金屬型鑄造工藝的詳細(xì)介紹

 根據(jù)金屬型鑄造工藝的一些特點(diǎn)，為了保證鑄件質(zhì)量，簡化金屬型結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮它的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，首先必須對鑄件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并制訂合理的鑄件工藝。 

1鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性分析 

金屬型鑄造結(jié)構(gòu)工藝性的好壞，是保證鑄件質(zhì)量，發(fā)揮金屬型鑄造優(yōu)點(diǎn)的先決條件。合理的鑄造構(gòu)應(yīng)遵循下列原則： 

1）鑄造結(jié)構(gòu)不應(yīng)阻礙出型，防礙收縮；2）厚差不能太大，以免造成各部分溫差懸殊，從而引起鑄件縮裂和縮松；3）限制金屬型鑄件的極小壁厚。 

另外，對鑄件非加工面的精度和光潔度應(yīng)要求適當(dāng)。 

2 鑄件在金屬型中的澆注位置 

鑄件的澆注位置直接關(guān)系到型芯和分型面的數(shù)量、液體金屬的導(dǎo)入位置，冒口的補(bǔ)縮效果，排氣的通暢程度以及金屬型的復(fù)雜程度等。選擇澆注位置的原則如下： 

1．保證金屬液在充型時流功平穩(wěn)，排氣方便，避免液流卷氣和金屬被氧化； 

2. 有利于順序凝固，補(bǔ)縮良好，以保證獲得組織致密的鑄件； 

3．型芯數(shù)目應(yīng)盡量減少，安放方便、穩(wěn)定、而且易于出型； 

4．有利于金屬型結(jié)構(gòu)簡化，鑄件出型方便等。 

3 鑄性分型面的選擇 

分型面形式一般有垂直、水平和綜合分類（垂直、水平混合分型或曲面分型）三種。選擇分型面的原則如下： 

1．為簡化金屬型結(jié)構(gòu)，提高稿件精度，對形狀教簡單的鑄件建議都布置在半型內(nèi)，或大部分布置在半型內(nèi)； 

2．分型面數(shù)目應(yīng)盡量少，保證鑄件外形美觀，鑄件出型和下芯方便； 

3．選擇的分型面應(yīng)保證設(shè)置澆冒口方便，金屬充型時流動平穩(wěn)，有利于型腔里的氣體排出； 

4．分型面不得選在加工基準(zhǔn)面上； 

5，盡量避免曲面分型，減少拆卸件及活決數(shù)量。 

4 澆鑄系統(tǒng)設(shè)計 

根據(jù)金屬型鑄造的某些特點(diǎn)，在設(shè)計澆注系統(tǒng)時須注意以下幾點(diǎn)：金屬澆注速度大，超過砂型的約20％。其次，在液體金屬充型時，型腔里的氣體要能順利排除，其流向應(yīng)盡可能與液流方向一致，順利的將氣體擠向冒口或出氣冒口；此外，應(yīng)注意使液體金屬在充型時流動平穩(wěn)，不產(chǎn)生渦流，不沖擊型壁或型芯，更不可產(chǎn)生飛濺。 

金屬型的澆注系統(tǒng)一般分為頂注式底注式和側(cè)注式三類。 

1）頂注式，其熱分布較合理，有利于順序凝固，可減少金屬液的消耗，但金屬液流動不平穩(wěn)，易進(jìn)法，鑄件高時，易沖擊型膠底部或型芯。若用于澆注鋁合金件，一般只適用于鑄件高度小于100毫米的簡單件； 

2）底注式，金屬液流動較平穩(wěn)，有利于排氣，但溫度分布不合理，不利于鑄件順利凝固； 

3）側(cè)注式，兼有上述兩者的優(yōu)點(diǎn)，金屬液流動平穩(wěn)，便于集渣，排氣等，但金屬液消耗大，澆口清理工作量大。 

金屬型澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與砂型鑄造基本相似，但由于金屬型壁不透氣，導(dǎo)熱能力強(qiáng)，因此要求澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能有利于降低金屬液流速，流動平穩(wěn)，減少其對型壁的沖刷。除應(yīng)保證型腔內(nèi)氣體有充裕的時間排除外，還保證在充型過程中不得產(chǎn)生噴濺。 

當(dāng)用金屬型澆注黑色金屬時，由于鑄件冷速大，液流的粘度急劇增加，因此多采用封閉式澆口，其各部分截面積比例為：F內(nèi)：F橫：F直＝1：1.15：1.25 

5 冒口設(shè)計 

金屬型鑄造的冒口和砂型鑄造時具有同等的作用：即為補(bǔ)縮、集渣和排氣。它的設(shè)計原則也與砂型用冒口相同。由于金屬型冷卻速度大，而冒口又常采用保溫涂料或砂層，因此金屬型的冒口尺寸可比砂型的冒口小。 

金屬型鑄件的工藝參數(shù) 

由于金屬型工藝的特點(diǎn)，其鑄件的工藝參數(shù)與砂型鑄件略有區(qū)別。金屬型鑄件的線收縮率不僅與合金的線收縮有關(guān)，還與鑄件結(jié)構(gòu)、鑄件在金屬型中收縮受阻的情況、鑄件出型溫度，金屬型受熱后的膨脹及尺寸變化等因素有關(guān)，其取值還要考慮在試澆過程中留有修改尺寸的余地。 

為取出金屬型芯和鑄件，在鑄件的出芯和出型方向應(yīng)取適當(dāng)斜度，對各種不同合金鑄件的鑄造斜度參閱有關(guān)手冊。 

金屬型鑄件精度一般比砂型鑄件高，所以加工裕量可較小，一般在0.5～4mm之間。 

在確定鑄件工藝參數(shù)之后，就可繪制金屬型鑄件工藝圖，該圖與砂型鑄件的工藝圖基本相同。 

金屬型的設(shè)計 

鑄件工藝圖繪制之后，就可進(jìn)行金屬型設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容主要包括確定金屬型的結(jié)構(gòu)、尺寸、型芯、排氣系統(tǒng)和頂桿機(jī)構(gòu)等。 

對設(shè)計的金屬型應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，選材合理，安全可靠。.金屬型的結(jié)構(gòu)形式 

1金屬型的結(jié)構(gòu)形式 

金屬型的結(jié)構(gòu)取決于鑄件形狀、尺寸大小；分型面數(shù)量；合金種類和生產(chǎn)批量等條件。按分型面位置，金屬型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式： 

1．整體金屬型，鑄型無分型面，結(jié)構(gòu)簡單，但它只適用于形狀簡單，無分型面的鑄件； 

2．水平分型金屬型，它適用于薄壁輪狀鑄件。 

3．垂直分型金屬型，這類金屬型便于開設(shè)澆冒口和排氣系統(tǒng)，開合型方便，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)；多用于生產(chǎn)簡單的小鑄件； 

4．綜合分型金屬型：它由兩個或兩個以上的分型面組成，甚至由活塊組成，一般用于復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)。操作方便，生產(chǎn)中廣泛采用。 

2 金屬型主體設(shè)計 

金屬型主體系指構(gòu)成型腔，用于形成鑄件外形的部分。主體結(jié)構(gòu)與鑄件大小，其在型中的澆注位置，分型面以及合金的種類等有關(guān)。在設(shè)計時應(yīng)力求使型腔的尺寸準(zhǔn)確；便于開設(shè)澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，鑄件出型方便，有足夠的強(qiáng)度和剛度等。 

3 金屬型芯的設(shè)計 

根據(jù)鑄件的復(fù)雜情況和合金的種類可采用不同材料的型芯。一般澆注薄壁復(fù)雜件或高熔點(diǎn)合金（如銹鋼、鑄鐵）時，多采用砂芯，而在澆注低熔點(diǎn)合金（如鋁、鎂合金）時，大多采用金屬芯。在同一鑄件上也可砂芯和金屬芯并用。 

4 金屬型的排氣 

在設(shè)計金屬型時就必須有排氣設(shè)施，其排氣的方式有以下幾種： 

1．利用分型面或型腔零件的組合面的間隙進(jìn)行排氣。 

2．開排氣槽。即在分型面或型腔零件的組合面上，芯座或頂桿表面上做排氣槽。 

3．設(shè)排氣孔。排氣孔一般開設(shè)在金屬型的高處。 

4.排氣塞是金屬型常用的排氣設(shè)施 

5 頂出鑄件機(jī)構(gòu)設(shè)計 

金屬型腔的凹凸部分，對鑄件的收縮會有阻礙，鑄件出型時就會有阻力，必須采用頂出機(jī)構(gòu)，方可將鑄件項出。在設(shè)計頂出機(jī)構(gòu)時，須注意下面幾點(diǎn)：防止頂傷鑄件，即防止鑄件被頂變形或在鑄件表面頂出凹坑；防止頂桿卡死，首先是頂桿與頂桿孔的配合間隙要適當(dāng)。如果間隙過大易鉆入金屬，過小則可能造成卡死的現(xiàn)象。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)建議采用D4／dC4級配合。 

6 金屬型的定位、導(dǎo)向及鎖緊機(jī)構(gòu) 

金屬型合型時，要求兩半型定位準(zhǔn)確，、一般采用兩種辦法，即定位銷定位和“止口”定位。對于上下分型，而分型面為圓形時，可采用“止口”定位，而對于矩形分型面大多采用定位銷定位。定位銷應(yīng)設(shè)在分型面輪廓之內(nèi)，當(dāng)金屬型本身尺寸較大，而自身的重量也較大時，要保證開合型定位方便，可采導(dǎo)向形式。 

7 金屬型材料的選擇 

從金屬型的破壞原因分析可以看到，制造金屬型的材料，應(yīng)消足下列要求：耐熱性和導(dǎo)熱性好，反復(fù)受熱時不變形，不破壞；應(yīng)具有一定的強(qiáng)度、韌性及耐磨性，機(jī)械加工性好。 

鑄鐵是金屬型常用的材料。其加工性能好，價廉，一般工廠均能自制，并且它又耐熱、耐磨，是一種較合適的金屬型材料。只是在要求高時，才使用碳鋼和低合金鋼。 

采用鋁合金制造金屬型，在國外已引起注意，鋁型表面可進(jìn)行陽極氧化處理，而獲得一層由Al2O3及Al2O3·H2O組成的氧化膜，其熔點(diǎn)和硬度都較高，而且耐熱、耐磨。據(jù)報導(dǎo)這種鋁金屬型，如采用水冷措施，它不僅可鑄造鋁件和銅件，同樣也可用來澆注黑色金屬鑄件。

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