不再是您爷爷的铸造厂

铸造厂通过采用创新技术和工作场所安全而继续发展

一个铸造厂是一种工业植物，将金属融化并通过将其倒入模具中，并将其铸成特定的形状。该过程本身是几个世纪以来的。如今，所有制造商品中约有90％取决于零件的金属铸件，汽车和卡车是最大的市场。铝，铁和钢是铸造厂中最常见的合金。

铸造厂的历史

世代相传，人类已经找到了利用自然界中的原材料的创新方法 - 自古以来就一直是文明的一部分。考古学家从敬拜对象到工具和战争武器已经发现了广泛的文物。实际上，人类历史的时代以金属技术进步的命名：铜时代，青铜时代和铁器时代。历史学家发现的最古老的铸造是一只铜斧，该铜斧头被埋葬在公元前约3300年的木乃伊。

铸造厂和熔炉起源于美索不达米亚以及伊拉克和叙利亚的地区。粘土铸件和热火坑融化并塑造铜，金和银。这些原始的铸造厂融化了铜，并能够创建更复杂的形式，但是直到引入锡金属的工作才取得了重大进展。锡的添加降低了两种金属熔化并形成青铜的温度 - 第一只合金。

通过连续的几个世纪，各种金属工作和铸造技术随着不同的文明出现以占主导地位的文化和技术景观，被开发和丢失。在中世纪，首先记录了铸造厂中铸造金属的过程。Vannoccio Biringuccio（1480-1539）被称为“铸造厂的父亲”，因为他成为第一本铸造厂手册的作者，该技术从中进一步开发了。

第一家官方铸造厂被称为“佳能商店”，该商店于1479年在莫斯科建造。欧洲的14和15世纪金属铸造厂因生产青铜和铁铃，佳能，佳能和炮弹而闻名。

在北美，金属铸造业不断发展，以支持定居者在新世界的进步。需要更高级，更强大的工具，马鞋和铁轨来满足发展中城镇和城市的需求。

Saugus Iron Works是美国的第一家铸造厂，并于1642年由欧洲钢铁制造商委托。它在马萨诸塞州的林恩（Lynn）成立，被称为美国钢铁工业的发源地。

铸造技术的发展

铸造过程不断开发以提高产品质量和生产效率，并利用新技术。亚博账号审核不过开发中的突破使在该行业历史上的关键时刻的金属铸造方面取得了重大进步。

炉开发

从煤炭到可乐的迁移是铸造厂的燃料亚伯拉罕·达比。他在1709年的创新导致了效率和成本的显着提高，并使建造比以前更大的炉子的建设。

冲天炉

冲天炉是由法国人于1720年开发的René-Antoine FerchaultdeRéaumur。圆顶形状结构有一个开口，可以提供电荷并在底座上铰链门，以在关闭后清空炉子。一张可乐床支撑熔化的金属，可乐和石灰石通量电荷（在提供空气的开口）上方。尽管冲天炉曾经在铸造景观中占据主导地位，但现在已被更有效的电气感应和电弧炉所取代。

坩埚过程

在18世纪的英格兰，本杰明·亨斯曼（Benjamin Huntsman）是坩埚过程发展的企业家。这是第一个可以将钢完全融化以在铸造后产生均匀产品的过程。

电弧炉

引入商用电力供应有助于电弧炉的发明。石墨电极创建电弧并供应电流作为熔融铁的能源。第一座电弧炉是由法国的保罗·海鲁尔特（PaulHéroult）于1900年创建的。1907年，在美国建立了一家商业植物。这些炉子在较低的生产率下更经济，可以间歇性地操作，从而更加灵活地对金属铸造厂进行灵活性。

电感应炉

电气感应炉使用流过线圈的高功率交流电流来诱导金属中的涡流，从而产生热量，并且最常见于当今的生产铸造厂。

铸造发展

在古代，金属铸造是在粘土模具中进行的。亚述国王之一塞纳切里布（Senacheribb）声称已经完善了将青铜和铜铸成粘土模具的技术。随着时间的流逝，技术发展将铸造过程转变为从砂岩到电磁技术。

沙铸件

15世纪末和16世纪初的vannochio Birringucio写了一本关于所有形式的铸造和相关工作的书。该书描述了砂铸件的使用，这是铸造技术的下一个主要阶段。最初，沙子将与粘土混合为结合剂，以使模具在铸造过程中保持其形状，但是随着时间的流逝，新型的沙子和粘合剂已经开发出来。

绿沙是当今使用的最常见材料之一。从历史上看，绿沙由二氧化硅砂，膨润土粘土，水和海煤组成。但是，今天不再使用海煤，已被其他材料所取代。尽管绿沙铸在当今的铸造厂中，“无烘烤”，化学套件或冷藏工艺仍然普遍存在。

铸造

模具铸造和投资成型是使用新近可用的材料来提高铸造效果和生产成本的现代技术。模具铸造的特征是将高压下的熔融金属迫使霉菌腔。根据铸造的金属类型，使用了热室或冷室机。模具铸件以提供良好的表面饰面和尺寸一致性而闻名。

连续铸造

铸造过程中最重要的进步可能是引入连续铸造机。将熔融金属倒入模具中，然后缓慢撤回以创建连续的固化金属长度。这一点的主要优势碳素钢铸造方法是消除一些下游处理步骤。这些半生产产品可以通过滚动更容易地将其转亚博账号审核不过化为成品。

永久模具

在21世纪，通过引入电磁技术，铸造过程再次飞跃。感应线圈包裹在水冷模具上，并带有交替的电流产生电磁场。

这些电磁场通过冷却金属，导致熔融金属中涡流的形成，从而产生两个阳性结果：

• 冷却金属和模具表面之间的接触是“柔软”的，从而可以更好地饰面。在标准的水冷铸件中，由于与模具的“硬”接触，形成了粗糙的微观结构的厚皮肤。该皮肤在滚动之前被磨掉，从而大量浪费产品和成本增加。
• 随着晶界隔离的减少，金属的均匀性大大改善。

质量发展

亨利·贝塞默爵士是新技术背后的创新者，从熔融钢中去除碳和多余的氧气，这最终导致转换器的发明。Bessemer发现，通过熔融金属吹氧与材料中的碳和硅产生反应，从而散发出杂质，但也加热了材料以更容易倒入。

现在，通过设置精确的碳含量比，将转换器用于质量控制，并为所需的特定产品属性添加合金和其他添加剂。在电弧炉中，可以将氧气注入浴缸中，以“燃烧”碳以及许多其他元素和杂质。这使初始浴缸尽可能清洁，并允许铸造厂将融化与完美内容合金。在诱导熔化中，铸造厂只能从浸入式或废料融化的浴中开始 - 废料的化学含量必须与铸造厂最初使用的浴缸的化学性质相匹配。

测量和控制发展

加上生产方法的进步，在实验室测试方法制造过程中的熔融金属仍在处理过程中。可以从转换器中绘制样品，并使用光谱仪或X射线荧光分析进行分析。这种化学成分的实时反馈为制造商提供了一个机会，可以在倒入之前进行调整，从而节省由于返工而导致的宝贵时间和资源。

尽管经验丰富的操作员可以用肉眼来解决铸件中的表面缺陷和潜在缺陷，但改善了非破坏性测试方法使客户在产品的完整性方面具有更大的安全性：

• 染料渗透剂和荧光粉可悬浮在穿透油中，并涂在成品铸件的表面上。在使用开发人员或存在紫外线的情况下，立即可见表面裂纹和缺陷。
• 射线照相检查是识别内部孔，裂缝或夹杂物的最有效方法。铸件暴露于X射线管中的辐射，放射线照相膜上产生的图像表示铸件密度的变化。这种方法的优点是X射线是永久记录，可以通过其生命周期伴随产品以获得质量和安全控制。
• 液体染料渗透剂检查（LPI）可以在亚铁和非有产性铸件中找到微小的裂缝，毛孔或其他表面缺陷，而肉眼很难看见。LPI在铸件的表面上使用彩色染料油溶液，该溶液进入表面缺陷。一旦应用了特殊的开发人员，缺陷就会清晰可见。
• 磁性颗粒检查（MPI）有助于识别表面不连续性在铁质金属中的位置。如果磁化力足以在表面产生泄漏场，它还可能表明地下缺陷。在此测试中，在铁磁材料中诱导磁通量。其路径中的任何突然不连续性都会导致局部通量泄漏场。如果将精细的铁磁材料颗粒带入附近，它们为泄漏场提供了较低的不情愿路径，并采取了一个大致概述其有效边界的位置。要检查的铸件被磁化，其表面用磁粉粉尘。低速气流会吹出多余的粉末，使剩下的粉末颗粒概述缺陷。可以在磁化电流流动（连续方法）或电流关闭后（残差方法）时施加粉末。它可以干燥或悬浮，在类似于煤油的轻质石油馏出物中。

磁性颗粒检查

磁性颗粒检查（MPI）是一种使用磁通量来确定任何表面缺陷的非破坏性测试。观察工人对石油和天然气焊接进行非破坏性测试。

• 超声测试（UT）通过使用传播到铸件中的高频声能通过声音来识别内部缺陷。UT允许研究铸件的横截面区域，因此被认为是体积检查方法。高频声能通过铸件传播，直到它击中相对的表面，界面或缺陷为止。界面或缺陷反映了收集在接收单元中并显示供分析师查看的能量的一部分。能量挠度的模式可以指示内部缺陷的位置和大小，以及延性铁的壁厚和结节计数。UT需要知识和经验，以准确地解释结果 - 以增加检查成本。

安全发展

在铸造厂工作是一种危险的职业。必须控制许多化学，机械和温度危害，以消除对工人的潜在伤害。

改善工人安全的关键领域之一是行业的机械化。

以前，Ladles进行了操纵，捡起并在Foundry网站上移动。然后引入了齿轮钢，这使操作员能够从远处操作和控制钢包，而不是站在熔融金属的容器旁边。引入了起重机以将梯子提升为浇注，但是生产环境的噪音和视线限制仍然意味着起重机驾驶员容易造成事件。工艺起重机是最新的开发项目，Ladles在带有升降机的预设轨道上运行，从而消除了操作员在正常操作条件下移动钢包的路径。

铸造厂的未来

未来的技术趋势

效率是推动铸造厂技术进步的主要动机。由于着重于可持续制造以及相关的成本降低，因此非常着重于减少能源消耗。铸造厂中较小的劳动力还将降低伤害的潜力并优化生产。

自动化的改进和向计算机模拟（例如固化模拟软件）的转移将降低铸造行业对劳动力的依赖性并提高准确性和效率。计算机辅助流程模拟提供了现在已经足够成熟的过程模型。这使铸造工程师能够利用虚拟世界为现实世界做准备，从而最大程度地减少了试验迭代次数。

坐标测量机（CMM）为加工行业的商店地板带来了新的精度测量水平。可以快速进行孔，插槽，焊接零件和变形的检查 - 显着减少周期时间。然后将扫描的数据与触觉结合在图形报告中，以方便解释。CMM是提高生产率并提供实际见解的推动力。

未来的市场趋势

在过去的十年中，铸造厂市场通过合并为主要集团而占据了主导地位。规模经济是这种趋势的关键驱动力，很可能会持续到可预见的未来。由于市场的竞争力，较小且效率较低的运营将继续关闭。

未来的环境和安全趋势

金属的回收是可持续发展的成功案例之一，但仍有必要开发对金属铸件过程中涉及的其他产品的可持续使用。亚博账号审核不过使用矿渣和消耗的霉菌砂的新方法将继续被识别并探索，以跟上不断的监管，以防止废物处理。

机器人技术的快速发展为减少人类暴露于危险情况的机会打开了大门。机器人技术的创新者对于工业环境，正在开发完全自动化并且不需要在工作场所进行人工干预的机器人工作单元。

铸造厂及其持续发展

从远古时代开始，金属铸造就一直是人类社会的一部分，并且只有在使用和一天的进步中增长。

如今，铸造金属产品以多种方式影响我们亚博账号审核不过的生活。汽车零件，厨具，工具和许多其他日常使用产品都是铸造厂制造工艺的结果。亚博账号审核不过

几个世纪以来，技术已取得了巨大的进步，以提高铸造金属产品的一致性和质量控制，同时提高工人的职业安全性并通过提高效率降低了成本。亚博账号审核不过对铸造厂历史的研究揭示了杰出的企业家，工程师，创新者和问题解决者，他们各自发挥了发展这一行业的作用。

全球市场的经济压力继续创造一个奖励创新，一致性和效率的环境。接下来的几十年一定会生产令人兴奋的新技术，例如使用大数据和机器人技术以及通过合并和升级的新业务模型。可持续制造业的全球趋势将继续推动该行业的环境和安全改善，这将使工人和社区受益。

参考

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• 免费词典。“铸造行业透明
• Waupaca Foundry。“金属铸造历史透明
• 美国国家公园管理局。“Saugus Iron Works国家历史遗址透明
• 英国百科全书。“冲天炉透明
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• 日本铁与钢研究所。“过去100年的炼钢技术透明
• 美国铸造学会。“我们世界的铸件透明
• 金属技术。“金属铸件的历史透明
• Amag。“EMC技术提高质量和成本效率透明
• T.P.铸件。“铸造行业：简短的历史和定义“