第1章 概 述

1.1 铸造工艺与压力铸造

在金属成形工艺发展过程中，铸造是历史最为悠久的一种工艺。它采用在铸型内浇入熔融金属，待其冷却后获得铸件的方法直接生产成形产品。铸型根据材料不同有泥型、砂型、金属型和蜡型等。我国早在3000多年前就用泥范（泥型）来浇铸各种铸件。

根据文献记载和实物考察研究，大约5000年前，人们在敞开的铸型里，浇出形状简单的铜制斧头。公元前，铸造已发展至能用两个半型和带芯子的铸型，制成精致的青铜塑像。到中世纪末，装饰青铜和锡基铸件开始用于欧洲的教堂和家庭生活，而铸铁则做成浅黑外形的炮弹和墓碑。我国远在3500年前（殷商时代），就已经能够铸造出各种大型和精致的铜器，如重达700多公斤的司母戊鼎，铸造精巧、音律准确、音色优美的编钟。到战国时期（公元前6～7世纪），我国劳动人民约早于欧洲1700多年便掌握了生铁的冶炼铸造技术。我国古代铸造技术成就辉煌，但在近百年来却大大落后于西方先进工业国家，随着改革开放的发展，我国的铸造业又呈现勃勃生机。

压力铸造简称压铸，属铸造工艺的范畴，是特种铸造中的一种。通常将砂型铸造以外的铸造方法称为“特种铸造”，如熔模铸造、陶瓷型铸造、低压铸造、连续铸造、离心铸造和真空吸铸等。

一般认为最初的压铸方法起源于19世纪初期的用铅锡合金压铸印刷机用的铅字。

1838年，格·勃鲁斯（Bruce）首先用压铸法生产铅字。

1839年，一种活塞式压铸机获得了第一个压力铸造专利。

1849年，英国人斯都奇斯（Sturges）取得热压室压铸机专利。

1885年，奥·默根瑟勒（O. Mergenthaler）在前人的基础上发明了一种铅字压铸机。

1907年，瓦格纳（Wagner）首先制成了气动活塞压铸机。

1920年，英国开发了冷压室压铸机，使压铸机有可能生产铝合金和镁合金等压铸件。

1927年，捷克人约瑟夫·波拉克（Josef Polak）设计了立式冷压室压铸机。

1952年，前苏联制造出了第一台立式冷压室压铸机。我国在20世纪60年代也制造出了此种压铸机。

1958年，真空压铸在美国获得专利。

1966年，美国通用汽车公司提出精速密压铸法。

1969年，美国人爱列克斯提出充氧压铸的无气孔压铸法。

所谓压力铸造，即将熔融的液态合金注入压铸机的压室，通过压射冲头的运动，使液态合金在高压作用下，高速通过模具浇注系统填充型腔，在压力下结晶并迅速冷却凝固形成压铸件。

高压力和高速度是压铸时熔融合金填充成形过程的两大特点，也是压铸与其他铸造方法最根本的区别所在。压铸时，常用的压射比压从几兆帕至几十兆帕不等，甚至高达500MPa。填充时浇口处的线速度达0.5～70m/s，充填的时间很短，一般为0.01～0.03s，最短仅有千分之几秒。此外，压铸模具具有很高的尺寸精度和很低的表面粗糙度值。由于具有以上所述特点，所以压铸过程、压铸件的结构及性能和压铸模设计都有自己的特点。

合金材料、压铸机及压铸模具是压铸生产工艺过程的3个基本要素。以普通压铸为例，其生产工艺过程如图1-1所示（虚线指向的工序，视铸件要求而定）。

图1-1 压铸生产工艺过程