金属材料成形工艺及控制课件 4.1 金属型铸造

特种铸造工艺（金属液态特种成型技术）：与砂型铸造有较大区别的液态成型技术。

如金属型铸造，压力铸造，离心铸造，熔模铸造等不同于砂型铸造的特种成型（铸造）方法。第4章特种铸造工艺4.1金属型铸造

金属型铸造：金属液在重力作用下浇入金属铸型中，并在重力作用下结晶凝固而形成铸件的一种方法。由于金属型可反复使用几百次到几千次，故又称永久型铸造。与砂型铸造相比，金属型铸造在技术与经济上有许多优点：1.金属型铸件的机械性能比砂型铸件高。与砂型相比，金属型的导热性能好，铸件凝固时冷却速率高，即使结晶温度范围较宽的合金，也能得到密实的铸件。同时，铸件晶粒细化，尤其是铸件表层结晶组织更细密，形成“铸造硬壳”，铸件的抗蚀性能和硬度也显著提高。2.铸件尺寸精度和表面粗糙度(CT6－CT9，Ra3.2～12.5μm)均优于砂型铸件，其加工余量可减少。3.铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般节约15~30%。4.工序简单，生产率高，并且劳动条件好。金属型可反复使用，省去了砂型铸造中的配砂、造型、落砂等许多工序，节省了大量的造型材料和生产场地，提高了生产率，易于实现机械化和自动化生产。与砂型相比，其不足之处：1.金属型的制造成本高，周期长，不适合单件、小批生产。2.金属型不透气，铸件在其中冷速大，易造成铸件气孔，浇不足等。3.金属型无退让性，易造成铸件开裂。4.金属型铸造时，铸型的工作温度，合金的浇注温度和速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等铸造工艺对铸件的质量的影响甚为敏感，故工艺要求严格。5.对铸造形状复杂(尤其是内腔复杂)、薄壁(防止浇不到)和大型铸件有一定的局限性。6.用于铸钢等高熔点合金时，金属型寿命低，同时，还易使铸铁件产生硬、脆的白口组织。目前金属型铸造主要用于铜、铝、镁等有色合金铸件的大批生产。如内燃机活塞、缸盖、油泵壳体、轴瓦、衬套、盘盖等中小型铸件。1.金属型的材料制造金属型的材料应根据浇注的合金选用，一般金属型材质的熔点应高于浇入液态合金的温度。浇注锡、锌、镁等低熔点合金，可用灰铸铁做金属型；浇注铝、铜等合金，要用合金铸铁或钢做金属型。金属型的材料及结构2.金属型的结构形式金属型的结构必须保证铸件(连同浇、冒口系统)能从金属型中顺利取出。按分型面的不同金属型可分为整体式、水平分型式、垂直分型式和综合分型式等金属型的材料及结构（1）整体式金属型铸型无分型面，结构简单，只适用于形状简单、无分型面的铸件。金属型的材料及结构（2）水平分型金属型生产薄壁轮状铸件时用得较多。为防止这类铸件变形，金属型的温度分布应均匀，故常将浇口开在铸件中心。金属型的材料及结构（3）垂直分型金属型便于开设浇冒口和排气系统，开合型方便，取出铸件均较便利。易于实现机械化，应用较多。金属型的材料及结构（4）综合分型金属型由两个或两个以上的分型面组成，一般用于复杂铸件的生产。第一节金属型的材料及结构金属型的浇注系统：多采用底注式或倒注式，以防止浇注时金属液飞溅，遇金属型壁急冷凝成“冷豆”存在于铸件中，影响铸件质量。金属型的材料及结构铝活塞的金属型铸造：由左、右两半型和底型组成，左半型固定，右半型用铰链连接，称铰链开合式金属型。采用鹅颈缝隙式浇注系统，使金属液平稳注入型腔。将金属型没计成夹层空腔，采用循环水冷却装置，防止金属型过热。金属型的材料及结构图4.2铸造铝活塞的金属型及金属型芯(a)铰链开合式金属型；(b)组合式金属型芯金属型的材料及结构图4.2铸造铝活塞的金属型及金属型芯(a)铰链开合式金属型；(b)组合式金属型芯金属型用的型芯分金属型芯和砂芯两种。金属型芯一般适用于有色金属铸件，使用时需考虑金属型芯易于顺利