金属型铸造薄壁件怎么才能铸满

1. 铸造铸钢件时有什么要求

铸钢件是用铸钢制作的零件，与铸铁性能相似，但比铸铁强度好。铸钢件在铸造过程中易出现气孔缺陷、角度定位不准确等缺点，在长期使用中就有可能出现机壳断裂的现象。

铸钢件清理注意事项及其要求：铸钢件在未完全凝固前，不能搬动铸件，也不准在600℃以上喷水强冷。铸件一般经自然冷却2-3小时后进行清件。

铸钢件造型工艺的基本原则：质量要求高的面或主要加工面应放在下面；大平面应放在下面；薄壁部分应放在下面；厚大部分应放在上面；应尽量减少砂芯的数量；应尽量采用平直的分型面。铸钢件造型工艺的基本要求：木模：要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。

（一）工作流程：清理铸件表面、型腔废砂→气割铸件浇口、冒口、毛刺→再次清理铸件残砂→焊补铸件→打磨铸件→质量验收

（二）操作方法及质量标准：1、准备工作

按照要求佩戴好劳保用品，并对工作环境进行安全确认；准备好所用机器设备和工具，并认真检查，确保机器设备、工具完好，能正常、安全运行和使用。2、正常操作：（1）利用风镐或水清砂机进行铸件废砂清理。（2）铸件废砂清理完毕，按照《气割安全技术操作规程》操作割枪，切割铸件浇口、冒口、飞边、毛刺。（3）铸件切割完毕，符合要求。按照《电焊工安全技术操作规程》操作电焊机，对铸件残缺部位进行焊补，确保铸件完整。（4）焊补完毕，复合工艺要求。利用砂轮机对铸件切割、焊补等部位进行打磨处理，保证切割部位和焊补部位光洁、平整。（5）打磨完毕，进行验收，准备热处理。

2. 阐述铸造金属凝固的形式：同时凝固、顺序凝固、糊状凝固的特征及适合金属种类特征和工艺

顺序凝固：铸件的顺序凝固原则是采取各种措施，保证铸件各部分按照距离冒口的远近由远及近朝着冒口方向凝固，冒口本身最后凝固。铸件按照这一原则凝固时，可使缩孔集中在冒口中，获得致密的铸件。

带有冒口的板状铸件，采用顶注式浇注。由于金属液是从冒口浇入的，所以铸件纵断面中心线上的温度自远离冒口处向冒口方向依次递增。

在向着冒口张开的ϕ 角范围内，金属都处于液态，形成“楔形”补缩通道，ϕ 角越大，越有利于冒口的补缩如图所示。同时凝固条件下，扩张角ϕ 等于零，没有补缩通道，无法实现补缩。但是由于同时拉伸的应力及阶段。

1、弹性：εe=σe/E，指标σe，E。

2、刚性：△L=P·l/E·F抵抗弹性变形的能力强度。

3、强度：σs---屈服强度，σb---抗拉强度。

4、韧性：冲击吸收功A。

5、疲劳强度：交变负荷σ-1<σs。

6、硬度HR、HV、HB。

(2)金属型铸造薄壁件怎么才能铸满扩展阅读：

凝固过程中液态金属的流动、单向凝固技术、快速凝固。与第一版相比，修订后的新书增加了数值模拟最新内容，以及液态金属结构、固－液界面非线性动力理论、快速凝固热力学和动力学等内容，反映了凝固理论和技术的发展。

富有展性、延性及导热性、导电性的这一类物质。金属中延展性最好的是Au，导电好的依次是Ag、Cu、Al；金属可分为有色金属-黑色金属、重金属-轻金属等；一种音乐风格，通常被成为重金属

3. 几种特种铸造技术推介

砂型铸造尺寸精度不高，表面粗糙，生产率低，质量不稳定，劳动强度大等。 凡是与传统的普通砂型铸造有一定区别的铸造方法，统称为特种铸造。 一、金属型铸造：用重力浇注将熔融金属浇入金属铸型（即金属型）中获得铸件的方法。（永久型铸造）优点：下芯、合型比较方便。精度高，劳动条件好。 2、缺点：上型排气困难，开型和取出铸件均不方便。 3、应用：主要适用于大批量生产中小型有色金属合金铸件；如铝合金、镁合金、铜合金等。也可用金属型生产形状简单的黑色金属铸件。浇注低熔点的合金（如锡合金、镁合金等）时，可选用灰铸铁。浇注铝合金、铜合金时，可选用合金铸铁。浇注铸铁和钢时，必须选用碳钢和合金钢等。 二、压力铸造：熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。 1、优点：铸件质量好，生产效率高，经济效益好 2、缺点：压铸型结构复杂，制造费用高，生产周期长；金属液充型速度大，凝固快，补缩困难，铸件中容易产生小气孔和缩松等缺陷。 3、应用：大批量生产中小型有色金属合金铸件，其中以念正凯锌合金、铝合金压铸件应用最为广泛。 三、离心铸造：将熔融金属浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型，在离心力作用下，凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合的铸造方法。 1、优点：在离心力的作用下凝固成形，致密性好，铸件内部不易产生缩孔、气孔、渣气孔等缺陷。金属型冷却快，铸件晶粒细小，因而力学性能较高。金属液的充型能力好，可以铸造薄壁铸件和流动性差的清悉合金铸件。 2、缺点：铸件内孔直径尺寸不准确，内表面粗糙，加工余量大；在浇注冷凝过程中，密谋较大的组织容易集中于表层，产生化学成分不均匀的缺陷（容易产生偏析的合金如铅青铜就不能用离心铸造法生产铸件）。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器 3、应用：多用于浇注各种金属的圆管状铸件，如各种套、环、管等。以及可以铸造各种要求组织致密、强度要求较高的成型铸件，如小叶轮、成型刃具等。 四、熔模铸造：又称失蜡铸造。用易熔材料如蜡料制成模样（蜡模），在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样的型壳经高温焙烧后即可浇注的铸造方法。 1、仔唤优点：铸件质量好，可浇注形状复杂的铸件，可产生各类金属材料的铸件。 2、缺点：操作过程繁杂、生产周期长、成本较高，不能铸造较大的零件。一般都在20kg以下。 3、应用：凡是形状复杂、机械加工困难的零件；均可考虑采用熔模铸造。目前应用最多的是生产碳钢和合金钢铸件。 五、低压铸造：将铸型安置在密封的坩埚上方，坩埚内通往压缩空气，在熔融金属的表面上造成低压力，使金属由升液管上升填充铸型和控制凝固的铸造方法。 1、优点：能生产出组织致密的工件，对薄壁、耐压、防渗的铸件有利；金属液充型平稳、无飞溅和冲击现象，不容易产生夹砂、气孔等缺陷。 2、缺点：坩埚和升液管长期受金属液的浸蚀，使用寿命较低。 3、应用：目前应用最多的是铝合金，在铜合金和铸铁生产中也有应用。

4. 铝合金铸造工艺

一、铸造概论
铝合金铸造的种类如下：
由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。
1、铝合金铸造工艺性能
铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。
(1) 流动性
流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。
影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。
(2) 收缩性
收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。
铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。
①体收缩
体收缩包括液体收缩与凝固收缩。
铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。
缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越易形成分散性缩孔，因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。对易产生分散疏松的铝合金铸件，冒口设置数量比集中缩孔要多，并在易产生疏松处设置冷铁，加大局部冷却速度，使其同时或快速凝固。
②线收缩
线收缩大小将直接影响铸件的质量。线收缩越大，铝铸件产生裂纹与应力的趋向也越大；冷却后铸件尺寸及形状变化也越大。
对于不同的铸造铝合金有不同的铸造收缩率，即使同一合金，铸件不同，收缩率也不同，在同一铸件上，其长、宽、高的收缩率也不同。应根据具体情况而定。
(3) 热裂性
铝铸件热裂纹的产生，主要是由于铸件收缩应力超过了金属晶粒间的结合力，大多沿晶界产生从裂纹断口观察可见裂纹处金属往往被氧化，失去金属光泽。裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形，表面较宽，内部较窄，有的则穿透整个铸件的端面。
不同铝合金铸件产生裂纹的倾向也不同，这是因为铸铝合金凝固过程中开始形成完整的结晶框架的温度与凝固温度之差越大，合金收缩率就越大，产生热裂纹倾向也越大，即使同一种合金也因铸型的阻力、铸件的结构、浇注工艺等因素产生热裂纹倾向也不同。生产中常采用退让性铸型，或改进铸铝合金的浇注系统等措施，使铝铸件避免产生裂纹。通常采用热裂环法检测铝铸件热裂纹。
(4) 气密性
铸铝合金气密性是指腔体型铝铸件在高压气体或液体的作用下不渗漏程度，气密性实际上表征了铸件内部组织致密与纯净的程度。
铸铝合金的气密性与合金的性质有关，合金凝固范围越小，产生疏松倾向也越小，同时产生析出性气孔越小，则合金的气密性就越高。同一种铸铝合金的气密性好坏，还与铸造工艺有关，如降低铸铝合金浇注温度、放置冷铁以加快冷却速度以及在压力下凝固结晶等，均可使铝铸件的气密性提高。也可用浸渗法堵塞泄露空隙来提高铸件的气密性。
(5) 铸造应力
铸造应力包括热应力、相变应力及收缩应力三种。各种应力产生的原因不尽相同。
①热应力
热应力是由于铸件不同的几何形状相交处断面厚薄不均，冷却不一致引起的。在薄壁处形成压应力，导致在铸件中残留应力。
②相变应力
相变应力是由于某些铸铝合金在凝固后冷却过程中产生相变，随之带来体积尺寸变化。主要是铝铸件壁厚不均，不同部位在不同时间内发生相变所致。
③收缩应力
铝铸件收缩时受到铸型、型芯的阻碍而产生拉应力所致。这种应力是暂时的，铝铸件开箱是会自动消失。但开箱时间不当，则常常会造成热裂纹，特别是金属型浇注的铝合金往往在这种应力作用下容易产生热裂纹。
铸铝合金件中的残留应力降低了合金的力学性能，影响铸件的加工精度。铝铸件中的残留应力可通过退火处理消除。合金因导热性好，冷却过程中无相变，只要铸件结构设计合理，铝铸件的残留应力一般较小。
(6) 吸气性
铝合金易吸收气体，是铸造铝合金的主要特性。液态铝及铝合金的组分与炉料、有机物燃烧产物及铸型等所含水分发生反应而产生的氢气被铝液体吸收所致。
铝合金熔液温度越高，吸收的氢也越多；在700℃时，每100g铝中氢的溶解度为0.5～0.9，温度升高到850℃时，氢的溶解度增加2～3倍。当含碱金属杂质时，氢在铝液中的溶解度显著增加。
铸铝合金除熔炼时吸气外，在浇入铸型时也会产生吸气，进入铸型内的液态金属随温度下降，气体的溶解度下降，析出多余的气体，有一部分逸不出的气体留在铸件内形成气孔，这就是通常称的“针孔”。气体有时会与缩孔结合在一起，铝液中析出的气体留在缩孔内。若气泡受热产生的压力很大，则气孔表面光滑，孔的周围有一圈光亮层；若气泡产生的压力小，则孔内表面多皱纹，看上去如“苍蝇脚”，仔细观察又具有缩孔的特征。
铸铝合金液中含氢量越高，铸件中产生的针孔也越多。铝铸件中针孔不仅降低了铸件的气密性、耐蚀性，还降低了合金的力学性能。要获得无气孔或少气孔的铝铸件，关键在于熔炼条件。若熔炼时添加覆盖剂保护，合金的吸气量大为减少。对铝熔液作精炼处理，可有效控制铝液中的含氢量。
二、砂型铸造
采用砂粒、粘土及其他辅助材料制成铸型的铸造方法称为砂型铸造。砂型的材料统称为造型材料。有色金属应用的砂型由砂子、粘土或其他粘结剂和水配制而成。
铝铸件成型过程是金属与铸型相互作用的过程。铝合金液注入铸型后将热量传递给铸型，砂模铸型受到液体金属的热作用、机械作用、化学作用。因此要获得优质的铸件除严格掌握熔炼工艺外，还必须正确设计型（芯）砂的配比、造型及浇注等工艺。
三、金属型铸造
1、简介及工艺流程
金属型铸造又称硬模铸造或永久型铸造，是将熔炼好的铝合金浇入金属型中获得铸件的方法，铝合金金属型铸造大多采用金属型芯，也可采用砂芯或壳芯等方法，与压力铸造相比，铝合金金属型使用寿命长。
2、铸造优点
(1) 优点
金属型冷却速度较快，铸件组织较致密，可进行热处理强化，力学性能比砂型铸造高15%左右。
金属型铸造，铸件质量稳定，表面粗糙度优于砂型铸造，废品率低。
劳动条件好，生产率高，工人易于掌握。
(2) 缺点
金属型导热系数大，充型能力差。
金属型本身无透气性。必须采取相应措施才能有效排气。
金属型无退让性，易在凝固时产生裂纹和变形。
3、金属型铸件常见缺陷及预防
(1) 针孔
预防产生针孔的措施：
严禁使用被污染的铸造铝合金材料、沾有有机化合物及被严重氧化腐蚀的材料。
控制熔炼工艺，加强除气精炼。
控制金属型涂料厚度，过厚易产生针孔。
模具温度不宜太高，对铸件厚壁部位采用激冷措施，如镶铜块或浇水等。
采用砂型时严格控制水分，尽量用干芯。
(2) 气孔
预防气孔产生的措施：
修改不合理的浇冒口系统，使液流平稳，避免气体卷入。
模具与型芯应预先预热，后上涂料，结束后必须要烘透方可使用。
设计模具与型芯应考虑足够的排气措施。
(3)氧化夹渣
预防氧化夹渣的措施：
严格控制熔炼工艺，快速熔炼，减少氧化，除渣彻底。Al－Mg合金必须在覆盖剂下熔炼。
熔炉、工具要清洁，不得有氧化物，并应预热，涂料涂后应烘干使用。
设计的浇注系统必须有稳流、缓冲、撇渣能力。
采用倾斜浇注系统，使液流稳定，不产生二次氧化。
选用的涂料粘附力要强，浇注过程中不产生剥落而进入铸件中形成夹渣。
(4) 热裂
预防产生热裂的措施：
实际浇注系统时应避免局部过热，减少内应力。
模具及型芯斜度必须保证在2°以上，浇冒口一经凝固即可抽芯开模，必要时可用砂芯代替金属型芯。
控制涂料厚度，使铸件各部分冷却速度一致。
根据铸件厚薄情况选择适当的模温。
细化合金组织，提高热裂能力。
改进铸件结构，消除尖角及壁厚突变，减少热裂倾向。
(5) 疏松
预防产生疏松的措施：
合理冒口设置，保证其凝固，且有补缩能力。
适当调低金属型模具工作温度。
控制涂层厚度，厚壁处减薄。
调整金属型各部位冷却速度，使铸件厚壁处有较大的激冷能力。
适当降低金属浇注温度。

5. 金属型铸造的生产过程,适用情况及注意事项

（1）金属型铸造工艺设计 金属型铸造工艺设计关键是铸件浇注位置的确定、浇冒系统的设计和模具工作温度的控制和调节。

l）铸件浇注位置。它直接关系到金属型型芯和分型面的数量、金属液导入位置、排气的通畅程度以及金属型结构的复杂程度等，从而决定金属型加工和操作的难易程度以及铸件冷却温度分布，进而影响铸件的生产效率，尺寸精度等内、外质量。因此，铸件浇注位置是铸造工艺设计首先考虑的重要环节。

2）浇冒系统。铸件浇冒系统设计决定铸件内、外质量。浇冒系统应具有撇渣、排气和补缩功能，同时应保证铸件合理的凝固、冷却温度场。正确、合理的浇冒系统除凭经验估算外，附算机数值模拟可直观地预测铸件凝固过程温度场，显示铸件可能产生缩松（孔）的危险部位，从而指导工艺设计，并通过调整浇冒系统结构和尺寸、金属型结构、控制冷却速度或调整涂料层厚度等手段调节温度场、消除铸造缺陷，如采用底注式浇注的汽车发动机铝缸盖的毛坯，尽管采取在上部设置几乎超过铸件重量的大冒口和底部强制通水冷却的工艺措施也难以调整合理的顺序凝固的温度场，难以消除底部内浇口周围过热而造成的缩松缺陷。某厂引进法国Sifa公司铝合金金属型铸造机正是采用这种浇冒系统，生产工艺不稳定。百分之百的缸盖需浸渗，对于缩松严重的缸盖即使浸渗也满足不了耐压要求；而从冒口直接注入铝液，铝液经过陶瓷过滤器净化后进人型腔，保证了铸件合理的冷却梯度，即自下而上的顺序凝固方式，消除了缩松缺陷，缸盖成品率显著提高。英国Foseco公司曾对两种浇注方法做过详细的研究和对比试验工件，并称后者为DYPUR法。该法使型简化、紧凑，节省铝液，铸件成品率高。采用该法即使由于铝液有较高落差造成的少量夹杂缺陷，对铸件的力学性能和气密性影响也不大。当然，浇冒系统的开设位置、结构和尺寸大小除考虑铸件凝固温度场外，还需兼顾型复杂程度，金属液充型是否平稳，是否具有撇渣和排气等功能。

3）金属型工作温度。同样，金属型工作温度和各部分的温差对铸件的冷却温度场有着重要的作用。对金属型局部过热区域强制水冷和风冷是为了保证该区域保持正常的工作温度，提高生产效率，同时消除过热，保证正常的冷却温度场。金属型工作温度控制比较先进和有效手段是控制冷却水出口温度，出口温度*冷却循环水循环速度调节。如意大利Fata公司和法国Sifa公司设计制造的金属型都有先进的水、风冷却装置。此外，对于局部厚大热节部位还可镶嵌热导率高或蓄热量大的金属嵌块或调节涂料层厚度和涂料种类以保证铸件形成合理的冷却温度梯度，消除局部缩松（孔）缺陷。