金属型铸造工艺详解
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（三）浇注系统在型内的布置形式 1、侧注式 通常用于圆筒形、箱形等薄壁铝、镁合金铸
件以及具有大表面的高大薄壁铸件。
侧注式浇注过程及温度分布
第四节 金属型铸造工艺Hale Waihona Puke Baidu
2、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，易进渣，铸件 高时，易冲击型腔底部或型芯。若用于浇注铝合金 件，一般只适用于铸件高度小于100ｍｍ的简单件。
铜合金所用材料与铸铁相似，但不用硅石粉和 镁粉。
第四节 金属型铸造工艺
粘结剂：常用水玻璃。铸钢、铸铁还用糖浆。 载体：一般用水，铜合金铸造常用矿物油。
附加物：赋予涂料特殊性能。
石棉粉、硅藻土可高效提高涂料的绝热性能， 石墨粉、滑石粉可减轻铸件自型中取出所遇到 的摩擦阻力，镁合金铸造时常在涂料中加硼酸 以防止镁合金氧化。 硅铁粉可预防铸铁件表面产生白口。
积为它所补缩的铸件热节体
积的1.5倍。
球墨铸铁和可锻铸铁件冒
口的直径为它所补缩的铸件
热节圆直径的1.2倍；
冒口的高度为热节圆 直径的1.25倍；
冒口颈的直径为热节 圆直径的0.3-0.5。
冒口设在直浇道与内浇口之间 1－内浇口 2－冒口 3－直浇道
第四节 金属型铸造工艺
目的
二 涂料
保护金属型
调节铸件在金属型中各部位的 冷却速度
Q
vm a x
Q——通过浇注系统的金属重量 γ——重度 镁合金Vmax ＜130cm.s-1； 对于铝合金Vmax ＜150cm.s-1
确定了最小截面积Fmin后，便可以确定浇注系 统中其它组元的截面积。
第四节 金属型铸造工艺
浇注铝、镁合金时为：
大型铸件（＞40kg） F直：F横：F内=1：（2~3）：（3~6）
中型铸件（20-40kg） F直：F横：F内=1：（2~3）：（2~4）
小型铸件（＜20kg） F直：F横：F内=1：（1.5~3）：（1.5~34）
浇注黑色金属时，采用封闭式浇注系统，最小 截面积为内浇口，各组元截面积比为：
F内：F横：F直=1：（1.05-1.25）：（1.15-1.25） 内浇口长度一般应小于12mm。
第四节 金属型铸造工艺
2、斜浇道
可能带进气体和杂质，但其量比垂 直浇道少得多。
在制造金属型时，加工很方便， 所以一般浇道不超过250mm，要求不 是很高的铸件，常常采用。
斜角根据铸件（包括冒口）的高度来选择
小于120mm：15°~ 20° 120~250mm：8°~ 15°
第四节 金属型铸造工艺
第四节 金属型铸造工艺
五 合金的浇注温度
金属型铸造时合金的浇注温度比砂型铸造时高； 采用顶注式系统时的浇注温度可比底注时低。
第四节 金属型铸造工艺
在金属型型面上涂覆涂料时，应事先将干净的金属 型预热160-200，最好将喷雾器将混匀的涂料液喷涂 在型面上，使形成致密均匀的覆盖层。
涂料层的厚度一般小于0.5mm，在浇冒口系统的型 面上可为0.5-1mm，个别情况达4mm的。
第四节 金属型铸造工艺
四 金属型的工作温度
浇注不同合金时金属型的工作温度
3、倾斜弯转浇道 利用浇道防止气泡及氧化渣进入型腔的有效方法
浇道的弯转处成为液封区 ， 阻塞了气体和渣滓的进入。 可起缓冲作用。
增大了金属型的体积，增加 了金属型的重量和材料消耗量。
第四节 金属型铸造工艺
4.蛇形浇道
因浇道曲折几次，增加了 浇道壁对金属液的摩擦力， 而降低了金属液流速，对除 渣除气有良好的效果。
浇注时间根据铸件的高度和限定的型内 金属液面的上升速度来决定，即
H
v
对于铝、镁合金铸件： v 2 ~ 4.2
b
对于铸钢件：b＜1cm时，v=2-3cm.s-1
第四节 金属型铸造工艺
可以根据浇注时间和液体金属流经浇注系统 最小截面处的允许最大流动线速度Vmax，来计算 最小截面积Fmin。
Fm in
铸铁和铸钢可在涂料中加入合金元素。 铝镁合金加入硅酸钡提高塑性。
第四节 金属型铸造工艺
铸灰口铁时金属型涂料的质量组成配方可为： 石墨粉（10~15）%+粘土（10~15）%+表面活 性剂0.5%+水玻璃（5~7）%+水余量，用于型腔。 耐火砖粉35%+粘土25%+硅石粉25%+水玻璃 15%+水适量，用于浇冒口。
顶注式浇注过程及温度分布 1—金属型；2—凝固层；3—金属液
第四节 金属型铸造工艺
3.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。
底注式浇注过程及温度分布 1—金属型；2—凝固层；3—金属液
第四节 金属型铸造工艺
（四）冒口的设计
金属型铸造灰铸铁件一般不设冒口。
铝、镁合金铸件冒口的体
Hubei Automotive Industries Institute
金属型铸造工艺
材料工程系
Department of Materials Engineering
第四节 金属型铸造工艺
一 浇注补缩系统的设计
（一）浇注系统尺寸的确定 确定浇注系统截面积时，通常是先计算该
系统中的最小截面，然后再根据比例关系求得 系统中其它组元的截面积。
改善铸件的表面质量 改善型腔中气体的排除条件
气体通过涂料层排出 1－型壁 2－涂料层
3－金属液流
第四节 金属型铸造工艺
涂料由耐火粉料、粘结剂、载体、附加物组成 粉状耐火材料。
铝、镁合金用白垩粉、氧化锌、石棉粉、石 棉粉和滑石粉；铝合金还可用氧化钛、氧化镁。 铸钢用硅石粉、石墨粉、耐火粘土。 铸铁与铸钢相似，还可用石棉粉和镁粉。
第四节 金属型铸造工艺
（二）直浇道
直浇道是将合金液从浇口杯引入横浇道的通道。 为了避免带入气体，金属型铸造的直浇道应做成封 闭式的。为了便于浇注，不带浇口杯的直浇道，上 部尺寸最好不小于φ20mm。
1、垂直浇道
开始浇注铝合金液时，不能完全充 满整个浇道，对底部的冲击较大，容易 带进气体和杂质，对铸件质量不利，所 以垂直浇道高度一般不应超过150mm。
在实际生产中，有些铸 件因夹渣氧化皮严重影响 了质量。
改为蛇形浇道后，大大提高了合格率因此生产中 特别是夹渣严重的铸件，广泛地采用了蛇形浇道。
5.片状浇道
第四节 金属型铸造工艺
能使合金液流动平稳，不易 引 起涡流，有利于防止铸件形成氧化夹 渣和气孔，常用于大、中型铝镁合金 铸件及镁合金铸件。
第四节 金属型铸造工艺
件以及具有大表面的高大薄壁铸件。
侧注式浇注过程及温度分布
第四节 金属型铸造工艺Hale Waihona Puke Baidu
2、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，易进渣，铸件 高时，易冲击型腔底部或型芯。若用于浇注铝合金 件，一般只适用于铸件高度小于100ｍｍ的简单件。
铜合金所用材料与铸铁相似，但不用硅石粉和 镁粉。
第四节 金属型铸造工艺
粘结剂：常用水玻璃。铸钢、铸铁还用糖浆。 载体：一般用水，铜合金铸造常用矿物油。
附加物：赋予涂料特殊性能。
石棉粉、硅藻土可高效提高涂料的绝热性能， 石墨粉、滑石粉可减轻铸件自型中取出所遇到 的摩擦阻力，镁合金铸造时常在涂料中加硼酸 以防止镁合金氧化。 硅铁粉可预防铸铁件表面产生白口。
积为它所补缩的铸件热节体
积的1.5倍。
球墨铸铁和可锻铸铁件冒
口的直径为它所补缩的铸件
热节圆直径的1.2倍；
冒口的高度为热节圆 直径的1.25倍；
冒口颈的直径为热节 圆直径的0.3-0.5。
冒口设在直浇道与内浇口之间 1－内浇口 2－冒口 3－直浇道
第四节 金属型铸造工艺
目的
二 涂料
保护金属型
调节铸件在金属型中各部位的 冷却速度
Q
vm a x
Q——通过浇注系统的金属重量 γ——重度 镁合金Vmax ＜130cm.s-1； 对于铝合金Vmax ＜150cm.s-1
确定了最小截面积Fmin后，便可以确定浇注系 统中其它组元的截面积。
第四节 金属型铸造工艺
浇注铝、镁合金时为：
大型铸件（＞40kg） F直：F横：F内=1：（2~3）：（3~6）
中型铸件（20-40kg） F直：F横：F内=1：（2~3）：（2~4）
小型铸件（＜20kg） F直：F横：F内=1：（1.5~3）：（1.5~34）
浇注黑色金属时，采用封闭式浇注系统，最小 截面积为内浇口，各组元截面积比为：
F内：F横：F直=1：（1.05-1.25）：（1.15-1.25） 内浇口长度一般应小于12mm。
第四节 金属型铸造工艺
2、斜浇道
可能带进气体和杂质，但其量比垂 直浇道少得多。
在制造金属型时，加工很方便， 所以一般浇道不超过250mm，要求不 是很高的铸件，常常采用。
斜角根据铸件（包括冒口）的高度来选择
小于120mm：15°~ 20° 120~250mm：8°~ 15°
第四节 金属型铸造工艺
第四节 金属型铸造工艺
五 合金的浇注温度
金属型铸造时合金的浇注温度比砂型铸造时高； 采用顶注式系统时的浇注温度可比底注时低。
第四节 金属型铸造工艺
在金属型型面上涂覆涂料时，应事先将干净的金属 型预热160-200，最好将喷雾器将混匀的涂料液喷涂 在型面上，使形成致密均匀的覆盖层。
涂料层的厚度一般小于0.5mm，在浇冒口系统的型 面上可为0.5-1mm，个别情况达4mm的。
第四节 金属型铸造工艺
四 金属型的工作温度
浇注不同合金时金属型的工作温度
3、倾斜弯转浇道 利用浇道防止气泡及氧化渣进入型腔的有效方法
浇道的弯转处成为液封区 ， 阻塞了气体和渣滓的进入。 可起缓冲作用。
增大了金属型的体积，增加 了金属型的重量和材料消耗量。
第四节 金属型铸造工艺
4.蛇形浇道
因浇道曲折几次，增加了 浇道壁对金属液的摩擦力， 而降低了金属液流速，对除 渣除气有良好的效果。
浇注时间根据铸件的高度和限定的型内 金属液面的上升速度来决定，即
H
v
对于铝、镁合金铸件： v 2 ~ 4.2
b
对于铸钢件：b＜1cm时，v=2-3cm.s-1
第四节 金属型铸造工艺
可以根据浇注时间和液体金属流经浇注系统 最小截面处的允许最大流动线速度Vmax，来计算 最小截面积Fmin。
Fm in
铸铁和铸钢可在涂料中加入合金元素。 铝镁合金加入硅酸钡提高塑性。
第四节 金属型铸造工艺
铸灰口铁时金属型涂料的质量组成配方可为： 石墨粉（10~15）%+粘土（10~15）%+表面活 性剂0.5%+水玻璃（5~7）%+水余量，用于型腔。 耐火砖粉35%+粘土25%+硅石粉25%+水玻璃 15%+水适量，用于浇冒口。
顶注式浇注过程及温度分布 1—金属型；2—凝固层；3—金属液
第四节 金属型铸造工艺
3.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。
底注式浇注过程及温度分布 1—金属型；2—凝固层；3—金属液
第四节 金属型铸造工艺
（四）冒口的设计
金属型铸造灰铸铁件一般不设冒口。
铝、镁合金铸件冒口的体
Hubei Automotive Industries Institute
金属型铸造工艺
材料工程系
Department of Materials Engineering
第四节 金属型铸造工艺
一 浇注补缩系统的设计
（一）浇注系统尺寸的确定 确定浇注系统截面积时，通常是先计算该
系统中的最小截面，然后再根据比例关系求得 系统中其它组元的截面积。
改善铸件的表面质量 改善型腔中气体的排除条件
气体通过涂料层排出 1－型壁 2－涂料层
3－金属液流
第四节 金属型铸造工艺
涂料由耐火粉料、粘结剂、载体、附加物组成 粉状耐火材料。
铝、镁合金用白垩粉、氧化锌、石棉粉、石 棉粉和滑石粉；铝合金还可用氧化钛、氧化镁。 铸钢用硅石粉、石墨粉、耐火粘土。 铸铁与铸钢相似，还可用石棉粉和镁粉。
第四节 金属型铸造工艺
（二）直浇道
直浇道是将合金液从浇口杯引入横浇道的通道。 为了避免带入气体，金属型铸造的直浇道应做成封 闭式的。为了便于浇注，不带浇口杯的直浇道，上 部尺寸最好不小于φ20mm。
1、垂直浇道
开始浇注铝合金液时，不能完全充 满整个浇道，对底部的冲击较大，容易 带进气体和杂质，对铸件质量不利，所 以垂直浇道高度一般不应超过150mm。
在实际生产中，有些铸 件因夹渣氧化皮严重影响 了质量。
改为蛇形浇道后，大大提高了合格率因此生产中 特别是夹渣严重的铸件，广泛地采用了蛇形浇道。
5.片状浇道
第四节 金属型铸造工艺
能使合金液流动平稳，不易 引 起涡流，有利于防止铸件形成氧化夹 渣和气孔，常用于大、中型铝镁合金 铸件及镁合金铸件。
第四节 金属型铸造工艺