铝合金铸件的金属型铸造

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湖南工业职业技术学院学报

第 3卷

属的压力和开合型力的作用，以，厚大小不仅影响到铸件所壁一

金属型的设计

凝固，且影响铸型的寿命和生产效率。型壁过厚，金属型而则

总的设计原则：力求结构简单，工方便，材合理，全加选安

笨重，劳动强度大；型壁过薄，刚度差，则易变形，因此需确定一

可靠。 i结构形式、金属型的结构由下列因素决定：铸件形状、尺寸大小、分型面数量、合金种类和生产批量等条件，据此采用整体式金属型较合适。

个最佳值。综合考虑涡轮铸件的壁厚、材质、外廓尺寸及金

属型材料等因素设计其金属型壁厚如图 2所示。

2材料选择、制造金属型的材料要满足：耐热性和导热性好，复受热反时不变形，不破坏；有一定的强度、具韧性、耐磨性；机械加工性能好。

灰口铸铁的加工性能好，廉，价一般工厂都能自制，且耐热，磨，一种较合适的金属型材料，耐是目前应用较广泛，因此，涡轮铸件可选用灰口铸铁作为制造金属型的材料。3主体设计、

主体设计应力求使型腔尺寸准确；于开设浇注系统和便

排气系统；铸件出型方便；有足够的强度和刚性。1型腔尺寸 )

型腔尺寸由以下经验公式决定：Ax (一 A士 A艺) (+￡士× 1 )

式中

A——零件尺寸 A艺——零件铸造工艺尺寸 e——铸件的铸造收缩率， e 1取一 艿——金属型涂料厚度，艿 0 2 取一 . mm4型芯的设计、

图 2涡轮金属型 根据铸件复杂程度和合金种类可采用不同材料的型芯，

考虑到涡轮铸件叶片较多，采用金属型芯无退让性，容易阻碍铸件自由收缩而引起铸件开裂和出型困难，故在此采用砂芯来形成铸件内腔，盒设计方案如图 3其中，片由两脚和芯 (叶芯盒上沿槽口定位 )。

由上式计算出的型腔尺寸见图 22壁厚 )

金属型壁厚除传递和蓄积铸件的热量外，承受液体金还

图 3涡轮芯盒总成1盒体~一 1个均一 一一 4个，布 )均 2短叶片 3内浇口 (6进口，布 ) 4直浇口 5长叶片 6出气冒口 (一

5顶

件装置 (模 )、脱

难，因而涡轮铸件无需设计顶件装置，注完一定时间后，浇将金属型倾翻即可取出铸件。

涡轮铸件采用整体、倾翻式金属型铸造，涡轮铸件外形简单且多为弧面，有较大自然斜度，以从型中取出铸件并不困所

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第 2期

李友好：铝合金铸件的金属型铸造

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二

金属型铸造工艺要点

风冷、间接水冷、直接水冷等强制冷却方式，对于涡轮等中、小型铸件可采用风冷。

1预热、金属型导热性好，体金属冷却快，动性剧烈降低，液流容

5涂料、涂料具有调节铸件冷却速度，保护金属型，蓄气排气等重要作用。所以，在金属型铸造过程中，在金属型工作表面喷需刷涂料。

易使铸件出现冷隔、不足、浇夹杂、气孔等缺陷，未预热的金属型在浇注时，铸型受到强烈热击，应力倍增，使其极易破坏，所以金属型在开始工作前须预热，预热温度随合金种类、铸件结构和大小而定，涡轮铝合金铸件可取 2O o℃。对 O~3 0 2浇注、金属型浇注时，注温度和浇注速度须适当。浇1浇注温度 )

三

结束语

金属型铸造又称硬模铸造，是将液体金属用重力浇注它法浇入金属铸型，以获得铸件的一种有别于砂型铸造的特种铸造方法。涡轮铸件采用金属型铸造后与以前采用砂型铸造相比，具有如下优点：

金属型导热能力强，浇注温度过低，若铸件易产生冷隔、 气孔、夹杂等缺陷，宜的浇注温度一般比砂型铸造时高，适应根据合金种类、化学成分、铸件大小和壁厚通过试验确定。对于涡轮铝合金铸件，其浇注温度可取 6 O 4℃。浇注温度 8~7 O确定后，其波动范围就务必严格控制。 2浇注速度 )金属型具有急冷和不透气的特性，注速度宜先慢、浇后快、再慢。先慢可防止飞溅，后快可使液体金属很好充型，再慢是防止浇注末期金属液溢出型外。

1组织致密，件内部质量显著提高，、铸减少了渗补工作量。

2降低了废品率，、节约液体金属耗量 1~ 3。 5 0 3节约造型材料 8左右，、 O降低了车间粉尘含量，减轻了环境污染，改善了劳动条件。4提高了生产效率。、 当然，属型铸造也有不足之处：属型制造成本较高，金

金

制造周期较长；型工作温度、铸合金的浇注温度和浇注速度、 所用的涂料等铸造工艺对铸件质量的影响甚为敏感，须严格控制；属型不透气，件在其中冷速快，无退让性，件易金铸且铸

3铸件的出型时间、铸件在金属型内停留时间愈长，温度愈低，收缩量就愈其大，出铸件的困难亦就愈大，取铸件在型中停留时间过长，型壁温度升高，更长的冷却时间，会降低生产率，适的出需也合 型时间可通过试验确定。 4工作温度的调节、

产生浇不足，开裂或铸铁件白口等缺陷。总之，金属型铸造利多于弊。以在铝合金铸件等各种合所金铸件的铸造生产中已经得到越来越广泛的应用。

为了保证金属型铸件质量稳定，生产正常，首先要使金属型在生产过程中温度变化恒定。事实上，常常是铸件传给金属型的热量大于金属型散失的热量， Qt Q即>。因此，属型金

[参

考

文

献]

E]宫克强 .特种铸造[ .北京： 1 M]机械工业出版社， 92 18 []丁根宝 .铸造工艺学[ .北京： z M]机械工业出版社，9 5 1 8[3童 3槛，刘祥春 .液力偶合器[ .上海： M]上海交通大学出版社，

的工作温度必然升高，此时就须待金属型冷至规定温度才能继续浇注。若靠自然冷却，费时较长，会降低生产率，故可采用

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容。“ r/ P o E设计模块”的积累与丰富，可促进“设计构思”并，使设计构思更具可行性。

安排在专业课之前，尝试将结构素描与形体设计课和 P o E r/

结合在一起，让学生将形象构思、计结构素描 (设徒手 )手绘、快速效果图、 r/ P o E建模结合一起进行。()“ r/深化教学”先对学生的设计构思手绘结构 2 PoE,

[参

考

文

献]

[]杨春鼎 .形象思维学[ . 1 M]合肥：中圈科学技术大学出版社，1 9 9 7

素描，行曲面分析、进形体分解，然后绘制 P 0 E建模图， r/同时修正构思的不足。 ( )“ r/设计模块” 3 PoE的教学、结与积累。 P o E设计 总“r/

[3林清安 . r/ NGI E 2 PoE NE R零件设计[ .北京：京大学出版 M]北社，0 0 20

模块”包含：设计

案例、建模分解、设计步骤。在前期设计过程中，即设计草图、构素描中，结能引入“ r/ P o E设计模块”的内

[3柳迎春 . r/ 3 P oENG NE I ER(0 1曲面设计[ .北索； 20) M]北京大学出版社，0 2 2 0