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HEATS 发表于 2010-9-12 18:25:37

金属型铸造知识（一）

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;概述&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使用多次（几百次到几千次）。&nbsp;&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;金属到铸造与砂型铸造比较：在技术上与经济上有许多优点。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;（1）金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。同样合金，其抗拉强度平均可提高约25％，屈服强度平均提高约20％，其抗蚀性能和硬度亦显著提高；&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;（2）铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定;&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;（3）铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约15～30％；&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;（4）不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料80～100％；&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;此外，金属型铸造的生产效率高；使铸件产生缺陷的原因减少；工序简单，易实现机械化和自动化。金属型铸造虽有很多优点，但也有不足之处。如：&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;(1)&nbsp;金属型制造成本高；&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;(2)&nbsp;金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件洗不足、开裂或铸铁件白日等缺陷;&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;(3)&nbsp;金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;金属型铸造目前所能生产的铸件，在重量和形状方面还有一定的限制，如对黑色金属只能是形状简单的铸件；铸件的重量不可太大；壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。因此，在决定采用金属型铸造时，必须综合考虑下列各因素：铸件形状和重量大小必须合适；要有足够的批量；完成生产任务的期限许可。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;金属型铸件形成过程的特点&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;金属型和砂型，在性能上有显著的区别，如砂型有透气性，而金属型则没有；砂型的导热性差，金属型的导热性很好，砂型有退让性，而金属型没有等。金属型的这些特点决定了它在铸件形成过程中有自己的规律。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;型腔内气体状态变化对铸件成型的影响：金属在充填时，型腔内的气体必须迅速排出，但金属又无透气性，只要对工艺稍加疏忽，就会给铸件的质量带来不良影响。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;铸件凝固过程中热交换的特点：金属液一旦进入型腔，就把热量传给金属型壁。液体金属通过型壁散失热量，进行凝固并产生收缩，而型壁在获得热量，升高温度的同时产生膨胀，结果在铸件与型壁之间形成了“间隙”。在“铸件一间隙一金属型”系统未到达同一温度之前，可以把铸件视为在“间隙”中冷却，而金属型壁则通过“间隙”被加热。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;金属型阻碍收缩对铸件的影响：金属型或金属型芯，在铸件凝固过磋甲无退让性，阻碍铸件收缩，这是它的又一特点。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;金属型铸造工艺&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;1&nbsp;金属到的预热&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;未预热的金属型不能进行浇注。这是因为金属型导热性好／液体金属冷却决，流动性剧烈降低，容易使铸件出现冷隔、浇不足夹杂、气孔等缺陷。未预热的金属型在浇注时，铸型，将受到强烈的热击，应力倍增，使其极易破坏。因此，金属型在开始工作前，应该先预热，适宜的预热温度（即工作温度），随合金的种类、铸件结构和大小而定，一般通过试验确定。一般情况下，金属型的预热温度不低于1500C。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;金属型的预热方法有：&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;（1）用喷灯或煤气火焰预热；（2）采用电阻加热器；（3）采用烘箱加热，其优点是温度均匀，但只适用于小件的金属型；（4）先将金属型放在炉上烘烤，然后浇注液体金属将金属型烫热。这种方法，只适用于小型铸型，因它要浪费一些金属液，也会降低铸型寿命。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;2金属型的浇注&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;金属型的浇注温度，一般比砂型铸造时高。可根据合金种类、如化学成分、铸件大小和壁厚，通过试验确定。下表中数据可供参考。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;各种合金的浇注温度&nbsp;&nbsp; <BR>合金种类&nbsp;浇注温度℃&nbsp;合金种类&nbsp;浇注温度℃&nbsp;&nbsp;&nbsp; <BR><BR>铝锡合金&nbsp;350～450&nbsp;黄铜&nbsp;900～950&nbsp;&nbsp;&nbsp; <BR><BR>锌合金&nbsp;450～480&nbsp;锡青铜&nbsp;1100～1150&nbsp;&nbsp;&nbsp; <BR><BR>铝合金&nbsp;680～740&nbsp;铝青铜&nbsp;1150～1300&nbsp;&nbsp;&nbsp; <BR><BR>镁合金&nbsp;715～740&nbsp;铸铁&nbsp;1300～1370&nbsp;&nbsp;&nbsp; <BR><BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;由于金属型的激冷和不透气，浇注速度应做到先慢，后快，再慢。在浇注过程中应尽量保证液流平稳。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;3&nbsp;铸件的出型和抽芯时间&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;如果金属型芯在铸件中停留的时间愈长，由于铸件收缩产生的抱紧型芯的力就愈大，因此需要的抽芯力也愈大。金属型芯在镜件中最适宜的停留时间，是当铸件冷却到塑性变形温度范围，并有足够的强度时，这时是抽芯最好的时机。铸件在金属型中停留的时间过长，型壁温度升高，需要更多的冷却时间，也会降低金属型的生产率。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;最合适的拔芯与铸件出型时间，一般用试验方法确定。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;4&nbsp;金属型工作温度的调节&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;要保证金属型铸件的质量稳定，生产正常，首先要使金属型在生产过程中温度变化恒定。所以每浇一次，就需要将金属型打开，停放一段时间，待冷至规定温度时再浇。如靠自然冷却，需要时间较长，会降低生产率，因此常用强制冷却的方法。冷却的方式一般有以下几种：&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;（1）风冷：即在金属型外围吹风冷却，强化对流散热。风冷方式的金属型，虽然结构简单，容易制造，成本低，但冷却效果不十分理想。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;（2）间接水冷：在金属型背面或某一局部，镶铸水套，其冷却效果比风冷好，适于浇注铜件或可锻铸铁件。但对浇注薄壁灰铁铸件或球铁铸件，激烈冷却，会增加铸件的缺陷。&nbsp;&nbsp; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;（3）直接水冷：在金属型的背面或局部直接制出水套，在水套内通水进行冷却，这主要用于浇注钢件或其它合金铸件，铸型要求强烈冷却的部位。因其成本较高，只适用于大批量生产。&nbsp;
               

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