換土法
[拼音]：zhuzao
[英文]：founding
將金屬熔鍊成符合一定要求的液體並澆進鑄型裡，經冷卻凝固、清整處理後得到有預定形狀、尺寸和效能的鑄件的工藝過程。鑄造是現代機械製造工業的基礎工藝之一。
簡史
鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝，已有約6000年的歷史。圖1是公元前3200年的銅青蛙鑄件，發現於美索不達米亞。中國約在公元前1700～前1000年之間已進入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達到相當高的水平。中國商朝的重875公斤的司母戊方鼎，戰國時期的曾侯乙尊盤，西漢的透光鏡，都是古代鑄造的代表產品。
早期的鑄件大多是農業生產、宗教、生活等方面的工具或用具，藝術色彩濃厚。那時的鑄造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8世紀前後也開始生產鑄鐵件。鑄鐵件的出現，擴大了鑄件的應用範圍。例如在15～17世紀，德、法等國先後敷設了不少向居民供飲用水的鑄鐵管道。18世紀的工業革命以後，蒸汽機、紡織機和鐵路等工業興起，鑄件進入為大工業服務的新時期，鑄造技術開始有了大的發展。
進入20世紀，鑄造的發展速度很快，其重要因素之一是產品技術的進步要求鑄件各種機械物理效能更好，同時仍具有良好的機械加工效能；另一個原因是機械工業本身和其他工業如化工、儀表等的發展，給鑄造業創造了有利的物質條件。如檢測手段的發展，保證了鑄件質量的提高和穩定，並給鑄造理論的發展提供了條件。電子顯微鏡等的發明，幫助人們深入到金屬的微觀世界，探查金屬結晶的奧祕，研究金屬凝固的理論，指導鑄造生產。在這一時期內開發出大量效能優越，品種豐富的新鑄造金屬材料，如球墨鑄鐵，能焊接的可鍛鑄鐵，超低碳不鏽鋼，鋁銅、鋁矽、鋁鎂合金，鈦基、鎳基合金等，併發明瞭對灰鑄鐵進行孕育處理的新工藝，使鑄件的適應性更為廣泛。50年代以後，出現了溼砂高壓造型，化學硬化砂造型和造芯，負壓造型（見負壓鑄造）以及其他特種鑄造、拋丸清理（見鑄件清理）等新工藝，使鑄件具有很高的形狀、尺寸精度和良好的表面光潔度，鑄造車間的勞動條件和環境衛生也大為改善。
20世紀以來鑄造業的重大進展中，灰鑄鐵的孕育處理和化學硬化砂造型這兩項新工藝有著特殊的意義。這兩項發明，衝破了延續幾千年的傳統方法，給鑄造工藝開闢了新的領域，對提高鑄件的競爭能力產生了重大的影響。
分類
鑄造一般按造型方法來分類。習慣上分為普通砂型鑄造和特種鑄造。普通砂型鑄造包括溼砂型、幹砂型、化學硬化砂型 3類。特種鑄造按造型材料的不同，又可分為兩大類。一類以天然礦產砂石作為主要造型材料，如熔模鑄造、殼型鑄造、負壓鑄造、泥型鑄造、實型鑄造、陶瓷型鑄造等；一類以金屬作為主要鑄型材料，如金屬型鑄造、離心鑄造、連續鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造等。
鑄造工藝
鑄造工藝可分為3個基本部分，即鑄造金屬準備、鑄型準備和鑄件處理。總的流程如圖2。
鑄造金屬準備
鑄造金屬是指鑄造生產中用於澆注鑄件的金屬材料，它是以一種金屬元素為主要成分並加入其他金屬或非金屬元素而組成的合金，習慣上稱為鑄造合金。主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金。其效能分為鑄造效能和使用效能。鑄造效能主要包括液態金屬充填鑄型能力、補縮能力和抵抗熱裂的能力。使用效能包括：機械效能，如強度、硬度、韌性等；物理效能，如耐蝕、耐熱、耐磨性等;工藝效能，如切削加工性、可焊接性等。鑄造金屬是決定鑄件質量的第一關，進爐的金屬爐料和燃料如焦炭（見鑄造焦炭）必須質量優良，穩定一致。金屬熔鍊不僅僅是單純的熔化，還包括冶煉過程，使澆進鑄型的金屬，在溫度、化學成分和純淨度方面都符合預期要求。為此，在熔鍊過程中要進行以控制質量為目的的各種檢查測試，液態金屬在達到各項規定指標後方能允許澆注。有時，為了達到更高要求，金屬液在出爐後還要經爐外處理，如脫硫、真空脫氣，爐外精煉，孕育或變質處理等。熔鍊金屬常用的裝置有沖天爐、電弧爐、感應爐、電阻爐、反射爐等。
鑄型準備
不同的鑄造方法有不同的鑄型準備內容。以應用最廣泛的砂型鑄造為例，鑄型準備包括造型材料準備和造型造芯兩大項工作。砂型鑄造中用來造型造芯的各種原材料，如鑄造砂、型砂粘結劑和其他輔料，以及由它們配製成的型砂、芯砂、塗料等統稱為造型材料。造型材料準備的任務是按照鑄件的要求、金屬的性質，選擇合適的原砂、粘結劑和輔料，然後按一定的比例把它們混合成具有一定效能的型砂和芯砂。常用的混砂裝置有碾輪式混砂機、逆流式混砂機和葉片溝槽式混砂機（見混砂機）。後者是專為混合化學自硬砂設計的，連續混合，速度快。
造型造芯是根據鑄造工藝要求，在確定好造型方法，準備好造型材料的基礎上進行的。鑄件的精度和全部生產過程的經濟效果，主要取決於這道工序。圖3是砂型造型過程示意圖。
在很多現代化的鑄造車間裡，造型造芯都實現了機械化或自動化。常用的砂型造型造芯裝置有高、中、低壓造型機、拋砂機、無箱射壓造型機、射芯機、冷和熱芯盒機等（見造芯機）。在生產批量大的汽車、紡織機械鑄件生產廠，除造型工序本身採用生產流水線外，工序與工序之間也有機械化運輸裝置相互銜接，組成空中、地面、地下都有裝置和運輸線的機械化或自動化鑄造車間。（見彩圖）
鑄件處理
鑄件自澆注後冷卻的鑄型中取出後，上面有澆口（見澆注系統）、冒口及金屬毛刺披縫，砂型鑄造的鑄件表面和內腔粘附著砂子，必須經過清理工序（見鑄件清理）。進行這種工作的裝置有拋丸機、澆口冒口切割機等。砂型鑄件落砂清理是勞動條件較差的一道工序，所以在選擇造型方法時應儘量考慮到為落砂清理創造方便條件。有些鑄件因有特殊要求，還要經鑄件後處理，如熱處理、整形、防鏽處理、粗加工等。
特點
鑄造生產有與其他工藝不同的特點，主要是適應性廣、需用材料和裝置多、汙染環境。
適應性廣
鑄造是比較經濟的一種機械零件毛坯成形方法，對於形狀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，船舶螺旋槳以及精緻的藝術品等。有些難以切削的零件如燃汽輪機鎳基合金零件，不用鑄造方法無法成形。零件尺寸和重量的適應範圍很寬，金屬種類幾乎不受限制；零件在具有一般機械效能的同時，還具有耐磨、耐腐蝕、吸震等綜合性能，是其他金屬成形方法如鍛、軋、焊、衝等所做不到的。因此，在機器製造業中用鑄造方法生產的毛坯零件，在數量和噸位上迄今仍是最多的。
材料裝置品種多、數量大
鑄造生產經常要用的材料有各種金屬、焦炭、木材、塑料、氣體和液體燃料、造型材料等。所需裝置有冶煉金屬用的各種爐子，有混砂用的各種混砂機，有造型造芯用的各種造型機、造芯機，有清理鑄件用的落砂機、拋丸機等。還有供特種鑄造用的機器和裝置以及許多運輸和物料處理的裝置。
汙染環境
鑄造生產會產生粉塵、有害氣體和噪聲，對環境的汙染比起其他機械製造工藝來更為嚴重，需要採取措施進行控制。
發展趨勢
產品發展的趨勢是要求鑄件有更好的綜合性能，更高的精度，更少的餘量和更光潔的表面。此外，節能的要求和社會對恢復自然環境的呼聲也越來越高。為適應這些要求，新的鑄造合金將得到開發，冶煉新工藝和新裝置將相應出現。鑄造生產的機械化自動化程度在不斷提高的同時，將更多地向柔性生產方面發展，以擴大對不同批量和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，少產生或不產生汙染的新工藝新裝置將首先受到重視。質量控制技術在各道工序的檢測和無損探傷、應力測定方面，將有新的發展。鑄造工作者在電子技術和測試手段不斷進步的條件下，將對金屬結晶凝固和型砂緊實等理論進行更深入的探索，以研究提高鑄件效能和內部質量的有效途徑。機器人和電子計算機在鑄造生產和管理領域裡的應用，也將日益廣泛。
參考書目
李魁盛：《鑄造工藝設計基礎》，機械工業出版社，北京，1981。
陸文華：《鑄鐵及其熔鍊》，機械工業出版社，北京，1981。