中国古代三⼤铸造技术
“冶⽯为器，千炉齐设”，晋曹毗《咏冶赋》的著名诗句，真实描绘了我国古代冶铸⽣产的情景。在我国古代⾦属加⼯⼯艺中，铸造占着突出的地位，具有⼴泛的社会影响，像“模范”、“陶冶”、“熔铸”、“就范”等习语，就是沿⽤了铸造业的术语。劳动⼈民通过世代相传的长期⽣产实践，创造了具有我国民族特⾊的传统铸造⼯艺。其中特别是泥范、铁范和熔模铸造最重要，称古代三⼤铸造技术。 ⼀、泥范铸造
最初的铸造技术是使⽤⽯范。由于⽯料不容易加⼯，⼜不耐⾼温，随着制陶业的发展，很块就改⽤泥范。在近代砂型铸造之前的三千多年时间⾥，泥范铸造⼀直是最主要的铸造⽅法之⼀。
物质文化简介
铸造业在我国古代的⾦属加⼯⼯艺中占有突出的地位，并产⽣过巨⼤的社会影响。今天我们在⽣活中还经常使⽤的“模范”、“熔铸”、“泥范”等词汇，就来源于古代铸造业的术语。我国古代劳动⼈民在长期的⽣产实践中，创造了陶范法、失腊法两⼤传统铸造⼯艺。
泥范铸造的⼯艺
1．制模
⽤泥⼟按照器物原型雕刻成泥模；
韩国劳务输出２．翻外范
将调合均匀的泥⼟拍打成平泥⽚，按在泥模的外⾯，⽤⼒拍压，使泥模上的纹饰反印在泥⽚上。等泥⽚半⼲后，按照器物的⽿、⾜、鋬、底、边、⾓或器物的对称点，⽤⼑划成若⼲块范，然后将相邻的两泥范做好相拼接的三⾓形榫卯，⽽后晾⼲，或⽤微⽕烘烤，修整剔补范内⾯的花纹，这就成了铸造所⽤的外范；
３．制内范
将制外范使⽤过的泥模，趁湿刮去⼀薄层，再⽤⽕烤⼲，制成内范。刮去的厚度就是所铸铜器的厚度；
４．合范
将内范倒置于底座上，再将外范块置于内范周围。外范合拢后，上⾯有封闭的范盖，范盖上⾄少留下⼀个浇注孔；５．浇铸
将融化的青铜溶液沿浇注孔注⼊，等铜液冷却后，打碎外范，掏出内范，将所铸的铜器取出，经过打磨修整，⼀件精美的青铜器就制作完成了。
分铸法作为基本⼯艺原则
在制作复杂造型的青铜器时，古⼈还采⽤了分铸法作为基本⼯艺原则，获得复杂的器形。或者先铸器⾝，再在上合范浇注附件（如兽头、柱等）；或者先铸得附件（如⿍的⽿、⾜等），再在浇注器⾝的时候铸界成⼀体。著名的四⽺尊（湖南宁乡出⼟）就是使⽤了分铸法才铸成的。
起源于商代前期
这个⽅法的起源可以上溯到⼆⾥岗期（商代前期），到⼩屯期（商代后期），基本型式已经⼤体具备。
这个⽅法的起源可以上溯到⼆⾥岗期（商代前期），到⼩屯期（商代后期），基本型式已经⼤体具备。
春秋时期成为分铸法的主流
先铸附件后铸器⾝成为分铸法的主流，新郑彝器和战国时期的⿍、壶等类多半是这样铸成的。运⽤简
单的⼯艺原则成功地解决复杂的⼯艺问题，执简御繁，平凡的劳动中显现出独具的匠⼼，这是古代劳动⼈民的卓越创造，也是了解商周青铜器铸造技术的⼀个关键。把像四⽺尊这样复杂的器物误认为失蜡铸件，是不符合实际的，把商周青铜器说得神秘莫测，不可逾越，那更是错误的。 叠铸法
我国古代泥范铸造的⼜⼀个杰出成就，是叠铸法的早期出现和⼴泛应⽤。所谓叠铸是把许多个范块或成对范⽚叠合装配，由⼀个共⽤的浇道进⾏浇注，⼀次得到⼏⼗甚⾄上百个铸件。成本⽐较低⾄今仍在⼴泛使⽤。我国最早的叠铸件是战国时期的齐⼑币，是⽤铜质范盒翻制出具有⾼度对称性和互换性的范⽚，每两⽚合成⼀层，多层叠浇⽽成。到了汉代，⼴泛⽤于钱币、车马器的⽣产。近年来，在陕西、河南、⼭东等省，这种铸范和烘窑多有出⼟。特别是河南温县西招贤村汉代冶铸遗址⼀个烘范窑，就发掘出⼗六类、三⼗六种规格的五百多套叠铸范，为我们了解这⼀⼯艺提供了很可贵的实物资料。它们结构巧妙，制作精细，为便于清理铸件，内浇⼝厚度只有⼆到三·五毫⽶。⽤这些铸范浇出的铸件，表⾯光洁度达到五级（光洁度共分⼗四级）。⾦属收得率可以达到百分之九⼗，⼯艺⽔平和⼴东佛⼭近代所⽤同类⽅法已经札当接近。
范铸技术在我国源远流长
我国⾃新⽯器晚期，就进⼊铜⽯并⽤时代。河北唐⼭等地出⼟的早期铜器，有锻打成形的，也有熔铸
成形的，说明范铸技术在我国源远流长，很早就发展起来。
古代⽂献中有不少关于昆吾（夏代的⼀个部落，居住在今河南渡阳市境北）制陶、铸铜的记载以及禹铸九⿍的传说。从近年考古发掘来看，夏代已经能熔铸青铜。最初的铸型是使⽤⽯范。由于⽯料不容易加⼯，⼜不耐⾼温，在制陶术发达的基础上，很快就改⽤泥范，并且在长达三千多年的时间⾥，在随着近代机器制造业的兴起采⽤砂型铸造以前，它⼀直是最主要的铸造⽅法。
商代早期以河南偃师⼆⾥头遗址作为标志，已经⽤泥范铸造铜锛、铜凿等⼩型⽣产⼯具和铜铃、铜爵等⽇⽤器具。稍后，以郑州⼆⾥岗作为标志，青铜冶铸业开始发达起来。郑州张寨出⼟的两件⼤⽅⿍，分别重六四·⼆五和⼋⼆·⼆五千克，表明商代中期铸铜技术已经具有相当⽔平，从单⾯范、双⾯范铸造，发展到能⽤多个型、芯组成复合铸范铸作重达百⽄以上的⼤型铸件。
盘庚迁殷以后，以安阳⼩屯殷墟作为标志，青铜冶铸技术达到⿍盛时期。出⼟和传世的⼏万件商、周青铜器，既是重要的历史⽂物，⼜是冶铸奴⾪智慧和才能的结晶，它们的学术、艺术价值和技术⽔平是世所公认的。
为了获得形状⾼度复杂、花纹精细奇丽的青铜铸件，古代冶铸⼯匠采取了⼀系列重要的⼯艺措施。
例如：在造型材料的制备上，就地取材，精选质地纯净、耐⽕度⽐较⾼的砂泥，予以练制，铸型表层
所⽤的⾯泥，⽤⽔澄洗，得到极细极纯的澄泥（澄泥），这种泥料有很好的塑性和强度，翻制铸范的时候能得到很⾼的清晰度和准确度。背泥却采⽤⽐较粗的泥料或杂以砂⼦、植物质，以减少澄泥的耗⽤量，增加铸范的透⽓性。所有泥料都要经过长期阴⼲，反覆摔扫，使它⾼度匀熟，不致在造型、⼲燥的时候开裂。
成熟的⼯艺
远程传输对于范芯的⼲燥、焙烧、装配，均匀壁厚使它达到同时凝固，预热铸型使它能顺利浇注等⽅⾯，商周时期都已经摸索出了⼀整套成熟的⼯艺，不但为后代的泥范铸造，也为⾦属型和熔模铸造，奠定了技术基础。
但是，在剥削阶级占有⽣产资料、掌握国家机器的社会条件下，劳动⼈民的科学技术创造成果总是被统治者所攫取，⽤来镇压、欺骗⼈民，满⾜他们穷奢极欲的腐朽⽣活需要。商周青铜器中，礼、乐、兵、车四类占了绝⼤多数，⽣产⼯具为数很少，许多明器（陪葬器物）铸成后就埋置地下。这种情形极⼤地阻碍了社会⽣产⼒的发展。以致在长达⼀千多年的时间⾥，泥范铸造基本上停留在⼀次型的阶段，到春秋时期才⽤多次型（半永久性泥型）铸造铜⼯具（镢）。
⽤泥范铸造⼤型和特⼤型铸件，从唐宋时期起，有很⼤发展。沧州五代时期的铁狮，当阳北宋的铁塔，北京⼤钟寺明代的⼤钟，都是世界闻名的巨⼤铸件。宋应星《天⼯开物》卷⼋记述了两种浇注⼤
件的⽅法：⼀是⽤多个⾏炉相继倾注（千⽄以内的钟），⼀是⽤多个熔炉槽注（万钧钟）。这在古代⼿⼯业⽣产的技术条件下，应当说是⼀种巧妙⽽⼜需要熟练技巧和很好组织协同的⼯艺措施。就是在现代，要成功地浇注三四⼗吨的⼤铸件，也不是⼀件轻⽽易举的事。
熟练技巧和很好组织协同的⼯艺措施。就是在现代，要成功地浇注三四⼗吨的⼤铸件，也不是⼀件轻⽽易举的事。
我国在商代早期就有了泥范铸造，商代中期达到⿍盛时期。⽤这种⽅法，古代⼯匠们创造出了象司母戊⿍、四⽺⽅尊这样的旷世珍品。
⼆、⾦属铸造
简介
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。
分类
⾦属铸造种类造型⽅法习惯上分为：
①普通砂型铸造，包括湿砂型、⼲砂型和化学硬化砂型3类。
宰杀肉畜②特种铸造，按造型材料⼜可分为以天然矿产砂⽯为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以⾦属为主要铸型材料的特种铸造（如⾦属型铸造、压⼒铸造、连续铸造、低压铸造、离⼼铸造等）两类。
砂型铸造流程
⾦属铸造⼯艺通常包括：
①铸型（使液态⾦属成为固态铸件的容器）准备，铸型按所⽤材料可分为砂型、⾦属型、陶瓷型、泥型、⽯墨型等，按使⽤次数可分为⼀次性型、半永久型和永久型，铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素；
②铸造⾦属的熔化与浇注，铸造⾦属（铸造合⾦）主要有铸铁、铸钢和铸造有⾊合⾦；
中央党校③铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表⾯异物、切除浇冒⼝、铲磨⽑刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加⼯等。
历史
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。
高效液相谱三、熔模铸造
历史
我国的失蜡法⾄迟起源于春秋时期。河南淅川下寺2号楚墓出⼟的春秋时代的铜禁是迄今所知的最早的失蜡法铸件。此铜禁四边及侧⾯均饰透雕云纹，四周有⼗⼆个⽴雕伏兽，体下共有⼗个⽴雕状的兽⾜。透雕纹饰繁复多变，外形华丽⽽庄重，反映出春秋中期我国的失蜡法已经⽐较成熟。战国、秦汉以后，失蜡法更为流⾏，尤其是隋唐⾄明、清期间，铸造青铜器采⽤的多是失蜡法。
失蜡法⼀般⽤于制作⼩型铸件
⽤这种⽅法铸出的铜器既⽆范痕，⼜⽆垫⽚的痕迹，⽤它铸造镂空的器物更佳。中国传统的熔模铸造技术对世界的冶⾦发展有很⼤的影响。现代⼯业的熔模精密铸造，就是从传统的失蜡法发展⽽来的。虽然⽆论在所⽤蜡料、制模、造型材料、⼯艺⽅法等⽅⾯，它们都有很⼤的不同，但是它们的⼯艺原理是⼀致的。四⼗年代中期，美国⼯程师奥斯汀创⽴以他命名的现代熔模精密铸造技术时，曾从中国传统失蜡法得到启⽰。1955年奥斯汀实验室提出⾸创失蜡法的呈请，⽇本学者⿅取⼀男根据中国和⽇本历史上使⽤失蜡法的事实表⽰异议，最后取得了胜诉。
失蜡法
概述
熔模铸造⼜称"失蜡铸造"，通常是指在易熔材料制成模样，在模样表⾯包覆若⼲层耐⽕材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从⽽获得⽆分型⾯的铸型，经⾼温焙烧后即可填砂浇注的铸造⽅案。由于模样⼴泛采⽤蜡质材料来制造，故常将熔模铸造称为“失蜡铸造”。
可⽤熔模铸造法⽣产的合⾦种类有碳素钢、合⾦钢、耐热合⾦、不锈钢、精密合⾦、永磁合⾦、轴承合⾦、铜合⾦、铝合⾦、钛合⾦和球墨铸铁等。
熔模铸件的形状⼀般都⽐较复杂，铸件上可铸出孔的最⼩直径可达0.5mm，铸件的最⼩壁厚为0.3mm。
在⽣产中可将⼀些原来由⼏个零件组合⽽成的部件，通过改变零件的结构，设计成为整体零件⽽直接由熔模铸造铸出，以节省加⼯⼯时和⾦属材料的消耗，使零件结构更为合理。
熔模铸件的重量⼤多为零点⼏⼗⽜（即⼏⼗克到⼏公⽄），太重的铸件⽤熔模铸造法⽣产较为⿇烦，但⽬前⽣产⼤的熔模铸件的重量已达800⽜左右。
熔模铸造⼯艺过程较复杂，且不易控制，使⽤和消耗的材料较贵，故它适⽤于⽣产形状复杂、精度要求⾼、或很难进⾏其它加⼯的⼩型零件，如涡轮发动机的叶⽚等。
熔模的制造
熔模铸造⽣产的第⼀个⼯序就是制造熔模，熔模是⽤来形成耐⽕型壳中型腔的模型，所以要获得尺⼨精度和表⾯光洁度⾼的铸件，⾸先熔模本⾝就应该具有⾼的尺⼨精度和表⾯光洁度。此外熔模本⾝的性能还应尽可能使随后的制型壳等⼯序简单易⾏。为得到上述⾼质量要求的熔模，除了应有好的压型（压制熔模的模具）外，还必须选择合适的制模材料（简称模料）和合理的制模⼯艺。 模料
模料
制模材料的性能不单应保证⽅便地制得尺⼨精确和表⾯光洁度⾼，强度好，重量轻的熔模，它还应为型壳的制造和获得良好铸件创造条件。模料⼀般⽤蜡料、天然树脂和塑料（合成树脂）配制。凡主要⽤蜡料配制的模料称为蜡基模料，它们的熔点较低，为60～70℃；凡主要⽤天然树脂配制的模料称为树脂基模料，熔点稍⾼，约70～120℃。
模料的配制及回收
1）模料的配制
配制模料的⽬的是将组成模料的各种原材料混合成均匀的⼀体，并使模料的状态符合压制熔模的要求。
配制时主要⽤加热的⽅法使各种原材料熔化混合成⼀体，⽽后在冷却情况下，将模料剧烈搅拌，使模料成为糊膏状态供压制熔模⽤。有时也有将模料熔化为液体直接浇注熔模的情况。
2）模料的回收。
使⽤树脂基模料时，由于对熔模的质量要求⾼，⼤多⽤新材料配制模料压制铸件的熔模。⽽脱模后回收的模料，在重熔过滤后⽤来制作浇冒⼝系统的熔模。
使⽤蜡基模料时，脱模后所得的模料可以回收，再⽤来制造新的熔模。可是在循环使⽤时，模料的性能会变坏，脆性增⼤，灰分增多，流动性下降，收缩率增加，颜⾊由⽩变褐，这些主要与模料中硬脂酸的变质有关。因此，为了尽可能地恢复旧模料的原有性能，就要从旧模料中除去皂盐，常⽤的⽅法有盐酸（硫酸）处理法，活性⽩⼟处理法和电解回收法。
熔模和模组的制造
1）熔模的制造
⽣产中⼤多采⽤压⼒把糊状模料压⼊压型的⽅法制造熔模。压制熔之前，需先在压型表⾯涂薄层分型剂，以便从压型中取出熔模。压制蜡基模料时，分型剂可为机油、松节油等；压制树脂基模料时，常⽤⿇油和酒精的混合液或硅油作分型剂。分型剂层越薄越好，使熔模能更好地复制压型的表⾯，提⾼熔模的表⾯光洁度。压制熔模的⽅法有三种，柱塞加压法、⽓压法和活塞加压法。
2）熔模的组装
熔模的组装是把形成铸件的熔模和形成浇冒⼝系统的熔模组合在⼀起，主要有两种⽅法：
1.焊接法⽤薄⽚状的烙铁，将熔模的连接部位熔化，使熔模焊在⼀起。此法较普遍。
2.机械组装法在⼤量⽣产⼩型熔模铸件时，国外已⼴泛采有机械组装法组合模组，采⽤此种模组可使模组组合和效率⼤⼤提⾼，⼯作条件也得到了改善。
型壳的制造
熔模铸造的铸型可分为实体型和多层型壳两种，⽬前普遍采⽤的是多型壳。
将模组浸涂耐⽕涂料后，撒上料状耐⽕材料，再经⼲燥、硬化，如此反复多次，使耐⽕涂挂层达到需要的厚度为⽌，这样便在模组上形成了多层型壳，通常将近其停放⼀段时间，使其充分硬化，然后熔失模组，便得到多层型壳。
多层壳有的需要装箱填砂；有的则不需要，经过焙烧后就可直接进⾏浇注。
在熔失熔模时，型壳会受到体积正在增⼤的熔融模料的压⼒；在焙烧和浇注时，型壳各部分会产⽣相互牵制⽽⼜不均的膨胀的收缩，因此，⾦属还可能与型壳材料发⽣⾼温化学反应。所以对型壳便有⼀定的性能要求，如⼩的膨胀率和收缩率；⾼的机械强度、抗热震性、⽽⽕度和⾼温下的化学稳定性；型壳还应有⼀定的透⽓性，以便浇注时型壳内的⽓体能顺利外逸。这些都与制造型壳时所采⽤的耐⽕材料、粘结剂以及⼯艺有关。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议