一、概述
    把金属材料做成所需制品的工艺方法很多，如铸造、锻造、挤压、轧制、拉延、冲压、切削、粉末冶金等等。其中，铸造是最基本、最常用的工艺。
    把熔化的金属液注入用耐高温材料制作的中空铸型内，冷凝后得到预期形状的制品，这就是铸造。所得到的制品就是铸件。
    铸造可按铸件的材料分为黑色金属铸造（包括铸铁、铸钢）和有色金属铸造（包括铝合金、铜合金、锌合金、镁合金等）。 
    铸造有可按铸型的材料分为砂型铸造和金属型铸造。
    铸造还可按金属液的浇注工艺分为重力铸造和压力铸造。重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）作用下注入铸型的工艺，按照压力的大小，又分为高压铸造（压铸）和低压铸造。
    砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。砂型铸造用的模具，一般木材制作，通称木模。此外，砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。但是，砂型铸造也有一些不足之处：因为每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低；又因为砂的整体性质软而多孔，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低，表面也较粗糙。

    金属型铸造是用耐热合金钢制作铸造用中空铸型模具的现代工艺。金属型既可采用重力铸造，也可采用压力铸造。金属型的铸型模具能反复多次使用，每浇注一次金属液，就获得一次铸件，寿命很长，生产效率很高。金属型的铸件不但尺寸精度好，表面光洁，而且在浇注相同金属液的情况下，其铸件强度要比砂型的更高，更不容易损坏。因此，在大批量生产有色金属的中、小铸件时，只要铸件材料的熔点不过高，一般都优先选用金属型铸造。但是，金属型铸造也有一些不足之处：因为耐热合金钢和在它上面做出中空型腔的加工都比较昂贵，所以金属型的模具费用不菲，不过总体和压铸模具费用比起来则便宜多了。对小批量生产而言，分摊到每件产品上的模具费用明显过高，一般不易接受。又因为金属型的模具受模具材料尺寸和型腔加工设备、铸造设备能力的限制，所以金属型不适合于特别大的铸件生产。在小批量及大件生产中，一般不采用金属型铸造。此外，金属型模具虽然采用了耐热合金钢，但耐热能力仍有限，一般多用于铝合金、锌合金、镁合金的铸造，在铜合金铸造中已较少应用，而用于黑色金属铸造就更少了。 
 

    压铸是在压铸机上进行的金属型压力铸造，是目前生产效率最高的铸造工艺。压铸机分为热室压铸机和冷室压铸机两类。热室压铸机自动化程度高，材料损耗少，生产效率比冷室压铸机更高，但受机件耐热能力的制约，目前还只能用于锌合金、镁合金等低熔点材料的铸件生产。当今广泛使用的铝合金压铸件，由于熔点较高，只能在冷室压铸机上生产。压铸的主要特点是金属液在高压、高速下充填型腔，并在高压下成形、凝固，压铸件的不足之处是：因为金属液在高压、高速下充填型腔的过程中，不可避免地把型腔中的空气夹裹在铸件内部，形成皮下气孔，所以铝合金压铸件不宜热处理，锌合金压铸件不宜表面喷塑（但可喷漆）。否则，铸件内部气孔在作上述处理加热时，将遇热膨胀而致使铸件变形或鼓泡。此外，压铸件的机械切削加工余量也应取得小一些，一般在0.5mm左右，既可减轻铸件重量、减少切削加工量以降低成本，又可避免穿透表面致密层，露出皮下气孔，造成工件报废。

二、常用铸造方法比较

在常用的铸造方法中，砂型铸造工艺适应性最强，设备费用和铸件成本较低，应用最广泛，目前世界上铸件总产量中砂型铸件约占80%~90%。但在特定的场合下，如薄壁件、精密件铸造或大批量生产时，特种铸造往往显示出独特的优越性。常用铸造方法的特点和适用范围见表2-5。

  表2-5  常用铸造方法的特点和适用范围

三、铸造技术的发展趋势

    随着科学技术的迅速发展，尤其是计算机的广泛应用，铸造行业正由劳动密集型向高科技型转化，由机械化、自动化向智能化方向发展，传统工艺和材料正逐步被新工艺、新材料取代。 

（一）计算机的应用

1．计算机辅助工艺设计（CAPP）  在发达国家已得到普遍应用，如充型过程流动场、温度场、应力场、凝固组织等的模拟，铸件浇注位置、浇注系统、冒口等的优化设计，以及浇注温度、浇注时间、铸型温度等参数的计算和优化等均已应用了计算机技术。

2．铸造过程的自动控制与检测  近年来，铸造过程的控制与检测已形成了从单机到系统、从刚性到柔性、从简单到复杂等不同层次的自动化加工技术。通过集成电路取代分立元件，以可编程序控制取代继电器，已可实现铸造设备乃至整条生产线的自动控制。

对各种工艺参数进行实时监控或自适应控制，已应用于型砂性能及砂处理过程、炉料配比及熔炼质量、铸型性能及造型线工作状况等的监控中。有效地提高了铸件质量和生产效率。

压铸、机器造型等柔性单元（FMC）已得到开发和应用，可在规定范围内按预先确定的工艺方案不停机快速更换模具或模板，实现多品种不同批量的生产。动作功能类似人的手臂的各类操作机以及能自动控制、可重复编程、多功能的工业机器人正得到进一步开发和扩大应用。计算机集成制造系统（CIMS）也正在开发中。 

（二）先进制造技术的应用

1．精密铸造技术  随着工业生产对毛坯精度的要求不断提高，高效、高紧实度及精密铸造技术进一步得到改进和扩大应用，如高压造型、气冲造型、自硬砂造型等高紧实度砂型铸造以及压铸、熔模铸造、实型铸造等特种铸造技术。压铸和实型铸造发展迅速，压铸机正趋于大型化，轿车车门已能整体铸出。实型铸造在生产近无余量、形状复杂的铸件以及绿色生产方面的优越性已逐步显现。

   2．快速成形技术  即采用激光固化、激光烧结或熔化沉积等多种方式，将树脂、塑料、蜡或金属等材料快速叠加获得制品的成形技术。图2-2-43所示为采用激光束扫描光敏树脂使其逐层固化快速成形的工作原理。该技术在铸造生产中已用于生产蜡模、铸型、型壳、型芯等。

图2-2-43 激光快速成形

（三）金属熔炼

    大型冲天炉正向着热风，水冷、大吨位、连续熔炼的方向发展。小型冲天炉正向着进一步提高铁液质量的方向发展，主要是强化预热送风，加氧送风和脱湿送风等措施。大批量生产和重要铸件生产中，采用冲天炉-电炉双联熔炼日益增多，此外，感应电炉正逐步取代冲天炉，电炉熔炼将趋于熔炼与保温单一电源多炉体，以降低能耗。材料的净化与强化技术将得到进一步发展，如真空熔炼和浇注、炉外精炼、强化孕育、定向结晶和快速凝固等。 

（四）造型材料

    目前国内外中、小型铸件广泛采用粘土砂湿铸造，由于其工艺成熟、成本低廉、工艺适应性强、生产能力高，在今后相当长时间内仍将是主要的造型方法。干砂型国外早已淘汰，而代之以自硬砂。

   树脂砂成型性好，工艺简便、旧砂回用率高，且铸件表面质量较好，已经广泛用于制芯，并被公认为今后发展的方向。但因树脂含甲醛、酚等有害物质，污染环境，现在正研制比强度高的树脂，以降低其用量。

   适合铸钢件生产的水玻璃砂作为少、无污染的绿色铸造工艺有很好的发展前景，其溃散性差、旧砂回用率低的难题已有突破，应用面正逐步扩大。废弃旧砂全国每年有上千万吨，故采用优质原砂及提高旧砂回用率仍是降低成本、实现绿色铸造的重要课题。