普通熔模鑄造相比，其特點(diǎn)是泡沫塑料模料成本低廉，模樣粘接組合方便，氣化消失容易，克服了熔模鑄造模料容易軟化而引起的熔模變形的問題，可以生產(chǎn)較大尺寸的各種合金復(fù)雜鑄件
6、消失模懸浮鑄造技術(shù)。
消失模懸浮鑄造技術(shù)是消失模鑄造工藝與懸浮鑄造結(jié)合起來的一種新型實(shí)用鑄造技術(shù)。該技術(shù)工藝過程是金屬液澆入鑄型后，泡沫塑料模樣氣化，夾雜在冒口模型的懸浮劑(或?qū)腋┓胖迷谀幽程囟ㄎ恢?，或?qū)腋┡cEPS一起制成泡沫模樣)與金屬液發(fā)生物化反應(yīng)從而提高鑄件整體(或部分)組織性能。
由于消失模鑄造技術(shù)成本低、精度高、設(shè)計(jì)靈活、清潔環(huán)保、適合復(fù)雜鑄件等特點(diǎn)，符合新世紀(jì)鑄造技術(shù)發(fā)展的總趨勢，有著廣闊的發(fā)展前景。
細(xì)晶鑄造
細(xì)晶鑄造技術(shù)或工藝(FGCP)的原理是通過控制普通熔模鑄造工藝，強(qiáng)化合金的形核機(jī)制，在鑄造過程中使合金形成大量結(jié)晶核心，并阻止晶粒長大，從而獲得平均晶粒尺寸小于1.6μm的均勻、細(xì)小、各向同性的等軸晶鑄件，較典型的細(xì)晶鑄件晶粒度為美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM0~2級。細(xì)晶鑄造在使鑄件晶粒細(xì)化的同時(shí)，還使尺寸減小，形態(tài)改善。因此，細(xì)晶鑄造的突出優(yōu)點(diǎn)是大幅度地提高鑄件在中低溫(≤760℃)條件下的低周疲勞壽命，并顯著減小鑄件力學(xué)性能數(shù)據(jù)的分散度，從而提高鑄造零件的設(shè)計(jì)容限。同時(shí)該技術(shù)還在一定程度上改善鑄件抗拉性能和持久性能，并使鑄件具有良好的熱處理性能。
細(xì)晶鑄造技術(shù)還可改善高溫合金鑄件的機(jī)加工性能，減小螺孔和刀刃形銳利邊緣等處產(chǎn)生加工裂紋的潛在危險(xiǎn)。因此該技術(shù)可使熔模鑄件的應(yīng)用范圍擴(kuò)大到原先使用鍛件、厚板機(jī)加工零件和鍛鑄組合件等領(lǐng)域。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件的精鑄生產(chǎn)中，使用細(xì)晶鑄件代替某些鍛件或用細(xì)晶鑄造的錠料來做鍛坯已很常見。
短流程
"短流程"鑄造工藝，是用高爐鐵液直接注入電爐中進(jìn)行升溫和調(diào)整成分，經(jīng)變質(zhì)處理后澆注鑄件，省去了用生鐵錠再重熔成鐵液的過程，是一種節(jié)能、高效、降成本的鑄造生產(chǎn)方法，是鑄造協(xié)會重點(diǎn)推廣的優(yōu)化技術(shù)之一。
"短流程"工藝在山東等省已經(jīng)得到了較好的應(yīng)用，在不久前公布的72家全國優(yōu)質(zhì)的山東企業(yè)達(dá)到12家。其為加強(qiáng)鑄造生鐵基地建設(shè)，優(yōu)化鑄造產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展發(fā)揮了很大的推進(jìn)作用，將會促進(jìn)鑄造業(yè)向更高的層次邁進(jìn)。
