第4节金属型铸造工艺详解.ppt

4#式样铸态组织 5#式样铸态组织 第四节 金属型铸造工艺 Hubei Automotive Industries Institute Department of Materials Engineering 金属型铸造工艺 材料工程系 对于铝、镁合金铸件： 对于铸钢件：b＜1cm时，v=2-3cm.s-1 一　浇注补缩系统的设计 确定浇注系统截面积时，通常是先计算该系统中的最小截面，然后再根据比例关系求得系统中其它组元的截面积。 （一）浇注系统尺寸的确定 浇注时间根据铸件的高度和限定的型内金属液面的上升速度来决定，即 Q——通过浇注系统的金属重量 γ——重度 镁合金Vmax ＜130cm.s-1； 对于铝合金Vmax ＜150cm.s-1 可以根据浇注时间和液体金属流经浇注系统最小截面处的允许最大流动线速度Vmax，来计算最小截面积Fmin。 确定了最小截面积Fmin后，便可以确定浇注系统中其它组元的截面积。 大型铸件（＞40kg） F直：F横：F内=1：（2~3）：（3~6） 中型铸件（20-40kg） F直：F横：F内=1：（2~3）：（2~4） 小型铸件（＜20kg） F直：F横：F内=1：（1.5~3）：（1.5~34） 浇注铝、镁合金时为： 浇注黑色金属时，采用封闭式浇注系统，最小截面积为内浇口，各组元截面积比为： F内：F横：F直=1：（1.05-1.25）：（1.15-1.25） 内浇口长度一般应小于12mm。 （二）直浇道 直浇道是将合金液从浇口杯引入横浇道的通道。为了避免带入气体，金属型铸造的直浇道应做成封闭式的。为了便于浇注，不带浇口杯的直浇道，上部尺寸最好不小于φ20mm。 1、垂直浇道 开始浇注铝合金液时，不能完全充满整个浇道，对底部的冲击较大，容易带进气体和杂质，对铸件质量不利，所以垂直浇道高度一般不应超过150mm。 可能带进气体和杂质，但其量比垂直浇道少得多。 2、斜浇道 在制造金属型时，加工很方便，所以一般浇道不超过250mm，要求不是很高的铸件，常常采用。 斜角根据铸件（包括冒口）的高度来选择 小于120mm：15°~ 20° 120~250mm：8°~ 15° 3、倾斜弯转浇道 浇道的弯转处成为液封区 ，阻塞了气体和渣滓的进入。 可起缓冲作用。 利用浇道防止气泡及氧化渣进入型腔的有效方法 增大了金属型的体积，增加了金属型的重量和材料消耗量。 因浇道曲折几次，增加了浇道壁对金属液的摩擦力，而降低了金属液流速，对除渣除气有良好的效果。 4.蛇形浇道 改为蛇形浇道后，大大提高了合格率因此生产中特别是夹渣严重的铸件，广泛地采用了蛇形浇道。 在实际生产中，有些铸件因夹渣氧化皮严重影响了质量。 能使合金液流动平稳，不易 引起涡流，有利于防止铸件形成氧化夹渣和气孔，常用于大、中型铝镁合金铸件及镁合金铸件。 5.片状浇道 通常用于圆筒形、箱形等薄壁铝、镁合金铸件以及具有大表面的高大薄壁铸件。 （三）浇注系统在型内的布置形式 1、侧注式 侧注式浇注过程及温度分布 2、顶注式 顶注式浇注过程及温度分布 1—金属型；2—凝固层；3—金属液 其热分布较合理，有利于顺序凝固，可减少金属液的消耗，但金属液流动不平稳，易进渣，铸件高时，易冲击型腔底部或型芯。若用于浇注铝合金件，一般只适用于铸件高度小于100ｍｍ的简单件。 3.底注式 金属液流动较平稳，有利于排气，但温度分布不合理，不利于铸件顺利凝固。 底注式浇注过程及温度分布 1—金属型；2—凝固层；3—金属液 冒口设在直浇道与内浇口之间 1－内浇口　2－冒口　3－直浇道 冒口颈的直径为热节圆直径的0.3-0.5。 （四）冒口的设计 金属型铸造灰铸铁件一般不设冒口。 铝、镁合金铸件冒口的体积为它所补缩的铸件热节体积的1.5倍。 球墨铸铁和可锻铸铁件冒口的直径为它所补缩的铸件热节圆直径的1.2倍； 冒口的高度为热节圆直径的1.25倍； 二　涂料 保护金属型 调节铸件在金属型中各部位的冷却速度 改善铸件的表面质量 改善型腔中气体的排除条件 目的 气体通过涂料层排出 1－型壁 2－涂料层 3－金属液流 涂料由耐火粉料、粘结剂、载体、附加物组成粉状耐火材料。 铜合金所用材料与铸铁相似，但不用硅石粉和镁粉。 铸铁与铸钢相似，还可用石棉粉和镁粉。 铸钢用硅石粉、石墨粉、耐火粘土。 铝、镁合金用白垩粉、氧化锌、石棉粉、石棉粉和滑石粉；铝合金还可用氧化钛、氧化镁。 石棉粉、硅藻土可高效提高涂料的绝热性能，石墨粉、滑石