配重鐵的發展史

    中國約（yuē）在公元前1700～前1000年之間已進（jìn）入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達到（dào）相當高的水（shuǐ）平。中國商朝（cháo）的重875公斤的司母戊方（fāng）鼎，戰國時期的曾侯乙尊盤，西漢的透光（guāng）鏡，都是（shì）古代配重鐵的代表（biǎo）產品。 早期的鑄件大多是農業生產、宗教、生活等方麵（miàn）的工（gōng）具或用具，藝術色彩濃厚。那時的配重鐵工藝是與製陶工藝並行發展的，受陶器的影響很大。 中國在公元前513年，鑄出了世界上最早見於文字記載的鑄鐵件—晉國鑄型鼎,重約270公斤。歐洲在公元八世紀前後也開始生產鑄鐵件。配重塊（kuài）的出現，擴大了鑄件的應用範圍。例如在（zài）15～17世紀，德、法等國先後敷設了不少（shǎo）向居民（mín）供飲用（yòng）水的鑄（zhù）鐵管道。18世（shì）紀的工業革命以後，蒸汽機（jī）、紡（fǎng）織機和鐵路等（děng）工業興（xìng）起，鑄件進入（rù）為大工（gōng）業服務的新時期，配重鐵技術開始有了大的發展。

　　進（jìn）入（rù）20世紀，配重鐵的發展速度很快，其（qí）重要因素之一是產品技術（shù）的進步 ，要求鑄件各種機械物理性能（néng）更好，同時仍具有良好的機械（xiè）加工性能;另（lìng）一（yī）個原因是機（jī）械工業本身和（hé）其他工業如化工、儀表等的發（fā）展，給配重鐵業創造了有利的物質條件。如檢測手段的發展，保證（zhèng）了（le）鑄件質量的提高和穩定，並給（gěi）配重鐵理論的發展提供了條件（jiàn）;電子顯微鏡等的發明，幫助人（rén）們深入到金屬的微觀世界，探查金屬結晶的（de）奧秘，研究金（jīn）屬凝固的理（lǐ）論，指導配重（chóng）鐵生產。 在（zài）這一時期內開發出大量（liàng）性能優越，品種豐富的新配（pèi）重鐵金屬材料，如球墨鑄鐵，能焊接的可鍛鑄鐵，超低碳（tàn）不鏽鋼（gāng），鋁銅、鋁矽、鋁鎂合金，鈦基、鎳基合金等，並發明了（le）對灰鑄鐵進（jìn）行孕育處理的（de）新工藝（yì），使鑄件的適應（yīng）性更為廣泛。 50年代以後，出現了濕砂高壓造型，化學硬化砂造型（xíng）和造芯，負（fù）壓造型以及其他特種配重鐵、拋丸清理等新工（gōng）藝，使鑄件具有很高的形狀、尺寸精度和良好的表（biǎo）麵光（guāng）潔度，配（pèi）重鐵車間的勞（láo）動條（tiáo）件和環境衛生也大為（wéi）改善。
 
    配重鐵是將金（jīn）屬（shǔ）熔煉成符合一定要求的液體並（bìng）澆（jiāo）進鑄（zhù）型（xíng）裏，經冷卻凝固、清整處理後得（dé）到有預定形（xíng）狀、尺寸和性能（néng）的鑄件的工藝過程。配（pèi）重鐵是現（xiàn）代機械製造（zào）工業的基礎工藝（yì）之一。 配重鐵是人類（lèi）掌握比較早的一種金（jīn）屬熱加工工藝，已有約6000年的曆（lì）史。
　　20世紀以（yǐ）來配重鐵業的重大進展中，灰鑄鐵的孕育（yù）處理和化（huà）學硬化砂造型這兩項新工藝有著特（tè）殊的意義。這兩項發明，衝破了延續幾千年的傳統方法，給配重鐵（tiě）工藝開辟了新的領域，對提高鑄件的競爭能力產生了重大的影響。 配重鐵一般按造型方法來分類，習（xí）慣上分（fèn）為普通砂型配重鐵（tiě）和特種配重鐵。普通砂型配重鐵包括濕砂型、幹砂型、化學硬（yìng）化砂型三類。特種配重（chóng）鐵按造型（xíng）材料的不（bú）同，又可分為兩大類：一類以天然礦產砂石作為主（zhǔ）要造型材（cái）料，如熔模配重鐵、殼（ké）型（xíng）配重鐵、負壓配重鐵、泥型配重鐵、實型配重鐵、陶瓷型配重鐵等;一類以金屬作為主要鑄型材料，如金屬型配重鐵（tiě）、離心配重鐵、連續配重鐵（tiě）、壓力配重鐵、低壓（yā）配重鐵等（děng）。 配重鐵工藝可分為三個基（jī）本部分，即配重鐵金屬準備、鑄型準備和鑄件處理。 配重鐵金屬是指配重鐵生產中用於澆注（zhù）鑄件的金屬材料，它是以一種金屬元素為主要成分，並加入其他金屬或非金（jīn）屬元素而組成的合金，習慣上（shàng）稱為配重鐵合金（jīn），主（zhǔ）要有鑄鐵、鑄鋼和配重鐵有色合金。

　　有些鑄件因特殊要（yào）求，還要經鑄件後處理，如熱處理、整形、防鏽處理、粗加工等。 配重鐵是比較經濟的（de）毛（máo）坯成（chéng）形方法（fǎ），對於形狀（zhuàng）複雜的零件更能顯示出它的經濟性。如汽車發動機的缸體和缸蓋，船舶螺旋槳以及精致的藝術品等。有些難以切削的零件 ，如燃汽輪機的鎳基合金零件不用配重鐵方法無法成（chéng）形。另外（wài），配重鐵的零件尺寸和重量的適應範圍（wéi）很寬，金屬種類幾乎不受限製;零件在具有一般機械（xiè）性能的同時，還具有（yǒu）耐（nài）磨、耐腐蝕、吸震等綜合性能，是其他金屬成形方法如鍛、軋、焊（hàn）、衝等所做不到的。因此在機器製造業中用（yòng）配重鐵方法（fǎ）生產的毛坯零件（jiàn），在（zài）數量和噸（dūn）位上迄今仍是最多的。配重（chóng）鐵生產經常要用的材料有各種金（jīn）屬、焦炭、木材、塑料、氣體和液體燃（rán）料、造型材料等。所需設備有冶煉（liàn）金屬用（yòng）的各種爐子（zǐ），有混砂用的各種混砂（shā）機，有造型造芯用的各種造（zào）型機、造芯機，有清理鑄件用的（de）落砂機、拋丸機等。還有供特種配重鐵用的機器和設（shè）備以及許多運輸（shū）和物（wù）料處理的設備。配重鐵生產（chǎn）有與其他工藝不同的特點，主（zhǔ）要是適應性（xìng）廣、需用材料和設備多、汙染環（huán）境。配重鐵生產會產生粉塵、有害氣體和噪聲對環境的（de）汙染，比起其他機械製造工藝來更為（wéi）嚴重，需要（yào）采取措施進行控製（zhì）。
 
　　配（pèi）重鐵產品（pǐn）發展的趨勢（shì）是要求鑄件有（yǒu）更好的綜合性能，更高的精（jīng）度，更少的餘量（liàng）和更光潔的表麵。此外，節能的要求和社會對恢（huī）複自然環境的呼聲也越來越高。為適應這些要求（qiú），新的配重鐵合金將得（dé）到開發，冶煉（liàn）新工藝和新設備將（jiāng）相應出現。配重鐵生產的機械化自動化程度在不斷提高的同時，將更多地向柔（róu）性生產方麵發展，以擴大對不同批量和（hé）多品種生產的適應性。節約能源和原材料的新技術將會得到優先發展，少產生或（huò）不產生汙染的新工藝新（xīn）設備（bèi）將（jiāng）首先受到重（chóng）視。質量控製技術在各（gè）道工序的檢測和無損探傷（shāng）、應力測定方麵（miàn），將有新的發展。 配重鐵工作（zuò）者在（zài）電（diàn）子（zǐ）技術（shù）和測試手段不斷進步的（de）條件下，將（jiāng）對金屬結晶凝（níng）固和型砂緊實等理論進行更深入的探索，以研究（jiū）提高鑄件性能和內部質量的有效途徑。機器（qì）人和電子計算機在配（pèi）重鐵生（shēng）產和管理領域裏的應用，也將（jiāng）日益（yì）廣泛。

　　金屬熔煉不僅僅是單純的熔化（huà），還包括冶煉過程（chéng），使澆進鑄型的金屬，在溫度、化學（xué）成分和純淨度（dù）方麵都符合預期要求。為此，在熔煉過（guò）程（chéng）中要進行以控製質量為目的的各（gè）種檢查測試，液態金屬在達到各項規定指標後方能允許澆注。有時，為了（le）達到（dào）更（gèng）高要求，金屬（shǔ）液在出（chū）爐後還要（yào）經爐外處理，如脫硫、真（zhēn）空脫氣、爐外精煉、孕（yùn）育或變質處理（lǐ）等。熔煉金屬常用的設備有衝天（tiān）爐（lú）、電弧爐、感應爐、電阻爐、反射爐等。 不同的配重鐵方法有不同的鑄型準備內容。以應用最廣泛的砂型配（pèi）重鐵為例，鑄型準備包括造（zào）型材料準備和造型造芯兩大項工作。砂（shā）型配重鐵（tiě）中用來造型造芯的各種原材料，如配重（chóng）鐵砂、型（xíng）砂粘結劑和（hé）其他輔料，以及（jí）由它們配製成的型（xíng）砂、芯（xīn）砂、塗料等統稱為造型材料造型材料準備的任務是（shì）按照鑄件的要求、金屬的性質，選擇合（hé）適的原砂、粘結劑和輔料，然後按一（yī）定的（de）比例把它們混合（hé）成具有一定性能的型砂和芯砂。常用的混砂設備有（yǒu）碾輪式混（hún）砂（shā）機、逆流式混砂機和（hé）葉片溝槽式混砂機。後者是專為混合（hé）化學自硬砂設計的（de），連續混合，速度快。 造型造芯（xīn）是（shì）根據配重鐵（tiě）工藝（yì）要求，在確定好造型方（fāng）法，準備好造型材（cái）料的基（jī）礎上進行（háng）的。
      鑄件的精度和全部生產過程的經濟效果，主（zhǔ）要取決於這道工序。在很多現代化的配重鐵車（chē）間裏，造型造芯（xīn）都（dōu）實現了機械化或自動化。常用的砂型造型（xíng）造芯設（shè）備有高、中、低壓造型機、拋砂機、無箱射壓造型機、射芯機、冷和熱（rè）芯盒機等。 鑄件自澆注冷卻的鑄型（xíng）中取出後，有澆（jiāo）口、冒（mào）口及金屬毛刺披縫，砂型（xíng）配重（chóng）鐵的鑄件還粘（zhān）附著砂子，因此必須經（jīng）過清（qīng）理工（gōng）序（xù）。進行這種工作的設備有拋丸機、澆口冒口切割（gē）機等。砂型鑄件落砂清（qīng）理是勞動條件較差的一道工（gōng）序，所以在選擇（zé）造型方法時 ，應盡量考慮到為（wéi）落砂清理創造方便條件。