什么是永久模铸造

永久模铸造是一种使用可重复使用的模具（所谓的"永久模具"，通常由金属制成）的金属铸造工艺。使用重力填充模具是最常见的方法，称为重力铸造，但也有使用气压或真空的工艺。重力铸造还有一种变体，称为沥青铸造法，用于生产空心铸件。常用的铸造金属包括铝、镁和铜合金。其他材料如锡、锌和铅合金，以及钢铁也将使用石墨模具进行铸造。

永久模铸造也称为金属型铸造。它是一种将液态金属倒入金属模具中获得铸件的铸造方法。模具由金属制成，可以重复使用（数百至数千次）。金属模铸造生产的铸件在重量和形状方面有一定的限制。例如，黑色金属只能是简单形状的铸件；铸件的重量不能太大；壁厚也有限制，较小铸件的壁厚无法铸造。

在需要大批量生产或复制项目的各种应用中，需要永久模铸造工艺。在这个过程中，模具被预热。这一步骤可以去除模具中可能存在的水分，并防止熔融金属冷却过快。永久模具的预热还可以防止当熔融金属引入模具时由于热膨胀而损坏模具。最常见的方法是使用重力将液态金属简单地倒入加热的模具中。这种方法是永久模铸造成本最低的方法，因为它需要的设备较少，但不适用于液态金属可能无法到达模具所有区域的情况。在必须用熔融金属填充细节的永久模具的情况下，可能需要真空或压力来辅助金属的引入。在压力辅助永久模具的情况下，使用低压力将熔融金属强制进入模具进行铸造。对于真空辅助永久模铸造，从模具中抽出空气形成低压真空，将金属吸入模具。在这两种情况下，加压都会使熔融金属填充小空间和小细节，否则可能会破坏铸件。金属模铸造工艺的另一个变化是泥浆铸造法。在这种方法中，将熔融金属倒入模具中，并在外壳的外边缘周围硬化。一旦铸造的金属开始硬化，中心的液态金属将被倒出，留下适合装饰和装饰产品的空心铸件。

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永久模铸造的优缺点

永久模铸造与砂型铸造的比较：在技术和经济方面有许多优势。

• - 金属铸件的机械性能比砂型铸件高。对于相同的合金，其抗拉强度平均可提高约25%，屈服强度平均可提高约20%，耐腐蚀性和硬度也显著提高；
• - 铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，质量和尺寸稳定；
• - 铸件的工艺产率高，液态金属的消耗减少，一般节省15-30%；
• - 不使用或少用砂子，一般可节省80-100%的造型材料；

此外，永久模铸造具有生产效率高；减少铸件缺陷的原因；工艺简单，易于实现机械化和自动化。虽然永久模铸造有许多优点，但也有缺点。比如：

• - 制造金属模具的成本高
• - 金属型不透气且无退让，容易造成铸铁浇注不足、开裂或白口等缺陷
• - 在永久模铸造中，模具的工作温度、合金的浇注温度和速度、铸件在模具中的停留时间以及使用的涂料对铸件质量非常敏感，需要严格控制

因此，在决定采用永久模铸造时，必须综合考虑以下因素：铸件的形状和重量必须适当；必须有足够的批量；完成生产任务的期限允许。

永久模铸造的成型特点

金属模具和砂型模具在性能上有显著差异。例如，砂型具有透气性，而金属型不具有；砂型导热性差，金属型导热性好，砂型有退让，但金属型没有。这些金属模具的特点决定了它在铸件成型过程中有自己的规律。

型腔中气体状态变化对铸件成型的影响：当金属填充时，型腔中的气体必须快速排出，但金属没有透气性。只要工艺疏忽，就会对铸件质量产生不利影响。

铸件凝固过程中的热交换特点：一旦熔融金属进入型腔，就会向金属壁传热。液态金属通过模壁散失热量，凝固收缩，而模壁得到热量，同时温度升高，膨胀。结果，在铸件和模壁之间形成了"间隙"。在"铸件-间隙-金属模具"系统达到相同温度之前，可以认为铸件在"间隙"中冷却，而金属模壁通过"间隙"加热。

金属模具阻碍收缩对铸件的影响：金属模具或金属芯在铸件凝固过程中没有退让，阻碍了铸件的收缩。这是它的另一个特点。