熔模铸造(失蜡铸造)

  这是精密铸造中较为典型的工艺。先制作蜡模，围绕蜡模涂覆多层耐火材料形成壳体，再通过加热去除蜡模，留下空腔，最后浇注金属液成型。该工艺适用于铝、铜、钢等各种合金材料。以航空航天领域为例，制造航空发动机的叶片时，因叶片形状复杂、精度要求极高，熔模铸造工艺能够精准复制叶片的复杂形状，满足其高精度需求。其具体流程如下：

  模具设计与制造：根据铸件的形状和尺寸，设计并制作高精度的模具，用于压制蜡模。

  压蜡制模：将熔化的蜡料注入模具中，通过压力使其充满模具型腔，冷却后形成蜡模。蜡模的质量直接影响最终铸件的精度，因此对蜡料的性能和压制工艺要求严格。

  修蜡：从模具中取出蜡模后，需对其进行修整，去除表面的瑕疵、飞边等，确保蜡模的尺寸精度和表面质量。

  蜡检：对修整后的蜡模进行质量检查，通过外观检测、尺寸测量等手段，筛选出合格的蜡模进入下一工序。

  组树：将多个合格的蜡模按照一定的布局，焊接在浇口棒上，形成类似树状的模组结构，以便后续进行制壳操作。

  制壳：先将模组浸入耐火涂料中，使模组表面均匀覆盖一层涂料，然后淋砂，让砂粒粘附在涂料层上。重复这一沾浆、淋沙的过程多次，形成一定厚度且强度足够的型壳。每次沾浆和淋沙后，都要进行风干，确保型壳的质量。

  脱蜡：通过蒸汽加热等方式，使型壳内的蜡模熔化并流出，从而在型壳内形成与蜡模形状一致的空腔，即铸型型腔。

  模壳焙烧：将脱蜡后的型壳进行高温焙烧，进一步提高型壳的强度和透气性，同时烧掉型壳内残留的蜡质等有机物，为浇注金属液做好准备。

  化性分析：对即将用于浇注的金属液进行化学成分分析，确保其符合铸件的材质要求，保证铸件的性能。

  浇注：在高温下将熔化的金属液浇注入焙烧好的型壳型腔中，金属液填充型腔并逐渐冷却凝固，形成铸件毛坯。

  震动脱壳：通过震动等方式，去除包裹在铸件表面的型壳。

  铸件与浇棒切割分离：将铸件从浇口棒上切割下来，分离浇口系统与铸件本体。

  磨浇口：对切割后的浇口部位进行打磨处理，使铸件表面平整，达到尺寸精度要求。

  初检(毛坯检)：对铸件毛坯进行初步质量检测，检查是否存在裂纹、砂眼、气孔等缺陷，对尺寸精度进行初步测量。

  抛丸清理：利用抛丸设备将弹丸高速抛射到铸件表面，去除表面的氧化皮、残留型砂等杂质，同时提高铸件表面的光洁度和疲劳强度。

  机加工：根据铸件的最终使用要求，对铸件进行必要的机械加工，如车削、铣削、钻孔等，以获得精确的尺寸和表面质量。

  抛光：进一步对铸件表面进行抛光处理，使铸件表面达到更高的光洁度要求，满足一些对外观质量要求较高的应用场景。

  成品检：对最终的成品铸件进行全面的质量检测，包括尺寸精度、表面质量、内部质量(如通过探伤检测内部缺陷)等，确保产品符合标准和客户要求。

  入库：合格的成品铸件入库存储，等待发货和应用。

  陶瓷型铸造

  该工艺以耐火陶瓷材料作为模具，通过注浆或其他方法使陶瓷材料成型，之后浇注金属液。其适合生产耐高温和要求高耐磨性的零件，例如在一些高温工业炉的关键部件制造中，陶瓷型铸造工艺能够保证零件在高温、磨损等恶劣工况下稳定运行。具体操作步骤如下：

  母模准备：制作与铸件形状相同的母模，母模的精度和表面质量直接影响陶瓷型的质量。母模材料通常选用金属或木材，根据生产批量和铸件要求进行选择。

  陶瓷浆料制备：将耐火骨料(如刚玉、锆英砂等)、粘结剂(如硅酸乙酯水解液等)、催化剂及其他添加剂按一定比例混合，搅拌均匀制成陶瓷浆料。陶瓷浆料的性能对陶瓷型的强度、透气性等有重要影响，因此需要严格控制各成分的比例和制备工艺。

  灌浆制型：在母模表面涂上脱模剂，然后将制备好的陶瓷浆料浇注入母模型腔中，或者采用其他注浆方式使浆料均匀填充型腔，形成陶瓷型坯体。在灌浆过程中，要注意排除气泡，确保陶瓷型的质量。

  结胶：经过一定时间，陶瓷浆料在催化剂等作用下发生化学反应，逐渐固化结胶，形成具有一定强度的陶瓷型。

  起模：待陶瓷型结胶到一定程度后，小心地将母模从陶瓷型中取出，得到与母模形状相反的陶瓷型空腔。起模过程要避免对陶瓷型造成损伤，保证其尺寸精度和表面质量。

  焙烧：将起模后的陶瓷型进行高温焙烧，去除水分、烧掉有机物，进一步提高陶瓷型的强度和稳定性，使其能够承受浇注过程中的高温和金属液的冲刷。焙烧温度和时间根据陶瓷材料和铸件要求进行合理控制。

  浇注：将熔化的金属液浇注入焙烧好的陶瓷型中，金属液在陶瓷型腔内冷却凝固，形成铸件。由于陶瓷型的高温性能良好，能够适应多种金属材料的浇注要求。

  清理与后处理：铸件凝固冷却后，去除陶瓷型壳，对铸件进行清理，去除表面的残留陶瓷、氧化皮等。根据需要，对铸件进行后续的热处理、机加工等后处理工序，以满足铸件的性能和尺寸精度要求。

  金属型铸造

  利用铸铁、铸钢等金属材料制作模具，这种模具具有经久耐用、热传导性好的特点，适用于大批量生产。虽然前期模具成本投入较高，但在批量生产中，能够有效分摊成本，并且能提供较高的尺寸精度和表面质量。以汽车发动机缸体的生产为例，金属型铸造工艺能够满足大规模、高质量的生产需求。其工艺流程如下：

  金属型设计与制造：根据铸件的形状、尺寸和生产要求，设计并制造金属型模具。金属型通常由多个部件组成，需要考虑模具的分型面、浇注系统、排气系统等设计，以确保铸件的成型质量。制造过程中，对模具的加工精度和表面质量要求较高，常采用机械加工、电火花加工等工艺手段。

  模具预处理：在使用前，对金属型模具进行清理、预热等预处理。清理模具表面的油污、杂质等，以保证铸件表面质量。预热模具可以减少金属液与模具的温差，降低铸件产生缺陷的可能性，同时有助于金属液的充型。预热温度根据铸件材质和模具材料进行合理控制。

  喷涂涂料：在金属型模具型腔表面喷涂一层耐高温、隔热的涂料。涂料的作用包括保护模具表面，减少金属液对模具的冲刷和腐蚀;改善铸件表面质量，使铸件更容易脱模;调节铸件的冷却速度，控制铸件的凝固顺序，提高铸件的内在质量。涂料的种类和喷涂工艺根据铸件材质和要求进行选择。

  浇注：将熔化好的符合要求的金属液通过浇注系统浇注入预热并喷涂好涂料的金属型模具型腔中。浇注过程中，要控制好浇注温度、浇注速度和浇注量等参数，确保金属液能够平稳、快速地充满型腔，避免出现浇不足、冷隔等缺陷。

  冷却凝固：金属液在金属型模具内冷却凝固，由于金属型的热传导性好，铸件的冷却速度相对较快，有利于获得细小的晶粒组织，提高铸件的力学性能。在冷却过程中，可根据需要对模具进行适当的冷却控制，如采用风冷、水冷等方式，调节铸件不同部位的冷却速度，防止铸件产生变形、裂纹等缺陷。

  脱模：当铸件冷却到一定温度后，打开金属型模具，将铸件从模具中取出。脱模过程要注意避免对铸件造成损伤，对于一些形状复杂或脱模困难的铸件，可能需要采用专门的脱模工具或工艺。

  清理与后处理：对脱模后的铸件进行清理，去除表面的涂料、氧化皮等杂质。然后根据铸件的使用要求，进行后续的热处理、机加工、表面处理等后处理工序，进一步提高铸件的性能和质量，使其达到最终的产品标准。

  压力铸造

  在高压下将熔融金属快速注入模具型腔，金属液在高压下快速冷却凝固成型。该工艺适用于生产薄壁、复杂形状的锌、铝、镁合金零件，具有生产效率高、铸件机械性能良好的优势。常见的如汽车铝合金轮毂的生产，多采用压力铸造工艺。其具体工艺过程如下：

  压铸模具设计与制造：根据铸件的形状、尺寸和性能要求，设计专门的压铸模具。压铸模具结构复杂，包括定模、动模、浇注系统、排气系统、冷却系统等部分。模具的制造精度和质量对铸件的尺寸精度、表面质量和生产效率起着决定性作用，通常采用高精度的加工设备和先进的制造工艺来保证模具的质量。

  压铸机准备：选择合适的压铸机，根据铸件的大小、重量和生产批量确定压铸机的型号和规格。在压铸前，对压铸机进行调试和维护，确保设备运行正常，包括检查液压系统、电气系统、机械传动系统等，调整压铸机的合模力、压射力、压射速度等参数，使其符合压铸工艺要求。

  金属液熔炼：按照铸件所需的合金成分，将原材料加入熔炉中进行熔炼。在熔炼过程中，严格控制熔炼温度、时间和合金元素的含量，确保金属液的质量符合压铸要求。同时，采取适当的精炼、除气、除渣等措施，去除金属液中的杂质和气体，提高金属液的纯净度。

  模具预热与喷涂脱模剂：在压铸前，对压铸模具进行预热，使模具达到合适的工作温度。预热可以减少模具与金属液的温差，避免模具因急冷急热而产生热疲劳裂纹，同时有助于金属液的充型和成型。预热温度根据模具材料、合金种类和铸件结构等因素确定。预热后，在模具型腔表面均匀喷涂一层脱模剂，脱模剂能够降低铸件与模具之间的摩擦力，便于铸件脱模，同时保护模具表面，延长模具使用寿命。脱模剂的种类和喷涂量要根据实际情况进行选择和控制。

  压铸过程：将熔炼好的金属液舀入压铸机的压室中，压铸机的压射机构在高压作用下，将金属液以极高的速度和压力通过浇注系统压入模具型腔中。在压射过程中，要精确控制压射速度、压射压力和压射时间等参数，确保金属液能够快速、平稳地充满型腔，避免出现气孔、缩孔、冷隔等缺陷。金属液在型腔内迅速冷却凝固，形成铸件。

  开模与取件：铸件凝固后，压铸机的动模部分与定模部分分开，通过顶出机构将铸件从模具型腔中顶出。取件时要小心操作，避免损伤铸件表面。对于一些形状复杂或带有嵌件的铸件，可能需要采用特殊的取件方式或工具。

  铸件清理与后处理：取出的铸件表面通常带有飞边、毛刺、浇口、冒口等多余部分，需要进行清理。清理方法包括机械加工(如冲切、打磨、铣削等)、化学处理(如酸洗、碱洗等)或采用专用的清理设备。清理后，根据铸件的使用要求，进行后续的热处理(如时效处理、固溶处理等)、表面处理(如阳极氧化、电镀、喷漆等)和机加工等后处理工序，以提高铸件的力学性能、耐腐蚀性和表面质量，使其满足最终产品的性能和外观要求。

  质量检测：对压铸后的铸件进行全面的质量检测，包括外观检查(检查铸件表面是否有裂纹、气孔、砂眼、缩痕等缺陷)、尺寸测量(检测铸件的尺寸是否符合设计要求)、力学性能测试(如拉伸试验、硬度测试等，检验铸件的强度、硬度等力学性能指标)以及内部质量检测(采用 X 光探伤、超声波探伤等方法，检测铸件内部是否存在缺陷)。只有通过质量检测的铸件才能进入下一道工序或作为成品交付使用。

  消失模铸造

  使用泡沫塑料制作与铸件尺寸形状相似的模型，将其埋入砂箱中，浇注金属液时，泡沫模型遇高温迅速气化消失，金属液占据其空间凝固后形成铸件。该工艺适合制造复杂结构的铸件，尤其是大中型零件。例如在一些大型机械结构件的生产中，消失模铸造工艺能够简化生产流程，降低生产成本。其操作流程如下：

  泡沫模型制作：根据铸件的设计图纸，采用泡沫塑料板材或颗粒，通过机械加工、热切割、模具发泡成型等方法制作出与铸件形状和尺寸精确一致的泡沫模型。对于复杂形状的铸件，可能需要将多个泡沫塑料部件进行拼接、粘结，以形成完整的模型。在制作过程中，要保证泡沫模型的尺寸精度和表面质量，避免出现变形、裂缝等缺陷。

  模型组合与涂覆涂料：将制作好的单个泡沫模型按照铸件的结构要求进行组合，形成模型簇。组合时，使用专用的粘结剂确保模型之间连接牢固。然后，在模型簇表面均匀地涂覆一层耐火涂料。涂料的作用是提高模型的强度和耐火性能，防止在浇注过程中金属液渗入泡沫模型，同时改善铸件的表面质量。涂料的选择和涂覆工艺要根据铸件材质和工艺要求进行确定，涂覆后需对模型簇进行干燥处理，确保涂料层牢固附着在模型表面。

  砂箱造型：将涂覆好涂料并干燥后的模型簇放置在砂箱中，然后向砂箱内填充干砂或其他造型材料，通过振动、紧实等方式使砂型紧实，包围住模型簇。砂型的紧实度对铸件的尺寸精度和表面质量有重要影响，要确保砂型均匀紧实，避免出现疏松或空洞。在造型过程中，可根据需要设置浇注系统、冒口等，以保证金属液能够顺利充型和补缩。

  浇注：将砂箱放置在浇注位置，准备好符合要求的熔融金属液。在浇注过程中，金属液浇入砂型后，与泡沫模型接触，泡沫模型迅速受热分解、气化，产生的气体通过砂型的排气系统排出，金属液逐渐取代泡沫模型的位置，填充型腔并冷却凝固，最终形成铸件。浇注时要控制好浇注温度、浇注速度等参数，确保金属液能够平稳、快速地充型，避免出现浇不足、冷隔等缺陷。

  落砂与清理：铸件凝固冷却后，将砂箱进行落砂处理，去除铸件表面的砂粒和残留的泡沫灰烬等杂质。落砂方式可采用振动落砂、机械落砂等方法。清理后的铸件可能还带有一些飞边、毛刺等，需要进一步进行机械加工或手工修整，以达到铸件的尺寸精度和表面质量要求。

  后处理：根据铸件的使用要求，对清理后的铸件进行后续的热处理、机加工、表面处理等后处理工序。热处理可以改善铸件的组织结构和力学性能，机加工能够保证铸件的尺寸精度和配合精度，表面处理则可提高铸件的耐腐蚀性和外观质量。通过这些后处理工序，使铸件最终满足产品的性能和质量标准。

  硅溶胶(中温蜡)型壳工艺

  这是一种国际通用的精密铸造工艺，以高铸件质量和低返修率闻名，特别适合生产表面粗糙度要求高、尺寸精度高的中小件和特小件。在电子、仪器仪表等对零件精度和表面质量要求极高的行业应用广泛。其工艺过程与熔模铸造有相似之处，但在型壳材料和制壳工艺上具有独特特点：

  蜡模制作：与熔模铸造类似，采用中温蜡料，通过模具压制或其他成型方法制作蜡模。中温蜡具有较好的尺寸稳定性和表面光洁度，能够满足高精度铸件的要求。制作过程中对蜡模的尺寸精度、表面质量和结构完整性严格把控，确保蜡模符合设计要求。

  制壳：制壳是该工艺的关键环节。首先，将蜡模浸入硅溶胶涂料中，使蜡模表面均匀覆盖一层硅溶胶涂料。硅溶胶作为粘结剂，具有良好的粘结性能和高温稳定性。然后，在涂有硅溶胶涂料的蜡模表面撒上一层耐火砂，耐火砂的粒度和材质根据铸件的要求选择。重复沾浆(浸入硅溶胶涂料)和撒砂工序多次，形成多层结构的型壳。每一层型壳都要经过充分干燥，以保证型壳的强度和质量。干燥过程通常在特定的温度和湿度条件下进行，控制干燥时间和环境参数，防止型壳出现裂纹等缺陷。

  脱蜡：将制作好型壳的模组放入脱蜡设备中，通过蒸汽加热或其他脱蜡方式，使型壳内的蜡模熔化并流出，从而在型壳内形成与蜡模形状一致的空腔，即铸型型腔。