本发明涉及铸造工艺技术等领域，具体的说，是一种采用熔模铸造方式进行铸件生产的方法。
背景技术：
铸造－熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。
铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间.铸造是现代装置制造工业的基础工艺之一。
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熔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)。
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。
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。
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。
铸造分类：
主要有砂型铸造和特种铸造2大类。
1、普通砂型铸造，利用砂作为铸模材料，又称砂铸，翻砂，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类，但并非所有砂均可用以铸造。好处是成本较低，因为铸模所使用的沙可重复使用；缺点是铸模制作耗时，铸模本身不能被重复使用，须破坏后才能取得成品。
1.1砂型(芯)铸造方法：湿型砂型、树脂自硬砂型、水玻璃砂型、干型和表干型、实型铸造、负压造型。
1.2砂芯制造方法：是根据砂芯尺寸、形状、生产批量及具体生产条件进行选择的。在生产中，从总体上可分为手工制芯和机器制芯。
2、特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等)和以金属为主要铸型材料的特种铸造(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)两类。
2.1金属模铸造法
利用熔点较原料高的金属制作铸模。其中细分为重力铸造法、低压铸造法和高压铸造法。
受制于铸模的熔点，可被铸造的金属也有所限制。
2.2脱蜡铸造法
这方法可以为外膜铸造法和固体铸造法。
先以蜡复制所需要铸造的物件，然后浸入含陶瓷(或硅溶胶)的池中并待干，使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜，一直重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸)，然后熔解模中的蜡，并抽离铸模。其后铸模需要多次加以高温，增强硬度后方可用以铸造。
此方法具有良好的准确性，更可用作高熔点金属(如钛)的铸造。但由于陶瓷价格颇高，而且制作需要多次加热和复杂，故成本颇为昂贵。
成型工艺
1.重力浇铸：砂铸，硬模铸造。依靠金属自身重力将熔融金属液浇入型腔。
2.压力铸造：低压浇铸，高压铸造。依靠额外增加的压力将熔融金属液瞬间压入铸造型腔。
铸造工艺通常包括
①铸型(使液态金属成为固态铸件的容器)准备，铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型，铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素；
②铸造金属的熔化与浇注，铸造金属(铸造合金)主要有各类铸铁、铸钢和铸造有色金属及合金；
③铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。
铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。
金属熔炼不仅仅是单纯的熔化，还包括冶炼过程，使浇进铸型的金属，在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。为此，在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试，液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。有时，为了达到更高要求，金属液在出炉后还要经炉外处理，如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。
优点：1、可以生产形状复杂的零件，尤其是复杂内腔的毛坯；
2、适应性广，工业常用的金属材料均可铸造，几克到几百吨；
3、原材料来源广，价格低廉，如废钢、废件、切屑等；
4、铸件的形状尺寸与零件非常接近，减少了切削量，属于无切削加工；
5、应用广泛，农业机械中40％～70％、机床中70％～80％的重量都是铸件。
缺点：1、机械性能不如锻件，如组织粗大，缺陷多等；
2、砂型铸造中，单件、小批量生产，工人劳动强度大；
3、铸件质量不稳定，工序多，影响因素复杂，易产生许多缺陷。
铸造的缺陷对铸件质量有着重要的影响，因此，为选择铸造合金和铸造方法打好基础，应从铸件的质量入手，并结合铸件主要缺陷的形成与防治。
随着科技的进步与铸造业的蓬勃发展，不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。以应用最广泛的砂型铸造为例，铸型准备包括造型材料准备和造型、造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型、造芯的各种原材料，如铸造原砂、型砂粘结剂和其他辅料，以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料，造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质，选择合适的原砂、粘结剂和辅料，然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。常用的混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和连续式混砂机。后者是专为混合化学自硬砂设计的，连续混合，混砂速度快。
造型、造芯是根据铸造工艺要求，在确定好造型方法，准备好造型材料的基础上进行的。铸件的精度和全部生产过程的经济效果，主要取决于这道工序。在很多现代化的铸造车间里，造型、造芯都实现了机械化或自动化。常用的砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、气冲造型机、无箱射压造型机、冷芯盒制芯机和热芯盒制芯机、覆膜砂制芯机等。
铸件自浇注冷却的铸型中取出后，带有有浇口、冒口、金属毛刺、披缝，砂型铸造的铸件还粘附着砂子，因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有磨光机、抛丸机、浇冒口切割机等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序，所以在选择造型方法时，应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。有些铸件因特殊要求，还要经铸件后处理，如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。
铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。
铸件自浇注冷却的铸型中取出后，有浇口、冒口及金属毛刺披缝，砂型铸造的铸件还粘附着砂子，因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有抛丸机、浇口冒口切割机等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序，所以在选择造型方法时，应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。有些铸件因特殊要求，还要经铸件后处理，如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。
铸造是比较经济的毛坯成形方法，对于形状复杂的零件更能显示出它的经济性。如汽车发动机的缸体和缸盖，船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。有些难以切削的零件，如燃汽轮机的镍基合金零件不用铸造方法无法成形。
另外，铸造的零件尺寸和重量的适应范围很宽，金属种类几乎不受限制；零件在具有一般机械性能的同时，还具有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能，是其他金属成形方法如锻、轧、焊、冲等所做不到的。因此在机器制造业中用铸造方法生产的毛坯零件，在数量和吨位上迄今仍是最多的。
铸造生产经常要用的材料有各种金属、焦炭、木材、塑料、气体和液体燃料、造型材料等。所需设备有冶炼金属用的各种炉子，有混砂用的各种混砂机，有造型造芯用的各种造型机、造芯机，有清理铸件用的落砂机、抛丸机等。还有供特种铸造用的机器和设备以及许多运输和物料处理的设备。
铸造生产有与其他工艺不同的特点，主要是适应性广、需用材料和设备多、污染环境。铸造生产会产生粉尘、有害气体和噪声对环境的污染，比起其他机械制造工艺来更为严重，需要采取措施进行控制。
铸造产品发展的趋势是要求铸件有更好的综合性能，更高的精度，更少的余量和更光洁的表面。此外，节能的要求和社会对恢复自然环境的呼声也越来越高。为适应这些要求，新的铸造合金将得到开发，冶炼新工艺和新设备将相应出现。
铸造生产的机械化自动化程度在不断提高的同时，将更多地向柔性生产方面发展，以扩大对不同批量和多品种生产的适应性。节约能源和原材料的新技术将会得到优先发展，少产生或不产生污染的新工艺新设备将首先受到重视。质量控制技术在各道工序的检测和无损探伤、应力测定方面，将有新的发展。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种采用熔模铸造方式进行铸件生产的方法，具有尺寸精度较高的特点，可以提高金属材料的利用率；能显著减少产品的成形表面和配合表面的加工量，节省加工台时和刃具材料的消耗；能最大限度地提高毛坯与零件之间的相似程度，为零件的结构设计带来很大方便；铸造形状复杂的铸件熔模铸造能铸出形状十分复杂的铸件，也能铸造壁厚为0.5mm、重量小至1g的铸件，还可以铸造组合的、整体的铸件；且不受合金材料的限制。
本发明通过下述技术方案实现：一种采用熔模铸造方式进行铸件生产的方法，包括以下具体步骤：
1)制作铸件图，设计员根据所要生产产品的尺寸及结构设计铸件结构图；
2)根据铸件结构图制作铸件模具；
3)在铸件模具内注入蜡料，形成蜡模；
4)在蜡模上焊接浇冒口；
5)在蜡模上涂敷耐火材料；
6)将涂敷耐火材料后的蜡模用砂箱装载，并在其内填砂硬化；
7)将填砂硬化后的砂箱进行脱蜡处理，得到模壳；
8)将脱蜡处理后的模壳进行焙烧处理；
9)将焙烧处理后的铸件模体进行浇铸处理，并成型所需铸件；
10)将所需铸件进行脱模并进行清理及热处理；
11)将热处理后的铸件采用酸洗钝化工艺后通过质检得到能够被用于再生产的铸件成品。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：在所述步骤2)中所注入的蜡料为石蜡，且注入时的温度为60～70℃。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：在步骤7)中，所述脱蜡处理时所得蜡料将被再次熔化，以备下次形成蜡模。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述步骤9)浇铸处理具体包括：
9-1)采用中频感应电炉熔炼铁水，在中频感应电炉中按比例加入增碳剂、废钢、部分铁合金，通电待炉料熔化后再加入剩余铁合金，取样做炉前分析，熔炼出合格的铁水，所述铁水的各化学成分(WT％)为：C：2.6～2.8％，S i：≤0.7％，Mn：0.8～1.2％，Mg：≤1％，P：≤0.05％，S：≤0.05％，Cr:15～17％，Cu：1～1.5％，余量为Fe；所述铁水的出炉温度为1650～1700℃；
9-2)铸造成型；将铁水通过浇冒口浇入焙烧处理后的铸件模体内，形成所需铸件。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述部分铁合金的重量为总铁合金重量的70～80％，所述剩余铁合金的重量为总铁合金重量的20～30％。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述部分铁合金的重量为总铁合金重量的70％，所述剩余铁合金的重量为总铁合金重量的3％。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述中频感应电炉的熔化温度为1600～2000℃。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述中频感应电炉的熔化温度为1700℃
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：在步骤10)中，所述清理及热处理具体为：
清理；铁水凝固后，打破壳体，取出铸件，先后进行质检及前期处理；
热处理：将铸件在箱式电炉中加热到1300-1500℃，按装炉量确定保温时间，使部分碳化物溶解，而后分批放入油池中，然后在油池中等温5-10分钟，得到以下贝氏体为主的基体组织。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述质检、前期处理具体为：先对铸件进行质量检查，挑出不合格的铸件重新回炉，对合格铸件进行清理；用锤击敲断法或切割法去除浇冒口，用抛丸机去除铸件表面的粘砂，毛翅；打磨清理后的铸件送交进行热处理。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明具有尺寸精度较高，一般可达CT4-6(砂型铸造为CT10～13，压铸为CT5～7)；可以提高金属材料的利用率；能显著减少产品的成形表面和配合表面的加工量，节省加工台时和刃具材料的消耗；能最大限度地提高毛坯与零件之间的相似程度，为零件的结构设计带来很大方便；铸造形状复杂的铸件熔模铸造能铸出形状十分复杂的铸件，也能铸造壁厚为0.5mm、重量小至1g的铸件，还可以铸造组合的、整体的铸件；不受合金材料的限制。本发明对于难以锻造、焊接和切削加工的合金材料，特别适宜于用精铸方法铸造；生产灵活性高、适应性强熔模铸造既适用于大批量生产，也适用小批量生产甚至单件生产。
本发明对稀土变质并采用油池淬火工艺后，与原常规的空冷淬火加低温回火工艺相比，铸铁的硬度，冲击韧性明显提高，耐磨性显著增加；制造方法工艺简便，易操作，工艺成熟，便于工业化生产，由于不加入昂贵合金钼，成本低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
一种采用熔模铸造方式进行铸件生产的方法，具有尺寸精度较高，一般可达CT4-6(砂型铸造为CT10～13，压铸为CT5～7)；可以提高金属材料的利用率；能显著减少产品的成形表面和配合表面的加工量，节省加工台时和刃具材料的消耗；能最大限度地提高毛坯与零件之间的相似程度，为零件的结构设计带来很大方便；铸造形状复杂的铸件熔模铸造能铸出形状十分复杂的铸件，也能铸造壁厚为0.5mm、重量小至1g的铸件，还可以铸造组合的、整体的铸件；不受合金材料的限制。本发明对于难以锻造、焊接和切削加工的合金材料，特别适宜于用精铸方法铸造；生产灵活性高、适应性强熔模铸造既适用于大批量生产，也适用小批量生产甚至单件生产，特别采用下述设置方式：包括以下具体步骤：
1)制作铸件图，设计员根据所要生产产品的尺寸及结构设计铸件结构图；
2)根据铸件结构图制作铸件模具；
3)在铸件模具内注入蜡料，形成蜡模；
4)在蜡模上焊接浇冒口；
5)在蜡模上涂敷耐火材料；
6)将涂敷耐火材料后的蜡模用砂箱装载，并在其内填砂硬化；
7)将填砂硬化后的砂箱进行脱蜡处理，得到模壳；
8)将脱蜡处理后的模壳进行焙烧处理；
9)将焙烧处理后的铸件模体进行浇铸处理，并成型所需铸件；
10)将所需铸件进行脱模并进行清理及热处理；
11)将热处理后的铸件采用酸洗钝化工艺后通过质检得到能够被用于再生产的铸件成品。
实施例2：
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：在所述步骤2)中所注入的蜡料为石蜡，且注入时的温度为60～70℃。
实施例3：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：在步骤7)中，所述脱蜡处理时所得蜡料将被再次熔化，以备下次形成蜡模。
实施例4：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述步骤9)浇铸处理具体包括：
9-1)采用中频感应电炉熔炼铁水，在中频感应电炉中按比例加入增碳剂、废钢、部分铁合金，通电待炉料熔化后再加入剩余铁合金，取样做炉前分析，熔炼出合格的铁水，所述铁水的各化学成分(WT％)为：C：2.6～2.8％，S i：≤0.7％，Mn：0.8～1.2％，Mg：≤1％，P：≤0.05％，S：≤0.05％，Cr:15～17％，Cu：1～1.5％，余量为Fe；所述铁水的出炉温度为1650～1700℃；
9-2)铸造成型；将铁水通过浇冒口浇入焙烧处理后的铸件模体内，形成所需铸件。
实施例5：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述部分铁合金的重量为总铁合金重量的70～80％，所述剩余铁合金的重量为总铁合金重量的20～30％。
实施例6：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述部分铁合金的重量为总铁合金重量的70％，所述剩余铁合金的重量为总铁合金重量的3％。
实施例7：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述中频感应电炉的熔化温度为1600～2000℃。
实施例8：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述中频感应电炉的熔化温度为1700℃
实施例9：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：在步骤10)中，所述清理及热处理具体为：
清理；铁水凝固后，打破壳体，取出铸件，先后进行质检及前期处理；
热处理：将铸件在箱式电炉中加热到1300-1500℃，按装炉量确定保温时间，使部分碳化物溶解，而后分批放入油池中，然后在油池中等温5-10分钟，得到以下贝氏体为主的基体组织。
实施例10：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述质检、前期处理具体为：先对铸件进行质量检查，挑出不合格的铸件重新回炉，对合格铸件进行清理；用锤击敲断法或切割法去除浇冒口，用抛丸机去除铸件表面的粘砂，毛翅；打磨清理后的铸件送交进行热处理。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。