金属型铸造知识（二）

西北人

如果铸件壁厚薄悬殊，在采用金属型生产时，也常在金属型的一部分采用加温，另一部分采用冷却的方法来调节型壁的温度分布。　　5 金属型的涂料
　　在金属型铸造过程中，常需在金属型的工作表面喷刷涂料。涂料的作用是：调节铸件的冷却速度;保护金属型，防止高温金属液对型壁的冲蚀和热击;利用涂料层蓄气排气。
　　根据不同合金，涂料可能有多种配方，涂料基本由三类物质组成：1.粉状耐火材料(如氧化锌，滑石粉，锆砂粉、硅藻土粉等);2.粘结剂(常用水玻璃，糖浆或纸浆废液等);3.溶剂(水)。具体配方可参考有关手册。
　　涂料应符合下列技术要求：要有一定粘度，便于喷涂，在金属型表面上能形成均匀的薄层;涂料干后不发生龟裂或脱落，且易于清除;具有高的耐火度;高温时不会产生大量气体;不与合金发生化学反应(特殊要求者除外)等。
　　6 复砂金属型(铁模复砂)
　　涂料虽然可以降低铸件在金属型中的冷却速度，但采用刷涂料的金属型生产球墨铸铁件(例如曲轴)，仍有一定困难，因为铸件的冷速仍然过大，铸件易出现白口。若采用砂型，铸件冷速虽低，但在热节处又易产生缩松或缩孔，在金属型表面复以4-8mm的砂层，就能铸出满意的球墨铸铁件。
　　复砂层有效地调节了铸件的冷却速度，一方面使铸铁体不出白口，另一方面又使冷速大于砂型铸造。金属型无溃散性，但很薄的复砂却能适当减少铸件的收缩阻力。此外金属型具有良好的刚性，有效地限制球铁石墨化膨胀，实现了无冒口铸造，消除疏松，提高了铸件的致密度。如金属型的复砂层为树脂砂，一般可用射砂工艺复砂，金属型的温度要求在180～200℃之间。复砂金属型可用于生产球铁，灰铁或铸钢件，其技术效果显著。
　　7 金属型的寿命
　　提高金属型寿命的途径为：
　　1.选用导热系数大，热膨胀系数小，而且强度较高的材料制造金属型;
　　2.合理的涂料工艺，严格遵守工艺规范;
　　3.金属型结构合理，制造毛坯过程中应注意消除残余应力;
　　4.金属型材料的晶粒要细小。
　　金属型铸件的工艺设计
　　根据金属型铸造工艺的一些特点，为了保证铸件质量，简化金属型结构，充分发挥它的技术经济效益，首先必须对铸件的结构进行分析，并制订合理的铸件工艺。
　　1 铸件结构的工艺性分析
　　金属型铸造结构工艺性的好坏，是保证铸件质量，发挥金属型铸造优点的先决条件。合理的铸造构应遵循下列原则：
　　1)铸造结构不应阻碍出型，防碍收缩;2)厚差不能太大，以免造成各部分温差悬殊，从而引起铸件缩裂和缩松;3)限制金属型铸件的最小壁厚。
　　另外，对铸件非加工面的精度和光洁度应要求适当。
　　2 铸件在金属型中的浇注位置
　　铸件的浇注位置直接关系到型芯和分型面的数量、液体金属的导入位置，冒口的补缩效果，排气的通畅程度以及金属型的复杂程度等。选择浇注位置的原则如下：
　　1.保证金属液在充型时流功平稳，排气方便，避免液流卷气和金属被氧化;
　　2. 有利于顺序凝固，补缩良好，以保证获得组织致密的铸件;
　　3.型芯数目应尽量减少，安放方便、稳定、而且易于出型;
　　4.有利于金属型结构简化，铸件出型方便等。
　　3 铸性分型面的选择
　　分型面形式一般有垂直、水平和综合分类(垂直、水平混合分型或曲面分型)三种。选择分型面的原则如下：
　　1.为简化金属型结构，提高稿件精度，对形状教简单的铸件最好都布置在半型内，或大部分布置在半型内;
　　2.分型面数目应尽量少，保证铸件外形美观，铸件出型和下芯方便;
　　3.选择的分型面应保证设置浇冒口方便，金属充型时流动平稳，有利于型腔里的气体排出;
　　4.分型面不得选在加工基准面上;
　　5，尽量避免曲面分型，减少拆卸件及活决数量。
　　4 浇铸系统设计
　　根据金属型铸造的某些特点，在设计浇注系统时须注意以下几点：金属浇注速度大，超过砂型的约20%。其次，在液体金属充型时，型腔里的气体要能顺利排除，其流向应尽可能与液流方向一致，顺利的将气体挤向冒口或出气冒口;此外，应注意使液体金属在充型时流动平稳，不产生涡流，不冲击型壁或型芯，更不可产生飞溅。
　　金属型的浇注系统一般分为顶注式底注式和侧注式三类。
　　1)顶注式，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，易进法，铸件高时，易冲击型胶底部或型芯。若用于浇注铝合金件，一般只适用于铸件高度小于100毫米的简单件;
　　2)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;
　　3)侧注式，兼有上述两者的优点，金属液流动平稳，便于集渣，排气等，但金属液消耗大，浇口 清理工作量大。
　　金属型浇注系统的结构与砂型铸造基本相似，但由于金属型壁不透气，导热能力强，因此要求浇注系统结构，能有利于降低金属液流速，流动平稳，减少其对型壁的冲刷。除应保证型腔内气体有充裕的时间排除外，还保证在充型过程中不得产生喷溅。
　　当用金属型浇注黑色金属时，由于铸件冷速大，液流的粘度急剧增加，因此多采用封闭式浇口，其各部分截面积比例为：F内：F横：F直=1：1.15：1.25
　　5 冒口设计
　　金属型铸造的冒口和砂型铸造时具有同等的作用：即为补缩、集渣和排气。它的设计原则也与砂型用冒口相同。由于金属型冷却速度大，而冒口又常采用保温涂料或砂层，因此金属型的冒口尺寸可比砂型的冒口小。