金属型铸造工艺详解
第一章 金属型铸造
2）水平分型金属型 如图1-19所示，铸型主体由上、 下两半型组成，下半型固定在工作台面上，上半型 作开（合）型动作。可以配置各种型芯，抽芯及顶 出。砂芯安放方便，但不便于设计浇、冒口系统， 排气条件差。适用于轮盘类铸件。
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。
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。
1.2.3 金属型无退让性对铸件成型的影响
• 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。
涂料组成：
1）耐火材料：氧化锌、滑石粉、锆砂粉、硅藻 土粉等。 2）粘结剂：水玻璃、糖浆、纸浆废液等。
3）溶剂：水等。
4）附加物
从上面的一些分析可知，确定金属型浇 注工艺规范时，应铸件材质、形状大小、复 杂程度等考虑以下三点原则：
• （1）保证铸件全部表面能得到清晰的外形， 没有冷隔和浇不足的现象，也就是希望冷却 慢些，要求有较高的浇注温度和金属型温度。 • （2）保证铸件变形小，不发生扭曲和裂纹， 要求金属型温度高而浇注温度低。 • （3）保证铸件组织细密，力学性能好，希望 快速冷却，要求较低的金属型温度和浇注温 度。
金属的铸造成形工艺
四、铸造工艺的分类
★按造型材料及工艺特点分为：普通砂型铸造和特种铸造。 普通砂型铸造包括湿砂型、干砂型、化学硬化砂型三类。 特种铸造按造型材料的不同，又可分为两大类：一类以天
然矿产砂石作为主要造型材料，如熔模铸造、壳型铸造、负压 铸造、泥型铸造、实型铸造、陶瓷 型铸造等；一类以金属作 为主要铸型材料，如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力 铸造、低压铸造等。 ★按金属填充铸型时是否施加外力分为：重力作用下的铸造 成形和外力作用下的铸造成形。
早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工 具或用具，艺术色彩浓厚。那时的铸造工艺是与制陶工艺 并行发展的，受陶器的影响很大。
司母戊方鼎
曾侯乙尊盘
青铜尊盘出土于曾侯乙墓。尊盘由尊和盘组成，尊置于盘中。 尊盘的口沿是非常精细的镂空的变形龙纹和龙形雕饰，均可 分辨出每条盘龙上的眼睛。是采用“失蜡法”的铸造方法。 尊和盘均铸有“曾候乙作持用终”铭文。
保持1～2年，设备综合开工率>80%，装备全部 开工率<50%，装备标准化、系列化、商品
标准化、系列化、商品化
化程度很低
注：CT为铸件尺寸公差(Casting Tolerances)的代号，见GB／T6414-1986
★铸件处理 铸件自浇注冷却的铸型中取出后，有浇口、冒
口及金属毛刺披缝，砂型铸造的铸件还粘附着砂子， 因此必须经过清理工序。
铸件清理的设备有抛丸机、浇口、冒口切割机 等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序， 所以在选择造型方法时 ，应尽量考虑到为落砂清 理创造方便条件。
有些铸件因特殊要求，还要经铸件后处理，如 热处理、整形、防锈处理、粗加工等。
★铸型准备 不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。如砂型铸造：铸
1金属型铸造
第一节金属模铸造一、铸造原理金属型铸造俗称硬模铸造，是用金属材料制造铸型，并在重力下将熔融金属浇入铸型获得铸件的工艺方法。
由于一副金属型可以浇注几百次及至数万次，故金属型铸造又称为永久型铸造。
金属型铸造既适用于大批量生产形状复杂的铝合金、镁合金等非铁合金铸件，也适合于生产钢铁金属的铸件、铸锭等。
由于金属型铸造具有很多优点，故广泛地应用于发动机、仪表、农机等工业部门。
古代金属型称铁范。
近代的压力铸造、低压铸造、挤压铸造、离心铸造、连续铸造、真空吸铸等，虽然也应用金属型，但由于金属液不是在重力下充型，故各自形成了单独门类的特种铸造方法。
二、工艺过程金属型铸造工艺流程图如图所示。
三、铸造工艺特点（一）优点（1）金属型的热导率和热容量大，冷却速度快，铸件组织致密，力学性能比砂型铸高15%左右。
（2）能获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的铸件，并且质量稳定性好，废品率低，工艺出品率高。
（3）因不用或很少用型砂，节省了型砂运输和型砂处理所需的费用和大量劳动力，减少了粉尘和有害气体的污染，改善了劳动环境。
（4）易于实现机械化、自动化、生产效率高，技术容易掌握，便于生产管理。
（二）缺点(1）金属型本身无透气性，必须采用一定的措施导出型腔中的空气和砂芯所产生的气体。
(2）金属型无退让性，铸件凝固时容易产生裂纹和变形，不适用于热裂倾向大的合金。
（3）金属型制造周长较大，成本较高。
因此只有在大量成批生产时，才能显示出好的经济效果。
表8-8-1 表8-8-5 给出了几种材料金属型铸造和砂型铸造件力学性能的比较。
四、铸造工艺应用范围（1）合金种类：除某些热裂倾向大的合金不宜采用金属型铸造外，所有的常用铸造合金都以用金属型铸造，特别是铝、镁合金应用最广。
(2）铸件形装和大小：金属型铸造一般适用于铸造不太复杂的零件。
铸造非铁合金可以铸造复杂的零件，如气冷式发动机的气缸盖、液压泵壳体、各种机匣等，钢铁金属只能铸造简单零件。
铝、镁合金铸件重量一般从几十克到几十千克，钢铁金属铸件由几千克到几百千克。
金属型铸造
金属型铸造将金属液浇注到金属铸型中，待其冷却后获得铸件的方法叫金属型铸造。
由于金属型能反复使用很多次，又叫永久型铸造。
一、金属型的结构一般的，金属型用铸铁和铸钢制成。
铸件的内腔既可用金属芯、也可用砂芯。
金属型的结构有多种，如水平分型、重直分型及复合分型。
如图2.2所示。
其中垂直分型便于开设内浇口和取出铸件；水平分型多用来生产薄壁轮状铸件；复合分型的上半型是由垂直分型的两半型采用铰链连结而成，下半型为固定不动的水平底板，主要应用于较复杂铸件的铸造。
二、金属型铸造型的工艺特点金属型的导热速度快和无退让性，使铸件易产生浇不足、冷隔、裂纹及白口等缺陷。
此外，金属型反复经受灼热金属液的冲刷，会降低使用寿命，为此应采用以下辅助工艺措施。
1．预热金属型浇注前预热金属型，可减缓铸型的冷却能力，有利于金属液的充型及铸铁的石墨化过程。
生产铸铁件，金属型预热至250～350℃；生产有色金属件预热至100～250℃。
2．刷涂料为保护金属型和方便排气，通常在金属型表面喷刷耐火涂料层，以免金属型直接受金属液冲蚀和热作用。
因为调整涂料层厚度可以改变铸件各部分的冷却速度，并有利于金属型中的气体排出。
浇注不同的合金，应喷刷不同的涂料。
如铸造铝合金件，应喷刷由氧化锌粉、滑石粉和水玻璃制成的涂料；对灰铸铁件则应采用由石墨粉、滑石粉、耐火粘土粉及桃胶和水组成的涂料。
3．浇注金属型的导热性强，因此采用金属铸型时，合金的浇注温度应比采用砂型高出20～30℃。
一般的，铝合金为680℃～740℃；铸铁为1300℃～1370℃；锡青铜为1100～1150℃。
薄壁件取上限，厚壁件取下限。
铸铁件的壁厚不小于15mm，以防白口组织。
4．开型开型愈晚，铸件在金属型内收缩量愈大，取出采用困难，而且铸件易产生大的内应力和裂纹。
通常铸铁件的出型温度700～950℃，开型时间为浇注后10～60秒。
三、金属型铸造的特点和应用范围与砂型铸造相比，金属型铸造有如下优点：1、复用性好，可“一型多铸”，节省了造型材料和造型工时。
金属型铸造工艺
金属型铸造特点及适用范围
• 优点：实现了一型多铸， 便于实现机械化、自动化 生产，其次铸件尺寸精度 提高，并且由于铸件的凝 固冷却速度快，晶粒细密， 铸件的力学性能得到显著 提高。 • 缺点：制造成本高、周期 长，不适合于单件、小批 量生产，内腔不能过于复 杂，铸件不宜过薄，否则 会产生浇不足等缺陷。当 用于铸造高熔点合金时， 金属型寿命往往较低。
图示“一型多铸” 用途：金属型铸造主要用 于铝、铜、镁等有色合金 铸件的大批量生产，也少•
金属型铸造的生产工艺
• 由于金属型导热快，且没有退让性和透气性，为获得 合格的铸件和延长金属型的使用寿命，必须严格控制其生 产工艺。 • 1) 喷刷涂料 金属型型腔及型芯表面使用前必须喷刷 涂料减缓铸件的凝固冷却速度，防止高温金属液体对型壁 直接的冲刷，并利用涂料有一定的排气以及蓄气能力来防 止铸件表面产生气孔。涂料厚度为0.1~0.2mm。 • 2）使金属型保持一定的工作温度 可以减缓铸型对 金属液的激冷作用，防止铸件产生白口，也可提高金属型 寿命。通常，浇注铸铁件的金属型的工作温度为 250℃~350℃，有色金属件为100℃~250℃。
金属型铸造
• • • • 金属型铸造的定义。 金属型的构造及铸造工艺。 金属型铸造的生产工艺。 金属型铸造的特点及适用范围。
金属型铸造
金属型铸造是将液态 金属浇入金属铸型中，并 在重力作用下凝固成形以 获的铸件的方法。由于金 属铸型可以反复使用多次， 故有永久型铸型之称。金 属型铸造目前所能生产的 铸件，在重量和形状方面 还有一定的限制，如对黑 色金属只能是形状简单的 铸件；铸件的重量不可太 大；壁厚也有限制，较小 的铸件壁厚无法铸出。
•
3)控制合适的出型时间 铸件在金属型内停留的时间 越长，由于不断的冷却收缩，铸件的出型及抽芯越困难， 铸件产生的裂纹的倾向也越大。 • 通常小型铸件的出型时间为10~60s,铸件温度约为 780℃~950℃。 • 4)防止铸件产生白口 浇注灰铁铸件时，由于金属型 导热系数大，金属液在凝固时冷却速度大，故极易产生白 口组织。因此，在铁液成分设计和处理方面应充分注意， 铸件的壁厚也不应太薄。 • 对已产生白口组织的铸件，要利用出型时铸件的自 身预热即使进行退火。
金属型铸造工艺
金属型铸造工艺1、概述1.1铸造原理金属铸造俗称硬模铸造，是用金属材料制造铸件，并在重力下将熔融金属浇入铸型获得铸件的工艺方法。
由于一副金属型可以浇注几百次至几万次，故金属型铸造又称为永久型铸造。
金属型铸造既适用于大批量生产形状复杂的铝合金、镁合金等非铁合金铸件，也适合于生产钢铁金属的铸件、铸锭等。
1.3工艺特点（1）优点1）金属型的热导率和热容量大，冷却速度快，铸件组织致密，力学性能比砂型铸件高15%左右。
2）能获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的铸件，并且质量稳定性好。
3）因不用和很少用砂芯，改善环境、减少粉尘和有害气体、降低劳动强度。
（2）缺点1）金属型本身无透气性，必须采用一定的措施导出型腔中的空气和砂芯所产生的气体。
2）金属型无退让性，铸件凝固时容易产生裂纹3）金属型制造周期较长，成本较高。
因此只有在大量成批生产时，才能显示出好的经济效果。
1.4金属型铸件的一般要求金属型铸件最小壁厚（单位：mm）2.铸件工艺设计2.1基准面的选择基准面决定铸件各部分相对的尺寸位置。
所以选择铸造基面时，必须和铸件机械加工的加工基准面统一，其选择原则为：1)非全部加工的铸件，应尽量取非加工面作为基面。
因为加工面在加工过程中，尺寸会因加工而变动，所以可能将造成相对尺寸位置的变动。
而且铸件经过加工后，去掉的加工余面也不便检查。
2)采用非加工面作基面时，应该选尺寸变动最小、最可靠的面作基面。
用活块形成的铸件表面最好不选为基面。
3)基面应尽可能平整和光洁，不应当有残余浇冒口、毛刺、飞翅等。
4)全部加工的零件，应取加工余量最小的面作为基面，以保证机械加工时不至因加工余量不够而造成废品。
5)为了检验尺寸方便，最好是选择较大的平面作为基面，尽量避免选取弯曲的面，或是有铸造斜度的面为基面。
2.2铸件在金属型中的位置原则：①便于安放浇注系统，保证合金液平稳充满铸型②便于合金顺序凝固，保证补缩。
③使型芯(或活块)数量最少、安装方便、稳固、取出容易。
金属型铸造工艺流程
金属型铸造工艺流程金属型铸造是一种常见的铸造工艺，它采用金属型作为铸造模具，将熔化的金属注入模具中进行成形。
这种工艺具有成形精度高、表面质量好、生产效率高等优点，因此被广泛应用于汽车、航空、机械等领域。
一、模具制作金属型铸造的第一步是制作模具。
模具通常由铸铁、钢等金属制成，根据不同的铸造要求，可以采用单个模具或多个模具组合而成。
在制作模具的过程中，需要考虑到产品的设计要求、工艺要求、模具材料、尺寸精度等因素，以确保最终产品的质量。
二、熔炼金属熔炼金属是金属型铸造的第二步。
在熔炼过程中，需要选择合适的金属材料，并按照一定的比例加入合金元素、脱气剂等辅助材料，以提高金属的流动性、凝固性和耐热性等性能。
同时，还需要控制熔炼温度、保持一定的熔炼时间，以确保金属熔体的质量。
三、浇注成型在模具制作和金属熔炼完成后，就可以进行浇注成型了。
首先需要将模具加热至一定温度，以防止金属液在注入模具时迅速凝固。
然后将熔化的金属液倒入模具中，待金属液凝固后，即可将模具拆卸，取出成品。
四、清理和加工铸造完成后，还需要进行清理和加工。
清理工作主要包括切割、抛光、喷砂等，以去除模具留下的余料和浇注产生的毛刺等杂质。
加工工作则主要包括铣削、钻孔、车削等，以达到最终产品的尺寸精度和外观质量要求。
五、质量检验最后一步是对产品进行质量检验。
质量检验主要包括外观检查、尺寸测量、物理性能测试等，以确保产品符合设计要求和客户要求。
如果发现质量问题，需要及时进行调整和改进，以提高生产效率和产品质量。
金属型铸造工艺是一种精密的制造工艺，需要在每个环节上严格控制，以确保最终产品的质量。
在实际应用中，还需要不断改进和创新，以满足客户日益增长的需求和市场竞争的挑战。
金属铸造工艺详解
金属铸造工艺详解液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，通常称为金属液态成形或铸造。
工艺流程：液体金属→充型→凝固收缩→铸件工艺特点：1、可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。
2、适应性强，合金种类不受限制，铸件大小几乎不受限制。
3、材料来源广，废品可重熔，设备投资低。
4、废品率高、表面质量较低、劳动条件差。
铸造分类：(1)砂型铸造（sand casting）砂型铸造：在砂型中生产铸件的铸造方法。
钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。
工艺流程：砂型铸造工艺流程技术特点：1、适合于制成形状复杂，特别是具有复杂内腔的毛坯；2、适应性广，成本低；3、对于某些塑性很差的材料，如铸铁等，砂型铸造是制造其零件或，毛坯的唯一的成形工艺。
应用：汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件(2)熔模铸造(investmentcasting)熔模铸造：通常是指在易熔材料制成模样，在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。
常称为“失蜡铸造”。
工艺流程：熔模铸造工艺流程工艺特点优点：1、尺寸精度和几何精度高；2、表面粗糙度高；3、能够铸造外型复杂的铸件，且铸造的合金不受限制。
缺点：工序繁杂，费用较高应用：适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件，如涡轮发动机的叶片等。
(3)压力铸造(die casting)压铸：是利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内，金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。
工艺流程：工艺特点优点：1、压铸时金属液体承受压力高，流速快2、产品质量好，尺寸稳定，互换性好；3、生产效率高，压铸模使用次数多；4、适合大批大量生产，经济效益好。
缺点：1、铸件容易产生细小的气孔和缩松。
2、压铸件塑性低，不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作；3、高熔点合金压铸时，铸型寿命低，影响压铸生产的扩大。
金属型铸造工艺课件
铸铁
用于制造受力较小的铸件， 如汽车发动机缸体、缸盖 等。
铸造有色金属
如铝、铜、锌等，用于制 造轻巧、美观的铸件，如 艺术品、装饰品等。
铸造用辅助材料
造型材料
用于制造砂型或树脂型，如型砂、树 脂等。
脱模剂
用于涂抹在模具内表面，便于脱模和 防止粘模。
涂料
用于涂覆在砂型或铸件表面，以提高 表面质量、防止粘砂或提高铸件外观。
模具设计
模具设计需根据铸件的结构、尺寸 和生产批量进行，确保模具结构合 理、易于制造和维修。
模具制造
模具制造过程中需保证尺寸精度、 表面光洁度和结构稳定性，以确保 铸造出的铸件符合要求。
熔炼设备
熔炼炉
熔炼炉是熔炼金属的主要设备， 根据需要选择合适的熔炼炉，如
电弧炉、感应炉等。
熔炼材料
根据铸件的要求选择合适的熔炼 材料，如生铁、废钢、回炉料等，
无损检测
采用X射线、超声波等无损检测方法对铸件 内部缺陷进行检测。
尺寸检测
使用测量工具对铸件尺寸进行测量，确保符 合图纸要求。
外观检测
目视或借助放大镜对铸件外观进行检测，检 查是否存在气孔、砂眼等缺陷。
机械性能检测
对铸件进行拉伸、弯曲、冲击等试验，检测 其机械性能是否达标。
06
CATALOGUE
金属型铸造工艺案例分析
铸件质量控制标准
化学成分
机械性能
铸件的化学成分应符合相关标准和设计要 求，控制杂质元素含量，保证材料性能。
铸件的机械性能应满足标准要求，如抗拉 强度、屈服强度、伸长率等，确保铸件在 使用过程中能够承受足够的载荷。
外观质量
铸件外观应平整、光滑，无明显缺陷，如 气孔、砂眼、裂纹等。
金属型铸造工艺概述PPT(共 91张)
整理得：
q t0 t3 x1 x2 x3
1 2 3
x1 x2 x3 1 2 3
分别为三者的热阻
分析：
q t0 t3 x1 x2 x3
1 2 3
（1）比热流 q 与铸件断面中心温度和金属型表面温度之
差（t0-t3）成正比，而与热阻之和（ x1 x2 x3 ）成反比.
第二节 金属型铸件成形特点
导热性特点引起的铸件成形特点 没有透气性引起的铸件成形特点 无退让性引起的铸件成形特点
1. 由金属型材料的导热性能所引起的铸件成型特点 金属液浇入型腔，就把热量传递给金属型壁。
型壁有两方面变化 (1)蓄热：把热量积蓄起来，温度升高，发生膨胀 (2)传热：把热量散发到周围介质中去
金属型铸造工艺
Die Casting,Permanent Mold Casting
又称硬模铸造或永久型铸造，古代俗成铁范，是在重 力作用下将高温熔化的液态材料浇注到用金属制作的铸 型型腔中的工艺方法。
概述 金属型铸件成形特点 金属型铸造铸件工艺析 金属型铸造工艺卡片 金属型设计
1 2 3
（2）比热流愈大，铸件冷却强度愈大.
x1
（3）铸件材质、尺寸一经确定，其热阻 1 、t0 即为定值。此
时比热流q的大小就取决于x 2 、x 3 和t3的大小，下面分析它
们对q的影响。
2 3
1.2金属型对传热的影响
x3
1.2.1关于型壁热阻 3 的影响
金属型壁导热系数λ 3愈大，则其热阻愈小，铸件的 冷却速度愈强
假定金属型壁与铸件接触面为F（m2），密度
比热容c3（单位J/kg.℃）型壁温度场平均温度t均℃， 则金属型蓄热量Q可表示为
金属型铸造工艺详解课件
铸造用辅助材料
01
02
型砂
涂料
03 粘结剂
材料性能与选择原则
流动性
金属液在浇注过程中充填铸型的能力， 是影响铸件质量的重要因素。
收缩性
金属液冷却过程中体积减小的性质， 容易导致铸件产生缩孔、缩松等缺陷。
工艺改进与创新
优化浇注系统 新型模具技术 特种铸造工艺
智能化与自动化铸造
智能化铸造
自动化铸造
数字化铸造
THANK YOU
抗拉强度和延伸率
金属材料抵抗拉伸应力的能力，是评 估铸件性能的重要指标。
选择原则
根据铸件的使用要求、生产批量、生 产条件等因素综合考虑，选择合适的 金属材料和辅助材料。
04
金属型铸造工艺参数
模具温度
浇注温度
冷却速度
。
其他工艺参数
除模具温度、浇注温度和冷却速度外，金属型铸造工艺参数还包括：金属 液成分、添加剂使用、涂料涂层、铸件出模方法等。
金属型造工
01
金属型铸造工艺简介
定义与特点
定义 特点
历史与发展
历史
发展
现代金属型铸造已实现自动化、智能 化生产，应用领域不断扩大，成为制 造业的重要工艺之一。
应用领域
汽车工业
能源领域
航空航天 机械制造
02
金属型铸造工艺流程
模具设计与制作
模具设计 模具制作
熔炼与浇注
熔炼
浇注
冷却与开模
金相分析
使用测量工具对铸件进 行尺寸测量，确保符合
设计要求。
对铸件进行拉伸、弯曲、 冲击等试验，评估其机 械性能。
金属型铸造(1)
金属型铸造1. 引言金属型铸造是一种常见的工艺方法，用于制造金属零件和构件。
它涉及到将熔融金属倒入预先制备好的金属模具中，然后让其冷却和凝固。
金属型铸造可以提供各种形状和尺寸的金属零件，用于不同的工业领域。
在本文中，将对金属型铸造的过程和应用进行详细介绍。
2. 金属型铸造的过程金属型铸造的过程主要包括以下几个步骤：2.1 模具制备在金属型铸造中，模具是非常重要的。
模具可以根据所需的零件形状和尺寸，制备出适当的模具。
通常情况下，模具由耐高温材料制成，以便能够承受熔融金属的高温和压力。
2.2 熔炼金属金属型铸造的下一步是熔炼金属。
通常情况下，所用的金属是先通过高温加热熔化，然后加入合适的合金元素来改变其特性。
熔炼后的金属成为熔融金属，准备好注入模具。
2.3 注入模具一旦熔融金属准备好，它会被小心地倾倒到预先准备好的模具中。
倾倒过程需要小心操作，以确保熔融金属充满整个模具，同时避免产生气泡或其他缺陷。
2.4 冷却和凝固倾倒完熔融金属后，需要等待一段时间，让金属冷却和凝固。
这个过程很关键，因为它决定了最终金属零件的质量和特性。
冷却时间可以根据金属的类型和大小来确定。
2.5 模具分离一旦金属零件完全冷却和凝固，模具可以被分离。
通常情况下，模具被轻轻敲击或使用工具来分离。
这样就可以得到金属零件的最终形态。
3. 金属型铸造的应用金属型铸造在各个行业都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：3.1 汽车工业金属型铸造是汽车工业中最常见的工艺方法之一。
它可以用于制造发动机零件、车架和其他重要组件。
金属型铸造可以提供高强度和精度的零件，以满足汽车工业的要求。
3.2 航空航天工业在航空航天工业中，金属型铸造被广泛应用于制造航空发动机零件和飞行器构件。
这些零件需要具备高强度和耐高温性能，金属型铸造可以满足这些要求。
3.3 医疗器械金属型铸造在医疗器械制造中也扮演着重要角色。
例如，人工关节和牙科种植物等零件通常使用金属型铸造来制造。
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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
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。
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
（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。
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
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。
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。
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）
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。
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
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
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
（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
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。
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。
Hubei Automotive Industries Institute
金属型铸造工艺
材料工程系
Department of Materials Engineering
第四节 金寸的确定 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。
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。