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。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》(Deferro)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。
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等。
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。
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。
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;
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。