明明鋁合金重力鑄造知識庫

何謂鑄造?

鑄造存在人類歷史已大約6,000年;故宮博物院展示的歷史文物中,青銅製鐘及鼎即是典型的鑄造件。 所謂鑄造,是指將熔融的物質,如鐵水或其他金屬液體倒入容器或模具中。 在金屬凝固之後,所得到的鑄件將呈現預期的形狀。

 

鑄造方法

現代金屬鑄件可分為4種類型 (圖 1)。明明鋁業的重力鑄造是屬於永久模鑄造。

圖 1:

參考文獻:http://www.taiwan921.lib.ntu.edu.tw/mypdf/mf05.pdf

 

鑄造使用的材料

用於鑄造的材料包括金屬、石膏、混凝土和樹脂。 金屬鑄件中最常用的材料包括灰鑄鐵、球墨鑄鐵、鋁、鋼、銅和鋅。 明明鋁業專注於鋁合金重力鑄造,為各行業提供量身訂製的應用。
了解更多

 

模具材料

模具是用於形塑鑄造材料的工具;為獲得鑄造零件所需的結構形狀,必須事先以其他熔點更高及容易成形的材料,形塑出欲鑄造零件的形狀及結構。模具技術的類型取決於所需模型的複雜性,還有模具是否可以打開或是閉合的。在金屬鑄造中,閉合模具是常見形式。
根據是否可以重複使用,模具可以分成消耗性的及永久性的。永久模通常由金屬或耐火陶瓷製成,可重複使用及製造多種金屬鑄件。
在重力鑄造中,模具通常由金屬或石墨製成。 明明鋁業的重力鑄造使用非消耗性的永久性模具;所使用的模具由金屬製成,並在使用之前模內會噴上一層塗劑,以確保鑄件冷卻之後較容易與模具脫離。了解更多

何謂重力鑄造?何謂壓鑄?兩者有何不同?

重力鑄造和壓鑄都是使用鋼材模具的永久模鑄造。在重力鑄造中,利用重力將熔融的金屬從坩堝倒入模具中,而不是使用來自氣體、真空或離心力的壓力將熔融的金屬注入模具。後者稱為壓鑄,也就是利用壓力將熔融的金屬注入模具;壓鑄是永久模鑄造中最常用的方法。

永久模鑄造跟重力鑄造的優點

永久模鑄造的優點包括:

  • 模具可重複使用
  • 凝固較快速
  • 高生產率
  • 長遠來看,成本效益較其他鑄造法佳
  • 廢品率較低

重力鑄造為永久模鑄造的一種,因此也具有上述優點。此外,重力鑄造生產的鑄件還具有更佳的鑄造面平滑度、高度一致性、良好的尺寸精度和良好的機械性能。

重力鑄造鑄件可以應用在那些產業?

重力鑄造通常用於鑄造有色金屬和合金鑄件,例如鋁、鋅和銅。其中鋁合金重力鑄造件較為常見。鋁合金重力鑄造的應用包括:

  • 機械手臂
  • 精密機械/液壓機
  • 汽車引擎零件
  • 電動腳踏車零件
  • 摩托車/機車的引擎零件
  • 航空工業零件
  • 醫療器材零件
  • 營建五金零件

明明鋁業的鋁合金重力鑄造已服務不同國家多種產業的顧客,生產各種客製鋁合金鑄件。
明明生產的鋁合金鑄件最小重 0.1kg、最大尺寸可達1500 mm x 900 mm x 400 mm。
了解更多

重力鑄造流程

重力鑄造過程通常包括以下步驟:

  • 確認顧客的需求。首先應該了解顧客對鑄件技術性能的需求及需求鑄件的可鑄性 (castability),例如鑄件的應用、金屬合金材質的選擇、鑄件尺寸、鑄件形狀、鑄件厚度、技術性能(如抗拉強度和伸長率)、結構和重量。
  • 模具模型繪製製作。這對於工業零件非常重要,因為工業零件需要精確計算以確保所鑄造的零件能夠大小恰當且與其他零件組合時沒有出入。目前,通過電腦模擬輔助設計製作,可以達到極高精度。
  • 模具模型 (Core) 製作。將設計圖樣製成 3D 形狀,以在正式鑄模製造之前測量鑄模的正確度。模具模型材料可能使用木材、黏土或塑料。由於技術的發展,現在也可以透過3D列印來完成。
  • 模具製造。在重力鑄造中,常用熔點更高的金屬打造可重複使用的金屬模具。
  • 熔化和澆注金屬或合金。將金屬熔化,然後在重力作用下將熔融金屬倒入模具中。傳統上,這是手工完成。現在由於鑄造技術的進步,這種澆注過程常以自動化方式進行,從而大大提高了生產率。
  • 加工修整。鑄件冷卻後,從模具中取出,進行檢查加工。在此過程中,模型上的任何模塑材料都會被移除,並進一步加工讓粗糙的邊緣和表面變得平滑。在此步驟後,可能需要進一步處理以強化鑄件機械性能及品質。

重力鑄造過程品質控制

重力鑄造的品質管制包含鑄造過程的品質管制及鑄造件的品質管制。鑄造過程的品質管制應貫穿整個鑄造過程,從圖案設計到加工修整。在與顧客的討論中,選擇的鑄造技術、合金和技術性能的決定是一個重要的開始。

在鑄造過程開始後,應監控的指標應包括,例如模型的收縮裕度及加工程度、模具模型和實際模具的設計和控制、熔融金屬的溫度、液態金屬內部的氣體量、液態金屬澆注的角度方向、澆注的速度和摩擦率、以及澆注後的凝固時間和收縮裕度。

鑄件完成後,仍需進行一系列品質管制檢驗,如鑄件尺寸、鑄件化學成分、鑄件機械性質、鑄件物理結構及鑄件完整性分析,以確保鑄件符合顧客的需求。

了解更多

明明鋁業以T.O.R.S.原則嚴格控管品質,希望以合理的價格提供顧客優異品質的鋁合金鑄件。