重力铸造与压铸生产的对比分析
【摘要】
本课题主要讨论重力铸造和压铸生产的对比分析。通过查阅相关书籍，首先分别研究重力铸造和压铸的工作原理；然后从铸件精度、生产效率和批量角度出发，讨论较为合适的工艺选择；再讨论不同工艺条件下的利弊；最后得出相关结论。
自己很庆幸讨论学习本课题。它给我的不仅仅是一个学习的过程，更教会了我面对学习面对生活的过程。任何事情都是经过一番努力的过程。困难要去面对，什么事情，只要自己用心去做，一定会成功的！
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关键字:】精度,成本,批量生产
引言 5
一、重力铸造的工艺简介 2
（一）重力铸造定义及分类 2
（二）重力铸造的工艺流程 2
（三）浇注系统的设计 4
（四）重力铸造常见的缺陷 5
（五）重力铸造的优缺点 7
二、压铸的工艺简介 9
（一）压铸发展简史 9
（二）压铸的定义 10
（三）压铸的工艺原理及过程 11
（三）压铸模具组装的技术要求 12
三、铸件精度、生产效率分析 13
（一）重力铸造的特点 13
（二）压铸生产的特点及应用范围 13
四、选择条件分别对重力铸造与压铸讨论 15
（一）坦克液力变矩器传动轮泵的重力制造实例 15
（二）箱体压铸件的压铸实例 18
总结 21
主要参考文献 22
谢辞 23
引言
铸造可按金属液的浇注工艺分为重力铸造和压力铸造。重力铸造是指用铁、铜或者其他或者其他金属材料做铸型，在重力作用下，将熔融的金属注入铸型而获得铸件的工艺方法。目前重力铸造在国内外应用比较广泛，已渗透到多个行业，例如汽车铝合金汽缸盖，摩托车车轮等。但重力铸造因为金属液流动不能达到较高的速度也存在一些无法问题，所以压铸可以很好的弥补。
压铸是从金属型铸造（重力铸造）发展而来的，这两种方式都是采用可分金属永久型，金属型铸造在充型时是利用重力实现的，金属液流动不能达到较高的速度，所以高精度薄壁和起着决定性作用，这是压铸的特殊优越性。压铸能生产薄壁、精确尺寸、表面质量优良的铸件，也是一种近净形的铸造方法。压铸在技术和经济上具有显著的优点，它不仅能达到较高的生产效率，而且从材料至成品的整个生产过程也表现为最短的工艺路线。
我国改革开放以来，压铸工艺的应用有了很大的发展。压铸产品发展趋势越来越精密化、轻量化、节能、环保、安全可靠、更优良的性能。 由于压铸件有可塑性强，强度高、能进行热处理、焊接、复制形状的铸件的生产受限。压铸时，金属熔体以高速压射入型腔，在压力作用下，迫使金属熔体流入狭窄的截面处，冲击和附贴型腔表面，对铸件轮廓的清晰、精确再现化学稳定性高、外观多样的特点，因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱。压铸工业是新兴的工业，目前压铸制件几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。特别在汽车和航空行业用铝合金取代钢铁结构件，大大减轻汽车飞机的重量，减少油耗，也就减少了废气的排放对环境的污染，并使汽车、飞机有更好的性能、安全、和舒适感。随着机械工业电子工业，航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展，压铸成型制件的需求量越来越多，质量要求也越来越高，这就要求压铸成型的模具的开发，设计制造的水平也须越来越高。
本文写的是重力铸造与压铸生产的对比分析，围绕重力铸造和压铸展开讨论。本文先分别冲重力铸造业压铸的工艺简介入手，然后写到各自的精度，生产效率及批量等问题，最后从实例出发，分别对重力铸造与压铸的特点进行分析对比。总的来说，本文通过自己翻阅各类的书籍和网上的资料，与老师及朋友的指导，用最简单的方法介绍了重力铸造与压铸的特点。
一、重力铸造的工艺简介
（一）重力铸造定义及分类
重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造、泥模铸造等。窄义的重力铸造主要指金属型浇铸。本文将主要讨论狭义的重力铸造。
（1）把金属材料做成所需制品的工艺方法很多：如铸造、锻造、挤压、轧制、拉延、冲压、切削、粉末冶金等等。其中，铸造是最基本、最常用及最广泛的工艺。
（2）把熔化的金属液注入用耐高温材料制作的中空铸型内冷凝后得到预期形状的制品，这就是铸造。所得到的制品就是铸件。
（3）铸造可按铸件的材料分为黑色金属：铸造包括铸铁、铸钢和有色金属铸造：包括铝合金、铜合金、锌合金、镁合金等。有色精密铸件厂专业从事有色金属铸造：重点是铝合金和锌合金铸造。
（4）金属型铸造是用耐热合金钢制作铸造用中空铸型模具的现代工艺。金属型既可采用重力铸造也可采用压力铸造。金属型的铸型模具能反复多次使用，每浇注一次金属液就获得一次铸件寿命很长生产效率很高。金属型的铸件不但尺寸精度好表面光洁而且在浇注相同金属液的情况下，其铸件强度要比砂型的更高更不容易损坏。因此，在大批量生产有色金属的中、小铸件时，只要铸件材料的熔点不过高，一般都优先选用金属型铸造。但是，金属型铸造也有一些不足之处，因为耐热合金钢和在它上面做出中空型腔的加工都比较昂贵，所以金属型的模具费用不菲，不过总体和压铸模具费用比起来则便宜多了。对小批量生产而言分摊到每件产品上的模具费用明显过高，一般不易接受。又因为金属型的模具受模具材料尺寸和型腔加工设备、铸造设备能力的限制，所以对特别大的铸件也显得无能为力。因而在小批量及大件生产中很少使用金属型铸造。此外，金属型模具虽然采用了耐热合金钢但耐热能力仍有限一般多用于铝合金、锌合金、镁合金的铸造,在铜合金铸造中已较少应用，而用于黑色金属铸造就更少了。
（二）重力铸造的工艺流程
我们以铝合金汽缸盖为例，目前国内外生产发动机铝缸盖的铸造工艺方法有：金属型重力铸造工艺、低压铸造工艺、特殊的低压铸造工艺、消失模铸造工艺、砂型低压铸造工艺等。前两种是传统的、成熟的、用得最多的铸造铝缸盖方法，特别是金属型重力铸造工艺使用得更多、更广泛，现今世界上70%-80%的铝缸盖就是用这种方法生产出来的。由此可看出重力铸造在生活生产中的重要性。
铝合金汽缸盖是轻型卡车，特别是轿车发动机上的重要五大铸件之一。典型结果见图1- 1.其上部置有凸轮轴（较复杂的缸盖置有双凸轮轴），下部与汽缸体、活塞组成燃烧室：前端置有时规齿轮及其壳，后端置水泵；右端置有进水道。置于凸轮轴室的油道通过缸盖与缸体相连：水道环绕着进、排气道、燃烧室，并与缸体相连。燃气在燃烧室内爆燃时，室内气体温度瞬间高达1100℃ 以上，这种高温循环热冲击反复作用于燃烧室内壁。而在汽油发动机燃烧室内产生的压力峰值高达7Mpa，这个压力直接作用于汽缸盖的燃烧室部位。因此，气体盖在发动机工作过程中的特点是：处于高温状态下工作，承受较大的热冲击作用和产生应力集中。
以上铝缸盖的结构可以看出：铝合金气缸盖是极其典型的汽车轻量化发展的产物，典型的壁薄、复杂铸件，并在机械性能以及渗透方面有特别的要求，可以说它的开发成功与否在很大程度上决定着发动机的性能好坏。
目前国内外生产发动机铝缸盖的铸造工艺方法用的最多的是金属型重力铸造工艺。对于金属型重力铸造铝缸盖的铸造工艺设计，特别是浇注系统的设计，欧美国家有比较完善的理论与实践设计体系，而国内尚未有完善的设计体系，更谈不上建立在理论基础上的实践优化。因此这方面的理论归纳、探讨，形成体系，在其基础上的实践优化，对于形成国内轿车发动机核心重要件铝缸盖的形成批发生产的新产品开发能力尤其重要。
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