『壹』 铸造的发展史
这个问题太大了,我国的铸造最早可以追溯到商周时期的青铜器铸造。
『贰』 金属铸造的历史
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。附图是《天工开物》中的铸釜图(见冶金史)。 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》(De ferro)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 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。
现在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(见金属的凝固)等。
『叁』 消失模铸造的发展历史
1958年,美国的H.F.shroyer发明了用可发性泡沫塑料模样制造金属铸件的专利技术并取得了专利(专利号USP2830343)。最初所用的模样是采用聚苯乙烯(EPS)板材加工制成,采用粘土砂造型,用来生产艺术品铸件。采用这种方法造型后泡沫塑料模样不必起出,而是在浇入液态金属后聚苯乙烯在高温下分子裂解而让出空间充满金属液,凝固后形成铸件。1961年德国的Grunzweig和Harrtmann公司购买了这一专利技术加以开发,并在1962年在工业上得到应用。采用无粘结剂干砂生产铸件的技术由德国的H.Nellen和美国的T.R.Smith于1964年申请了专利。
1967年德国的A.Wittemoser采用了可以被磁化的铁丸来代替硅砂作为造型材料,用磁力场作为粘结剂。这就是所谓磁型铸造。1971年,日本的Nagano发明了V法(真空铸造法),消失模铸造在很多地方也采用抽真空的办法来固定型砂。在1980年以前使用无粘结剂的干砂工艺必须得到美国实型铸造工艺公司(Full Mold Process,Inc)的批准。在此以后,该专利就无效了。消失模铸造技术在全世界范围内得到了迅速的发展。
1990年,美国通用汽车公司在Saturn建立了一个年产5.5万吨的新铸造厂,有三条全自动的消失模铸造生产线。
1991年,意大利菲亚特公司在都灵建成欧洲最大规模的消失模生产车间,年产量1.5万吨。
1993年,德国宝马公司建成年产20万只各种规格铝合金气缸盖的消失模生产线。
2001年,美国通用的SMCO建成目前世界上最先进、规模最大的消失模铸造厂。
国内情况
近年来消失模铸造在国内的发展较快,发展成果也是可喜的。其中云南昆明的宏金隆铸造机械厂在各个方面都比较先进,该厂的产品已经出口到马来西亚等周边国家。另外,清华大学、华中科技大学等高等院校也为消失模铸造行业的发展做出了宝贵的贡献。设备的研发和制造水平主要体现在以下几个方面:
(1) 白区设备的发展:预发机已经有较大的改进和提高,无论是外形结构的设计还是发泡原理方面的改进及测试手段的完善都做了大量的工作。发泡机的性能有了很大的提供,基本上可以满足使用要求。制模机方面也有一定的改进,随着自动化水平的提高及在国内制模方面的应用,国内制模机的自动化水平也有了明显的提高,制模的生产效率和工人的劳动强度都有了较大的提高和改善。但在充填方式能量分布等方面还有待于进一步的改进和完善。胶合机方面也做了一些工作,但对复杂模片的胶合水平和能力还有待于提高和完善。涂料方面机械化水平较低,检测手段不完善,涂料工部现场脏、乱、差的情况没有明显改善;缺乏涂料的回收设备和装置。目前国内也有部分企业利用不锈钢高低速搅拌容器结合kawasaki机械手对复杂的模片进行涂料,但因不了解涂料的性能,没有设计出合理精准的夹具,又因机械手的运行轨迹走向不合理,在对模片本身各型腔结构把握不是太好的情况下使用机械手进行侵涂导致模片在侵涂时出现模片膨胀变形,表面涂料粘附不均匀,型腔露白现象严重等问题。
(2) 黑区设备的发展:振实台有了较大的改进和突破,无论是振实原理还是控制手段方面都有了显著的提高,基本接近国外先进设备的设计理念,但在细节和控制方面仍存在一定的差距。砂冷却器的设计和制造能力也有了较大的提高和改善,在不需要考虑过多的地坑前提下,已经可以满足造型线的砂冷却处理的要求。雨淋加砂、振动输送等设备的设计和制造能力都有了明显提高。自动化的设计和实现能力有了较大提高。自动化浇注机的设计和制造水平已经接近国外的先进水平。整个造型线的设计理念转变较大,布线更合理,运行更可靠。
(3) 工艺水平的发展:工艺水平主要体现在发动机缸体、缸盖铸件的批量化生产工艺及高难度耐磨、耐热铸件的生产工艺。
『肆』 中国铸造史
概述
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史。中国约在公元前1700~前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相当高的水平。铸造是指将固态金属溶化为液态倒入特定形状的铸型,待其凝固成形的加工方式。被铸金属有:铜、铁、铝、锡、铅等,普通铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料。特种铸造的铸型包括:熔模铸造、消失模铸造、金属型铸造、陶瓷型铸造等。(原砂包括:石英砂、镁砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、兰晶石砂、石墨砂、铁砂等)
早期
中国商朝的重875公斤的司母戊方鼎,战国时期的曾侯乙尊盘,西汉的透光镜,都是古代铸造的代表产品。 早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具,艺术色彩浓厚。那时的铸造工艺是与制陶工艺并行发展的,受陶器的影响很大。
发展
中国在公元前513年,铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件-晋国铸型鼎,重约270公斤。欧洲在公元八世纪前后也开始生产铸铁件。铸铁件的出现,扩大了铸件的应用范围。例如在15~17世纪,德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁管道。18世纪的工业革命以后,蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起,铸件进入为大工业服务的新时期,铸造技术开始有了大的发展。
近代
进入20世纪,铸造的发展速度很快,其重要因素之一是产品技术的进步 ,要求铸件各种机械物理性能更好,同时仍具有良好的机械加工性能;另一个原因是机械工业本身和其他工业如化工、仪表等的发展,给铸造业创造了有利的物质条件。如检测手段的发展,保证了铸件质量的提高和稳定,并给铸造理论的发展提供了条件;电子显微镜等的发明,帮助人们深入到金属的微观世界,探查金属结晶的奥秘,研究金属凝固的理论,指导铸造生产。
『伍』 中国铸造协会的发展历史
中国铸造协会成立于1986年,是全国铸造企业、地方社团组织及与铸造业务有关的企业、研究设计院所、大专院校等自愿结成的全国唯一经国家民政部登记注册的国家一级铸造行业组织(社团法人),隶属于国务院国资委。中国铸造协会的宗旨是,贯彻执行国家方针政策,维护铸造行业的共同利益,反映会员诉求,通过为政府、会员、企业提供服务,充分发挥政府与企业间的桥梁与纽带作用;协助政府完善行业规范;加强行业自律;加速结构调整,转变发展方式,促进铸造技术进步和产业升级,推动现代铸造产业集群建设,为把中国建设成为铸造强国做出贡献。中国铸造协会具有调查研究、政策建议、组织协调、信息引导、咨询服务、维护权益、行业自律及教育培训等职能。
中国铸造协会拥有以全国千家重点骨干铸造企业为主体的1473个企业法人会员单位和60多个区域性地方铸造行业协会加盟(含6500个间接企业法人会员)的团体会员,合计会员总数8000余家,其铸件产量占全国铸件总产量的70%以上。中国铸造协会秘书处(含分支机构)为常设机构,现有专职工作人员120余人,另聘有专家顾问及行业工作志愿者200余人。 2009年2月,通过ISO 9001质量管理体系认证; 2013年5月,在民政部组织的首批行业组织评估中被评为5A级行业协会; 2011年3月,荣获中国机械工业联合会授予的“全国机械行业先进协会”荣誉称号。
『陆』 中国铜铸的发展历史
中国青铜器的发生,大概要比西方要晚1000到2000年, 关于中国青铜器的起源,现在目前还是一个谜,还是一个有待探索的课题。为什么中国青铜器能在青铜时代达到这么的高峰呢?我想和它的功能是分不开的。中国古代青铜器的功能,用《左传》的话来说,就是八个字“国之大事,在祀与戎”。“国之大事”,当时国家的大事情就是祀、祭祀,戎是征战。祭祀和征战都和青铜器结了不解之缘。首先是祭祀,中国的祭祀这样的上古这种宗教,在青铜出现之前,就已经有陶器和玉器来祭祀祖先。
在青铜出现之前,武器主要是石和木的工具,这样的征战效果大家是可想而知的。所以,铜这种材料被人们发现和掌握以后,它用来作为兵器是理所当然的事情。因为这样的功能,所以青铜器被赋予了非常高度的艺术形式。这样的艺术我们很难去做一个评价,所以我给它四个字,就是“别具一格”。因为在世界上其他的任何文明里边,找不到中国青铜器这样的造型和装饰,中国青铜器的特点是一目了然的。这样的造型当然它一部分是和过去的以前的陶器、制陶技术和玉器的攻玉技术,它上面的装饰,造型和装饰是有关的。但是到了青铜工艺,因为青铜的加工技术可以到了,后来被匠师们达到了随心所欲的地步,所以它的成就远远高于这些陶器和玉器。在装饰上就体现了一个非常神秘,一种非写实的一种动物纹样,这种动物纹样非常抽象,我们目前还没法解读这些动物纹样它的来源是什么样子的。但是,这种神秘,这样的装饰,是有助于当时的巫师是通过它来沟通天地,去沟通过去、现在和未来,天和地的。
从技术上也是自成一体的,自成一体表现在这样几个方面:在欧洲,在其他文明里边,青铜的加工主要是锻造,以锻造为主,或者是锻造和铸造并行;而在中国,在早期,在青铜时代到来之前,也有一些锻造加工。但是青铜时代,基本上铸造,它的地位是绝对的。从材质方面讲,我们的青铜合金里边的锡的含量要比欧洲高一些,甚至高得多。特别是铅,铅在欧洲的青铜里边并不是很普遍的,在中国的青铜合金里边铅的含量是非常之普遍的。所以从材质方面也是独特的。从装饰方面来看,西方因为是锻造这样的传统,所以它很多装饰是敲打和刻出来的。而在中国青铜时代,基本上全部是铸造出来的。当然,金和银这在中国出现得比较晚,也用于来装饰,而西方在早期,金和银的装饰是大量的,这和中国也是有所不同的。
中国青铜器的发展,实际上我们说从公元前四千纪这样的萌生到公元前三千纪 它的青铜时代的到来,实际上一直沿用到20世纪,到我们最后一个帝王被赶出故宫。那个时候,在这之前,故宫还在不断地制造传统的中国青铜器。当然现在的青铜技术工艺,也是工艺美术的一个很重要的门类。在这样一个发展过程中,我把它分成三个时期、五个阶段。第一个时期是古典,古典传统时期,它的沿用时间比较长。从青铜时代的到来到公元前5世纪就是春秋的末期;第二个时期我们把它叫做新兴期,就是从春秋的末期,公元前5世纪到公元前后;第三个是实用和复古期,大概就从公元时候一直到了20世纪。
中国青铜器的起源确实目前在学术界正在探索,用一句话来概括就是扑朔迷离。从它的发生背景来看,在公元前五千纪这个时候,在黄河流域成长起来的仰韶文化和黄河下游成长起来的大汶口文化。在长江地区有大溪文化,而在(辽河流域)有红山文化。在这些文化里边,我们先后都发现了和冶铜有关的这样的遗物。当时的社会背景,我们没有像安那托里亚,像两河流域那样的大型的城市和聚落。但是中国的聚落,从目前的考古调查来说,也是非常庞大的。再有就是中国在这个时候有非常发达的农业。就是以黍种植为主的农业,尽管这个时候在中国南方稻作农业已经发展起来了,但是南方的文化面貌目前我们还是很不清楚的。
商代末期青铜的繁荣,一直持续到西周的初期。当然周族是一种(家族)封建,他派他的子孙们,分封到不同的地方去统治、控制那些地域。所以周代风格的青铜器,在长城内外、大江南北都有发现。并且它们的风格,它们的工艺和技术是惊人的一致。周代的青铜器,总的来说大型器物我们目前发现得不多,但是它的工艺也是非常精致的。有一点变化就是商代的器物,它们分铸铸接比较多,而西周时候可能更强调一次性铸造,就是说尽量减少这样的分铸。
春秋早期基本上是西周时期的延续,青铜从艺术和技术的方面,可说的并不是很多。但是在春秋的末期,随着社会环境发生着变化,青铜器和工艺技术都发生了非常大的变化。这个时期是周王室还依然存在,周王室那时很衰弱,它已经不能控制那些各地的方国。一些新兴的地主阶级,他们已经,力量已经逐步强大起来了,可以抗衡,已经破坏了西周当时建立起的那种礼制,所以这个时期史学家称为礼崩乐坏时期。因为各个国家之间的相互竞争,这个时候文学、艺术、文化都繁荣起来了,我们把它称为百家争鸣时期。在青铜的艺术上,它的表现就是,从造型上开始抛开了过去形成的礼器这套传统,变得写实,变得活泼。从功能上趋于实用。比如说这个时候大量的车马器、兵器、铜镜,一些装饰器和日用器具越来越多,建筑构件这个时候也开始出现。从纹饰上来说,过去这样的兽面纹已经越来越少,代之而替的是蟠螭纹、几何纹、一些写实的动物纹,还有一些社会生活场景这样的一些纹路。
战国时期另一项很重要的工艺出现了,就是用失蜡铸造。所谓失蜡铸造它是跟泥范铸造,它的不同是泥范铸造的模是用泥塑造的,而失蜡铸造它的模是用蜡做的。蜡做了以后把泥糊在蜡的模型上,然后一烘烤,这样蜡就流出来以后可以直接用来浇铸,不需要泥范法那样做成一小块一小块范,最后再组合起来,这样就可以造成这样一些镂空的这样效果的装饰。右边、右上角这一件是曾侯乙墓出土的一套尊盘。李学勤对它的评价说,它的装饰就跟丝瓜落子一样,它有四五重这样的镂空的这样的单元联系在一块的。下边是一件鼎和一件壶,它的上边这个外侧这一部分,都是容器,这个容器可以盛东西的,但是外侧这些装饰是完全镂空的,和里边的主体保持一定的距离,但是我们很少用这种技术去铸造器物,目前发现的失蜡铸件不到20件。
到了战国结束,秦始皇统一了中国,中国进入了帝制时代,进入了专制王权时代。因为皇帝可以支配更多的资源,所以他可以造更精美、更宏大的器物。可是这个时候手工业发生了很大的变革,就是第一个是风尚开始了变化,尽管制礼仍然是封建王朝最重要的活动之一,但是礼器它的地位已经降低了。所以青铜、青铜工艺从此看起来是开始走向衰落。另一个就是其他的手工业发展起来了。
一般来说,在我过去讲中国青铜器的时候,到汉代就为止了。汉代以后,虽然我现在正在研究,但是它和文化,从技术上来说,不再有什么突破。从艺术上来说,也不具有经典地位,所以不太研究。如果我们要概括起来的话,这汉代以后是一个叫实用和复古这么一个时期。所谓实用,就是器物大多都是实用的,日常用具,除过佛教传入中国,造了大量的佛像而外。货币铸造是历朝历代最重要的青铜工业。然后铜镜基本上是每个百姓必用的日用品。所以这两种产品,在封建时代一直是青铜工业的重点。从技术上来说,这一时期,长达2000年,基本上泥范法和失蜡法都并行使用,泥范法用来铸造钱币、铜镜,失蜡法主要用来铸造那些造像 。从合金上来说,铜锡、铜锡铅、铜铅这种合金都有。到了宋代以后,和青铜工业相关系的,有两项很重要的创新:一项是斑铜的出现,就是铜镍合金;另一个是在明代的末期,炼锌技术发生了突破。这样,青铜时代基本上转移到了黄铜时代了。
『柒』 熔模精密铸造发展历史
熔模精密铸造是在古代蜡模铸造的基础上发展起来的。作为文明古国,中国是使用这一技术较早的国家之一,远在公元前数百年,我国古代劳动人民就创造了这种失蜡铸造技术,用来铸造带有各种精细花纹和文字的钟鼎及器皿等制品,如春秋时的曾侯乙墓尊盘等。曾侯乙墓尊盘底座为多条相互缠绕的龙,它们首尾相连,上下交错,形成中间镂空的多层云纹状图案,这些图案用普通铸造工艺很难制造出来,而用失蜡法铸造工艺,可以利用石蜡没有强度、易于雕刻的特点,用普通工具就可以雕刻出与所要得到的曾侯乙墓尊盘一样的石蜡材质的工艺品,然后再附加浇注系统,涂料、脱蜡、浇注,就可以得到精美的曾侯乙墓尊盘。
现代熔模铸造方法在工业生产中得到实际应用是在二十世纪四十年代。当时航空喷气发动机的发展,要求制造象叶片、叶轮、喷嘴等形状复杂,尺寸精确以及表面光洁的耐热合金零件。由于耐热合金材料难于机械加工,零件形状复杂,以致不能或难于用其它方法制造,因此,需要寻找一种新的精密的成型工艺,于是借鉴古代流传下来的失蜡铸造,经过对材料和工艺的改进,现代熔模铸造方法在古代工艺的基础上获得重要的发展。所以,航空工业的发展推动了熔模铸造的应用,而熔模铸造的不断改进和完善,也为航空工业进一步提高性能创造了有利的条件。 我国是于上世纪五、六十年代开始将熔模铸造应用于工业生产。其后这种先进的铸造工艺得到巨大的发展,相继在航空、汽车、机床、船舶、内燃机、气轮机、电讯仪器、武器、医疗器械以及刀具等制造工业中被广泛采用,同时也用于工艺美术品的制造。
『捌』 不锈钢精密铸造的历史沿革
熔模精密铸造是抄在古代蜡模铸袭造的基础上发展起来的。作为文明古国,中国是使用这一技术较早的国家之一,远在公元前数百年,我国古代劳动人民就创造了这种失蜡铸造技术,用来铸造带有各种精细花纹和文字的钟鼎及器皿等制品,如春秋时的曾侯乙墓尊盘等。曾侯乙墓尊盘底座为多条相互缠绕的龙,它们首尾相连,上下交错,形成中间镂空的多层云纹状图案,这些图案用普通铸造工艺很难制造出来,而用失蜡法铸造工艺,可以利用石蜡没有强度、易于雕刻的特点,用普通工具就可以雕刻出与所要得到的曾侯乙墓尊盘一样的石蜡材质的工艺品,然后再附加浇注系统,涂料、脱蜡、浇注,就可以得到精美的曾侯乙墓尊盘。
『玖』 铸铁的发展起源是什么
铸铁是块炼铁和液态炼铁发展过程中的产物。块炼铁最早出现在西南亚地区,公元前1200~前1000年,其使用已达到一定规模。公元前8O0年冶炼方法传到欧洲;公元前500年传到英国。块炼铁是一种最原始的炼铁方法。其炼铁炉用石头或粘土砌成,炉身甚矮,侧开小孔,插入陶土制的风管,用皮囊送风;使用富铁矿石,以木炭或木柴为燃料。约在1000℃温度下进行固体还原,炼成的铁沉落于炉底,待炉冷后取块。每炼一炉必须重新升火,炉温上不去。此种铁结构疏松、氧化夹杂多,几乎不含碳、硅、锰等元素,所以铁块柔软,可在一定温度下锻打,排除夹杂并成型,称为镖铁、锻铁或海绵铁。
中国在公元前6世纪就进行了液态炼铁,比西方约早干余年。块炼铁炉温较低,化学反应慢,故产量低,夹杂又多,在炼铜竖炉大风机的启发下,创造出液态炼铁。炉子加高,炉内煤气流与矿石接触时间长,矿石预热效果提高,鼓风增强,燃烧旺盛,炉子可长时间保持较高温度状态(>1200℃),木炭的增碳作用也相应增强,因而获得液态铸铁。铸zhu中国是世界上生产铸铁件最早的国家之一,根据《左传》记载,昭公29年(公元前513年)晋国铸出铸铁刑鼎,重达270kg,鼎上铸出刑律全文,这是中国铸造大件的最早记载。隋唐以后,大型铸件的生产愈来愈多,公元953年即中国五代周广顺三年,铸造出沧州大铁狮。
战国时期铁器出土分布图
中国在春秋末战国初期铁业生产发展迅速,当时铸铁农具的生产尤为突出,如1955年河北石家庄赵国遗址出土的铸铁农具几乎占全部工具(包括骨、石材料)的65%,河北兴隆出土的大批铁范(金属型),用于铸造农具的约占60%左右。这说明中国于战国中期已迈入铁器时代。根据解放后的考证,北起辽宁,南到两广,西到四川,东至山东,西北到甘肃,以黄河南北中原为中心,是中国古代铸铁冶炼和生产铁器的重要地区(图3)。中国古代冶金比欧洲先进,尤其是掌握铸造技术比欧洲约早千余年在汉代铁的经营管理已经提到议事日程,《盐铁论》一书就是证明。公元1637年明末宋应星所著《天工开物》,此书详细记载了中国当时的冶金、铸造技术。铸铁虽然历史悠久,但发展缓慢,从清代以来,铸造技术长期停滞不前,直到1949年后才逐步得到发展,全国已形成教育、科研和生产系统。