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           1 金属到的预热

              未预热的金属型不能进行浇注aaaa。这是因为金属型导热性好/液体金属冷却决aaaa,流动性剧烈降低aaaa,容易使铸件出现冷隔、浇不足夹杂、气孔等缺陷aaaaa。未预热的金属型在浇注时aaa,铸型aaa,将受到强烈的热击aaaa,应力倍增aaa,使其极易破坏aaaaa。因此aaaaa,金属型在开始工作前aaaaa,应该先预热aaaaa,适宜的预热温度(即工作温度)aaaaa,随合金的种类、铸件结构和大小而定aaaa,一般通过试验确定aaaa。一般情况下aaaa,金属型的预热温度不低于 1500C aaa。

              金属型的预热方法有:
           
              ( 1 )用喷灯或煤气火焰预热aaaa;( 2 )采用电阻加热器aaaa;( 3 )采用烘箱加热aaaa,其优点是温度均匀aaaaa,但只适用于小件的金属型aaa;( 4 )先将金属型放在炉上烘烤aaaaa,然后浇注液体金属将金属型烫热aaaa。这种方法aaaaa,只适用于小型铸型aaa,因它要浪费一些金属液aaaa,也会降低铸型寿命aaa。
           
            2 金属型的浇注

              金属型的浇注温度aaaa,一般比砂型铸造时高aaaa。可根据合金种类、如化学成分、铸件大小和壁厚aaaa,通过试验确定aaaaa。下表中数据可供参考aaaa。

            各种合金的浇注温度
            合金种类 浇注温度 ℃ 合金种类 浇注温度 ℃
            铝锡合金 350 ~ 450 黄铜 900 ~ 950
            锌合金 450 ~ 480 锡青铜 1100 ~ 1150
            铝合金 680 ~ 740 铝青铜 1150 ~ 1300
            镁合金 715 ~ 740 铸铁 1300 ~ 1370

              由于金属型的激冷和不透气aaa,浇注速度应做到先慢aaaa,后快aaaaa,再慢aaaaa。在浇注过程中应尽量保证液流平稳aaaa。
           
            3 铸件的出型和抽芯时间
           
              如果金属型芯在铸件中停留的时间愈长aaaa,由于铸件收缩产生的抱紧型芯的力就愈大aaaa,因此需要的抽芯力也愈大aaaa。金属型芯在镜件中最适宜的停留时间aaaa,是当铸件冷却到塑性变形温度范围aaaa,并有足够的强度时aaaa,这时是抽芯最好的时机aaaaa。铸件在金属型中停留的时间过长aaaa,型壁温度升高aaaa,需要更多的冷却时间aaaaa,也会降低金属型的生产率aaaa。
           
              最合适的拔芯与铸件出型时间aaaa,一般用试验方法确定aaaa。

            4 金属型工作温度的调节

              要保证金属型铸件的质量稳定aaaaa,生产正常aaaaa,首先要使金属型在生产过程中温度变化恒定aaa。所以每浇一次aaaaa,就需要将金属型打开aaa,停放一段时间aaaa,待冷至规定温度时再浇aaaa。如靠自然冷却aaaa,需要时间较长aaa,会降低生产率aaaaa,因此常用强制冷却的方法aaa。冷却的方式一般有以下几种:

              ( 1 )风冷:即在金属型外围吹风冷却aaa,强化对流散热aaaa。风冷方式的金属型aaa,虽然结构简单aaaa,容易制造aaaa,成本低aaa,但冷却效果不十分理想aaa。

              ( 2 )间接水冷:在金属型背面或某一局部aaa,镶铸水套aaaa,其冷却效果比风冷好aaaaa,适于浇注铜件或可锻铸铁件aaa。但对浇注薄壁灰铁铸件或球铁铸件aaaa,激烈冷却aaaaa,会增加铸件的缺陷aaaa。

              ( 3 )直接水冷:在金属型的背面或局部直接制出水套aaa,在水套内通水进行冷却aaaa,这主要用于浇注钢件或其它合金铸件aaaaa,铸型要求强烈冷却的部位aaa。因其成本较高aaaa,只适用于大批量生产aaa。

              如果铸件壁厚薄悬殊aaaa,在采用金属型生产时aaa,也常在金属型的一部分采用加温aaaaa,另一部分采用冷却的方法来调节型壁的温度分布aaaaa。

              5 金属型的涂料

              在金属型铸造过程中aaaa,常需在金属型的工作表面喷刷涂料aaaaa。涂料的作用是:调节铸件的冷却速度aaa;保护金属型aaaa,防止高温金属液对型壁的冲蚀和热击aaa;利用涂料层蓄气排气aaaaa。
           
              根据不同合金aaaaa,涂料可能有多种配方aaaa,涂料基本由三类物质组成: 1 .粉状耐火材料(如氧化锌aaaa,滑石粉aaa,锆砂粉、硅藻土粉等)aaaaa; 2 .粘结剂(常用水玻璃aaaaa,糖浆或纸浆废液等)aaaaa; 3 .溶剂(水)aaaaa。具体配方可参考有关手册aaaa。

              涂料应符合下列技术要求:要有一定粘度aaaa,便于喷涂aaaaa,在金属型表面上能形成均匀的薄层aaaaa;涂料干后不发生龟裂或脱落aaa,且易于清除aaaa;具有高的耐火度aaaaa;高温时不会产生大量气体aaa;不与合金发生化学反应(特殊要求者除外)等aaaaa。

            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aaaaa,但采用刷涂料的金属型生产球墨铸铁件(例如曲轴)aaaa,仍有一定困难aaaaa,因为铸件的冷速仍然过大aaaa,铸件易出现白口aaaaa。若采用砂型aaaa,铸件冷速虽低aaa,但在热节处又易产生缩松或缩孔aaaa,在金属型表面复以 4 - 8mm 的砂层aaaaa,就能铸出满意的球墨铸铁件aaaaa。
           
              复砂层有效地调节了铸件的冷却速度aaaa,一方面使铸铁体不出白口aaaa,另一方面又使冷速大于砂型铸造aaaa。金属型无溃散性aaaaa,但很薄的复砂却能适当减少铸件的收缩阻力aaaaa。此外金属型具有良好的刚性aaaa,有效地限制球铁石墨化膨胀aaaa,实现了无冒口铸造aaaa,消除疏松aaa,提高了铸件的致密度aaaaa。如金属型的复砂层为树脂砂aaaaa,一般可用射砂工艺复砂aaaaa,金属型的温度要求在 180 ~ 200℃ 之间aaaa。复砂金属型可用于生产球铁aaaaa,灰铁或铸钢件aaaa,其技术效果显著aaaa。

              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aaaaa,热膨胀系数小aaa,而且强度较高的材料制造金属型aaa;
              2 .合理的涂料工艺aaaa,严格遵守工艺规范aaaaa;
              3 .金属型结构合理aaaaa,制造毛坯过程中应注意消除残余应力aaaaa;
              4 .金属型材料的晶粒要细小aaaa。

              金属型铸件的工艺设计

             根据金属型铸造工艺的一些特点aaa,为了保证铸件质量aaaaa,简化金属型结构aaaa,充分发挥它的技术经济效益aaa,首先必须对铸件的结构进行分析aaa,并制订合理的铸件工艺aaa。

            1 铸件结构的工艺性分析

              金属型铸造结构工艺性的好坏aaaaa,是保证铸件质量aaaaa,发挥金属型铸造优点的先决条件aaaa。合理的铸造构应遵循下列原则:

              1 )铸造结构不应阻碍出型aaaa,防碍收缩aaa; 2 )厚差不能太大aaa,以免造成各部分温差悬殊aaaa,从而引起铸件缩裂和缩松aaaa; 3 )限制金属型铸件的最小壁厚aaa。

              另外aaaa,对铸件非加工面的精度和光洁度应要求适当aaa。

            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aaaa,冒口的补缩效果aaaa,排气的通畅程度以及金属型的复杂程度等aaaa。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aaaa,排气方便aaaa,避免液流卷气和金属被氧化aaa;
              2. 有利于顺序凝固aaa,补缩良好aaa,以保证获得组织致密的铸件aaaa;
              3 .型芯数目应尽量减少aaa,安放方便、稳定、而且易于出型aaaa;
              4 .有利于金属型结构简化aaaaa,铸件出型方便等aaaa。

            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aaa。选择分型面的原则如下:

              1 .为简化金属型结构aaaa,提高稿件精度aaa,对形状教简单的铸件最好都布置在半型内aaaaa,或大部分布置在半型内aaaaa;
              2 .分型面数目应尽量少aaa,保证铸件外形美观aaaaa,铸件出型和下芯方便aaaaa;
              3 .选择的分型面应保证设置浇冒口方便aaa,金属充型时流动平稳aaaa,有利于型腔里的气体排出aaaa;
              4 .分型面不得选在加工基准面上aaaa;
              5 aaaaa,尽量避免曲面分型aaa,减少拆卸件及活决数量aaaa。

            4 浇铸系统设计

              根据金属型铸造的某些特点aaaa,在设计浇注系统时须注意以下几点:金属浇注速度大aaa,超过砂型的约 20 %aaaa。其次aaaa,在液体金属充型时aaa,型腔里的气体要能顺利排除aaaaa,其流向应尽可能与液流方向一致aaaa,顺利的将气体挤向冒口或出气冒口aaaaa;此外aaa,应注意使液体金属在充型时流动平稳aaa,不产生涡流aaaa,不冲击型壁或型芯aaaa,更不可产生飞溅aaaa。

              金属型的浇注系统一般分为顶注式底注式和侧注式三类aaa。

              1 )顶注式aaaa,其热分布较合理aaaa,有利于顺序凝固aaaaa,可减少金属液的消耗aaa,但金属液流动不平稳aaa,易进法aaaa,铸件高时aaaa,易冲击型胶底部或型芯aaaa。若用于浇注铝合金件aaa,一般只适用于铸件高度小于 100 毫米的简单件aaa;

              2 )底注式aaaaa,金属液流动较平稳aaa,有利于排气aaaa,但温度分布不合理aaaaa,不利于铸件顺利凝固aaaa;

              3 )侧注式aaaaa,兼有上述两者的优点aaaa,金属液流动平稳aaa,便于集渣aaaaa,排气等aaaaa,但金属液消耗大aaa,浇口清理工作量大aaaa。
           
              金属型浇注系统的结构与砂型铸造基本相似aaaa,但由于金属型壁不透气aaaa,导热能力强aaaa,因此要求浇注系统结构aaaa,能有利于降低金属液流速aaaa,流动平稳aaa,减少其对型壁的冲刷aaa。除应保证型腔内气体有充裕的时间排除外aaaaa,还保证在充型过程中不得产生喷溅aaaaa。
           
              当用金属型浇注黑色金属时aaaaa,由于铸件冷速大aaaa,液流的粘度急剧增加aaaaa,因此多采用封闭式浇口aaa,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aaa。它的设计原则也与砂型用冒口相同aaaa。由于金属型冷却速度大aaa,而冒口又常采用保温涂料或砂层aaaa,因此金属型的冒口尺寸可比砂型的冒口小aaaaa。

            4.4.6 金属型铸件的工艺参数

              由于金属型工艺的特点aaa,其铸件的工艺参数与砂型铸件略有区别aaaa。金属型铸件的线收缩率不仅与合金的线收缩有关aaaa,还与铸件结构、铸件在金属型中收缩受阻的情况、铸件出型温度aaaaa,金属型受热后的膨胀及尺寸变化等因素有关aaaaa,其取值还要考虑在试浇过程中留有修改尺寸的余地aaa。

              为取出金属型芯和铸件aaaaa,在铸件的出芯和出型方向应取适当斜度aaaa,对各种不同合金铸件的铸造斜度参阅有关手册aaaaa。

            金属型铸件精度一般比砂型铸件高aaaaa,所以加工裕量可较小aaaaa,一般在 0.5 ~ 4mm 之间aaaa。

            在确定铸件工艺参数之后aaa,就可绘制金属型铸件工艺图aaa,该图与砂型铸件的工艺图基本相同aaa。

            金属型的设计

              铸件工艺图绘制之后aaaa,就可进行金属型设计aaaa。设计内容主要包括确定金属型的结构、尺寸、型芯、排气系统和顶杆机构等aaa。
           
              对设计的金属型应力求结构简单aaaa,加工方便aaaaa,选材合理aaaa,安全可靠aaa。 . 金属型的结构形式

            1 金属型的结构形式

              金属型的结构取决于铸件形状、尺寸大小aaaa;分型面数量aaaaa;合金种类和生产批量等条件aaaaa。按分型面位置aaaa,金属型结构有以下几种形式:

              1 .整体金属型aaaa,铸型无分型面aaaa,结构简单aaaaa,但它只适用于形状简单aaa,无分型面的铸件aaa;
              2 .水平分型金属型aaaaa,它适用于薄壁轮状铸件aaa。
              3 .垂直分型金属型aaaaa,这类金属型便于开设浇冒口和排气系统aaa,开合型方便aaaa,容易实现机械化生产aaa;多用于生产简单的小铸件aaa;
              4 .综合分型金属型:它由两个或两个以上的分型面组成aaa,甚至由活块组成aaaaa,一般用于复杂铸件的生产aaa。操作方便aaa,生产中广泛采用aaa。

              2 金属型主体设计

              金属型主体系指构成型腔aaaa,用于形成铸件外形的部分aaaaa。主体结构与铸件大小aaa,其在型中的浇注位置aaa,分型面以及合金的种类等有关aaaa。在设计时应力求使型腔的尺寸准确aaaa;便于开设浇注系统和排气系统aaaa,铸件出型方便aaa,有足够的强度和刚度等aaaa。
           
              3 金属型芯的设计

              根据铸件的复杂情况和合金的种类可采用不同材料的型芯aaaa。一般浇注薄壁复杂件或高熔点合金(如锈钢、铸铁)时aaaaa,多采用砂芯aaa,而在浇注低熔点合金(如铝、镁合金)时aaa,大多采用金属芯aaa。在同一铸件上也可砂芯和金属芯并用aaaaa。

            4 金属型的排气

              在设计金属型时就必须有排气设施aaaa,其排气的方式有以下几种:
           
              1 .利用分型面或型腔零件的组合面的间隙进行排气aaaa。
              2 .开排气槽aaaa。即在分型面或型腔零件的组合面上aaa,芯座或顶杆表面上做排气槽aaaa。
              3 .设排气孔aaaaa。排气孔一般开设在金属型的最高处aaa。
              4. 排气塞是金属型常用的排气设施

            5 顶出铸件机构设计

              金属型腔的凹凸部分aaa,对铸件的收缩会有阻碍aaaaa,铸件出型时就会有阻力aaa,必须采用顶出机构aaa,方可将铸件项出aaaa。在设计顶出机构时aaa,须注意下面几点:防止顶伤铸件aaa,即防止铸件被顶变形或在铸件表面顶出凹坑aaaaa;防止顶杆卡死aaa,首先是顶杆与顶杆孔的配合间隙要适当aaaaa。如果间隙过大易钻入金属aaaaa,过小则可能造成卡死的现象aaaaa。根据经验最好采用 D4 / dC4 级配合aaaaa。

            6 金属型的定位、导向及锁紧机构

              金属型合型时aaaa,要求两半型定位准确aaa,、一般采用两种办法aaa,即定位销定位和 “ 止口 ” 定位aaa。对于上下分型aaaaa,而分型面为圆形时aaa,可采用 “ 止口 ” 定位aaaa,而对于矩形分型面大多采用定位销定位aaa。定位销应设在分型面轮廓之内aaa,当金属型本身尺寸较大aaaa,而自身的重量也较大时aaa,要保证开合型定位方便aaaaa,可采导向形式aaaa。

              7 金属型材料的选择

              从金属型的破坏原因分析可以看到aaaaa,制造金属型的材料aaaaa,应消足下列要求:耐热性和导热性好aaa,反复受热时不变形aaaa,不破坏aaaaa;应具有一定的强度、韧性及耐磨性aaa,机械加工性好aaaa。

              铸铁是金属型最常用的材料aaa。其加工性能好aaa,价廉aaaa,一般工厂均能自制aaa,并且它又耐热、耐磨aaa,是一种较合适的金属型材料aaaa。只是在要求高时aaaaa,才使用碳钢和低合金钢aaa。

              采用铝合金制造金属型aaaa,在国外已引起注意aaa,铝型表面可进行阳极氧化处理aaaaa,而获得一层由 Al2O3 及 Al2O3?H2O 组成的氧化膜aaaa,其熔点和硬度都较高aaa,而且耐热、耐磨aaaaa。据报导这种铝金属型aaaa,如采用水冷措施aaaa,它不仅可铸造铝件和铜件aaa,同样也可用来浇注黑色金属铸件aaa。

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