第一章 金属型铸造

金属型铸造最全面的课件

《特种铸造》第一章

金属型铸造

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1.1 概述 定义：金属型铸造(Gravity die casting) 是指液态金属在重力作用下充填金属 铸型并在型中冷却凝固而获得铸件的 一种成形方法。如图1-1所示。由于金属铸型可以重复 使用，寿命(指浇注次数)可达数万次， 所以金属型铸造又称永久型铸造 (Permanent mold)。

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图1-1(a)金属型合模状态

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图1-1(b)倾转浇注

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战国时已用此方法生产铜钱，到汉代发展为 由中央制造铁范,发给地方作坊，用以生产统一 规格的货币。汉代以后，随着叠铸方法进一步发 展，开始大量使用铁范来生产车马器件等。

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优点：(与砂型铸造相比)

(1)金属型的热导率和热容量大，金属液的冷却 速度快，铸件组织致密，力学性能比砂型铸件 高。如铝合金铸件的抗拉强度可增加10%~20 %,伸长率约提高1倍。 (2)能获得较高尺寸精度和表面光洁度好的铸件， 减少了加工余量。尺寸精度CT7-9级，表面粗糙 度Ra6.3-12.5 (3)铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少， 一般可节约15%-30%。 (4)不用砂或少用砂，节约造型材料80%-100%, 减少环境污染。

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缺点:(1) 金属型制造成本高。

(2) 金属型急冷、不透气，而且无退让性，易造成 铸件浇不足、冷隔、开裂或铸铁件白口等缺陷。

(3) 铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度， 铸件在铸型中停留的时间以及所用的涂料，对 铸件质量的影响敏感，控制难度大。 近年来，为了防止浇注时金属液流动过程中形成紊 流，减少氧化夹渣及卷气等缺陷，采用倾转式 浇注已成为金属型铸造的主流方式，见图1-1。

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1.2 金属型铸造成形过程的特点 1.2.1 金属型导热性对铸件成型的影响导热性 退让性 透气性

q=λ3(T1-T2)t/x3导 热 性 导 致 的 特 点t – 传热时间 λ3- 中间层导热系数(远小于铸型) 各因素的影响(时间t确定):

λ3:取决于材料的成分 厚度可控 T1:金属液温度，一般固定 T2:外界温度，可控

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当涂料有一定厚度时，可以通过涂料成 分和厚度的控制实现对导热速度的控制 当x3很小，忽略不计时，金属型的蓄热和 散热就成了铸件冷却速度的决定因素。 1.金属型的蓄热：

导 热 性 导 致 的 特 点

b λ CXb-蓄热系数 λ-铸型导热系数

C-铸型比热容X-铸型厚度

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2.金属型的散热：导 热 性 导 致 的 特 点

A 自然散热 决定于自身的导热能力，通过其外 表面向外界散失热量。

B 强制散热 通过自身的导热能力，采取强制手 段冷却铸型，达到冷却的目的。例如：风冷，水冷等。

综上所述，金属型铸造时，铸型材料的导 热性能对铸件的凝固起主导作用。

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1.2.2 金属型无透气

性对铸件成型的影响

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透 气 性 导 致 的 特 点

易造成的缺陷： 1.气体阻力大造成浇不足、冷隔。 2.排不出的气体造成铸件侵入性气孔的 产生。

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气体的来源：高温下涂料发气 有气体 潮气 油污透 气 性 导 致 的 特 点

型腔内原

需采取的措施： 1.金属型上设置排气装置，如排气槽、排

气塞，局部死角处要加强排气2.尽可能的清除产气根源。