铸造知识概述

铸造知识概述（1） 第三篇 铸造 概念：把熔化的金属液浇注到与零件形状相适应的铸型中，使其凝固获得铸件和毛坯的方法称 ——。 特点：1、可生产形状复杂件，如箱体、床身、机架、矿车轮等。 2、 铸造方法适应性广，各种合金及大小，武重40T的龙门刨，床身26T。86.11上海压力 机厂生产铸件490T世界少有。 3、 铸件成本低，砂，粘土，设备。 4、 节省金属、毛坯与零件相近。 但铸件机性差、组织粗大，铸件质量难于控制，工人劳动强度大。矿山机械中铸件占重量 80% 左右。特别是近年来特种铸造出现，可做到少，无切削。 第一章 铸造工艺基础 铸造常用合金有铸铁，铸钢和铸造有色合金。铸造合金除了有必要机要性能，物理、化学性 能，还应有良好的铸造性能，是指合金在铸造生产中表现出的工艺性能，选择合金的重要依据， 是保证铸件质量的重要因素，包括：流动性、收缩、偏析、吸气等。 §1-1 液态合金的流动性 一、 合金的流动性： 概念：浇注时，液体金属充填铸型的能力，与合金种类、结晶，特点，粘度等有关。 流动性好，充型能力强，可得到形状复杂，轮廓清晰的铸件，缺陷少，补缩好。 流动性差，易于产生浇不足、冷隔，是选择合金重要依据，流动性测定用螺旋试样，见实验 指导书。 常见合金、黄铜、铸铁最好，铸钢最差。 二、 影响合金流动性因素：影响保持液态时间长短 …… 1、化学成分：与合金种类、成分、结晶特点及物理性能有关，结构特点。见P64图3.1-1。层状 结晶，纯金属、共晶合金流动性好。见图 3.1-2。 P能降低液体粘度和表面张力，提高流动性，明太祖朱元障在南京铸钟……。 2、浇注温度：T°C高，粘度小，冷却慢，提高流动性 T°C太高，收缩大，吸气严重，氧化严重，粘砂厉害 3、充型能力：减小流动阻力，减小冷却速度、均使流动性提高，铸型光滑，流提高，直浇口高， 压力大，流动性提高，含水少，透气性好，流动性高，金属型 ＜砂型，干＞湿。 §1-2 铸造合金的收缩 一、 合金的收缩及影响因素： 1、 合金的收缩：合金在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象。使铸件产生缩孔，缩 松、裂纹、变形、内应力……。分为三个阶段。 (1) 液态收缩：从浇注温度到开始凝固温度时产生的收缩，产生缩孔原因之一。 (2) 凝固收缩：从凝固开始温度到凝固终了温度的收缩，产生缩孔，缩松的主要原因。 (3) 固态收缩：从凝固终止温度冷却到室温时的收缩，产生应力，变形，裂纹主要原因,P66 表 3.1-1 几种合金收缩率。 2、 影响合金收缩的因素： (1) 化学成分：不同成分收缩不同、钢中碳增加凝固收缩大、固态改缩略小。 铸铁中C增加，G增加收缩小。硅增加，石墨增加，收缩小，MnJ。SJGJ收缩小。 (2) 浇注温度：T°C提高，收缩大，高温出炉，低温浇注。 (3) 铸件结构与铸型：受阻收缩，芯子阻力，比自由收缩要小。 二、 铸件缩孔、缩松的形成及防止： 1、 缩孔及缩松的形成 (1) 缩孔：温度降低后，外壳冷却快，形成封闭壳，补充壳凝固、收缩，金属下降一层，又一 层形成缩孔。纯金属和共晶合金属于层状凝固。 (2) 缩松：缩松是分散最后凝固部位细小缩孔，结晶区间宽的合金，先析出枝晶把液体分开， 在最后凝固部位形成缩松。 2、 缩孔、缩松的防止： (1) 安放冒口补充凝固收缩，使缩孔移出件外，P67，图3.1-66。冒口还可排气、集渣，ZG件 比较大，冒口占件1/3-1/2，铸钢体收缩10-14%。 (2) 安放冷铁调整冷速，使铸件同时凝固或顺序凝固，图 3.1-6C §1-3 铸造内应力、铸件的变形与裂纹 铸件在凝固后，冷却过程中要产生固态收缩，当受阻时，就会产生内应力，甚至变形与裂纹 一、铸造内应力的形成与控制：分为热应力与机械应力。 1、 热应力、由于铸件厚薄不均，冷速不同，收缩不同(同一时刻)而引起的应力为……。 以铸造应力框来分析热应力形成过程，图 3.1-7 (1) 当杆I、n均处于塑性状态时，两杆因冷速不同而收缩不一致，产生内应力被塑变而消除, 图 3.1-7 ( a)。 (2) 当杆I处塑性，杆n细处于弹性收缩大，杆I受压，处于高塑性状态，发生塑性变形，内 应力消失。图 3.1-7(b)。 ⑶当i、n均处于弹性状态：杆I温度较高，杆n温度较低，收缩很小，而I收缩大，杆I 收缩受杆n阻碍，i受拉应力，n受压应力，当其强度超过会发生变形和裂纹。 2、 机械应力：铸件固态收缩受阻(铸型、型芯)图 3.1-9所示，落砂后会消失，但机械、热应 力共同作用会产生熟裂纹。 二、 铸件的变形及防止： 壁厚不同收缩时会产生内应力，产生变形，图 3.1-10厚受拉应力，薄受压应力。 (1) 铸件壁厚要尽量均匀，对称，图 3.1-11 (2) 尽量同时凝固，加冒口、冷铁。 (3) 反变形法。 (4) 时效处理、人工时效、自然时效。 三、 铸件裂纹及防止： 当内应力超过时，产生裂纹，铸件报废。 (1) 热裂：铸件凝固未期高温下产生裂纹，强度，塑性低，收缩受阻会产生裂纹，特点是裂纹 短、缝宽、形状曲折，呈氧化色。与合金结晶特点、成分有关，合理设计，减少型砂阻力。 (2) 冷裂：低温下形成裂纹，特征是裂纹细小、直线形、无氧化色、减少内应力、脆性增加、JP 含量＜ 0.3%。 第二章 常用铸造合金 常用铸造合金有铸铁、铸钢、铸造有色合金等。 §2-1 铸铁件生产 一、概述： 1、铸铁的特点及种类： 是生产中应用最广泛的材料。铸造性能好，切削加工性好，生产工艺简单，成本低，但塑性差， 可焊性差。常用来制造机架、床身、箱体、曲轴……。 按着碳的存在形态和石墨的形状不同分为： (1) 白口铸铁：C除极少数溶入铁素体外、其余都以FeC形态有在、断口呈银白色、又硬、又 脆、不易机加工。可用来做可铁毛坯，也用于耐磨件，如轧辊、锤头、磨球、犁桦等见 P73 图 3.2-1(a) (2) 灰口铸铁：碳除微量溶于铁素体，大部全部以片状不石墨形式存在，断口呈灰色。应用最 广泛的铸铁，图 3.2- 1 (b) 。 (3) 球墨铸铁：碳大部全部以球状石墨形式存在，用于高性能件，如曲轴 。 (4) 可锻铸铁：碳大中或全部以团絮状石墨形式存在，用于较高强度、韧性件，如后桥等。 二、灰铸铁：占铸铁总数80%以上，组织由基体+G片 1、灰铸铁化学成分、组织和性能： ( 1 )灰铁化学成分与组织： 成分： 2.6-3.6%C、 1.2-3.0%S、 0.4-1.2%Mn、 S<0.15%、 P<0.3%。 按着基体组织不同分为： ① 铁素体灰铁：F+G粗片大，HB低，切削加工性好，用于要求不高零件。 ② 铁素体珠光体灰铁： F+P+G 片， 较差，铸造性能、切削加工性好，应用较广。 ③ 珠光体灰铁：P+G细片，、HB高、重要机械零件。 (2)灰铸铁的性能：钢的基体上嵌入大量G片(孔洞) ① 机械性能：由于G的20mpa, 5、屮=0, HB=3，相当孔洞，使性能=120-250Mpa, 5、屮=0, 极低，抗压与钢相近。 ② 工艺性能：共晶成分，铸造性能好，切削加工性好，不能压力加工，焊接性能差。 ③ 减震性：大量G片，阻碍震动传播、吸震。床身、锻锤机座。 ④ 耐磨性： G 干润滑剂， G 坑储存油，导轨。 ⑤ 缺口敏感性低： G 存在大量缺口，对外来缺口不敏感了。 2、 灰铸铁的孕育处理：性能决定基体和石墨形态，为了提高性能用碳、硅低的铁水， C=2.7-3.2， Sil=2%, Mn=l%, S<0.12%, p<0.3%，直接浇注白口，麻口。在铁水包中加入 Si-Fe (Si=75%) 加入量0.2-0.5%，块度3-10mm，使其得到细小片状石墨，％、塑性无变化，耐磨性提高特别是厚 大截面性能均匀，P75图3.2-2。常用于齿轮、床身、泵体……。 3、 灰铸铁的牌号和应用：灰铁和性能取决成分和冷却速度，常用机械性能表示，HT200为灰铁, =200Mpa 见表 3.2-1 与老牌号 HT20-40 相同。 三、 球墨铸铁 1、球铁的牌号、组织和性能 QT450-10 为球铁，，表 3.2-2P76 组织：铁素体球铁： F+G 球 铁素体珠光体球铁， F+P+G 球 珠光体球铁， P+G 球 球状石墨对机体割裂作用少，应力集中小，性能大大提高，成本降低，以铁代钢，东风 4000， 曲轴锻钢一万，球铁三千元。 1 、球墨铸铁的生产 (1) 化学成分： 3.4-4%C， 2-2.6%Si， S<0.07%， P<0.1%。 (2) 球化剂与孕育剂：Mg-稀土合金，脱S,去气，提高铸性，石墨球化，成本低。加入量 1-1.6%。孕育剂Si-Fe为0.5-1.0%，细化石墨球。 (3) 球化处理工艺：包底冲入法图 3.2-3，加入1/3-1/2铁水。 (4) 球铁的热处理：改变基体来提高性能，退火，正火，淬火，回火。 四、 可锻铸铁： 成分：2.4-2.8%C, 0.4-1.4%Si,浇注成白口铁，经长时间（40-70h）高温（900°C以上）退火, 使Fe3cfFe+G （团形成团絮状，耗能大，成本高，重要件，汽车后桥。 KTH300-06墨心可铁（F），。常见铁素体，珠光体基体，表3.2-3 五、其他铸铁： 1、蠕墨铸铁，介于球铁，灰铁之间…… 2、合金铸铁：耐磨、耐热、耐腐蚀…… §2-2 铸钢件生产 一、概述 在煤矿机械中，要求强度高，塑性好，韧性好，常用铸钢件 （1）综合性能高于铸铁，如矿车轮，高压阀门…… （2） 焊接性能好，低中碳钢，液压支架 （3） 性能稳定，质量较易控制 （4） 便于制造具有耐磨，耐蚀，耐热铸件。 二、 铸钢的分类、性能和应用： 按着化学成分分为铸造碳钢和铸造合金钢。 1、 铸造碳钢：常分为低碳钢，中碳钢和高碳钢 C<0.25%， C=0.25-0.45%,C=0.5-0.6%。 牌号：ZG200-400，，原牌号ZG15。见表3.2-4应用。 2、 铸造合金钢：为了提高钢的机械性能，使其具有耐磨、耐热、耐蚀及特殊物理化学性能，加 进一些合金元素。 低合金铸钢， Re<3.5%,ZG35Mn 高合金铸钢，Re>10%, ZGMn13，表 3.2-4 三、 铸钢工艺特点： 1、 流动性差，8>8mm，结晶宽。 2、 收缩大：体 10-14%，线1.8~2.5%易于产生缩孔、缩松加冒口补缩。 3、 熔点高：1500°C左右，易氧化粘砂，SiO2>95% 四、铸钢件的热处理：铸钢件晶粒粗大，过热组织、偏析、残余应力，使机性下降，为此要采用 退火和正火。 五、铸钢的熔炼： 常见的有电弧炉炼钢和感应电炉炼钢。 §2-3 常用有色合金 1、 纯铝：熔点6601, d=2.7，导电、导热性好。常用L］、I?、L3……L8 2、 变形铝合金： ① 热处理不能强化铝合金，防锈铝合金，表3.2-5 ② 热处理能强化铝合金，硬铝含金，超硬铝合金、锻铝合金。 3、 铸造铝合金 ① 铝硅合金ZL101……表3.2-6 P84，应用 ② 铝铜合金ZL201…… ③ 铝镁合金ZL301…… ④ 铝锌合金ZL401…… 二、铜合金 1、 纯铜：熔点10831，d=8.98/cm3导电、导热、抗腐蚀、塑性高。常用人，T?，T3, T4号大， 纯度差。 2、 黄铜： Cu+Zn 合金 H62，黄铜，Cu=62%，Zn=38%,铆钉，散热片，表 3.2-7。 ZH80，铸造黄铜，机性好耐腐蚀，价便宜，用途广。 特殊黄铜 HPb59-1， Cu=59， Pb=1， Zn=40。 3、青铜：除Zn以外铜合金 锡青铜：QSn6.5-0.1，Sn=6.5，P=0.1，Cu=93.6，表 3.2-8。 铝青铜：ZQA19-4，铸铝青铜，Al=9%，Fe=4%，Cu=87%。 第三章 特种铸造 砂型铸造有很多优点，适应性广，成本低，应用普遍，但表面光洁度差，工艺复杂，生产率 低，劳动条件差，为此常采用金属型铸造，压力铸造，低压铸造，熔模铸造，离心铸造，陶瓷型 铸造，挤压铸造，壳型，磁丸，连续，实型铸造。 §3-1 金属型铸造 把液体金属浇入到金属制成的铸型里获得铸件……。 1、金属型构造及工艺： 金属型分为水平分型、垂直分型、复合型 P88 3.3-1。 铸造工艺特点： ① 合适的型温，250-350to ② 喷刷涂料。 ③ 开型时间、温度合适。 二、金属型特点及应用 1、 生产率高、永久型。 2、 铸件精度高、余量小， IT14-12， Ra=12.5-6.3 3、 机械性能好,Al的％提高20% 4、 成本高、不适于薄件 适用于大批量生产中小有色金属件，活塞、气缸盖，铜瓦……。 §3-2 压力铸造 用高压（5〜150mpa）高速（5〜100m/s）把液态、半液态合金压入金属型中，并在压力下结晶……。 一、压力铸造工艺过程：在压铸机上完成的，压型是金属型，压铸机按其压室分为冷室、热室， P90, 3.3-3, 3.3-4o又可分为卧式、立式，常见有动模、静模、芯子、顶杆……。 （ 1 ）合模注入金属 （ 2）压铸 3）开型取件 2．压铸的特点及应用： (1) 生产率高80—120件/h,热室400〜1000件/h。 (2) 精度、质量好，IT“ “ , Ra3.2—0.8，薄件、齿轮。 13 11 (3) 机械性能高，结晶细， 。 ( 4)设备贵，铸件易于气孔、缩孔 适于汽车、飞机、电器的有色合金件。 §3—4 熔模铸造 用易熔材料制成蜡模，然后用耐火材料涂挂，硬化后把易熔材料熔失掉，烘干，浇注，获得 所需无分型面铸件，例如铸铜主席像。也称为失蜡铸造。 1909 年发明做金牙，保山专利。二战涡轮发动机，波音飞机。 一、熔模铸造工艺过程：P93图3.3-6 1) 母模( a) 2) 压型( b) 3) 蜡模压制， 组模( c〜e) 4) 制壳( f) 4〜6 次 5) 脱腊( g) 85〜95 °C水 6) 焙烧 8 50〜900°电阻炉 7) 填砂浇注， 清理。 、熔模铸造特点及应用 (1)铸件精度，光洁度高，IT14-11，Ra12.5—1.6 2) 适于形状复杂，薄壁件，无分型面， 1.2mm 予热 3) 适于各种合金，高熔点，难加工。 4) 生产批量不受限制，单件、大批。 (5) 工艺复杂周期长，小于25kg件。 §3—5 离心铸造 把液态金属浇注入高速旋转（250—1500rpa）铸型中，在离心力作用下，充型和结晶，这种离 心铸造。 一、 离心铸造的基本方式： 1 ．立式离心铸造机， P95 3.3-7。 2．卧式离心铸造机。 3．铸造工件离心机 图 3.3-8。 二、 离心铸造的特点及应用 （1） 金属利用率高，省芯、浇注系统，成本低。 （2） 结晶致密，气体，夹渣内浮，顺序凝固。 （3） 充型能力强，薄件。 （4） 适于双金属铸造。 （ 5）内径尺寸误差大，粗糙，偏析。 适用于铸铁管、气缸套、铜套。 第四章 铸造工艺设计 §4-1 概述 铸造工艺设计依据铸件的技术要求、结构特点、生产批量及生产条件，确定铸造工艺方案 和工艺参数，绘制铸造工艺图，偏制工艺卡等。工艺设计是生产准备、管理、验收的依据，对保 证铸件质量，提高生产率，降低成本有重要意义。 一、铸造工艺设计的依据： 第四章 铸造工艺设计 §4-1 概述 铸造工艺设计依据铸件的技术要求、结构特点、生产批量及生产条件，确定铸造工艺方案和工艺 参数，绘制铸造工艺图，偏制工艺卡等。工艺设计是生产准备、管理、验收的依据，对保证铸件 质量，提高生产率，降低成本有重要意义。 一、铸造工艺设计的依据： 1．生产任务和技术要求： ① 审查零件图。 ② 审查零件技术要求。 ③ 生产类型及生产期限。 2．车间生产条件 ① 设备。 ② 原材料。 ③ 工人技术水平。 ④ 模具、工装车间能力。 3．设计经济性 二、铸造工艺设计的内容： 1．铸造工艺图，用各种符号在零件上表明铸造工艺方案，如浇注位置，分型面，余量，斜度， 收缩率，浇注系统，冒口，冷铁等。 2．铸造工艺卡：说明造型，造芯，浇注，清理工艺过程及要求文件。 3．合箱图 三、铸造工艺设计的程序 1．审查图纸 2．选择铸造及造型方案 3．确定浇注位置及分型面 4．选用工艺参数 5．设计浇冒口，冷铁 6．设计砂芯 §4-2 铸件结构工艺性 铸件结构设计除了满足使用性能及机械性能外，还要考虑铸造结构工艺性能，将影响铸件质量及 成本。 一、铸造工艺对铸件结构的要求： 1．减小分型面，并尽可能为平面，图 P10 中3.4-1、3.4-2。 2．铸件结构应少用或不用型芯，图 3.4-3、3.4-4。 3．铸件结构有利于型芯固定，排气和清理，3.4-5、3.4-6。3.4-7 空心圆球，工艺孔。 4．铸件形状简单，避免使用活块，3.4-8。 5．铸件上应用结构斜度，3.4-9。 6．铸件的吊装、运输和装夹方便，安全。 二、合金铸造性能对铸件结构的要求： 1 •铸件壁厚应合理，6最小壁厚，太厚晶粒粗大，组织疏松，易于产生缩孔，不能提高厚度来 提高承载能力。 抗弯 100% 194% 282% 重量 100% 50% 65% 2 •铸件壁厚应尽可能均匀，P103图3.4-10。 3．铸件壁的连接 （1） 要用圆角连接， P104 3 .4- 1 1 、1 2 。 ①热量大， ②柱状晶杂质集中， ③应力集中， ④工艺简 单 （2） 不同壁厚连接，表 3.4-2。 （3） 避免锐角和交叉连接，图 3.4-13 3.4-14。 4 •避免铸件收缩受阻，图3.4-15 5 •避免过大水平面，图3.4-16水平面金属液上升速变慢。 6•铸件防裂筋的应用，图3.4-17。 三、组合铸件，图 3.4-18 §4-3 铸造工艺方案的确定 一、 铸型种类及造型方法的选择 铸型：砂型、金属型、壳型……。砂型分为湿型、干型、表干型……。 造型方法：手工造型、机械造型 二、 浇注位置的选择：浇注时铸件在铸型中所处位置。 1 •重要面质量要求高面朝下或放于侧面，图3.4-19、3.4-20。 2 •铸件的大平面应放在下部，图3.4-21。 3 •薄部位置于下部或倾斜、垂直放置，图3.4-22。 4•减少型芯，便于安放、稳固、排气，图3.4-23。 5．易于产生缩孔，厚大部位置于上部、侧面，便于安放冒口，图 3.4-24。 三、分型面选择；为取出模型，砂箱间的分界面 1 •尽量减少分型面的数目，简化工艺J成本，图3.4-25。 2．分型面要尽量平直，图 3.4-26。 3．尽量使铸件全部或大部置于同一半型中，图 3.4-27、图 3.4-28。 4．分型面便于下芯、合箱及检查型腔尺寸，图 3.4-29。 5．分型面选在最大截面 §4-4 铸造工艺参数选择 工艺方案确定后，还要确定工艺参数 一、 机械加工余量：为进行机加工而放大的尺寸，依合金种类，尺寸生产批量，复杂程度，加工 面位置。 P110 图 3.4-3。 二、 收缩率：由于合金的收缩，使体积减少，要放大收缩量的这个尺寸，工厂称缩尺，合金种类， 尺寸，结构而定，HT0.7〜1.0%、ZG1.5〜20%、有色1.5〜1%。 三、 拔模斜度：为了便于取出模型，在垂直于分型面的表面制造模型时留出一定斜度，图 3.4-30， 砂型15'〜3。，内3。〜15。。 四、 最小铸出孔和槽：是否要铸出看工艺要求。 灰铁单件申30〜50，成批申15〜30，大量申12〜15mm 五、 铸造圆角，相交壁圆角过渡 §4-5 型芯、浇注系统和冒口设计 一、 型芯设计：形成铸件内，腔孔及复杂表面，减少分型面和活块数目。 1．型芯分块：大尺寸，复杂芯减少芯，图 3.4-31、图 3.4-32。 2．芯头设计：作用定位，固定，排气，清砂。 分为水平芯头、垂直芯头，图 3.4-33 二、 浇注系统设计 1 ．组成：由浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道。 2 •类型：封闭式、开放式、半封闭式。F直〉F横〉F内，F 直＜ F横＜ F内，F内＜ F直〉F横顶浇式、 底注式、中间注入式，图 3.4-34 。 3．尺寸的确定 三、冒口和冷铁设计 1．冒口作用及种类：作用补缩，调速冷速，排气，集渣。种类有顶冒口，边冒口，明冒口，大 气压力冒口，发热冒口。P114图3.4 -5。 2．冒口设置及计算 3．冷铁：作用，减少冒口，改善金相组织，控制凝固顺序，增加冒口补缩距离，常见冷铁类型 图 3.4-36。 §4-6 典型件铸造工艺设计举例 一、 铸造工艺图表示方法， P17 表 3.4-5。 二、 典型件举例图 3.4-37、 3.4-38、 3.4-39。 1 ．生产任务和技术要求： ① 审查零件图。 ② 审查零件技术要求。 ③ 生产类型及生产期限。 2．车间生产条件 ①设备。 ②原材料。 ③ 工人技术水平。 ④ 模具、工装车间能力。 3．设计经济性 二、铸造工艺设计的内容 1．铸造工艺图，用各种符号在零件上表明铸造工艺方案，如浇注位置，分型面，余量，斜 度，收缩率，浇注系统，冒口，冷铁等。 2．铸造工艺卡：说明造型，造芯，浇注，清理工艺过程及要求文件。 3．合箱图 三、铸造工艺设计的程序 1．审查图纸 2．选择铸造及造型方案 3．确定浇注位置及分型面 4．选用工艺参数 5．设计浇冒口，冷铁 6．设计砂芯 §4-2 铸件结构工艺性 铸件结构设计除了满足使用性能及机械性能外，还要考虑铸造结构工艺性能，将影响铸件质量及 成本。 一、铸造工艺对铸件结构的要求： 1．减小分型面，并尽可能为平面，图 P10 中3.4-1、3.4-2。 2．铸件结构应少用或不用型芯，图 3.4-3、3.4-4。 3．铸件结构有利于型芯固定，排气和清理，3.4-5、3.4-6。3.4-7 空心圆球，工艺孔。 4．铸件形状简单，避免使用活块，3.4-8。 5．铸件上应用结构斜度，3.4-9。 6．铸件的吊装、运输和装夹方便，安全。 二、合金铸造性能对铸件结构的要求： 1 •铸件壁厚应合理，6最小壁厚，太厚晶粒粗大，组织疏松，易于产生缩孔，不能提高厚度来 提高承载能力。 抗弯 100% 194% 282% 重量 100% 50% 65% 2．铸件壁厚应尽可能均匀， P103 图3.4-10。 3．铸件壁的连接 （1）要用圆角连接，P104 3.4-11、12。①热量大，②柱状晶杂质集中，③应力集中，④工艺简 单 2）不同壁厚连接，表 3.4-2 （3）避免锐角和交叉连接，图 3.4-13 3.4-14。 4．避免铸件收缩受阻，图 3.4-15 5．避免过大水平面，图 3.4-16 水平面金属液上升速变慢。 6．铸件防裂筋的应用，图 3.4-17。 三、组合铸件，图 3.4-18 §4-3 铸造工艺方案的确定 一、铸型种类及造型方法的选择 铸型：砂型、金属型、壳型……。砂型分为湿型、干型、表干型…… 造型方法：手工造型、机械造型 二、 浇注位置的选择：浇注时铸件在铸型中所处位置。 1．重要面质量要求高面朝下或放于侧面，图 3.4-19 、 3.4-20。 2．铸件的大平面应放在下部，图 3.4-21。 3．薄部位置于下部或倾斜、垂直放置，图 3.4-22 。 4．减少型芯，便于安放、稳固、排气，图 3.4-23 。 5．易于产生缩孔，厚大部位置于上部、侧面，便于安放冒口，图 3.4-24 三、 分型面选择；为取出模型，砂箱间的分界面 1 •尽量减少分型面的数目，简化工艺J成本，图3.4-25。 2．分型面要尽量平直，图 3.4-26 。 3．尽量使铸件全部或大部置于同一半型中，图 3.4-27、图 3.4-28。 4．分型面便于下芯、合箱及检查型腔尺寸，图 3.4-29。 5．分型面选在最大截面 §4-4 铸造工艺参数选择 工艺方案确定后，还要确定工艺参数 一、机械加工余量：为进行机加工而放大的尺寸，依合金种类，尺寸生产批量，复杂程度，加工 面位置。P110图3.4-3。 二、收缩率：由于合金的收缩，使体积减少，要放大收缩量的这个尺寸，工厂称缩尺，合金种类， 尺寸，结构而定，HT0.7〜1.0%、ZG1.5〜20%、有色1.5〜1%。 三、 拔模斜度：为了便于取出模型，在垂直于分型面的表面制造模型时留出一定斜度，图 3.4-30， 砂型15'〜3。,内3。〜15。。 四、 最小铸出孔和槽：是否要铸出看工艺要求。 灰铁单件申30〜50，成批申15〜30，大量申12〜15mm 五、铸造圆角，相交壁圆角过渡 §4-5 型芯、浇注系统和冒口设计 一、 型芯设计：形成铸件内，腔孔及复杂表面，减少分型面和活块数目。 1．型芯分块：大尺寸，复杂芯减少芯，图 3.4-31、图 3.4-32。 2．芯头设计：作用定位，固定，排气，清砂。 分为水平芯头、垂直芯头，图 3.4-33 二、 浇注系统设计 1 ．组成：由浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道。 2•类型：封闭式、开放式、半封闭式。F直〉F横〉F 内, F 直＜ F横＜ F 内, F内＜ F直〉F横顶浇式、 底注式、中间注入式，图 3.4-34。 3．尺寸的确定 三、冒口和冷铁设计 1 ．冒口作用及种类：作用补缩，调速冷速，排气，集渣。种类有顶冒口，边冒口，明冒口，大 气压力冒口，发热冒口。P114图3.4—35。 2．冒口设置及计算 3．冷铁：作用，减少冒口，改善金相组织，控制凝固顺序，增加冒口补缩距离，常见冷铁类型， 图 3.4-36。 §4-6 典型件铸造工艺设计举例 一、 铸造工艺图表示方法，P17表3.4-5。 二、 典型件举例图 3.4-37、 3.4-38、 3.4-39 21 of 21