《金属的液态成型》PPT课件

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1、第 一 章 金 属 的 液 态 成 型 （ 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 一 定 形 状 和 性 能 铸 件 的 成 形 方 法 ， 称 为 铸 造结 晶 ： 金 属 溶 液 在 凝 固 后 一 般 都以 晶 质 状 态 存 在 。 金 属 的 结 晶 过程 是 不 断 形 成 晶 核 和 晶 核 不 断 长大 的 过 程 ， 即 由 晶 核 的 产 生 和 长大 两 个 基 本 过 程 组 成 的 。 11 动 画 ： 金 属 的 结 晶 优 点 ： 1） 可 以 生 产 出 形 状 复 杂 ， 特 别 是 具

2、 有 复 杂 内 腔 的 零 件 毛 坯 ， 如 各 种 箱 体 、 床 身 、 机 架 等 。2） 铸 造 生 产 的 适 应 性 广 ， 工 艺 灵 活 性 大 。 工 业 上 常 用 的 金 属 材 料 均 可 用 来 进 行 铸 造 ， 铸 件 的 重 量 可 由 几 克 到 几 百 吨 ， 壁 厚 可 由 0.5mm到 1m左 右3） 铸 造 用 原 材 料 大 都 来 源 广 泛 ， 价 格 低 廉 ， 并 可 直 接 利 用 废 机 件 ， 故 铸 件 成 本 较 低 。缺 点 ： 1） 铸 造 组 织 疏 松 、 晶 粒 粗 大 ， 内 部 易 产 生 缩 孔 、 缩 松 、气

3、 孔 等 缺 陷 ， 因 此 ， 铸 件 的 力 学 性 能 ， 特 别 是 冲 击 韧 度低 于 同 种 材 料 的 锻 件 。2） 铸 件 质 量 不 够 稳 定 。铸 造 的 优 缺 点 ： 铸 造 的 分 类 铸 造（ 造 型方 法 ） 砂 型 铸 造特 种 铸 造 （ 造 型 材 料 ） 化 学 硬 化 砂 型 湿 砂 型干 砂 型以 天 然 矿 产 砂 石为 主 要 造 型 材 料 熔 模 铸 造 、 壳 型 铸造 、 负 压 铸 造 、 泥型 铸 造 、 实 型 铸 造、 陶 瓷 型 铸 造 等以 金 属 作 为 主要 造 型 材 料 金 属 型 铸 造 、 离 心铸 造 、 连

4、 续 铸 造 、压 力 铸 造 、低 压 铸 造 等 砂 型 铸 造 工 艺 过 程制 造 模 样 、 芯 盒 配 制 型 砂 、 芯 砂 造 型 和 造 芯 烘 干 、合 箱 熔 炼 金 属 、 浇 注 落 砂 、 清 理 与 检 验 等第 一 节 砂 型 铸 造 工 艺 一 、 造 型 材 料 制 做 铸 型 和 型 芯 所 用 的 材 料 成 为 造 型 材 料 。主 要 分 型 砂 与 芯 砂 ， 由 原 砂 、 粘 接 剂 、 水 和 附 加 物 配 制 而 成 。（ 一 ） 型 （ 芯 ） 砂 的 性 能1、 强 度 ： 应 保 证 铸 型 （ 或 型 芯 ） 受 外 力 作 用

5、时 ， 不 易 被 损 坏 。 型 砂 强 度 不 足 会 造 成 塌 箱 、 冲 砂 与 砂 眼 等 缺 陷 。2、 透 气 性 ： 铸 型 （ 或 型 芯 ） 能 允 许 气 体 通 过 ， 因 为 浇 注 时 ， 型 腔 内 的 空 气 及 铸 型 产 生 的 挥 发 气 体 要 通 过 砂 型 逸 出 。3、 可 塑 性 ： 型 砂 受 力 易 成 型 且 获 得 清 晰 轮 廓 。 可 塑 性 好 ， 作 兴 方 便 ， 造 型 的 轮 廓 清 晰 ， 可 铸 出 形 状 尺 寸 精 确 的 铸 件 。4、 耐 火 性 ： 型 （ 芯 ） 砂 在 高 温 液 态 金 属 作 用 下

6、， 不 软 化 、 不 熔 融 和 不 粘 结 的 能 力 、 耐 火 性 差 的 型 （ 芯 ） 砂 ， 砂 粒 易 粘 附 在 铸 件 表 面 ， 使 清 砂 和 切 削 加 工 困 难 。5、 退 让 性 ： 铸 件 凝 固 收 缩 时 ， 型 （ 芯 ） 砂 不 阻 碍 铸 件 收 缩 。 退 让 性 差 的 型 芯 砂 ， 将 阻 碍 铸 件 的 收 缩 ， 会 使 铸 件 产 生 应 力 ， 引 起 变 形 ， 甚 至 开 裂 。 型 芯 在 浇 注 时 ， 四 周 被 液 态 金 属 包 围 ， 故 要 求 芯 砂 性 能 比型 砂 高 。 (二 )型 （ 芯 ） 砂 的 组 成

7、 及 配 制 过 程1、 型 （ 芯 ） 砂 的 组 成原 砂 是 型 砂 和 砂 芯 的 主 要 组 成 部 分 ， 其 主 要 成 分 是 由 SiO 2及 其他 氧 化 物 。 砂 粒 均 匀 且 呈 圆 形 的 好 ， 一 般 采 自 山 地 、 沙 漠 、 河滩 和 海 滨 。粘 结 剂 其 作 用 是 江 砂 粒 互 相 粘 结 在 一 起 ， 使 型 （ 芯 ） 砂 具 有 一定 的 强 度 和 可 塑 性 。 种 类 很 多 ， 常 用 的 有 陶 （ 高 岭 ） 土 、 膨 润土 、 油 类 、 合 脂 、 树 脂 与 水 玻 璃 等 。附 加 物 为 了 改 善 型 （ 芯

8、 ） 砂 某 些 性 能 而 附 加 的 物 质 。 例 如 ， 加入 煤 粉 可 提 高 耐 火 性 ， 加 入 水 玻 璃 可 提 高 强 度 ， 加 入 木 屑 可 改善 透 气 性 和 退 让 性 等 。 型 砂 和 芯 砂 的 组 成 物 决 定 于 铸 造 合 金 的 种 类 ， 铸 件 的 大 小及 结 构 特 征 等 。2、 型 （ 芯 ） 砂 的 制 备 过 程烘 干 -筛 分 -混 砂 （ 先 干 混 后 湿 混 ） -松 砂 -停 放 （ 闷 砂 ） 。 二 、 模 样 与 芯 盒 的 制 造模 样 与 芯 盒 是 铸 造 生 产 的 工 艺 装 备 之 一 ， 模 样

9、是 用 来 形 成 铸 型 型 腔 的 工 艺 装 备 ,按 组 合 形 式 ， 可 分 为 整体 模 和 分 开 模 。 芯 盒 是 制 造 砂 芯 或 其 他 种 类 耐 火 材 料 芯 所 用 的 装 备 。 模 样 和 芯 盒 由 木 材 、 金 属 或 其 他 材 料 制 成 。 （ 一 ） 模 样 的 制 造 一 般 情 况 ， 模 样 的 外 形 与 铸 件 的 外 形 相 似 ， 其 尺 寸 要 大 于铸 件 ， 这 是 因 为 金 属 有 冷 却 收 缩 。 模 样 应 有 足 够 的 强 度 和刚 度 ， 以 及 与 逐 渐 向 适 应 的 表 面 粗 糙 度 和 尺 寸

10、精 度 。 根 据 制 造 模 样 所 用 的 材 料 不 同 ， 分 为 木 模 样 、 金 属 模 样 和塑 料 模 样 等 ， 可 根 据 铸 件 的 要 求 、 造 型 方 法 和 生 产 批 量 等， 经 济 合 理 的 选 用 。木 模 样 是 模 样 中 应 用 最 广 泛 的 一 种 ， 具 有 质 轻 、 价 廉 和 容易 加 工 等 优 点 。 但 强 度 低 ， 容 易 变 形 和 损 坏 ， 一 班 用 于 单件 和 中 小 批 量 生 产 。 常 用 木 材 有 ， 红 木 、 杉 木 、 银 杏 等 。金 属 模 样 用 铸 铁 、 铜 合 金 和 铝 合 金 等

11、金 属 材 料 制 造 的 模 样。 铝 模 最 为 多 见 。 金 属 模 样 的 强 度 高 ， 尺 寸 精 确 ， 表 面 光洁 ， 寿 命 长 。 但 制 造 时 生 产 周 期 长 、 成 本 高 ， 用 于 大 批 量生 产 。（ 二 ） 芯 盒 的 制 造 芯 盒 的 型 腔 与 铸 件 的 内 腔 孔 洞 相 似 。 其 尺 寸 应 考 虑 铸 件 内 腔 的 加 工 余 量 和 收 缩 量 。 根 据 制 造 芯 盒 的 材 质 不 同 ， 也 可 以 分为 木 芯 盒 和 金 属 芯 盒 ， 金 属 芯 盒 的 材 料 一 般 是 铸 造 铝 合 金。 三 、 造 型 与

12、制 芯 工 艺 造 型 是 指 用 型 砂 、 模 样 、 砂 箱 等 工 艺 装 备 制 造 砂 型 的 过 程 。 制 芯 是 将 芯 砂 制 成 符 合 芯 盒 形 状 的 砂 芯 的 过 程 。 （ 一 ） 手 工 造 型手 工 造 型 是 全 部 用 手 工 或 手 动 工 具 完 成 的 造 型 工 序 。1、 整 模 造 型 的 模 样 是 整 体 的 ， 分 型 面 是 平 面 ， 铸 型 型 腔 全 部在 半 个 铸 型 内 ， 其 造 型 简 单 ， 铸 件 不 会 产 生 错 型 缺 陷 。 适 用 于铸 件 最 大 截 面 在 一 端 ， 且 为 平 面 的 铸 件 。

13、 整 模 造 型 2、 分 模 造 型 是 将 模 样 沿 最 大 截 面 处 分 成 两 半 ， 型 腔 位 于 上 、 下两 个 砂 箱 内 ， 造 型 简 单 省 工 。 常 用 于 最 大 截 面 在 中 部 的 铸 件 。 三 箱 造 型 3、 挖 砂 造 型 的 模 样 是 整 体 的 ， 但 铸 件 分 型 面 为 曲 面 。为 便 于 起 模 ， 造 型 时 用 手 工 挖 去 阻 碍 起 模 的 型 砂 、 其 造型 费 工 、 生 产 率 低 ， 工 人 技 术 水 平 要 求 高 。 用 于 分 型 面不 是 平 面 的 单 件 、 小 批 生 产 铸 件 。 挖 砂 造

14、 型 4、 活 块 造 型 是 在 制 模 时 将 铸 件 上 的 妨 碍 起 模 的 小 凸 台 ， 肋 条 等这 些 部 分 作 成 活 动 的 （ 即 活 块 ） 。 起 模 时 ， 先 起 出 主 体 模 样 ，然 后 再 从 侧 面 取 出 活 块 。 其 造 型 费 时 ， 工 人 技 术 水 平 要 求 高 。主 要 用 于 单 件 、 小 批 生 产 带 有 突 出 部 分 、 难 以 起 模 的 铸 件 。 活 块 造 型 5、 刮 板 造 型 是 用 刮 板 代 替 实 体 模 样 造 型 ， 它 可 降 低 模 样 成本 ， 节 约 木 材 ， 缩 短 生 产 周 期 。

15、 但 生 产 率 低 ， 工 人 技 术 水平 要 求 高 。 用 于 有 等 载 面 或 回 转 体 的 大 、 中 型 铸 件 的 单 件 、小 批 生 产 、 如 带 轮 、 铸 管 、 弯 头 等 。 刮 板 造 型 6、 组 芯 造 型 是 用 若 干 块 砂 芯 组 合 成 铸 型 ， 而 无 需 砂 箱 。 它 可 提高 铸 件 的 精 度 ， 但 成 本 高 。 适 用 于 大 批 量 生 产 形 状 复 杂 的 铸 件 。 7、 地 坑 造 型 在 地 平 面 以 下 的 沙 坑 中 或 特 制 的 地 坑 中 制 造 下 型 的造 型 方 法 ， 特 点 是 省 掉 了 下

16、 砂 箱 ， 但 造 型 操 作 麻 烦 。 用 于 中 型 、大 型 铸 件 单 件 或 小 批 量 生 产 。 8、 假 箱 造 型 是 为 克 服 挖 砂 造 型 的 挖 砂 缺 点 ， 在 造 型 前 预 先做 个 底 胎 （ 即 假 箱 ） ， 然 后 在 底 胎 上 制 下 箱 ， 因 底 胎 不 参 予浇 注 ， 故 称 假 箱 。 比 挖 砂 造 型 操 作 简 单 ， 且 分 型 面 整 齐 。 适用 于 成 批 生 产 中 需 要 挖 砂 的 铸 件 。 假 箱 造 型 （ 二 ） 机 器 造 型 机 器 造 型 是 指 用 机 器 全 部 完 成 或 至 少 完 成 紧

17、砂 操 作 的 造 型 工 序 。机 器 造 型 铸 件 尺 寸 精 确 、 表 面 质 量 好 、 加 工 余 量 小 ， 但 需 要 专 用设 备 ， 投 资 较 大 ， 适 合 大 批 量 生 产 。 常 用 的 机 器 造 型 方 法 有 ： 压 实 紧 实 、 高 压 紧 实 、 震 击 紧 实 、震 压 紧 实 、 微 震 紧 实 、 抛 砂 紧 实 、 射 压 紧 实 、 射 砂 紧 实 。 （ 三 ） 造 芯芯 的 主 要 作 用 是 形 成 铸 件 的 内 腔 或 局 部 外 形 。单 件 、 小 批 生 产 时 采 用 手 工 制 芯 ， 大 批 生 产 时 采 用 机 器

18、 制芯 。手 工 制 芯 常 采 用 芯 盒 制 芯 。 （ 四 ） 浇 铸 系 统 与 冒 孔 在 造 型 过 程 中 ， 开 设 浇 铸 系 统 与 冒 口 是 非 常 重 要 的 操 作 。浇 铸 系 统 将 液 态 金 属 平 稳 的 导 入 、 填 充 型 腔 与 冒 口 的 通 道 ，称 为 浇 注 系 统 。 通 常 由 浇 口 杯 、 直 浇 道 、 横 浇 道 和 内 浇 道 组成 。 除 导 入 液 态 金 属 外 ， 浇 注 系 统 还 起 到 挡 渣 、 补 缩 与 调 节铸 件 的 冷 却 顺 序 等 作 用 。冒 口 在 铸 型 中 ， 储存 和 供 补 缩 铸 件

19、 用熔 融 金 属 的 空 腔 ，也 指 该 空 腔 中 充 填的 金 属 。 其 作 用 是补 缩 、 排 气 和 除 渣。 冒 口 设 置 于 铸 件的 顶 部 或 “ 热 节 ”处 。 （ 五 ） 铸 型 、 型 芯 的 烘 干 及 合 箱铸 型 、 型 芯 的 烘 干 目 的 是 提 高 铸 型 与 型 芯 的强 度 、 透 气 性 ， 以 及 减 少 其 挥 发 性 气 体 。 通 常 ，型 芯 都 要 进 行 烘 干 ， 而 铸 型 实 在 不 能 保 证 铸 件 质量 时 ， 才 进 行 烘 干 。合 箱 把 铸 型 的 各 部 分 以 及 型 芯 装 配 在 一 起 的操 作

20、， 称 为 合 箱 。 其 工 艺 要 点 是 要 保 证 铸 型 型 腔的 尺 寸 与 形 状 ， 以 及 型 芯 相 对 位 置 的 稳 固 。 四 、 铸 造 工 艺 图铸 造 工 艺 图 是 表 示 铸 型 分 型 面 、 浇 冒 口 系 统 、 浇 注 位 置 、型 芯 结 构 尺 寸 、 控 制 凝 固 措 施 （ 冷 铁 、 保 温 衬 板 ） 等 的图 样 。图 中 应 表 示 出 ： 铸 件 的 浇 注 位 置 、 分 型 面 、 型 芯 的 数 量 、形 状 、 尺 寸 及 固 定 方 法 、 加 工 余 量 、 起 模 斜 度 、 浇 口 、冒 口 、 冷 铁 的 尺 寸

21、 和 位 置 。 （ 一 ） 浇 注 位 置 及 分 型 面 的 选 择浇 注 位 置 是 指 浇 注 时 铸 件 所 处 的 位 置 。 分 型 面 是 指 两半 个 铸 型 相 互 接 触 的 表 面 。 一 般 先 从 保 证 铸 件 的 质 量出 发 来 确 定 浇 注 位 置 ， 然 后 从 工 艺 操 作 方 便 出 发 确 定分 型 面 。1、 浇 注 位 置 的 选 择浇 注 位 置 的 选 择 应 考 虑 以 下 原 则 ：1） 一 般 情 况 ， 铸 件 浇 注 位 置 的 上 面 比 下 面 铸 造 缺 陷 多 ，所 以 重 要 加 工 面 、 耐 磨 表 面 等 质 量

22、 要 求 较 高 部 位 应 置于 下 面 或 侧 面 。 图 11-17 机 床 床 身 浇 注 时 的 位 置 2） 浇 注 位 置 的 选 择 应 有 利 于 铸 型 的 充 填 和 型 腔 中 气 体 的排 出 ， 所 以 具 有 大 面 积 的 薄 壁 铸 件 ， 应 将 薄 壁 部 分 放 在铸 型 的 下 部 ， 同 时 要 尽 量 使 薄 壁 部 分 处 于 垂 直 位 置 或 倾斜 位 置 ， 以 防 止 出 现 浇 不 足 和 冷 隔 等 缺 陷 。 见图 11-20 箱 盖 浇 注 时 的 位 置 平 板 浇 注 时 的 位 置 3） 体 积 收 缩 大 的 合 金 及

23、壁 厚 差 较大 的 铸 件 ， 应 按 顺 序 凝 固 的 原 则 ，将 壁 厚 较 大 的 部 位 和 铸 件 的 热 节部 置 于 上 部 或 侧 部 ， 以 便 设 置 冒口 进 行 补 缩 。4） 尽 量 减 少 型 芯 的 数 目 ， 最 好 使 型 芯 位 于 下 型 以 便 下 芯 和检 查 ， 同 时 应 保 证 型 芯 在 铸 型 中 安 放 牢 靠 、 排 气 通 畅 。 2、 分 型 面 的 确 定 选 择 1） 分 型 面 应 尽 量 采 用 平 面 分 型 ， 避 免 曲 面 分 型 ， 并 应 尽 量选 在 最 大 截 面 上 ， 以 简 化 模 具 制 造 和

24、造 型 工 艺 。 不 正 确 分 型 面 应 选 在 最 大 截 面 处正 确 动 画 ： 分 型 面 选 择 原 则 5 202） 应 使 铸 件 的 加 工 面 和 加 工 基 准 面 处 于 同 一 砂 型 中 ， 而 且尽 可 能 放 在 下 型 ， 以 便 保 证 铸 件 尺 寸 的 精 确 。 3） 尽 量 减 少 分 型 面 的 数 目 ， 最 好 只 有 一 个 分 型 面 ， 减 少活 块 的 数 目 。 不 合 理 合 理 图 11-24 绳 轮 采 用 砂 芯使 三 箱 造 型 变 为 两 箱 造 型 4） 尽 量 将 铸 件 全 部 或 大 部 放 在 同 一 砂 箱

25、 以 防 止 错 型 、 飞翅 、 毛 刺 等 缺 陷 ， 保 证 铸 件 尺 寸 的 精 确 。 见 图 9 5。不 合 理 合 理分 型 面 的 位 置 应 能 减 少 错 型 、 飞 翅 5） 应 尽 量 减 少 砂 芯 的 数 目 6） 分 型 面 的 选 择 应 尽 量 与 铸 型 浇 注 时 位 置 一 致 。 （ 二 ） 铸 造 工 艺 参 数 的 选 择铸 造 工 艺 参 数 通 常 是 指 铸 型 工 艺 设 计 时 需 要 确 定 的 某 些工 艺 数 据 。（ 1） 收 缩 余 量 为 了 补 偿 件 收 缩 ， 模 样 比 铸 件 图 样 尺 寸 增 大 的 数 值 。

26、（ 2） 起 模 斜 度 （ 拔 模 斜 度 ） 为 使 模 样 容 易 从 铸 型 中 取 出 或型 芯 自 芯 盒 中 脱 出 ， 平 行 于 起 模 方 向 在 模 样 或 芯 盒 壁 上 的 斜 度 称为 起 模 斜 度 。 凡 垂 直 于 分 型 面 （ 分 盒 面 ） 的 没 有 结 构 斜 度 的 壁 均应 设 起 模 斜 度 。 起 模 斜 度 的 大 小 ， 应 根 据 模 壁 测 量 面 高 度 、 模 样材 料 及 造 型 方 法 确 定 。 （ 3） 加 工 余 量 为 保 证 铸 件 加 工 面 尺 寸 和 零 件 精 度 ， 在 铸 件 工艺 设 计 时 预 先 增

27、 加 而 在 机 械 加 工 时 切 去 的 金 属 层 厚 度 。 零 件 上 需 要加 工 的 表 面 ， 应 需 有 适 当 的 加 工 余 量 。 铸 件 加 工 余 量 的 大 小 取 决 于铸 件 的 材 料 、 铸 造 方 法 、 铸 件 尺 寸 与 复 杂 程 度 、 生 产 批 量 、 加 工 面与 基 准 面 的 距 离 及 加 工 面 在 铸 型 中 的 位 置 、 加 工 精 度 要 求 等 。 灰 铸 铁 件 较 铸 钢 件 线 收 缩 率 小 、 熔 点 低 ， 铸 件 表 面 较 光 洁 、 平 整 ， 故 其 加 工 余 量 小 ； 非 铁 合 金 铸 件 表

28、面 光 洁 、 且 材 料 昂 贵 、 加 工 余 量 应 比 铸 铁 件 小 铸 件 的 尺 寸 愈 大 或 加 工 面 与 基 准 面 的 距 离 愈 大 ， 铁 件 的 尺 寸 误 差 也 愈 大 ， 故 余 量 也 应 随 之 加 大 ； 大 量 生 产 时 ， 因 采 用 机 器 造 型 ， 铸 件 精 度 高 ， 故 余 量 可 减 小 ； 反 之 ， 手 工 造 型 误 差 大 ， 余 量 应 加 大 ； 浇 注 时 朝 上 的 表 面 ， 因 产 生 缺 陷 的 机 率 大 ， 其 加 工 余 量 应 比 底 面 和 侧 面 大 。 加 工 余 量 的 具 体 数 值 应 根

29、据 加 工 余 量 国 家 标 准 和 铸 件 尺 寸 公 差 标 准配 套 使 用 选 取 。 （ 4） 最 小 铸 出 孔 及 槽 零 件 上 的 孔 、 槽 、 台 阶 等 应 从 铸 件质 量 及 经 济 方 面 考 虑 。 较 大 的 孔 、 槽 等 应 铸 出 来 ， 以 便 节 约金 属 和 机 构 加 工 工 时 ， 同 时 还 避 免 铸 件 局 部 过 厚 所 造 成 的 热节 ， 提 高 铸 件 的 质 量 ， 较 小 的 孔 槽 ， 则 不 宜 铸 出 ， 直 接 加 工反 而 方 便 ； 如 有 特 殊 要 求 ， 且 无 法 实 行 机 加 工 的 孔 如 弯 曲

30、孔 ，则 一 定 要 铸 出 。 （ 5） 型 芯 头 芯 头是 指 伸 出 铸 件 以 外 不 与金 属 液 接 触 的 砂 芯 部 分 ，其 功 用 是 定 位 、 支 撑 和排 气 。 为 了 承 受 砂 芯 本身 重 力 及 浇 注 时 液 体 金属 对 砂 芯 的 浮 力 ， 芯 头的 尺 寸 应 足 够 大 才 不 致破 坏 ； 浇 注 后 ， 砂 芯 所产 生 的 气 体 ， 应 能 通 过芯 头 排 至 铸 型 以 外 ， 在设 计 芯 头 时 ， 处 理 要 满足 上 面 的 要 求 ， 还 应 做到 下 芯 、 合 型 方 便 ， 应留 有 适 当 斜 度 ， 芯 头 与芯

31、 座 之 间 要 留 有 间 隙 铸 造 工 艺 图 实 例 第 二 节 铸 造 工 艺 基 础（ 一 ） 合 金 的 流 动 性 及 影响 因 素1、 流 动 性 是 指 液 态金 属 本 身 的 流 动 能 力 。合 金 流 动 性 的 好 坏 ， 通 常以 “ 螺 旋 形 流 动 性 试 样 ”的 长 度 来 衡 量 ， 将 金 属 液体 浇 入 螺 旋 形 试 样 铸 型 中， 在 相 同 的 浇 注 条 件 下 ，合 金 的 流 动 性 愈 好 ， 所 浇出 的 试 样 愈 长 。 浇 不 足 缺 陷 2、 流 动 性 的 影 响 因 素（ 1） 合 金 的 成 分 1） 合 金 的

32、 种 类 不 同 种 类 的 合 金 ， 具 有 不 同 的 螺 旋 线 长 度 ，即 具 有 不 同 的 流 动 性 。 其 中 灰 铸 铁 的 流 动 性 最 好 ， 硅 黄 铜 、铝 硅 合 金 次 之 ， 而 铸 钢 的 流 动 性 最 差 。2） 化 学 成 分 和 结 晶 特 征 纯 金 属 和 共 晶 成 分 的 合 金 是 在 恒 温下 结 晶 ， 是 由 铸 件 壁 表 面 向 中 心 逐 渐 推 进 ， 凝 固 后 的 表 面 比较 光 滑 ， 对 未 凝 固 液 体 的 流 动 阻 力 较 小 ， 所 以 流 动 性 好 。 其 它 成 分 的 合 金 是 在 一 定 温

33、 度 范 围 内 进 行 结 晶 ， 凝 固 时 铸 件内 存 在 一 个 较 宽 的 既 有 液 体 又 有 树 枝 状 晶 体 的 两 相 区 。 凝 固温 度 范 围 越 宽 ， 则 枝 状 晶 越 发 达 ， 对 金 属 流 动 的 阻 力 越 大 ，金 属 的 流 动 性 就 越 差 。 纯 铁 和 共 晶 铸 铁 的 流 动 性 最 好 ， 亚 共 晶 铸 铁 和 碳 素 钢 随 凝固 温 度 范 围 的 增 加 ， 其 流 动 性 变 差 。 （ 2） 浇 注 条 件 浇 注条 件 浇 注 温 度充 型 压 力浇 注 系 统 浇 注 温 度 越 高 ， 液 态 金 属 的 粘 度

34、 越小 ， 合 金 液 的 流 动 性 越 好 。 但 温 度过 高 ， 氧 化 严 重 ， 流 动 性 降 低液 态 金 属 在 流 动 方 向 上 所 受 的 压力 称 为 充 型 压 力 。 充 型 压 力 越 大 , 流 动 性 越 好 。浇 注 系 统 的 结 构 越 复 杂 ， 则 流 动阻 力 越 大 ， 流 动 性 越 低 。 （ 3） 铸 型铸型 铸 型 的 蓄热 能 力 铸 型 温 度铸 型 中的 气 体 铸 型 从 金 属 液 中 吸 收 和 储 存 热 量 的 能力 。 铸 型 的 热 导 率 和 质 量 热 容 越 大 ，对 液 态 合 金 的 激 冷 作 用 越 强

35、 ， 合 金 液的 流 动 性 就 越 差 。提 高 铸 型 温 度 ， 可 以 降 低 铸 型 和金 属 液 之 间 的 温 差 ， 进 而 减 缓 了冷 却 速 度 ， 可 提 高 合 金 液 的 流 动能 力 。铸 型 中 气 体 越 多 ， 合 金 液 的 流 动能 力 就 越 差 。 （ 4） 铸 件 结 构1） 折 算 厚 度 铸 件 体 积 与 铸 件 表 面 积 之 比 。折 算 厚 度 越 大 ， 热 量 散 失 越 慢 ， 流 动 性 就 越 好 。铸 件 壁 厚 相 同 时 ， 垂 直 壁 比 水 平 壁 更 容 易 充 填 。 (大 平面 铸 件 不 易 成 形 ) 2

36、） 复 杂 程 度铸 件 结 构 越 复 杂 ， 流 动 阻 力 就 越 大 ， 流 动 性 就 越 差 。 铸 件 的 凝 固 过 程 ： 在 铸 件 的 凝 固 过 程 中 ，其 截 面 一 般 存 在 三 个 区域 ， 即 液 相 区 、 凝 固 区、 固 相 区 。 对 铸 件 质 量影 响 较 大 的 主 要 是 液 相和 固 相 并 存 的 凝 固 区 的宽 窄 。 铸 件 的 凝 固 方 式就 是 依 据 凝 固 区 的 宽 窄来 划 分 的 。 凝 固 方 式 有 ： 逐 层 凝 固 ,糊 状 凝 固 ,中间 凝 固 .铸 件 的 凝 固 方 式 及 影 响 因 素铸 件 的

37、凝 固 方 式 （ 1） 逐 层 凝 固 方 式合 金 在 凝 固 过 程 中 其 断 面 上 固 相 和 液 相 由 一 条 界 线 清 楚 地 分 开 ，这 种 凝 固 方 式 称 为 逐 层 凝 固 。 常 见 合 金 如 灰 铸 铁 、 低 碳 钢 、 工业 纯 铜 、 工 业 纯 铝 、 共 晶 铝 硅 合 金 及 某 些 黄 铜 都 属 于 逐 层 凝 固的 合 金 。（ 2） 糊 状 凝 固 方 式 合 金 在 凝 固 过 程 中 先 呈 糊 状 而 后 凝 固 ， 这 种 凝 固 方 式 称 为 糊 状凝 固 。 球 墨 铸 铁 、 高 碳 钢 、 锡 青 铜 和 某 些 黄

38、铜 等 都 是 糊 状 凝 固的 合 金 。 （ 3） 中 间 凝 固 方 式 大 多 数 合 金 的 凝 固 介 于 逐 层 凝 固 和 糊 状 凝 固 之 间 ， 称 为 中 间 凝固 方 式 。 中 碳 钢 、 高 锰 钢 、 白 口 铸 铁 等 具 有 中 间 凝 固 方 式 。 影 响 凝 固 的 主 要 因 素*合 金 的 结 晶 温 度 范 围 ： 合 金 的 结 晶 温 度 范 围 越 小 ， 凝 固 区 域 越 窄 ， 越 趋 向 于 逐 层 凝 固 。 在 铁 碳 合 金 中 普 通 灰 铸 铁 为 逐 层 凝 固 ， 高 碳 钢 为 糊 状 凝 固 。*铸 件 的 温 度

39、 梯 度 ： 在 合 金 结 晶 温 度 范 围 已 定 的 前 提 下 ， 凝 固 区 的 宽 窄 取 决 于 铸 件 内 外 层 之 间 的 温 度 差 。 若 铸 件 内 外 层 之 间 的 温 度 差 由 小 变 大 ， 则 其 凝 固 区 相 应 由 宽 变 窄 。 合金收缩的三个阶段（ 二 ） 合 金 的 收 缩 合 金 从 液 态 冷 却 至 室 温 的 过 程 中 ， 其 体 积 或 尺 寸 缩 减 的 现 象 ， 称 为 收 缩 。1.液 态 收 缩 金 属 在 液 态 时 由 于 温 度 降 低 而 发 生 的 体 积 收 缩 。2.凝 固 收 缩 熔 融 金 属 在 凝

40、固 阶 段 的 体 积 收 缩 。 液 态 收 缩 和 凝 固 收 缩 是 铸 件 产 生缩 孔 和 缩 松 的 基 本 原 因 。3.固 态 收 缩 金 属 在 固 态 时 由 于 温 度 降 低 而 发 生 的 体 积 收 缩 。 固 态 收 缩 对 铸 件 的 形 状 和 尺 寸 精 度 影 响 很 大 ， 是 铸 造 应 力 、 变 形 和 裂 纹 等 缺 陷 产 生 的 基 本 原 因 。 合 金 收 缩 固 态 收 缩液 态 收 缩凝 固 收 缩 缩 孔 :恒 温 下 结 晶缩 松 :两 相 区 结 晶裂 纹变 形应 力线 形 收 缩 影 响 合 金 收 缩 的 因 素 化 学 成

41、 分 不 同 成 分 的 合 金 其 收 缩 率 一 般 也 不 相 同 。 在 常 用 铸 造 合 金 中 铸 刚 的 收 缩 最 大 ， 灰 铸 铁 最 小 。 浇 注 温 度 合 金 浇 注 温 度 越 高 ， 过 热 度 越 大 ， 液 体 收 缩 越 大 。 铸 件 结 构 与 铸 型 条 件 铸 件 冷 却 收 缩 时 ， 因 其 形 状 、 尺 寸 的 不 同 ， 各 部 分 的 冷 却 速度 不 同 ， 导 致 收 缩 不 一 致 ， 且 互 相 阻 碍 ， 又 加 之 铸 型 和 型 芯 对 铸件 收 缩 的 阻 力 ， 故 铸 件 的 实 际 收 缩 率 总 是 小 于 其

42、 自 由 收 缩 率 。 这种 阻 力 越 大 ， 铸 件 的 实 际 收 缩 率 就 越 小 。 二 、 铸 造 缺 陷 分 析 与 铸 件 质 量 控 制（ 一 ） 缩 孔 和 缩 松铸 件 在 凝 固 过 程 中 ， 由 于 合 金 的 液 态 收 缩 和 凝 固 收缩 ， 往 往 在 铸 件 最 后 凝 固 的 部 位 出 现 空 洞 ， 容 积 大而 集 中 的 孔 洞 为 缩 孔 ， 细 小 而 分 散 的 孔 洞 为 缩 松 。 1、 缩 孔 的 形 成 :纯 金 属 、 共 晶 成 分 和 凝 固 温 度 范 围 窄 的合 金 ， 浇 注 后 在 型 腔 内 是 由 表 及 里

43、 的 逐 层 凝 固 。 在 凝 固过 程 中 ， 如 得 不 到 合 金 液 的 补 充 ， 在 铸 件 最 后 凝 固 的 地方 就 会 产 生 缩 孔 . 2、 缩 松 的 形 成 原 因 : 铸 件 最 后 凝 固 的 收 缩 未 能 得 到 补 足 ， 或 者 结 晶 温 度 范 围 宽 的合 金 呈 糊 状 凝 固 ， 凝 固 区 域 较 宽 ， 液 、 固 两 相 共 存 ， 树 枝 晶 发 达， 枝 晶 骨 架 将 合 金 液 分 割 开 的 小 液 体 区 难 以 得 到 补 缩 所 致 。 3、 影 响 缩 孔 、 缩 松 形 成 的 因 素（ 1） 合 金 的 成 分缩

44、孔 :结 晶 温 度 范 围 越 小 的 合 金 ， 产 生 缩 孔 的 倾 向 越 大缩 松 :结 晶 温 度 范 围 越 大 的 合 金 ， 产 生 缩 松 的 倾 向 越 大（ 2） 浇 注 过 程浇 注 温 度 、 浇 注 速 度 等 均 影 响 合 金 的 总 体 积 收 缩 。 浇 注 温 度 高 ，形 成 缩 孔 的 倾 向 大 ； 浇 注 慢 ， 缩 孔 的 容 积 小 。 （ 3） 铸 型 条 件 表 现 在 铸 型 对 铸 件 冷 却 速 度 的 影 响 。 铸 型 的 激 冷 能 力 大 ， 缩 孔的 容 积 越 小 。 湿 型 比 干 型 的 冷 却 能 力 强 ， 金

45、 属 型 比 砂 型 的 冷 却能 力 强 。 （ 4） 铸 件 结 构 1、 原 理 顺 序 凝 固 原 则 即 远 离 冒 口 处 的 金 属 先 凝 固 ， 靠 近 冒 口 处 的 金 属 后 凝 固 ， 冒口 处 的 金 属 最 后 凝 固 ， 形 成 一 条 畅 通 的 补 缩 通 道 ， 如 下 图 所 示 。 动 画 ： 定 向 凝 固 184、 消 除 缩 孔 和 缩 松 的 方 法 2、 方 法1） 合 理 布 置 内 浇 道 及 确 定 浇 铸 工 艺 。浇 注 系 统 的 不 同 引 入 位 置 即 内 浇 道 ， 与 铸 件 各 部 分 的 温 度 分 布有 直 接 关

46、 系 。 浇 注 位 置 的 选 择 应 服 从 顺 序 凝 固 原 则 ； 内 浇 道 应 开 设 在 铸 件 的 厚 壁 处 或 靠 近 冒 口 ； 要 应 根 据 铸 件 结 构 、 浇 注 系 统 类 型 来 选 择 浇 注 温 度 和 浇 注速 度 。 用 高 的 浇 注 温 度 缓 慢 地 浇 注 ， 有 利 于 “ 顺 序 凝 固 ” ； 通过 多 个 内 浇 到 低 温 快 浇 ， 有 利 于 实 现 同 时 凝 固 原 则 。 2） 合 理 应 用 冒 口 、 冷 铁 和 补贴 等 工 艺 措 施 。冒 口 ： 在 铸 件 厚 壁 处 和 热 节部 位 设 置 冒 口 ， 是

47、 防 止 缩 孔 、缩 松 最 有 效 的 措 施 。 冒 口 的尺 寸 应 保 证 冒 口 比 铸 件 被 补缩 部 位 凝 固 的 晚 ， 并 有 足 够的 金 属 液 供 给 。冷 铁 ： 由 金 属 材 料 制 成 的 激冷 物 称 激 铁 ， 包 括 铸 铁 、 钢材 、 铜 等 金 属 材 料 。 将 冷 铁放 入 铸 型 某 一 特 定 部 位 ， 用以 加 速 铸 件 某 局 部 热 节 的 冷 却 ， 是 消 除 铸 件 中 缩 孔 和 缩松 的 有 效 措 施 。 补 贴 ： 对 于 板 件 和 壁 后 均 匀 的薄 壁 件 ， 由 于 冒 口 的 有 效 补 缩距 离 所

48、 限 ， 往 往 在 铸 铁 的 内 部仍 产 生 缩 孔 和 缩 松 。 若 在 铸 件壁 上 部 靠 近 冒 口 处 增 加 一 个 楔形 厚 度 ， 使 铸 件 壁 厚 变 成 朝 冒口 铸 件 增 厚 的 形 状 ， 即 造 成 一个 向 冒 口 逐 渐 递 增 的 温 度 梯 度 。所 增 加 的 楔 形 部 分 ， 称 为 “ 补贴 ” 。 （ 二 ） 铸 造 应 力 、 变 形 和 裂 纹铸 件 在 凝 固 之 后 的 继 续 冷 却 过 程 中 ， 随 温 度 的 不 断 降 低 ， 收缩 不 断 发 生 ， 如 果 这 种 收 缩 受 到 阻 碍 ， 就 会 在 铸 件 内

49、产 生 应力 ， 称 为 铸 造 应 力 ， 引 起 变 形 或 开 裂 ， 这 种 缺 陷 的 产 生 ， 将严 重 影 响 铸 件 的 质 量 。铸造应力 热 应 力收 缩 应 力 铸 件 在 凝 固 和 冷 却 的 过 程 中 ， 由 于铸 件 的 壁 厚 不 均 匀 ， 导 致 不 同 部 位不 均 衡 的 收 缩 而 引 起 的 应 力 。铸 件 在 固 态 收 缩 时 ， 因 受 到 铸 型 、型 芯 、 浇 冒 口 、 砂 箱 等 外 力 阻 碍而 产 生 的 应 力 。 铸 件 铸 出 后 存 在 于 铸 件 不 同 部 位 的 内 应 力 称 为 残 留 应 力 。相 变 应

50、 力 铸 件 在 冷 却 过 程 中 会 产 生 固 态 相变 ， 由 于 铸 件 各 部 分 冷 却 速 度 不同 ， 导 致 相 变 不 同 时 发 生 ， 则 会产 生 相 变 应 力 。 热 应 力 的 形 成 过 程 热 应 力 是 铸 件 的 厚 壁 或 心 部 受 拉 伸 ， 薄 壁 或 表 层 受 压 缩 。 铸 件 的 壁 厚 差 别 越 大 ， 合 金 的线 收 缩 率 越 高 ， 热 应 力 越 大 。 热 应 力 的 预 防 是 尽 量 减 少 铸 件 各 部 位 间 的 温 度 差 ， 使 其 均匀 地 冷 却 ， 如 在 厚 大 处 防 止 冷 铁 、 提 高 浇

51、注 温 度 、 铸 件 的 壁 厚 均 匀 等 。 收 缩 应 力 的 形 成 过 程 2、 铸 件 的 变 形 与 防 止变 形 残 余 应 力 的 存 在 ， 使 铸 件 处 在 一 种 非 稳 定 状 态 ， 将 自 发地 通 过 铸 件 的 变 形 来 缓 解 其 应 力 ， 以 回 到 稳 定 的 平 衡 状 态 。结 论 ：厚 部 、 心 部 受 拉 应 力 ，出 现 内 凹 变 形 。薄 部 、 表 面 受 压 应 力 ，出 现 外 凸 变 形 。 铸 件 的 结 构 ： 铸 件 各 部 分 能 自 由 收 缩 工 艺 方 面 ： 采 用 同 时 凝 固 原 则 （ 同 时 凝

52、固 是 指 通 过 设 置 冷 铁 、 布 置 浇 口位 置 等 工 艺 措 施 ， 使 铸 件 温 差 尽 量 变 小 ， 基 本 实 现 铸 件 各 部 分 在 同 一 时 间凝 固 ）时 效 处 理 ： 人 工 时 效 ； 自 然 时 效 铸 件 的 结 构 尽 可 能 对 称铸 件 的 壁 厚 尽 可 能 均 匀铸 件 变 形 的 消 除 方 法 3、 铸 件 的 裂 纹 与 防 止裂 纹 当 铸 造 应 力 大 到 一 定 程 度 ， 超 过 金 属 的 强 度 极 限 时 ，铸 件 便 将 产 生 裂 纹 。 是 严 重 的 铸 造 缺 陷 ， 必 须 防 止 。 按 裂 纹 形成

53、 的 温 度 范 围 分 为 热 裂 和 冷 裂 。（ 1） 热 裂 铸 件 在 合 金 凝 固 末 期 的 高 温 下 形 成 的 。 外 观 形状 曲 折 而 不 规 则 ， 裂 口 表 面 呈 氧 化 色 ， 裂 口 沿 晶 粒 边 界 通 过 。 防 止 ： 铸 件 结 构 合 理 ， 改 善 铸 型 和 型 芯 的 退 让 性 ， 减 小 浇 冒 口 对 铸 件 收 缩 的 机 械 阻碍 ， 内 浇 道 设 置 应 符 合 同 时 凝 固 原 则 ； 此 外 ， 减 少 合 金 中 有 害 杂 质 硫 、 磷 含 量 ， 可提 高 合 金 高 温 强 度 ， 特 别 是 硫 是 合

54、金 的 热 脆 性 增 加 ， 导 致 热 裂 倾 向 增 大 。 防 止 ： 铸 件 结 构 合 理 ， 改 善 铸 型 和 型芯 的 退 让 性 ， 减 小 浇 冒 口 对 铸 件 收 缩的 机 械 阻 碍 ， 内 浇 道 设 置 应 符 合 同 时凝 固 原 则 ； 此 外 ， 减 少 合 金 中 有 害 杂 质 硫 、磷 含 量 ， 可 提 高 合 金 高 温 强 度 ， 特 别是 硫 是 合 金 的 热 脆 性 增 加 ， 导 致 热 裂倾 向 增 大 。 （ 2） 冷 裂 铸 件 在 低 温 下 形 成 的 裂 纹 。 外 观 形 状 呈 连 续 直 线 状或 圆 滑 曲 线 ，

55、而 且 常 是 穿 过 晶 粒 ； 裂 口 干 静 ， 具 有 金 属 的 光 泽 或呈 轻 微 氧 化 色 。冷 裂 常 出 现 在 形 状 复 杂 大 工 件 的 受 拉 伸 部 位 ， 特 别 是 具 有 应 力 集中 处 （ 如 尖 角 、 缩 孔 、 气 孔 、 夹 渣 等 附 近 ） 。 有 些 冷 裂 纹 实 在 铸件 清 理 、 搬 运 或 机 械 加 工 时 ， 受 到 震 击 才 出 现 。 脆 性 大 、 塑 性 差的 合 金 ， 如 白 口 铸 铁 、 高 碳 钢 及 某 些 合 金 钢 最 易 产 生 冷 裂 纹 。带 轮 的 轮 缘 、 轮 辐 比 轮毂 薄 ， 因

56、 此 冷 却 速 度 快， 比 轮 毂 先 收 缩 ， 轮 辐中 产 生 拉 应 力 ， 使 轮 辐发 生 断 裂 。 同 样 的 原 因， 飞 轮 的 轮 缘 中 产 生 的 拉 应 力 也 易 使 轮 缘 发 生断 裂 。 一 、 偏 析铸 件 中 出 现 化 学 成 分 不 均 匀 的 现 象 称 为 偏 析 。 铸 件 的 偏 析 可 分为 晶 内 偏 析 、 区 域 偏 析 和 体 积 质 量 偏 析 三 类 。 (1)晶 内 偏 析 （ 又 称 枝 晶 偏 析 ） 晶 粒 内 各 部 分 化 学 成 分 不 均匀 的 现 象 ， 这 种 偏 析 出 现 在 具 有 一 定 凝 固

57、温 度 范 围 的 合 金 铸 件中 。 为 防 止 和 减 少 晶 内 偏 析 的 产 生 ， 在 生 产 中 常 采 取 缓 慢 冷 却或 孕 育 处 理 的 方 法 。 (2)区 域 偏 析 铸 件 截 面 的 整 体 上 化 学 成 分 和 组 织 的 不 均 匀 。避 免 区 域 偏 析 的 发 生 ， 主 要 应 该 采 取 预 防 措 施 ， 如 控 制 浇 注 温度 不 要 太 高 ， 采 取 快 速 冷 却 使 偏 析 来 不 及 发 生 ， 或 采 取 工 艺 措施 造 成 铸 件 断 面 较 低 的 温 度 梯 度 ， 使 表 层 和 中 心 部 分 接 近 同 时凝 固

58、 。(3)比 重 偏 析 铸 件 上 、 下 部 分 化 学 成 分 不 均 匀 的 现 象 。 为 防止 比 重 偏 析 ， 在 浇 注 时 应 充 分 搅 拌 金 属 液 或 加 速 合 金 液 的 冷 却 ，使 液 相 和 固 相 来 不 及 分 离 ， 凝 固 即 告 结 束 。铸 造 合 金 的 偏 析 和 吸 气 性 二 、 铸 件 中 的 气 孔 和 合 金 的 吸 气（ 1） 侵 入 性 气 孔 由 于 铸 型 表 面 聚 集 的 气 体 侵 入 金 属 液 中而 形 成 的 孔 洞 。 多 位 于 铸 件 的 上 表 面 附 近 ， 尺 寸 较 大 ， 呈 椭 圆形 或 梨

59、形 ， 孔 壁 光 滑 ， 表 面 有 光 泽 或 有 轻 微 氧 化 色 。（ 2） 析 出 性 气 孔 溶 解 在 金 属 液 中 的 气 体 ， 在 凝 固 时 由 金属 液 中 析 出 而 未 能 逸 出 铸 件 所 产 生 的 气 孔 。 其 特 征 是 尺 寸 细 小 ，多 而 分 散 ， 形 状 多 为 圆 形 、 椭 圆 形 或 针 状 ， 往 往 分 布 于 整 个 铸件 断 面 内 。（ 3） 反 应 性 气 孔 浇 入 铸 型 中 的 金 属 液 与 铸 型 材 料 、 型 芯撑 、 冷 铁 或 溶 渣 之 间 ， 因 化 学 反 应 产 生 气 体 而 形 成 的 气

60、孔 ， 统称 反 应 性 气 孔 。 这 种 气 孔 经 常 出 现 在 铸 件 表 面 层 下 1mm-2mm处 ，孔 内 表 面 光 滑 ， 孔 径 1mm-3mm。 一 、 铸 件 质 量 对 铸 件 结 构 的 要 求1、 铸 件 应 有 合 理 的 壁 厚 （ 铸 件 壁 厚 介 于 临 界 壁 厚 和 最 小 壁厚 之 间 ） 第 三 节 铸 造 的 结 构 工 艺 性最 小 壁 厚 ： 在 各 种 工 艺 条 下 ， 铸 造 合 金 能 充 满 型 腔 的 最 小 厚 度 。主 要 取 决 于 合 金 的 种 类 、 铸 件 的 大 小 及 形 状 等 因 素 。临 界 壁 厚

61、： 各 种 铸 造 合 金 都 存 在 一 个 临 界 壁 厚 ， 在 砂 型 铸 造 条件 下 ， 各 种 铸 造 合 金 临 界 壁 厚 约 等 于 其 最 小 壁 厚 的 3倍 。 缺 陷 ： 如 果 所 设 计 铸 件 的 壁 厚 小 于 允 许 的 “ 最 小 壁 厚 ” ， 铸 件 就易 产 生 浇 不 足 、 冷 隔 等 缺 陷 。 在 铸 造 厚 壁 铸 件 时 ， 容 易 产 生 缩 孔 、 缩 松 、 结 晶 组 织 粗 大 等 缺 陷 ， 从 而 使 铸 件 的 力 学 性 能 下 降 。 2、 铸 件 壁 的 联 接 形 式 要 合 理1） 铸 件 如 果 因 为 结

62、构 需 要 不 能 做 到 壁 厚 均 匀 ， 则 不 同 壁 厚 的 联接 应 采 用 逐 渐 过 渡 的 形 式 。 2） 对 于 铸 件 结 构 中 有 两 个 或 三 个 甚 至 更 多 个 壁 相 连 的 情况 ， 可 采 用 交 错 接 头 或 环 形 接 头 的 形 式 。铸 件 壁 联 结 应 尽 量 避 免 金 属 积 聚 3、 铸 件 壁 厚 应 力 求 均 匀壁 厚 均 匀 ， 是 指 铸 件 的 各 部 分 具 有 冷 却 速 度 相 近 的 壁 厚 ， 。铸 件 的 内 壁 厚 度 应 略 小 于 外 壁 厚 度 。 铸 件 的 壁 厚 应 均 匀 4、 防 止 产

63、生 变 形某 些 壁 厚 均 匀 的 细 长 铸 件 ， 较 大 面 积 的 平 板 铸 件 ， 以 及 壁 厚不 均 匀 的 长 形 箱 体 都 会 由 于 应 力 而 产 生 翘 曲 变 形 ， 采 用 合 理的 结 构 设 计 予 以 解 决 。 5、 尽 量 避 免 过 大 的 水 平 面过 大 的 平 面 不 利 于 金 属 液 的 填 充 ， 容 易 产 生 浇 不 到 等 缺 陷 ， 在进 行 铸 件 的 结 构 设 计 时 ， 应 尽 量 将 水 平 面 设 计 成 倾 斜 形 状 。 避 免 大 水 平 壁 的 结 构 6、 铸 件 结 构 应 避 免 冷 却 收 缩 受 阻

64、 和 有 利 于 减 小 变 形铸 件 在 结 构 设 计 时 ， 应 尽 量 使 其 能 自 由 收 缩 ， 以 减 小 应 力 ，避 免 裂 纹 。 如 图 所 示 的 弯 曲 轮 辐 和 奇 数 轮 辐 的 设 计 ， 可 使 铸件 能 较 好 地 自 由 收 缩 。 轮 辐 的 设 计 二 、 铸 件 工 艺 对 零 件 结 构 的 要 求（ 一 ） 铸 件 的 外 形 设 计 1、 改 进 妨 碍 起 模 的 凸 台 、 凸 缘 和 肋 条 的 结 构设 计 铸 件 上 的 凸 台 、 凸 缘 和 肋 条 结 构 时 ， 应 考 虑 便 于 造型 起 模 ， 尽 量 避 免 使 用

65、活 块 或 外 壁 型 芯 。 2、 避 免 外 部 侧 凹铸 件 在 起 模 方 向 上 若 有 侧 凹 ， 见 图 a， 就 必 须 再 造 型 时 增 加较 大 的 外 壁 型 芯 才 能 起 模 ， 若 将 其 改 成 图 b所 示 结 构 ， 则 可省 去 外 壁 型 芯 ， 显 然 后 一 种 结 构 是 合 理 的 。 铸 件 两 种 结 构 比 较 3、 应 使 铸 件 具 有 最 少 的 分 型 面减 少 铸 件 分 型 面 的 数 量 ， 不 仅 可 以 减 少 砂 箱 的 用 量 ， 降低 造 型 工 时 ， 而 且 可 以 减 少 错 箱 、 偏 芯 等 缺 陷 ， 从

66、 而 提高 铸 件 的 精 度 。 端 盖 的 设 计 a存 在 法 兰 凸 缘 ， 不 能 采 用 简 单 的 两 箱 造 型 。b所 示 的 结 构 ， 取 消 上 部 的 凸 缘 ， 使 铸 件 仅 有 一 个 分 型 面 ， 则 将 大 大 简 化 造型 操 作 。 4 应 尽 量 使 分 型 面 平 直平 直 的 分 型 面 可 避 免 操 作 费 时 的 挖 砂 造 型 或 假 箱 造 型 ； 同 时 ，铸 件 的 毛 边 少 ， 便 于 清 理 。 5. 铸 件 要 有 结 构 斜 度铸 件 上 垂 直 于 分 型 面 的 不 加 工 表 面 应 设 计 出 一 定 的 斜 度 ， 称 为结 构 斜 度 。 结 构 斜 度 便 于 起 模 ， 并 可 延 长 模 具 的 使 用 寿 命 。铸 件 结 构 斜 度 的 大 小 和 许 多 因 素 有 关 ， 如 铸 件 的 高 度 、 造 型 的方 法 等 ， 高 度 越 低 ， 斜 度 应 越 大 。 凸 台 的 结 构 斜 度 可 达 30 -50 。 铸 件 结 构 斜 度 （ 二 ） 铸 件 内 腔 的 设 计 1、