金屬型澆鑄模具理論

1、金屬型澆鑄模具理論目錄一、概述二、鑄件工藝設(shè)計(jì)三、金屬型設(shè)計(jì)四、鑄造工藝五、金屬型鑄造機(jī)六、鑄件常見(jiàn)缺陷及防止方法一、概述1、鑄造原理：利用重力澆注，進(jìn)入金屬型模具。2、工藝流程：3、工藝特點(diǎn)之缺點(diǎn)：（1）金屬型的熱導(dǎo)率和熱容量大，澆注的金屬液很快結(jié)晶凝固，降低了充型能力，故對(duì)鑄件的壁厚設(shè)計(jì)有一定要求，一般不小于2mm。 （2）金屬型本身無(wú)透氣性，必須采用一定的措施導(dǎo)出型腔中的空氣和砂芯所產(chǎn)生的氣體。（3）金屬型無(wú)退讓性，鑄件凝固時(shí)容易產(chǎn)生裂紋和變形，不適用于熱裂傾向大的合金。二、鑄件工藝設(shè)計(jì)1 基準(zhǔn)面的選擇 2 鑄件在金屬型中的位置 3 分型面的選擇 4 鑄件工藝性設(shè)計(jì) 5 澆注系統(tǒng) 6 冒

2、口設(shè)計(jì) 1、基準(zhǔn)面的選擇： 基準(zhǔn)面決定鑄件各部分相對(duì)的尺寸位置。所以選擇鑄造基準(zhǔn)面時(shí)，必須和鑄件機(jī)械加工的基準(zhǔn)面統(tǒng)一，其選擇原則為：（1）非全部加工的鑄件，應(yīng)盡量選取非加工面作為基準(zhǔn)面。 （2）采用非加工面作基準(zhǔn)面時(shí)，應(yīng)該選尺寸變動(dòng)小、最可靠的面作基準(zhǔn)面。最好不選用活塊形成的鑄件表面作為基準(zhǔn)面。（3）基準(zhǔn)面應(yīng)平整和光潔，不應(yīng)有殘余澆冒口、毛刺、飛翅等。 （4）全部加工的零件，應(yīng)選加工余量最小的面作為基準(zhǔn)面，以保證機(jī)械加工時(shí)不致因加工余量不夠而造成廢品。 （5）為了便于檢驗(yàn)尺寸，應(yīng)選擇較大的平面作為基準(zhǔn)面，不采用曲面或有鑄造斜度的面作為基準(zhǔn)面。 2、鑄件在金屬型中的位置 便于安放澆注系統(tǒng)，保證合

3、金液平穩(wěn)充滿鑄型 便于合金順序凝固，保證補(bǔ)縮 使型芯（或活塊）數(shù)量最少、安裝方便、穩(wěn)固，取出容易 力求鑄件內(nèi)部質(zhì)量均勻一致，蓋子類及碗狀鑄件可水平安放 便于鑄件取出，不致拉裂和變形 。3、分型面的選擇 簡(jiǎn)單鑄件的分型面應(yīng)盡量選在鑄件的最大端面上 分型面應(yīng)盡可能地選在同一個(gè)平面上 應(yīng)保證鑄件分型方便，盡量少用或不用活塊 分型面的位置應(yīng)盡量使鑄件避免做鑄造斜度，而且很容易取出鑄件 分型面應(yīng)盡量不選在鑄件的基準(zhǔn)面上，也不要選在精度要求較高的表面上 應(yīng)便于安放澆冒口和便于氣體從鑄型中排出。4、鑄件工藝性設(shè)計(jì)（1） 鑄件工藝性設(shè)計(jì)原則 簡(jiǎn)化金屬型結(jié)構(gòu)，某些小孔一般不鑄出來(lái)，但當(dāng)不便于補(bǔ)縮時(shí)，有些小孔也應(yīng)

4、鑄造出來(lái)；為了便于設(shè)置冒口以對(duì)整體鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮，有些大孔也可以不鑄出； 對(duì)一些易變形的鑄件應(yīng)增加防變形肋，待最后工序加工去掉； 對(duì)于加工過(guò)程中裝卡定位性差的鑄件，可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)定位裝卡凸臺(tái)，其位置應(yīng)有利于鑄件補(bǔ)縮； 在不影響產(chǎn)品性能的前提下，可以局部加大鑄造斜度，避免設(shè)計(jì)活塊。 （2） 鑄件工藝性設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇1）加工余量 零件尺寸精度要求高、表面粗糙度值要求低的加工面，應(yīng)給予較大的加工余量； 加工面越大，加工余量應(yīng)越大； 加工面距加工基準(zhǔn)面越遠(yuǎn)，加工余量應(yīng)越大； 鑄件用砂芯形成的表面，應(yīng)比用金屬芯形成的表面的加工余量大； 澆冒口開(kāi)設(shè)的加工面應(yīng)給予較大的加工余量。 2）工藝余量 工藝余量是指

5、超過(guò)機(jī)械加工余量的部分。工藝余量根據(jù)鑄件實(shí)際結(jié)構(gòu)情況確定，應(yīng)保證鑄件順序凝固。3）鑄件尺寸公差 一般按照GB確定，特殊要求由供需雙方協(xié)商確定。 4）鑄造圓角 鑄造圓角半徑R（mm）一般可以按下式計(jì)算： R 式中 、鑄件相鄰壁的厚度（mm） 5）鑄造斜度 凡是在鑄件冷卻時(shí)與金屬型表面有脫離傾向的面，應(yīng)給予較小的鑄造斜度； 凡是鑄件冷卻時(shí)趨向于包緊金屬型或芯的面，應(yīng)給予較大的斜度。 對(duì)于鑄件尺寸要求精確的非加工面，若不允許有鑄造斜度時(shí)，可考慮改變分型面，或使用金屬活塊、以及采用砂芯等方法來(lái)解決。 各種合金鑄件的鑄造斜度可參考下表：（理論值不一定適用）鑄件表面位置 鋁合金 鎂合金 鑄鐵 鑄鋼 外表面

6、030111130內(nèi)表面 0302 2 2 2 （3） 鑄件圖的繪制 繪制鑄件圖的過(guò)程就是鑄造與零件設(shè)計(jì)、機(jī)械加工等部門(mén)將鑄件的基準(zhǔn)面、加工余量、鑄造斜度等鑄造工藝因素及技術(shù)要求，以圖加以說(shuō)明，并經(jīng)多方會(huì)簽確定的過(guò)程。 鑄件圖既是設(shè)計(jì)、制造金屬型和鑄件驗(yàn)收的技術(shù)依據(jù)，也是機(jī)械加工、設(shè)計(jì)制造工裝夾具的技術(shù)文件之一。 5、澆注系統(tǒng)（1） 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 （2） 澆注系統(tǒng)的形式及特點(diǎn)（3） 澆注系統(tǒng)的組成部分（4） 澆注系統(tǒng)的計(jì)算（1） 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 1) 澆注系統(tǒng)尺寸的大小應(yīng)保證金屬液在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)能良好地充填金屬型，盡量避免產(chǎn)生紊流，以防止卷氣和渣。 （傾斜澆注可解決）2) 金屬液的引

7、入位置應(yīng)使金屬液平穩(wěn)流入型腔，盡量不沖擊型芯和型壁，避免產(chǎn)生渦流和飛濺，并利于金屬型型腔中氣體的排除。 3) 鑄型的熱分布應(yīng)合理，有利于鑄件順序凝固，以便于鑄件得到充分的補(bǔ)縮。 4) 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)單、體積小，在保證鑄件質(zhì)量的前提下，金屬液消耗量應(yīng)最少，并且便于鑄型開(kāi)合、取件及從鑄件上清除澆冒口。 （2） 澆注系統(tǒng)的形式及特點(diǎn) 頂注式 鑄型熱分布有利于補(bǔ)縮，金屬液消耗量少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。 金屬液充填型腔時(shí)易產(chǎn)生飛濺，不利于排氣，鑄件易產(chǎn)生氧化夾渣等缺陷。 適用于矮而簡(jiǎn)單的鑄件。高度超過(guò)100mm的鋁、鎂合金鑄件宜采用傾斜澆注，傾斜角度為3050。 中注式 金屬液流動(dòng)比頂注式平穩(wěn)，能

8、獲得比底注式較合理的熱分布，但不能完全避免產(chǎn)生飛濺和渦流。 適用于高度較高又不便于采用底注式的鑄件。 底注式 金屬液由下而上平穩(wěn)地充填鑄型，有利于排氣、排渣。熱分布不利于金屬液順序凝固。 廣泛應(yīng)用于各種尺寸的鑄件，為了克服熱分布不合理產(chǎn)生的缺陷，可以采取增加工藝余量使鑄件上厚下??；從頂冒口中補(bǔ)充金屬液；控制金屬型的涂料厚度。 縫隙式 金屬液由下而上逐步充填鑄型，流動(dòng)平穩(wěn)，擋渣排氣條件好，金屬型的熱分布合理。 鑄件結(jié)構(gòu)受到限制，金屬液消耗量多，切割、清理澆口費(fèi)工。 適用于質(zhì)量要求較高的鑄件 。 （3） 澆注系統(tǒng)的組成部分 1）澆口杯 接受和貯存一定量的金屬液，同時(shí)起到緩沖和浮渣的作用。 2）直澆

9、道 直澆道形式主要有垂直、傾斜和蛇形等。 3）橫澆道 起緩沖、穩(wěn)流和擋渣的作用，并將直澆道的金屬液分配給內(nèi)澆道。 4）內(nèi)澆道 直接與鑄件相連，控制金屬液流動(dòng)的速度和方向，與鑄件質(zhì)量密切相關(guān)。 5）縫隙澆道 一般由直澆道、橫澆道、立筒和縫隙組成 。如下圖（4） 澆注系統(tǒng)的計(jì)算 確定澆注系統(tǒng)截面積時(shí)，通常先計(jì)算澆道的最小截面積，然后再根據(jù)比例關(guān)系確定其他單元的截面積。澆注時(shí)間一般比砂型鑄造短2040。 式中澆注時(shí)間（s） H鑄件高度（cm） v金屬液在型腔中平均上升速度（ cm / s ） 對(duì)于鋁、鎂合金鑄件： V= 式中 鑄件壁厚（cm） V=式中 v澆道最小截面積中金屬液平均速度(cm/s)

10、W鑄件的重量(g) 金屬液的密度(g/cm3) 澆注時(shí)間(s) Amin澆道的最小截面積(cm2) v也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。對(duì)于鋁合金，一般v150cm/s；對(duì)于鎂合金，一般v130cm/s. 對(duì)于鋁、鎂合金，為防止金屬液產(chǎn)生飛濺，通常采用開(kāi)放式澆注系統(tǒng)。大型鑄件：A直:A橫:A內(nèi)1:（23）:（36）中型鑄件：A直:A橫:A內(nèi)1:（23）:（24）小型鑄件：A直:A橫:A內(nèi)1:（1.53）:（1.53）6、冒口設(shè)計(jì) 鋁、鎂合金鑄件冒口的體積一般為它所補(bǔ)縮的鑄件熱節(jié)體積的11.5倍。 明冒口高度一般應(yīng)大于60mm，過(guò)低補(bǔ)縮效果不好；但也不應(yīng)大于200mm，否則會(huì)產(chǎn)生其他缺陷。冒口直徑一般以不超過(guò)

11、100mm為宜。 對(duì)不宜用冒口補(bǔ)縮的部位，可采用冷鐵激冷或?qū)⒗滂F和冒口聯(lián)合使用。 對(duì)鋁、鎂合金鑄件，常在冒口工作表面涂絕熱性能好的涂料，也可以加厚涂料層。 還可將冒口設(shè)在內(nèi)澆道和直澆道之間，冒口既能補(bǔ)縮又可起集渣的作用。三、金屬型設(shè)計(jì)1 金屬型結(jié)構(gòu)形式 2 金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 金屬型操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 金屬型加熱和冷卻 5 金屬型用材料及其選用 6 金屬型壽命 1、金屬型結(jié)構(gòu)形式 整體金屬型 水平分型金屬型 垂直分型金屬型 綜合分型金屬型整體金屬型 水平分型金屬型 垂直分型金屬型 綜合分型金屬型 2、金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 金屬型型體設(shè)計(jì)（2） 型芯設(shè)計(jì) （3） 活塊設(shè)計(jì) （4） 金屬型的排氣系統(tǒng)

12、 （1） 金屬型型體設(shè)計(jì)1）金屬型壁厚 一般是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)列出的圖表或計(jì)算公式確定。鑄件壁厚與鑄鐵金屬型壁厚的關(guān)系 對(duì)于鋁合金鑄件，金屬型壁厚可以薄一些。 若采用鋼或球鐵制成的金屬型時(shí)，其壁厚可適當(dāng)減薄。鋁、鎂合金鑄造使用鑄鐵做金屬型時(shí)，金屬型的壁厚見(jiàn)下表 ：鑄件壁厚件 金屬型壁厚型 選用原則 10101515303050 152020252530(11.3)件 大型壁厚鑄件取上限件鑄件壁厚 鋁、鎂合金鑄造使用鑄鐵做金屬型時(shí)，還可以根據(jù)分型面的尺寸確定金屬型的壁厚：分型面平均尺寸S 金屬型壁厚型 125125160160200200500500800 1618202530 S 式中l(wèi)、b分別表

13、示金屬型分型面的長(zhǎng)和寬 金屬型加強(qiáng)筋的箱形結(jié)構(gòu)2）金屬型分型面上的尺寸尺寸名稱尺寸值（mm）型腔邊緣至金屬型邊緣的距離（a）2530型腔邊緣間的距離（b）30小件1020直澆道邊緣至型腔邊緣間的距離（c）1025型腔下緣至金屬型底邊間的距離（d）3050型腔上緣至金屬型上邊間的距離（e）4060金屬型分型面上的尺寸3）型腔尺寸計(jì)算 確定金屬型的型腔和型芯尺寸時(shí)，主要是根據(jù)鑄件外形和內(nèi)腔的名義尺寸，并考慮鑄件的線收縮和涂料層厚度以及加工公差等。金屬型型腔和型芯的尺寸可按下式計(jì)算： Ax=（A+A+2）Ax Dx=（A+A-2）Dx式中 Ax，Dx分別為型腔和型芯的尺寸 A，D分別為鑄件的外形和內(nèi)

14、孔的名義尺寸 鑄件材料的線收縮率 涂料層的厚度（一般取0.1mm0.3mm） Ax，Dx 金屬型加工公差金屬型型腔和型芯尺寸的確定4）型體定位 為了使金屬型半型間不發(fā)生錯(cuò)位，常用定位銷定位，也可采用止口定位。（2） 型芯設(shè)計(jì) 型芯種類及特點(diǎn) 型芯種類 特點(diǎn) 可抽出金屬芯 鑄件冷卻速度快，組織致密均勻，尺寸精度高，表面粗糙度值低，生產(chǎn)周期短，成本低 鋁、鎂合金鑄件應(yīng)優(yōu)先選用 可熔金屬芯 主要用來(lái)鑄造鑄件中的細(xì)孔通道 砂芯 可以做出最復(fù)雜的型芯，但鑄件質(zhì)量、尺寸精度、表面粗糙度都比金屬芯差 只有在不能使用金屬芯時(shí)選用 殼芯 鑄件質(zhì)量、尺寸精度和表面粗糙度接近金屬芯，同時(shí)還可以做出復(fù)雜的型芯 廣泛用

15、來(lái)代替砂芯（鋁合金鑄件） 鋁合金活塞金屬型用砂芯形成澆冒口系統(tǒng) 局部采用砂芯防止鑄件開(kāi)裂 砂芯芯頭、芯座間的斜度與間隙（3） 活塊設(shè)計(jì) 當(dāng)金屬型分型取出鑄件受到阻礙時(shí)，對(duì)阻礙分型取出鑄件的部分可以設(shè)計(jì)成活塊。采用活塊雖然會(huì)使鑄件方便地從鑄型中取出，但會(huì)使分型面增加、金屬型結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作麻煩，導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸精度不高，生產(chǎn)效率低。因此，設(shè)計(jì)金屬型時(shí)應(yīng)盡量少用或不用活塊。（4） 金屬型的排氣系統(tǒng) 1）排氣孔 一般在型腔最后充滿處開(kāi)直徑為15mm的圓形排氣孔。2）排氣槽 一般設(shè)置在金屬型的分型面上以及活塊、鑲件的結(jié)合面上。3）排氣塞（通氣塞）。 金屬型分型面上的排氣槽排氣槽尺寸排氣塞型式裝配在金屬型上的

16、排氣塞3 金屬型操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 鎖緊機(jī)構(gòu) （2） 抽芯機(jī)構(gòu) （3） 鑄件頂出機(jī)構(gòu) （4） 金屬型型體與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接 （1） 鎖緊機(jī)構(gòu) 摩擦鎖 楔銷鎖 偏心鎖 摩擦鎖緊機(jī)構(gòu)楔銷鎖緊機(jī)構(gòu) 偏心鎖緊機(jī)構(gòu) （2） 抽芯機(jī)構(gòu) 撬桿抽芯機(jī)構(gòu) 齒條-齒輪抽芯機(jī)構(gòu) 螺桿抽芯機(jī)構(gòu) 偏心軸抽芯機(jī)構(gòu) 撬桿抽芯機(jī)構(gòu) 撬桿抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于起模斜度大、長(zhǎng)度較短的簡(jiǎn)單型芯。 齒條-齒輪抽芯機(jī)構(gòu) 齒條-齒輪抽芯機(jī)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，抽芯平穩(wěn)，抽芯距離大，省力，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般用于抽拔金屬型底部或側(cè)面的型芯。 螺桿抽芯機(jī)構(gòu)螺桿抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、省力、操作方便。偏心軸抽芯機(jī)構(gòu) 偏心軸抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，適合

17、于抽拔位于金屬型底部的型芯。 （3） 鑄件頂出機(jī)構(gòu) 頂桿位置的選擇應(yīng)使鑄件均勻頂出，防止鑄件產(chǎn)生變形及其他一些缺陷，應(yīng)注意： 1）頂桿應(yīng)布置在鑄件受夾緊力最大的地方； 2）頂桿的數(shù)量應(yīng)足夠多，并且分布合理； 3）頂桿與鑄件接觸面積應(yīng)足夠大，防止鑄件發(fā)生局部變形和在鑄件表面產(chǎn)生壓痕； 4）頂桿應(yīng)盡可能地布置在澆冒口上或鑄件需機(jī)加工的部位； 5）當(dāng)鑄件結(jié)構(gòu)不宜布置頂桿時(shí)，可設(shè)置專門(mén)的工藝凸臺(tái)。 單個(gè)頂桿機(jī)構(gòu) 組合頂桿機(jī)構(gòu) 1金屬型2頂桿 3頂桿板兩半型中不同的鑄造斜度 （4） 金屬型型體與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接 金屬型型體與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接方式有多種，如用螺紋、插銷和T型槽連接等。 插銷連接更換金屬型方便，

18、但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，并要求插銷應(yīng)有足夠的抗剪強(qiáng)度；T形槽連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗剪能力強(qiáng)，便于制造。 這些方式也可用在金屬型動(dòng)型板與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接。 4 金屬型加熱和冷卻（1）金屬型加熱裝置（2）金屬型冷卻裝置 金屬型加熱裝置及特點(diǎn)箱式電阻爐加熱 采用臺(tái)車爐，將金屬型放入電爐中加熱。 金屬型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，型溫均勻，加熱效果好，但生產(chǎn)過(guò)程中加熱困難，型溫不易控制。 適用于多品種、中小型金屬型加熱 。固定式電加熱器加熱 在金屬型鑄造機(jī)的安裝板上設(shè)計(jì)電加熱器，金屬型安裝在鑄造機(jī)上加熱。 金屬型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，加熱方便，在生產(chǎn)過(guò)程中容易補(bǔ)充加熱，型溫容易控制，但效率低，不安全。 適用于中小型金屬型加熱。 移動(dòng)

19、式電加熱器加熱 加熱器放在兩半型之間通電加熱，金屬型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，加熱方便、安全，但熱效率低，型溫不均勻，補(bǔ)充加熱時(shí)必須停止?jié)沧ⅰ?適用于單一分型面的各種尺寸的金屬型 。直接式電加熱器加熱 金屬型中設(shè)置電加熱元件，通電對(duì)金屬型直接加熱。 熱效率高，使用方便，型溫容易控制，但金屬型體積增大，成本高，不安全。 適用于大量生產(chǎn)的大型金屬型。 煤氣加熱 用煤氣或液化氣對(duì)金屬型加熱。 使用方便、快捷、經(jīng)濟(jì)，但型溫不易控制。 移動(dòng)式加熱器用于各種尺寸的金屬型； 固定式加熱器用于大型金屬型 。用熔融金屬加熱 用熔融金屬液連續(xù)澆注一定數(shù)量的鑄件來(lái)提高金屬型的工作溫度，加熱方便，速度快，但不安全，金屬型壽命

20、短。 適用于生產(chǎn)過(guò)程中的補(bǔ)充加熱。 金屬型局部電加熱裝置金屬型冷卻裝置及特點(diǎn)在金屬型背面設(shè)置散熱片或散熱刺冷卻 散熱片及散熱刺的數(shù)量愈多，散熱面積愈大，散熱效果愈好。一般散熱刺平徑直徑10mm左右，間距3040mm。散熱片的厚度，根據(jù)金屬型的大小，選412mm，片與片的間距為散熱片厚度的11.5倍，高度都以不超過(guò)金屬型外廓尺寸為宜 適用于用鑄鐵制成的金屬型 對(duì)金屬型抽氣或通壓縮空氣冷卻 在金屬型背面留出抽氣空間，用抽氣機(jī)抽氣，也可以用壓縮空氣吹氣，以達(dá)到降低金屬型溫度的目的。 散熱效果好，使用安全，不影響金屬型使用壽命。 對(duì)金屬型通水冷卻 在金屬型型腔背面鉆通水孔，溫度升高時(shí)，通水冷卻，效果最

21、好，但應(yīng)避免冷卻速度太快而降低金屬型使用壽命。 用于銅合金鑄件 。設(shè)置激冷塊冷卻 對(duì)要求局部激冷的金屬型，在激冷處安置激冷塊，加快該處的冷卻速度，以防止產(chǎn)生縮松。激冷塊的材料為陰極銅。 設(shè)置冷卻筋與冷卻孔冷卻 對(duì)易產(chǎn)生輕微縮松的鑄件，可在其局部較厚的部位型面上開(kāi)設(shè)冷卻筋或冷卻孔。冷卻筋為24mm的三角形，冷卻孔常設(shè)在分型面上，直徑為24mm 空氣冷卻金屬型 水冷金屬型5 金屬型用材料及其選用（1） 對(duì)金屬型材料的要求 具有足夠的高溫強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性； 具有足夠的強(qiáng)度和韌性； 在高溫金屬液作用下不致被熔焊； 溫度急劇變化時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力要小，不易產(chǎn)生翹曲、變形和裂紋； 鑄造性能及機(jī)械加工性能要好。

22、（2） 材料的選擇 金屬型的型體、底板及型芯等廣泛采用鑄鐵和中碳鋼。 鑄鐵制的金屬型壽命低、修補(bǔ)時(shí)沒(méi)有碳鋼方便，所以復(fù)雜型面的金屬型常用碳鋼制造，而小型芯和薄活塊，澆注時(shí)受金屬液包圍，工作條件惡劣，宜采用合金鋼制造。 6 金屬型壽命（1）平均壽命 金屬型壽命是指金屬型在其報(bào)廢前所能澆注鑄件的絕對(duì)次數(shù)，一般與金屬型材料、鑄件材料及鑄件特性等因素有關(guān)。 對(duì)于非鐵合金鑄鐵金屬型，小型鑄件可澆注數(shù)萬(wàn)至數(shù)十萬(wàn)次 ，中型鑄件可澆注數(shù)萬(wàn)次。（2）金屬型破壞類型及原因 熱應(yīng)力的疊加 鑄鐵金屬型坯料的內(nèi)應(yīng)力沒(méi)有及時(shí)消除而存留在加工后的金屬型內(nèi)，澆注時(shí)受金屬液的熱作用，產(chǎn)生新的熱應(yīng)力，若兩種應(yīng)力符號(hào)相同時(shí)，將產(chǎn)生

23、疊加，當(dāng)應(yīng)力大于材料的強(qiáng)度極限時(shí)，金屬型就會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂。熱疲勞應(yīng)力 每澆注一次，金屬型內(nèi)表面就得經(jīng)受一次交變應(yīng)力的作用。長(zhǎng)期工作，金屬型內(nèi)表面就得承受無(wú)數(shù)次交變應(yīng)力的作用，當(dāng)這種交變應(yīng)力超過(guò)金屬型的疲勞強(qiáng)度極限時(shí)，金屬型內(nèi)表面上就會(huì)出現(xiàn)微小裂紋。隨著澆注次數(shù)的增多，裂紋擴(kuò)展，會(huì)在金屬型工作表面形成明顯的網(wǎng)狀裂紋，嚴(yán)重時(shí)，金屬型會(huì)因此報(bào)廢。金屬型受交變熱應(yīng)力示意圖氧氣侵蝕 金屬型高溫工作條件下，氧氣會(huì)進(jìn)入金屬型的熱疲勞裂紋中，與金屬型發(fā)生較劇烈的氧化反應(yīng)，使裂紋處組織疏松并進(jìn)一步擴(kuò)展。金屬液沖刷 澆注時(shí)，金屬液對(duì)金屬型工作表面有劇烈的熱沖擊作用，使金屬型溫度迅速升高，強(qiáng)度降低。有時(shí)受金屬液侵蝕的表

24、面會(huì)與鑄件粘合在一起，強(qiáng)力取出鑄件時(shí)會(huì)損壞金屬型工作表面。鑄件的摩擦 因金屬型無(wú)退讓性，取出鑄件時(shí)會(huì)與包住鑄件的金屬型產(chǎn)生較大的表面接觸摩擦，引起破壞。對(duì)于金屬型溫度升得較高得表面，破壞的可能性較大，如澆注系統(tǒng)、型芯等處，較易磨損。四、鑄造工藝1 金屬型的準(zhǔn)備 2 金屬型的澆注工藝 3 金屬型的試鑄 1 金屬型的準(zhǔn)備（1）金屬型的清理 （2）金屬型的預(yù)熱 （3）涂料及涂敷工藝 （1）金屬型的清理 清理方法可以是手工清理、噴砂或化學(xué)清理。（2）金屬型的預(yù)熱 金屬型在噴刷涂料前需先預(yù)熱，對(duì)于鋁、鎂合金通常預(yù)熱到150 200；噴完涂料還需進(jìn)一步預(yù)熱至金屬型的工作溫度，對(duì)于鋁合金，一般預(yù)熱到200

25、300，薄壁件預(yù)熱到300 350 ，對(duì)于鎂合金，一般預(yù)熱到200 350，薄壁件預(yù)熱到300 400 。 （3）涂料及涂敷工藝 1）噴刷涂料的目的 保護(hù)金屬型，改善型腔中氣體的排除條件，避免金屬液直接接觸金屬型型壁，使鑄件表面光潔，便于脫型。不同涂料厚度還可以調(diào)整凝固順序，減少鑄件缺陷。 氣體通過(guò)涂料層排出2）對(duì)涂料的要求 涂料應(yīng)具備足夠的耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和一定的導(dǎo)熱性能。使用時(shí)流動(dòng)性要好，發(fā)氣量要低，在劇烈溫度變化時(shí)不發(fā)生龜裂和剝落。3）涂料的涂敷原則 金屬型的型腔、型芯及澆冒口部位的型面均應(yīng)噴刷涂料。型腔、型芯所用涂料應(yīng)保證鑄件表面光潔，澆冒口應(yīng)采用保溫涂料。鑄件壁越厚，涂料層應(yīng)減?。?/p>

26、反之，鑄件壁越薄，涂料層應(yīng)增厚。但冒口至需要補(bǔ)縮部位的涂料層厚度可逐漸減薄，以利于冒口的充分補(bǔ)縮。開(kāi)型困難及易拉傷鑄件的部位，應(yīng)噴刷潤(rùn)滑性好的石墨涂料。 涂敷涂料的順序是先噴刷澆冒口系統(tǒng)，后噴刷需要涂料層厚的型腔表面，最后噴刷需要涂料層薄的型腔表面。 4）涂料配方 涂料一般由粉狀耐火材料（如氧化鋅、白堊粉等）、粘結(jié)劑（如水玻璃）、載體（如水）和其他附加物（如石墨粉、滑石粉等）組成。鋁合金鑄件用涂料配方（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）成分 配方 用途 氧化鋅水玻璃水 91168其余 中小型及表面要求光潔的鑄件型腔工作面 氧化鋅白堊粉二氧化鈦水玻璃水 6436其余 表面要求光潔的鑄件型腔工作面 氧化鋅或白堊粉石墨粉二

27、氧化鈦水玻璃水 4997其余 大型及厚壁鑄件及表面容易拉鋁的型腔工作面 成分 配方 用途 石墨粉水玻璃水10156其余 用于斜度小的型芯及厚壁鑄件型腔工作面 氧化鋅二氧化鈦石棉粉水玻璃水6121210其余 薄壁鑄件的型腔工作面 石棉粉氧化鋅水玻璃水101210121018其余 澆冒口系統(tǒng)涂料 石墨粉鈣基潤(rùn)滑脂595 用于金屬型摩擦部位 2 金屬型的澆注工藝（1）合金的澆注溫度（2）澆注工藝 （3）鑄件在金屬型中的保持時(shí)間 （1）合金的澆注溫度1）形狀復(fù)雜及壁薄的鑄件，澆注溫度應(yīng)偏高些；形狀簡(jiǎn)單、壁厚及重量大的鑄件，澆注溫度可適當(dāng)降低。 2）金屬型預(yù)熱溫度低時(shí)，應(yīng)提高合金的澆注溫度。為了充滿鑄件

28、的薄斷面，提高合金的澆注溫度比提高金屬型的溫度效果要好。3）澆注速度快時(shí)，可適當(dāng)降低澆注溫度；需緩慢澆注的鑄件，澆注溫度應(yīng)適當(dāng)提高。4）頂注式澆注系統(tǒng)可采用較低的澆注溫度；底注式澆注系統(tǒng)要求較高的澆注溫度。 5）當(dāng)金屬型中有很大的砂芯時(shí)，可適當(dāng)降低合金的澆注溫度。鋁合金： 鋁硅合金 680 740 鋁銅合金 700 750 鎂合金： 720 780（2）澆注工藝 1）常規(guī)澆注 澆注一定要平穩(wěn)，不可中斷液流，應(yīng)盡量使金屬液沿澆道壁流入型腔； 按照先慢、后快、再慢的澆注原則； 澆包嘴應(yīng)盡可能靠近澆口杯。 2）傾斜澆注（比較好的方式） 開(kāi)始澆注時(shí)將金屬型傾斜一個(gè)角度(一般為45)，然后隨澆注過(guò)程而逐漸放平。 3）振動(dòng)澆注 振動(dòng)澆注可以細(xì)化晶粒，提高鑄件力學(xué)性能，減少鑄造缺陷。 （3）鑄件在金屬型中的保持時(shí)間 鑄件在金屬型中的保持時(shí)間取決于鑄件壁厚、鑄件材質(zhì)及金屬型的工作溫度。 一般希望金屬液在鑄型中凝固后立即抽芯脫型，因