金属铸造(metal casting)是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛胚因近乎成形,而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间.铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一。
在古代,中国、印度、巴比伦、埃及、希腊和罗马就已经铸造兵器、祭器、艺术品和家庭用具。早期的铸件是用金、银、铜及其合金制作的。青铜器时代是人类文明史上光辉灿烂的一页;以后又出现铸铁件。中国早在战国时期就广泛使用铸铁件,技术传统源远流长。附图是
《天工开物》中的铸釜图(见
冶金史)。 金属铸造
冶金和铸造是相辅相成的工艺过程,中国古代“冶铸”一词反映了这一事实。尽管后世铸造工艺已发展成机械制造工艺中相对独立的分支学科,但与冶金工艺仍然密不可分。
① 铸铁
铸铁已有悠久的历史,但发展速度缓慢。直到1722年,列奥米尔创制“冲天炉”,并开始用显微镜研究铸铁的组织和断口,情况才发生变化。1734年斯韦登贝里(Svedenberg)所著《铸铁学》(
De ferro)问世,对铸铁工艺有了初步的理论认识。1765~1785年间,由于蒸汽机的出现,从18世纪60年代起机器制造业中大量使用铸铁,运输部门也使用铸铁轨,1788年为巴黎自来水厂生产了总长60公里的输水铸铁管。铸铁需求量的增加发展,促进了铸铁的技术进步和理论研究工作。
② 铸钢 钢的熔点高,成分控制(如脱氧等)复杂,直到1740年才出现坩埚法炼钢,开始发展工艺。
③ 铸铝 1886年发明熔盐电解制铝。到20世纪初,铝及其合金的铸造业迅速发展起来,在有色金属铸造中已居首位。而传统的铜合金铸件所占的比例却逐渐减少了。
现在已发展出适应各种需求的金属铸造方法,可以经济地制作复杂形状和各种尺寸的铸件。
金属的铸造性能 包括:①流动性,液态金属充满铸型的能力;②收缩倾向,从液态到固态体积收缩大,易产生缩孔等缺陷,又线性尺寸收缩大,影响铸件的最终尺寸精度;③热裂倾向,有的金属和合金在铸造过程中容易产生裂纹和偏析倾向(见
金属的凝固)等。