液態(tài)成型技術(shù)課件

1、主講教師：吳煒主講教師：吳煒（第（第1 1版）版）目目 錄錄緒緒 論論 第二章第二章 砂型和砂芯的制造砂型和砂芯的制造第三章第三章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)鑄造生產(chǎn)鑄造生產(chǎn)指用熔融的液態(tài)合金注入預(yù)先制備好的鑄型中使之指用熔融的液態(tài)合金注入預(yù)先制備好的鑄型中使之 冷卻、凝固后獲得冷卻、凝固后獲得具有一定形狀、尺寸和性能具有一定形狀、尺寸和性能的毛的毛 坯或零件過(guò)程，簡(jiǎn)稱鑄造。坯或零件過(guò)程，簡(jiǎn)稱鑄造。 一、鑄造生產(chǎn)的工藝過(guò)程、特點(diǎn)及在制造業(yè)中的地位一、鑄造生產(chǎn)的工藝過(guò)程、特點(diǎn)及在制造業(yè)中的地位緒緒 論論砂型鑄造生產(chǎn)工藝流程圖砂型鑄造生產(chǎn)工藝流程圖 鑄造生產(chǎn)基本上由鑄型制備、合金熔煉及澆注、落砂及清

2、理等三個(gè)相對(duì)鑄造生產(chǎn)基本上由鑄型制備、合金熔煉及澆注、落砂及清理等三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的工藝過(guò)程所組成。獨(dú)立的工藝過(guò)程所組成。 鑄鑄 造造砂型鑄造砂型鑄造特種鑄造特種鑄造濕型鑄造濕型鑄造干型鑄造干型鑄造表干型鑄造表干型鑄造熔模鑄造熔模鑄造金屬型鑄造金屬型鑄造離心鑄造離心鑄造壓力鑄造壓力鑄造鑄鐵鑄造鑄鐵鑄造鑄鋼鑄造鑄鋼鑄造有色合金鑄造有色合金鑄造 鑄造方法的分類鑄造方法的分類 (1)(1)砂型鑄造方法砂型鑄造方法: :通過(guò)緊實(shí)型砂獲得鑄通過(guò)緊實(shí)型砂獲得鑄型來(lái)得到坯件的方法型來(lái)得到坯件的方法 是最主要最傳統(tǒng)的鑄造方法是最主要最傳統(tǒng)的鑄造方法 (2)(2)特種鑄造方法特種鑄造方法: :殼型鑄造、金屬型鑄殼型

3、鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、熔模鑄造、離心造、壓力鑄造、低壓鑄造、熔模鑄造、離心制造、陶瓷型鑄造等制造、陶瓷型鑄造等 鑄型用砂較少或不用砂，采用特殊工藝鑄型用砂較少或不用砂，采用特殊工藝裝備，可獲得表面更靈活、尺寸更精確、機(jī)裝備，可獲得表面更靈活、尺寸更精確、機(jī)械性能更高的鑄件械性能更高的鑄件 圖圖0-2 0-2 齒輪毛坯的砂型鑄造齒輪毛坯的砂型鑄造 砂型鑄造砂型鑄造以鑄造用型砂為主要原材料制成鑄型，且液態(tài)金屬以鑄造用型砂為主要原材料制成鑄型，且液態(tài)金屬完全靠重力充滿整個(gè)鑄型型腔形成鑄件的方法稱為砂型鑄造。完全靠重力充滿整個(gè)鑄型型腔形成鑄件的方法稱為砂型鑄造。 飛輪鑄件的生產(chǎn)過(guò)程飛輪

4、鑄件的生產(chǎn)過(guò)程熔模鑄造熔模鑄造產(chǎn)品鑄造生產(chǎn)具有以下特點(diǎn)：鑄造生產(chǎn)具有以下特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1）使用范圍廣；）使用范圍廣； 2 2）能采用的材料廣；）能采用的材料廣； 3 3）鑄件具有一定的尺寸精度；）鑄件具有一定的尺寸精度； 4 4）成本低廉、綜合經(jīng)濟(jì)性能好；）成本低廉、綜合經(jīng)濟(jì)性能好； 5 5）能源、材料消耗及成本低。）能源、材料消耗及成本低。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1 1）工作環(huán)境粉塵多、溫度高、勞動(dòng)強(qiáng)度大；）工作環(huán)境粉塵多、溫度高、勞動(dòng)強(qiáng)度大； 2 2）廢料、廢氣、廢水處理任務(wù)繁重。）廢料、廢氣、廢水處理任務(wù)繁重。 二、二、鑄造加工的特點(diǎn)鑄造加工的特點(diǎn) 鑄造是生產(chǎn)機(jī)器零件毛坯的主要方法之一，

5、其實(shí)質(zhì)是鑄造是生產(chǎn)機(jī)器零件毛坯的主要方法之一，其實(shí)質(zhì)是液態(tài)金屬逐步冷卻凝固而成形液態(tài)金屬逐步冷卻凝固而成形 1.1.優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（：（1 1）可生產(chǎn)有內(nèi)腔及外形復(fù)雜的毛坯）可生產(chǎn)有內(nèi)腔及外形復(fù)雜的毛坯 （2 2）工藝靈活性大）工藝靈活性大 各種合金，各種尺寸、形狀、重量和數(shù)量的鑄件都能各種合金，各種尺寸、形狀、重量和數(shù)量的鑄件都能生產(chǎn)，重量從幾克到幾百噸，壁厚生產(chǎn)，重量從幾克到幾百噸，壁厚0.5mm1m0.5mm1m左右。左右。 （3 3）鑄造成本低）鑄造成本低 2.2.不足不足 （1 1）易產(chǎn)生內(nèi)部缺陷（如組織疏松）易產(chǎn)生內(nèi)部缺陷（如組織疏松, ,晶粒粗大晶粒粗大, ,易產(chǎn)生易產(chǎn)生縮縮孔、縮松

6、孔、縮松、氣孔、氣孔、澆不足、冷隔澆不足、冷隔等缺陷）等缺陷） （2 2）鑄件機(jī)械性能低）鑄件機(jī)械性能低( (沖擊韌性沖擊韌性) ) （3 3）鑄造工序多）鑄造工序多, ,難以精確控制難以精確控制, ,鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定 （4 4）勞動(dòng)條件較差）勞動(dòng)條件較差四、我國(guó)鑄造技術(shù)的發(fā)展 鑄造技術(shù)歷史悠久.三千年前,青銅器已有應(yīng)用,二千五百年前,鑄造工具已經(jīng)相當(dāng)普通.大量歷史文物顯示著我國(guó)古代人民在鑄造技術(shù)上的精湛創(chuàng)造: 早在5000多年前,我們的祖先就能冶煉紅銅和青銅等合金,并鑄出了簡(jiǎn)單的銅斧. 早在4000年以前,我們的祖先就已開(kāi)始和使用瓷器,到商代已經(jīng)有了高度發(fā)達(dá)的青銅冶煉和鑄造技

7、術(shù),從河南安陽(yáng)商代遺址出土的司母戊鼎提供了有力的證明；四羊方尊也是其中杰出的代表。 河南安陽(yáng)商遺址出土的司母戊鼎重達(dá)875kg,外形尺寸(13378110)cm,是迄今世界上最古老的大型青銅器. 永樂(lè)大鐘永樂(lè)大鐘，中國(guó)現(xiàn)存最大的青銅鐘。在，中國(guó)現(xiàn)存最大的青銅鐘。在北京德勝門鑄鐘廠鑄成，清雍正十一年北京德勝門鑄鐘廠鑄成，清雍正十一年（17331733）移置覺(jué)生寺（今稱大鐘寺）。）移置覺(jué)生寺（今稱大鐘寺）。銅鐘通高銅鐘通高6.756.75米，鐘壁厚度不等，最厚米，鐘壁厚度不等，最厚處處185185毫米，最薄處毫米，最薄處9494毫米，重約毫米，重約4646噸。噸。鐘體內(nèi)外遍鑄經(jīng)文，共鐘體內(nèi)外遍鑄經(jīng)

8、文，共22.722.7萬(wàn)字。銅鐘萬(wàn)字。銅鐘合金成分為：銅合金成分為：銅80.54%80.54%、錫、錫16.40%16.40%、鋁鋁1.12%1.12%，為泥范鑄造。，為泥范鑄造。司母戊鼎四羊方尊19781978年在湖北省隨縣曾候乙墓出土的青銅器年在湖北省隨縣曾候乙墓出土的青銅器重達(dá)重達(dá)10t 10t 其中有一套其中有一套6464件的件的編鐘編鐘, ,據(jù)考證是據(jù)考證是24002400年前戰(zhàn)國(guó)初期鑄造的年前戰(zhàn)國(guó)初期鑄造的, ,鐘上共鑄有錯(cuò)鐘上共鑄有錯(cuò)金銘文金銘文28002800多字多字, ,標(biāo)出音名標(biāo)出音名, ,音律音律, ,每個(gè)鐘發(fā)每個(gè)鐘發(fā)出兩個(gè)音出兩個(gè)音, ,整套編鐘音域?qū)掃_(dá)五個(gè)半八度整套編

9、鐘音域?qū)掃_(dá)五個(gè)半八度; ;能能演奏各類名曲演奏各類名曲, ,音律準(zhǔn)確和諧音律準(zhǔn)確和諧, ,音色優(yōu)美動(dòng)聽(tīng)音色優(yōu)美動(dòng)聽(tīng), ,整套編鐘鑄造水平極高整套編鐘鑄造水平極高, ,是我國(guó)古代青銅器是我國(guó)古代青銅器的杰出代表的杰出代表. .戰(zhàn)國(guó)編鐘 由由青銅器青銅器過(guò)渡到過(guò)渡到鐵器鐵器是生產(chǎn)工具的重大發(fā)是生產(chǎn)工具的重大發(fā)展展, ,我國(guó)從春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期我國(guó)從春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期( (公元前公元前770475770475年年) )開(kāi)始大量使用鐵器開(kāi)始大量使用鐵器, ,推動(dòng)了奴隸社會(huì)向封推動(dòng)了奴隸社會(huì)向封建社會(huì)的過(guò)渡建社會(huì)的過(guò)渡 19531953年在河北省興隆縣的古燕國(guó)鑄冶作坊年在河北省興隆縣的古燕國(guó)鑄冶作坊遺址的發(fā)掘中遺址

10、的發(fā)掘中, ,發(fā)現(xiàn)距今發(fā)現(xiàn)距今2200235022002350年的年的戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的鐵范鐵范( (鐵質(zhì)鑄型鐵質(zhì)鑄型) )等等8787件件, ,可用于可用于鑄造鑄造鐵鋤、鐵斧、鐵鐮、鐵鑿和車具鐵鋤、鐵斧、鐵鐮、鐵鑿和車具等等鐵器鑄造 現(xiàn)立于河北滄州的大鐵獅現(xiàn)立于河北滄州的大鐵獅, ,高高5m5m多多, ,長(zhǎng)近長(zhǎng)近6m,6m,重重 19.3t19.3t是公元是公元9 9世紀(jì)五代后周時(shí)世紀(jì)五代后周時(shí)鑄成鑄成 在興隆戰(zhàn)國(guó)鐵器遺址中發(fā)掘出澆鑄農(nóng)具在興隆戰(zhàn)國(guó)鐵器遺址中發(fā)掘出澆鑄農(nóng)具使用的鐵模使用的鐵模, ,由由泥砂造型泥砂造型發(fā)展到發(fā)展到鐵模鑄造鐵模鑄造, ,說(shuō)明我國(guó)古代說(shuō)明我國(guó)古代金屬材料液態(tài)成型

11、技術(shù)金屬材料液態(tài)成型技術(shù)已已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)高的水平經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)高的水平, ,這比歐洲國(guó)家要這比歐洲國(guó)家要早早18001800年左右年左右, ,居世界先進(jìn)行列居世界先進(jìn)行列. .二、我國(guó)鑄造技術(shù)的發(fā)展二、我國(guó)鑄造技術(shù)的發(fā)展鑄造是世界歷史上最悠久的工藝技術(shù)之一。鑄造是世界歷史上最悠久的工藝技術(shù)之一。我國(guó)古代鑄造技術(shù)居世界先進(jìn)行列我國(guó)古代鑄造技術(shù)居世界先進(jìn)行列。 我國(guó)鑄件年產(chǎn)量與美、日、德三國(guó)的對(duì)比我國(guó)鑄件年產(chǎn)量與美、日、德三國(guó)的對(duì)比 三峽右岸電站水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片22.9t?？傊?73t，10米直徑 三峽右岸葉片通過(guò)鑒定，標(biāo)志著三峽右岸轉(zhuǎn)輪葉片鑄造實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，標(biāo)志著哈電機(jī)公司具備了批量生產(chǎn)三峽葉片的技

12、術(shù)和能力，實(shí)現(xiàn)了三峽葉片國(guó)產(chǎn)化，擴(kuò)大了大容量水電機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化份額，增強(qiáng)了民族工業(yè)在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力，打破了國(guó)外大型水電鑄造部件的壟斷局面，為巨型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片鑄造全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，迫使國(guó)外廠家的同類產(chǎn)品訂貨價(jià)格降低，使社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益顯著。當(dāng)代我國(guó)鑄造技術(shù)發(fā)展 近幾十年來(lái)近幾十年來(lái), ,我國(guó)鑄造技術(shù)發(fā)展迅速我國(guó)鑄造技術(shù)發(fā)展迅速: : (1)(1)在在型芯砂型芯砂方面方面, ,推廣了快速硬化的推廣了快速硬化的水玻璃砂水玻璃砂及各類及各類自硬砂自硬砂, ,成功地運(yùn)用樹(shù)脂砂快速制造高成功地運(yùn)用樹(shù)脂砂快速制造高強(qiáng)度砂芯強(qiáng)度砂芯 (2)(2)在在鑄造合金鑄造合金方面方面, ,發(fā)展了高

13、強(qiáng)度、高韌性的發(fā)展了高強(qiáng)度、高韌性的球墨鑄鐵和各類合金鑄鐵球墨鑄鐵和各類合金鑄鐵, ,成功地用球墨鑄鐵成功地用球墨鑄鐵件代替某些鍛鋼件件代替某些鍛鋼件. . (3)(3)在在鑄造設(shè)備鑄造設(shè)備方面方面, ,已建立起先進(jìn)的機(jī)械化已建立起先進(jìn)的機(jī)械化, ,自自動(dòng)化動(dòng)化高壓造型生產(chǎn)線高壓造型生產(chǎn)線 (4)(4)在在新工藝新技術(shù)新工藝新技術(shù)方面方面, ,各種各樣各種各樣特種鑄造或特種鑄造或精密鑄造方法精密鑄造方法得到發(fā)展和應(yīng)用得到發(fā)展和應(yīng)用我國(guó)各行業(yè)用戶消耗鑄件的數(shù)量我國(guó)各行業(yè)用戶消耗鑄件的數(shù)量 （單位：t）鑄鑄 件件 用用 戶戶19951995年年19961996年年19971997年年 汽車 鐵道和

14、鐵道車輛 拖拉機(jī)、柴油機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械 機(jī)床 通用機(jī)械 冶金礦山機(jī)械 能源設(shè)備 紡織機(jī)械 鑄鐵管和管件 建筑工程及其配件 其它 合計(jì)11780007140001940000687000426000202600037400020000018360004590001492000113320001190000700200190130066400040700020050003580001239001674000445000143478510903185127460069070019322006576004142001981700349900110500171500043350015205421108044

15、2第二章第二章 砂型與砂芯的制造砂型與砂芯的制造第一節(jié)第一節(jié) 砂型（芯）的制造方法砂型（芯）的制造方法第二節(jié)第二節(jié) 粘土型（芯）砂粘土型（芯）砂第三節(jié)第三節(jié) 黏土濕型黏土濕型第四節(jié)第四節(jié) 水玻璃粘結(jié)劑型（芯）砂水玻璃粘結(jié)劑型（芯）砂第五節(jié)第五節(jié) 樹(shù)脂砂樹(shù)脂砂本章概要：本章概要： 1.1.砂型鑄造中所用原材料的成分和性質(zhì)；砂型鑄造中所用原材料的成分和性質(zhì)； 2.2.常用型（芯）砂的組成、配制工藝及性能控制；常用型（芯）砂的組成、配制工藝及性能控制；第二章第二章 砂型與砂芯的制造砂型與砂芯的制造 鑄造工藝分類：鑄造工藝分類：鑄型：砂型、金屬型、陶瓷型、石膏型、水泥型鑄型：砂型、金屬型、陶瓷型、石膏

16、型、水泥型成型力場(chǎng)：重力、壓鑄、離心、低壓、真空吸鑄成型力場(chǎng)：重力、壓鑄、離心、低壓、真空吸鑄注：砂型鑄件產(chǎn)量占鑄件總產(chǎn)量注：砂型鑄件產(chǎn)量占鑄件總產(chǎn)量80-90%80-90% 基本概念：基本概念： 型砂、型砂、 芯砂芯砂制作砂型的制作砂型的混合物混合物稱為型砂，制作砂芯稱為型砂，制作砂芯的混合物稱為芯砂。（原砂、再生砂的混合物稱為芯砂。（原砂、再生砂+ +粘結(jié)劑粘結(jié)劑+ +附加物）附加物） 涂料涂料涂敷在型腔或砂芯表面的混合物稱為涂料。涂敷在型腔或砂芯表面的混合物稱為涂料。 型砂鑄造優(yōu)點(diǎn)：造型材料來(lái)源廣，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，成本低。型砂鑄造優(yōu)點(diǎn)：造型材料來(lái)源廣，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，成本低。 型砂鑄造缺

17、點(diǎn)：鑄件外觀質(zhì)量相對(duì)較差，且鑄型只能使用一型砂鑄造缺點(diǎn)：鑄件外觀質(zhì)量相對(duì)較差，且鑄型只能使用一次，效率低。次，效率低。1. 型砂型砂：原砂、再生砂：原砂、再生砂+粘結(jié)劑粘結(jié)劑+附加物所混制成的混合物。附加物所混制成的混合物。 型砂型砂通過(guò)外力作用制成通過(guò)外力作用制成砂型砂型（具有一定密度、緊實(shí)度的具有一定密度、緊實(shí)度的 微孔微孔多孔隙體系多孔隙體系）第一節(jié)第一節(jié) 砂型（芯）的制造方法砂型（芯）的制造方法 型（芯）砂的組成型（芯）砂的組成 型（芯）砂是由骨干材料、粘結(jié)材料和附加物等原材料型（芯）砂是由骨干材料、粘結(jié)材料和附加物等原材料按一定比例配制而成。按一定比例配制而成。 以粘土為粘結(jié)材料的粘

18、土型（芯）以粘土為粘結(jié)材料的粘土型（芯）砂主要由原砂、粘土、附加物和水砂主要由原砂、粘土、附加物和水配制而成配制而成。 圖圖1-1 1-1 粘土型砂結(jié)構(gòu)示意圖粘土型砂結(jié)構(gòu)示意圖 11砂粒砂粒 22粘土膠體粘土膠體 33孔隙孔隙 44附加物附加物 造型造芯方法造型造芯方法化學(xué)粘結(jié)化學(xué)粘結(jié)機(jī)械粘結(jié)機(jī)械粘結(jié)物理固結(jié)物理固結(jié)模具內(nèi)熱硬模具內(nèi)熱硬模具內(nèi)冷硬模具內(nèi)冷硬模具外硬模具外硬粘土砂法粘土砂法自自硬硬法法氣氣硬硬法法磁型鑄造磁型鑄造法，法，v法，法，epc-v法法溫溫芯芯盒盒法法熱熱芯芯盒盒法法熱熱殼殼法法熔熔模模制制殼殼二、型（芯）砂應(yīng)具備的性能二、型（芯）砂應(yīng)具備的性能（1 1）造型、制）造型、

19、制芯和合型階段對(duì)型砂性能的要求。芯和合型階段對(duì)型砂性能的要求。 1.1.濕度：為了得到所需的濕態(tài)強(qiáng)度和韌性，粘土砂必須含有適量濕度：為了得到所需的濕態(tài)強(qiáng)度和韌性，粘土砂必須含有適量水分。水分。 2.2.流動(dòng)性流動(dòng)性：型（芯）砂在外力或自重的作用下，沿模樣（或芯盒：型（芯）砂在外力或自重的作用下，沿模樣（或芯盒表面）和砂粒間相對(duì)移動(dòng)的能力稱為流動(dòng)性。表面）和砂粒間相對(duì)移動(dòng)的能力稱為流動(dòng)性。 3.3.強(qiáng)度：型砂強(qiáng)度：型砂、芯砂抵抗外力破壞的能力稱為強(qiáng)度。、芯砂抵抗外力破壞的能力稱為強(qiáng)度。 4.4.可塑性與韌性：可塑性與韌性：可塑性是指型（芯）砂在外力作用下變形，外可塑性是指型（芯）砂在外力作用下變

20、形，外力去除后仍保持所力去除后仍保持所賦予形狀的能力。賦予形狀的能力。 5.5.韌性韌性：韌性是韌性是指型砂抵抗外力破壞的性能。指型砂抵抗外力破壞的性能。 6. 6.不粘模性：造型或制芯時(shí)，型（芯）砂不粘附在模樣不粘模性：造型或制芯時(shí)，型（芯）砂不粘附在模樣（或芯盒）表面的性質(zhì)稱為不粘模性。（或芯盒）表面的性質(zhì)稱為不粘模性。 （2 2）鑄件澆注、冷卻、落砂、清理階段對(duì)型（芯）砂性能要求。鑄件澆注、冷卻、落砂、清理階段對(duì)型（芯）砂性能要求。 1.1.耐火度：耐火度：型（芯）砂抵抗高溫作用的性能稱為耐火度。型（芯）砂抵抗高溫作用的性能稱為耐火度。 2.2.透氣性：透氣性：緊實(shí)的型砂能讓氣體通過(guò)而逸

21、出能力稱為透氣性。緊實(shí)的型砂能讓氣體通過(guò)而逸出能力稱為透氣性。 3.3.發(fā)氣量和有效煤粉含量：發(fā)氣量和有效煤粉含量： 型砂中煤粉或其它有機(jī)附加物（如重油、瀝青等）在澆型砂中煤粉或其它有機(jī)附加物（如重油、瀝青等）在澆注受熱后產(chǎn)生的氣體揮發(fā)物量，稱為發(fā)氣量；型砂中煤粉的有效含量，注受熱后產(chǎn)生的氣體揮發(fā)物量，稱為發(fā)氣量；型砂中煤粉的有效含量，成為有效煤粉含量。成為有效煤粉含量。4.4.退讓性：型砂隨著鑄件收縮而減小其體積的能力稱為退讓性退讓性：型砂隨著鑄件收縮而減小其體積的能力稱為退讓性 5.5.潰散潰散性：性：型砂和芯砂在鑄件落砂清理時(shí)，容易潰散的性能稱為型砂和芯砂在鑄件落砂清理時(shí)，容易潰散的性能

22、稱為 潰散性。潰散性。 3.粘結(jié)劑粘結(jié)劑：起粘結(jié)砂粒的作用，使型砂具有必要的強(qiáng)度起粘結(jié)砂粒的作用，使型砂具有必要的強(qiáng)度和韌性。和韌性。 分類：粘土、水玻璃、油類、合成樹(shù)脂。分類：粘土、水玻璃、油類、合成樹(shù)脂。 按成膜過(guò)程性質(zhì)：物理成膜粘結(jié)劑、化學(xué)成膜粘結(jié)劑。按成膜過(guò)程性質(zhì)：物理成膜粘結(jié)劑、化學(xué)成膜粘結(jié)劑。 按組成分類：有機(jī)粘結(jié)劑、無(wú)機(jī)黏結(jié)劑。按組成分類：有機(jī)粘結(jié)劑、無(wú)機(jī)黏結(jié)劑。4. 4. 附加物附加物：為改善型砂性能而加入的物質(zhì)。：為改善型砂性能而加入的物質(zhì)。 常用：每份、渣油、淀粉等常用：每份、渣油、淀粉等改進(jìn)鑄件表面質(zhì)量改進(jìn)鑄件表面質(zhì)量 石墨粉、脫模機(jī)石墨粉、脫模機(jī)改善起模性。改善起模性。

23、2.原砂：原砂：鑄造生產(chǎn)配制型砂用的沙子，是型砂的基本組成鑄造生產(chǎn)配制型砂用的沙子，是型砂的基本組成部分。部分。 特點(diǎn)：耐高溫性能、提供空隙保證透氣性特點(diǎn)：耐高溫性能、提供空隙保證透氣性 分類：硅砂、特種砂。分類：硅砂、特種砂。2.2、型砂骨干材料、型砂骨干材料原砂原砂1.1.石英石英質(zhì)原砂及應(yīng)用質(zhì)原砂及應(yīng)用石英質(zhì)原砂石英質(zhì)原砂以石英為主要礦物成分的天然硅砂。以石英為主要礦物成分的天然硅砂。天然硅砂特點(diǎn)：天然硅砂特點(diǎn)：資源豐富，分布極廣，易于開(kāi)采，價(jià)格低廉，資源豐富，分布極廣，易于開(kāi)采，價(jià)格低廉， 能滿足鑄造上多數(shù)情況的要求。能滿足鑄造上多數(shù)情況的要求。天然硅砂形成：天然硅砂形成：天然硅砂是由

24、火成巖風(fēng)化形成的。天然硅砂是由火成巖風(fēng)化形成的。 石英石英鱗石英鱗石英方石英方石英熔液熔液石英石英鱗石英鱗石英方石英方石英石英玻璃石英玻璃鱗石英鱗石英 加熱時(shí)發(fā)生的多晶轉(zhuǎn)變分為兩類：加熱時(shí)發(fā)生的多晶轉(zhuǎn)變分為兩類： 1.1.同一類型的高溫同一類型的高溫與低溫與低溫形態(tài)之間的轉(zhuǎn)化過(guò)程快且可形態(tài)之間的轉(zhuǎn)化過(guò)程快且可 逆（縱向轉(zhuǎn)變）逆（縱向轉(zhuǎn)變） 2.2.不同類型的多晶轉(zhuǎn)化，很難進(jìn)行（橫向轉(zhuǎn)變）不同類型的多晶轉(zhuǎn)化，很難進(jìn)行（橫向轉(zhuǎn)變）注：注： 石英在石英在573573轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)槭ⅲ撧D(zhuǎn)變?yōu)橥蛔儼l(fā)生，且石英，該轉(zhuǎn)變?yōu)橥蛔儼l(fā)生，且伴隨體積膨脹，導(dǎo)致鑄型產(chǎn)生較大應(yīng)力與變形，產(chǎn)生夾砂、伴隨體積膨脹，導(dǎo)致鑄

25、型產(chǎn)生較大應(yīng)力與變形，產(chǎn)生夾砂、結(jié)疤等缺陷。結(jié)疤等缺陷。 火成巖組成及風(fēng)化：火成巖組成及風(fēng)化：火成巖重的花崗巖是由石英、長(zhǎng)石、黑云母等火成巖重的花崗巖是由石英、長(zhǎng)石、黑云母等 礦物顆粒組成。火成巖經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期風(fēng)化作用后，花崗巖中的礦物顆粒組成?；鸪蓭r經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期風(fēng)化作用后，花崗巖中的 石英由于化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和較堅(jiān)硬，風(fēng)化時(shí)成分不變，僅被石英由于化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和較堅(jiān)硬，風(fēng)化時(shí)成分不變，僅被 破碎成細(xì)粒；花崗巖中的長(zhǎng)石、云母，一部分通過(guò)化學(xué)風(fēng)破碎成細(xì)粒；花崗巖中的長(zhǎng)石、云母，一部分通過(guò)化學(xué)風(fēng) 化變成粘土，另一部分未被化學(xué)風(fēng)化，混在砂子中。化變成粘土，另一部分未被化學(xué)風(fēng)化，混在砂子中。 山砂山砂風(fēng)化后的產(chǎn)物或就

26、地貯集，或經(jīng)過(guò)水力、風(fēng)力的搬運(yùn)，風(fēng)化后的產(chǎn)物或就地貯集，或經(jīng)過(guò)水力、風(fēng)力的搬運(yùn)， 遠(yuǎn)離原處沉積。就地貯集的砂礦稱為山砂，含泥分較多，遠(yuǎn)離原處沉積。就地貯集的砂礦稱為山砂，含泥分較多， 粒形不規(guī)則，例如江蘇六合紅砂、河北唐山紅砂等。粒形不規(guī)則，例如江蘇六合紅砂、河北唐山紅砂等。 河砂、湖砂、海砂河砂、湖砂、海砂經(jīng)過(guò)水力搬運(yùn)的砂稱為海砂、湖砂或河砂。經(jīng)過(guò)水力搬運(yùn)的砂稱為海砂、湖砂或河砂。 河砂、湖砂、海砂經(jīng)過(guò)水流的沖洗和分選，含泥量很河砂、湖砂、海砂經(jīng)過(guò)水流的沖洗和分選，含泥量很 少，顆粒較圓，粒度比較均勻，例如河北北戴河砂、少，顆粒較圓，粒度比較均勻，例如河北北戴河砂、 廣東新會(huì)砂、福建東山砂均

27、為海砂；江西都昌砂、星廣東新會(huì)砂、福建東山砂均為海砂；江西都昌砂、星 子砂為湖砂；上海吳淞砂、河南鄭庵子砂為湖砂；上海吳淞砂、河南鄭庵 砂為河砂；砂為河砂； 風(fēng)沙風(fēng)沙經(jīng)風(fēng)力搬運(yùn)的砂稱為風(fēng)積砂。內(nèi)蒙古通遼市大林、哲里木經(jīng)風(fēng)力搬運(yùn)的砂稱為風(fēng)積砂。內(nèi)蒙古通遼市大林、哲里木 盟的伊胡塔、甘旗卡等處的砂子為風(fēng)積砂，其顆粒形狀更盟的伊胡塔、甘旗卡等處的砂子為風(fēng)積砂，其顆粒形狀更 圓整而均勻。圓整而均勻。石英砂巖石英砂巖 沉積的石英顆粒被膠體的二氧化硅或氧化鐵、碳沉積的石英顆粒被膠體的二氧化硅或氧化鐵、碳 酸鈣等物膠結(jié)成塊狀，稱為石英砂巖。石英砂巖的質(zhì)地酸鈣等物膠結(jié)成塊狀，稱為石英砂巖。石英砂巖的質(zhì)地 比較

28、松散，易加工破碎，顆粒大多呈多角形，例如湖南比較松散，易加工破碎，顆粒大多呈多角形，例如湖南 湘潭的石英砂巖。湘潭的石英砂巖。 石英巖石英巖 沉積的石英砂粒在地殼高溫高壓作用下，經(jīng)過(guò)變質(zhì)而沉積的石英砂粒在地殼高溫高壓作用下，經(jīng)過(guò)變質(zhì)而形成堅(jiān)固整體的巖石則稱為石英巖。這種石英巖通常含有很高形成堅(jiān)固整體的巖石則稱為石英巖。這種石英巖通常含有很高的的siosio2 2，質(zhì)地極為堅(jiān)硬。經(jīng)過(guò)人工采礦、清洗、破碎、篩分后就可質(zhì)地極為堅(jiān)硬。經(jīng)過(guò)人工采礦、清洗、破碎、篩分后就可得到人工硅砂（或稱為人造石英砂）。得到人工硅砂（或稱為人造石英砂）。對(duì)鑄造用原砂質(zhì)量要求對(duì)鑄造用原砂質(zhì)量要求（1）含泥量含泥量含泥量指

29、原砂中直徑小于含泥量指原砂中直徑小于0.02mm0.02mm（2020 m m）的細(xì)的細(xì) 小顆粒的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），其中既有粘土，也包括極小顆粒的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），其中既有粘土，也包括極 細(xì)的砂子和其它非粘土質(zhì)點(diǎn)。細(xì)的砂子和其它非粘土質(zhì)點(diǎn)。 原砂含泥量檢測(cè)方法：原砂含泥量檢測(cè)方法： 利用不同顆粒尺寸的砂粒在水中下降速度不同，將原砂中利用不同顆粒尺寸的砂粒在水中下降速度不同，將原砂中顆粒直徑顆粒直徑20m 20m 與直徑與直徑s s橫橫s s內(nèi)內(nèi) 第二節(jié)第二節(jié) 澆注系統(tǒng)的基本類型及選擇澆注系統(tǒng)的基本類型及選擇 封閉式澆注系統(tǒng)可理解為正常澆注條件下，所有組元封閉式澆注系統(tǒng)可理解為正常澆注條件下，所

30、有組元能為金屬液充滿的澆注系統(tǒng)，也稱為充滿式澆注系統(tǒng)。因能為金屬液充滿的澆注系統(tǒng)，也稱為充滿式澆注系統(tǒng)。因全部截面上的金屬液壓力均高于型壁氣體壓力，故是有壓全部截面上的金屬液壓力均高于型壁氣體壓力，故是有壓或正壓系統(tǒng)?；蛘龎合到y(tǒng)。 封閉式澆注系統(tǒng)包括了以內(nèi)澆道為阻流的各種澆注系封閉式澆注系統(tǒng)包括了以內(nèi)澆道為阻流的各種澆注系統(tǒng)和部分?jǐn)U張式的澆注系統(tǒng)。統(tǒng)和部分?jǐn)U張式的澆注系統(tǒng)。 封閉式澆注系統(tǒng)有較好的阻渣能力，可防止金屬液卷封閉式澆注系統(tǒng)有較好的阻渣能力，可防止金屬液卷入氣體，消耗金屬少，清理方便。主要缺點(diǎn)是入氣體，消耗金屬少，清理方便。主要缺點(diǎn)是: :進(jìn)入型腔進(jìn)入型腔的金屬液流速度高，易產(chǎn)生噴戮

31、和沖砂，使金屬氧化，使的金屬液流速度高，易產(chǎn)生噴戮和沖砂，使金屬氧化，使型內(nèi)金屬液發(fā)生擾動(dòng)、渦流和不平靜。因此，主要應(yīng)用于型內(nèi)金屬液發(fā)生擾動(dòng)、渦流和不平靜。因此，主要應(yīng)用于不易氧化的各種鑄鐵件。對(duì)于容易氧化的輕合金鑄件、采不易氧化的各種鑄鐵件。對(duì)于容易氧化的輕合金鑄件、采用漏包澆注的鑄鋼件和高大的鑄鐵件，均不宜使用。用漏包澆注的鑄鋼件和高大的鑄鐵件，均不宜使用。2 2開(kāi)放式澆注系統(tǒng)開(kāi)放式澆注系統(tǒng) 這種澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)是這種澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)是s s直直s s橫橫s s直直s s內(nèi)內(nèi)。即阻流截面。即阻流截面是內(nèi)澆道，橫澆道截面積最大，直澆道一般是上大下小是內(nèi)澆道，橫澆道截面積最大，直澆道一般是上大下小

32、的錐形，澆注時(shí)，直澆道很快充滿，而橫澆道充滿較晚，的錐形，澆注時(shí)，直澆道很快充滿，而橫澆道充滿較晚，故可降低內(nèi)澆道的流速，使?jié)沧⒊跗诔湫推椒€(wěn)，對(duì)鑄型故可降低內(nèi)澆道的流速，使?jié)沧⒊跗诔湫推椒€(wěn)，對(duì)鑄型的沖擊比封閉式的??；在橫澆道充滿后，因其中的金屬的沖擊比封閉式的??；在橫澆道充滿后，因其中的金屬液流速較慢，所以擋渣比開(kāi)放式的好，但澆注初期在橫液流速較慢，所以擋渣比開(kāi)放式的好，但澆注初期在橫澆道充滿前，擋渣效果較差。這種澆注系統(tǒng)在生產(chǎn)中得澆道充滿前，擋渣效果較差。這種澆注系統(tǒng)在生產(chǎn)中得到廣泛使用。到廣泛使用。 對(duì)于樹(shù)脂砂型，根據(jù)樹(shù)脂砂的特點(diǎn)，澆注系統(tǒng)應(yīng)遵對(duì)于樹(shù)脂砂型，根據(jù)樹(shù)脂砂的特點(diǎn)，澆注系統(tǒng)應(yīng)遵循

33、的原則是：快（大流量）、穩(wěn)（防止飛濺和紊流）、循的原則是：快（大流量）、穩(wěn)（防止飛濺和紊流）、順（金屬液流方向有利于氣、渣排出）、活（無(wú)死順（金屬液流方向有利于氣、渣排出）、活（無(wú)死角）、封閉、底注、保證壓頭角）、封閉、底注、保證壓頭 二、液態(tài)金屬導(dǎo)入鑄件型腔的位置分類二、液態(tài)金屬導(dǎo)入鑄件型腔的位置分類（一）頂注（上注）式澆注系統(tǒng)（一）頂注（上注）式澆注系統(tǒng) 以鑄件澆注位置為基以鑄件澆注位置為基準(zhǔn)，內(nèi)澆道開(kāi)設(shè)在鑄件的準(zhǔn)，內(nèi)澆道開(kāi)設(shè)在鑄件的頂部，稱為頂注式澆注系頂部，稱為頂注式澆注系統(tǒng)。即金屬液從鑄件頂部統(tǒng)。即金屬液從鑄件頂部注入型腔注入型腔 以以澆注位置為準(zhǔn)，金屬液從鑄件型腔頂部澆注位置為準(zhǔn)，

34、金屬液從鑄件型腔頂部導(dǎo)入的澆注系統(tǒng)導(dǎo)入的澆注系統(tǒng)稱為頂注式澆注系統(tǒng)頂注式澆注系統(tǒng)。(1) 液態(tài)金屬?gòu)蔫T型型腔頂部引入，在鑄件澆注和液態(tài)金屬?gòu)蔫T型型腔頂部引入，在鑄件澆注和凝固過(guò)程中，鑄件上部的溫度高于下部，凝固過(guò)程中，鑄件上部的溫度高于下部，有利于鑄有利于鑄件自下而上順序凝固，能夠有效地發(fā)揮頂部冒口的件自下而上順序凝固，能夠有效地發(fā)揮頂部冒口的補(bǔ)縮作用補(bǔ)縮作用(2) 在液態(tài)金屬的整個(gè)充型階段始終有一個(gè)不變壓頭在液態(tài)金屬的整個(gè)充型階段始終有一個(gè)不變壓頭，液流流量大，充型時(shí)間短，充型能力強(qiáng)液流流量大，充型時(shí)間短，充型能力強(qiáng)。(3) 造造型工藝簡(jiǎn)單，模具制造方便，澆注系統(tǒng)和冒型工藝簡(jiǎn)單，模具制造方便

35、，澆注系統(tǒng)和冒口消耗金屬少，澆注系統(tǒng)切割清理容易?？谙慕饘偕伲瑵沧⑾到y(tǒng)切割清理容易。(4) 頂頂注式澆注系統(tǒng)最大的缺點(diǎn)是液體金屬進(jìn)入型腔后，注式澆注系統(tǒng)最大的缺點(diǎn)是液體金屬進(jìn)入型腔后，從高處落下，對(duì)鑄型沖擊大，還容易導(dǎo)致液態(tài)金屬的飛從高處落下，對(duì)鑄型沖擊大，還容易導(dǎo)致液態(tài)金屬的飛濺、氧化和卷入氣體，形成氧化夾渣和氣孔缺陷。濺、氧化和卷入氣體，形成氧化夾渣和氣孔缺陷。 根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，還可采用以下幾種類型的根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，還可采用以下幾種類型的頂注式澆注系統(tǒng)：頂注式澆注系統(tǒng)：1 1楔形澆楔形澆道道 金屬液通過(guò)長(zhǎng)條楔金屬液通過(guò)長(zhǎng)條楔縫可迅速充滿型腔縫可迅速充滿型腔 常用于鍋、盆、罩、常用

36、于鍋、盆、罩、蓋類薄壁器皿鑄件蓋類薄壁器皿鑄件 2 2壓邊澆道壓邊澆道 澆道是一條窄而長(zhǎng)的縫隙，澆道是一條窄而長(zhǎng)的縫隙，與鑄件頂部相連接，金屬液與鑄件頂部相連接，金屬液經(jīng)壓邊縫隙流入型腔經(jīng)壓邊縫隙流入型腔 多用于壁較厚的中小多用于壁較厚的中小鑄鐵件及非鐵合金鑄件。鑄鐵件及非鐵合金鑄件。3 3雨淋澆雨淋澆道道 內(nèi)澆道是由許多均勻分布的圓孔所組成，澆注時(shí)細(xì)流如雨淋，內(nèi)澆道是由許多均勻分布的圓孔所組成，澆注時(shí)細(xì)流如雨淋，對(duì)型腔沖擊力小。對(duì)型腔沖擊力小。 主要用于質(zhì)量要求較高主要用于質(zhì)量要求較高的大中型筒型鑄件，如氣的大中型筒型鑄件，如氣缸套、卷?yè)P(yáng)機(jī)等缸套、卷?yè)P(yáng)機(jī)等 （二）底注（下注）式澆注系統(tǒng)（二）

37、底注（下注）式澆注系統(tǒng) 內(nèi)澆道開(kāi)設(shè)在鑄件底部，內(nèi)澆道開(kāi)設(shè)在鑄件底部，即金屬液從鑄件的底部注即金屬液從鑄件的底部注入型腔，稱為底注式澆注入型腔，稱為底注式澆注系統(tǒng)系統(tǒng) 主要用于高度不大，結(jié)主要用于高度不大，結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜的鑄件和易氧構(gòu)不太復(fù)雜的鑄件和易氧化的合金鑄件，如鑄鋼、化的合金鑄件，如鑄鋼、鋁鎂合金、鋁青銅及黃銅鋁鎂合金、鋁青銅及黃銅等鑄件等鑄件 1澆口杯；2直澆道；3 鑄件；4 內(nèi)澆道；5 橫澆道；內(nèi)澆道設(shè)在鑄件底部的稱為內(nèi)澆道設(shè)在鑄件底部的稱為底注式澆注系統(tǒng)底注式澆注系統(tǒng)(1) 合金液從下部充填型腔，流動(dòng)平穩(wěn)，不易產(chǎn)合金液從下部充填型腔，流動(dòng)平穩(wěn)，不易產(chǎn)生沖擊、飛濺、氧化和卷入氣體，便于

38、排除型生沖擊、飛濺、氧化和卷入氣體，便于排除型腔中的氣體。腔中的氣體。(2) 無(wú)論澆道比多么大，橫澆道基本工作在無(wú)論澆道比多么大，橫澆道基本工作在 充滿充滿狀態(tài)，有利于擋渣。狀態(tài)，有利于擋渣。(1) 充型后鑄件的溫度分布不利于自下而上的順充型后鑄件的溫度分布不利于自下而上的順序凝固，削弱了頂部冒口的補(bǔ)縮作用。序凝固，削弱了頂部冒口的補(bǔ)縮作用。 (2) 鑄件底部尤其是內(nèi)澆道附近容易過(guò)熱，使鑄件鑄件底部尤其是內(nèi)澆道附近容易過(guò)熱，使鑄件產(chǎn)生縮松、縮孔、晶粒粗大等缺陷。產(chǎn)生縮松、縮孔、晶粒粗大等缺陷。(3) 充型能力較差，對(duì)大型薄壁鑄件容易產(chǎn)生冷隔和澆充型能力較差，對(duì)大型薄壁鑄件容易產(chǎn)生冷隔和澆不足的

39、缺陷。不足的缺陷。(4) 造型工藝復(fù)雜，金屬消耗量大。造型工藝復(fù)雜，金屬消耗量大。 根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，還可采用下列底注式澆注系統(tǒng)根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，還可采用下列底注式澆注系統(tǒng) 1 1牛角牛角澆道澆道 牛角式內(nèi)澆道多用牛角式內(nèi)澆道多用于質(zhì)量要求高的小型于質(zhì)量要求高的小型輪類鑄件輪類鑄件 1澆口杯；2直澆道；3 鑄件；4 內(nèi)澆道；5 橫澆道；6 牛角澆口2 2反反雨淋澆道雨淋澆道 它適用于易氧它適用于易氧化的中小型圓套化的中小型圓套類鑄件類鑄件 （三）分型面（中間）注（三）分型面（中間）注 入式澆注入式澆注系統(tǒng)系統(tǒng) 金屬液經(jīng)過(guò)開(kāi)在分型面金屬液經(jīng)過(guò)開(kāi)在分型面上的橫澆道和內(nèi)澆道進(jìn)入上的橫澆道和內(nèi)澆道進(jìn)入

40、型腔型腔 適用于中等大小、高度適用于中等大小、高度適中、中等壁厚鑄件適中、中等壁厚鑄件 1-澆口杯；澆口杯； 2-出氣冒口出氣冒口（四）階梯式澆注系統(tǒng)（四）階梯式澆注系統(tǒng) 階梯式澆注系統(tǒng)階梯式澆注系統(tǒng)是具有多層內(nèi)澆道是具有多層內(nèi)澆道的澆注系統(tǒng)的澆注系統(tǒng) 適用于高大且結(jié)適用于高大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、收縮量較構(gòu)復(fù)雜、收縮量較大或質(zhì)量要求較高大或質(zhì)量要求較高的鑄件的鑄件 圖圖4-17 階梯式澆注系統(tǒng)階梯式澆注系統(tǒng)a-多直澆道；多直澆道；b-用塞球法控制；用塞球法控制；c-控制各組元比控制各組元比例的；例的；d-帶級(jí)沖直澆道的；帶級(jí)沖直澆道的；e-帶反帶反_直澆道的直澆道的 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：上部金屬液溫度高于下部、

41、有利于順序：上部金屬液溫度高于下部、有利于順序凝固和冒口的補(bǔ)縮，鑄件組織致密。易避免縮凝固和冒口的補(bǔ)縮，鑄件組織致密。易避免縮孔、縮松、冷隔及澆不到等鑄造缺陷。利用多孔、縮松、冷隔及澆不到等鑄造缺陷。利用多內(nèi)澆道，可減輕內(nèi)澆道附近的局部過(guò)熱現(xiàn)象。內(nèi)澆道，可減輕內(nèi)澆道附近的局部過(guò)熱現(xiàn)象。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：造型復(fù)雜，有時(shí)要求幾個(gè)水平分型面，：造型復(fù)雜，有時(shí)要求幾個(gè)水平分型面，要求正確的計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，否則，容易出現(xiàn)要求正確的計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，否則，容易出現(xiàn)上下各層內(nèi)澆道同時(shí)進(jìn)入金屬液的上下各層內(nèi)澆道同時(shí)進(jìn)入金屬液的“亂澆亂澆”現(xiàn)現(xiàn)象，或底層進(jìn)入金屬液過(guò)多，形成下部溫度高象，或底層進(jìn)入金屬液過(guò)多，形成下部溫

42、度高的不理想的溫度分布。的不理想的溫度分布。（五）垂直縫隙式澆注系統(tǒng)（五）垂直縫隙式澆注系統(tǒng) 它以片狀內(nèi)澆道與鑄件它以片狀內(nèi)澆道與鑄件的整個(gè)高度相連接的一種的整個(gè)高度相連接的一種特殊澆注系統(tǒng)特殊澆注系統(tǒng) 主要用于重要的鋁合主要用于重要的鋁合金鑄件金鑄件 對(duì)于重、大型鑄件，特對(duì)于重、大型鑄件，特別是重要鑄件，采用一種別是重要鑄件，采用一種形式的澆注系統(tǒng)往往不能形式的澆注系統(tǒng)往往不能滿足要求，可根據(jù)鑄件情滿足要求，可根據(jù)鑄件情況同時(shí)采用兩種或更多形況同時(shí)采用兩種或更多形式的復(fù)合式澆注系統(tǒng)式的復(fù)合式澆注系統(tǒng) 4.2.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 鑄鐵件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算包括確定澆注時(shí)間、

43、確鑄鐵件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算包括確定澆注時(shí)間、確定阻流截面積和各組元之間的比例關(guān)系等內(nèi)容。定阻流截面積和各組元之間的比例關(guān)系等內(nèi)容。1、當(dāng)充填下半型時(shí)，壓力頭保持不變，則在澆口、當(dāng)充填下半型時(shí)，壓力頭保持不變，則在澆口杯液面與阻流截面間應(yīng)用伯努利方程。杯液面與阻流截面間應(yīng)用伯努利方程。一、阻流組元（或內(nèi)澆道）截面積的計(jì)算及各組元之間一、阻流組元（或內(nèi)澆道）截面積的計(jì)算及各組元之間 的比例關(guān)系的確定的比例關(guān)系的確定 1.1.流體力學(xué)計(jì)算法流體力學(xué)計(jì)算法 總損hgvh220g2v2澆總損hh0阻流截面以上的液態(tài)金屬壓頭阻流截面以上的液態(tài)金屬壓頭v阻流截面以上的液態(tài)金屬流速阻流截面以上的液態(tài)金屬流速g

44、重力加速度重力加速度h總損總損總的阻力損耗總的阻力損耗澆澆澆注系統(tǒng)中的總的阻力系數(shù)澆注系統(tǒng)中的總的阻力系數(shù)總損h澆122gvh澆12ghv而充下半型金屬液體的質(zhì)量為而充下半型金屬液體的質(zhì)量為澆阻阻1gh2sv01sm金屬液密度金屬液密度s阻阻阻流截面面積阻流截面面積g重力加速度重力加速度h總損總損總的阻力損耗總的阻力損耗澆澆澆注系統(tǒng)中的總的阻力系數(shù)澆注系統(tǒng)中的總的阻力系數(shù) 澆注時(shí)間（澆注時(shí)間（s）；）；澆11引入系數(shù)引入系數(shù)流量系數(shù)，表示有粘度的金屬液流量流量系數(shù)，表示有粘度的金屬液流量與理想流體流量的比值。與理想流體流量的比值。所以：公式所以：公式101gh2m阻s 2 2、充填上半型時(shí)，阻

45、流截面上液流速度隨著充、充填上半型時(shí)，阻流截面上液流速度隨著充型壓力頭的變化而逐漸變小，型壓力頭的變化而逐漸變小， 故此時(shí)：故此時(shí)： 設(shè)設(shè)hh均均=h=h0 0-h-h型澆gvhgvgvh222222型澆122gvh型澆均12ghv型澆均阻1gh22sm均阻gh2m2s得到公式得到公式2將公式將公式1和公式和公式2合并通式，就是計(jì)算澆注系統(tǒng)中合并通式，就是計(jì)算澆注系統(tǒng)中最小截面積的公式，即著名的奧贊公式最小截面積的公式，即著名的奧贊公式。 其中其中金屬液密度金屬液密度s阻阻阻流截面面積阻流截面面積m流經(jīng)阻流截面的液體金屬的總質(zhì)量流經(jīng)阻流截面的液體金屬的總質(zhì)量h均均平均計(jì)算靜壓力頭平均計(jì)算靜壓力

46、頭 充填全部型腔的時(shí)間（充填全部型腔的時(shí)間（s）；）；流量系數(shù)流量系數(shù)均阻gh2ms根據(jù)根據(jù)osann公式，在已知鑄件質(zhì)量、流量系數(shù)、澆注時(shí)公式，在已知鑄件質(zhì)量、流量系數(shù)、澆注時(shí)間、平均計(jì)算壓頭等參數(shù)的前提下，可以方便計(jì)算出澆間、平均計(jì)算壓頭等參數(shù)的前提下，可以方便計(jì)算出澆注系統(tǒng)的阻流截面積大小，從而根據(jù)澆注系統(tǒng)各組元的注系統(tǒng)的阻流截面積大小，從而根據(jù)澆注系統(tǒng)各組元的截面積比的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出整個(gè)澆注系統(tǒng)的尺寸。截面積比的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出整個(gè)澆注系統(tǒng)的尺寸。表表 各種合金澆注系統(tǒng)組元截面之間比例關(guān)系各種合金澆注系統(tǒng)組元截面之間比例關(guān)系類型類型f內(nèi)：內(nèi)：f橫：橫：f直直應(yīng)用范圍及說(shuō)明應(yīng)用范圍及說(shuō)

47、明封封閉閉式式1:1.5:21:1.2:1.41:1.1:1.151:1.06:1.11大型灰鑄鐵件大型灰鑄鐵件中、大型灰鑄鐵件中、大型灰鑄鐵件中、小型灰鑄鐵件中、小型灰鑄鐵件薄壁灰鑄鐵件薄壁灰鑄鐵件1:1.2;1.4一般球墨鑄鐵件一般球墨鑄鐵件1:1.1:1.51:1.3可鍛鑄鐵件可鍛鑄鐵件可鍛鑄鐵件（橫澆道直接聯(lián)接側(cè)冒口）可鍛鑄鐵件（橫澆道直接聯(lián)接側(cè)冒口）1:（1.11.3）:（1.21.6）1:1.1鑄鋼件（轉(zhuǎn)包澆注）鑄鋼件（轉(zhuǎn)包澆注）鑄鋼件（底包澆注）鑄鋼件（底包澆注）半半封封閉閉式式1:1.4:1.21:1.5:1.11:（1.31.5）:（1.11.2）重型機(jī)械鑄鐵件重型機(jī)械鑄鐵件

48、鑄鐵件表面干型鑄鐵件表面干型中、小型鑄鐵件中、小型鑄鐵件0.8:（1.21.5）:1球墨鑄鐵薄壁小件球墨鑄鐵薄壁小件1:（1.52.0）:1.2錫青銅閥體，內(nèi)澆道處設(shè)有暗冒口錫青銅閥體，內(nèi)澆道處設(shè)有暗冒口開(kāi)開(kāi)放放式式（1.54）:（24）:1球墨鑄鐵薄壁鑄件球墨鑄鐵薄壁鑄件（1.23）:（1.22）:1注注復(fù)雜的中、大型錫青銅件，內(nèi)澆道處不設(shè)暗冒口復(fù)雜的中、大型錫青銅件，內(nèi)澆道處不設(shè)暗冒口（1。52）：）：1.2:1注注（310）：）：1.2:1中、大型無(wú)錫青銅及黃銅件中、大型無(wú)錫青銅及黃銅件復(fù)雜的大型無(wú)錫青銅及黃銅件復(fù)雜的大型無(wú)錫青銅及黃銅件（24）:（23）:1（11.5）:（1.53）:

49、1大、中型鋁合金件大、中型鋁合金件小型鋁合金件小型鋁合金件一般內(nèi)澆道（阻流組元）的最小截面積為一般內(nèi)澆道（阻流組元）的最小截面積為0.40.40.5cm0.5cm 直澆道的直徑一般在直澆道的直徑一般在1515100mm100mm范圍內(nèi)范圍內(nèi) 砂型鑄造中砂型鑄造中 樹(shù)脂砂型澆注系統(tǒng)總截面積比粘土砂型大樹(shù)脂砂型澆注系統(tǒng)總截面積比粘土砂型大50左右左右 當(dāng)采用封閉式澆注系統(tǒng)時(shí)當(dāng)采用封閉式澆注系統(tǒng)時(shí)澆道截面比例可取澆道截面比例可取s s內(nèi)內(nèi)：s s橫橫：s s直直1 : 1.25 : 1.251 : 1.25 : 1.25 （1 1） m m、值的確定值的確定 表表 鑄鐵及鑄鋼的流量系數(shù)鑄鐵及鑄鋼的流

50、量系數(shù)m m值值種類鑄型阻力大中小濕型鑄鐵鑄鋼0.350.250.420.320.50.42干型鑄鐵鑄鋼0.410.300.480.380.60.5 鑄件確定后，鑄件確定后， 值即確定，鑄件圖上標(biāo)值即確定，鑄件圖上標(biāo)出了鑄件重量，加上冒口和澆注系統(tǒng)的出了鑄件重量，加上冒口和澆注系統(tǒng)的重量即為重量即為mm值。值。表表 澆冒口重量占鑄件重量的比例澆冒口重量占鑄件重量的比例鑄件重量/大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件、小批生產(chǎn)100010%15%10%20%（2）流量系數(shù)）流量系數(shù)的確定的確定 值影響因素較多，難以用數(shù)學(xué)計(jì)算方法確定，一般都按生值影響因素較多，難以用數(shù)學(xué)計(jì)算方法確定，一般都按生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和參考實(shí)驗(yàn)結(jié)果

51、選定。鑄鐵、鑄鋼件在產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和參考實(shí)驗(yàn)結(jié)果選定。鑄鐵、鑄鋼件在0.250.5之間之間選擇，對(duì)航空鋁、鎂合金所用擴(kuò)張式澆注系統(tǒng)選擇，對(duì)航空鋁、鎂合金所用擴(kuò)張式澆注系統(tǒng) 值在值在0.30.7之間。之間。（3）澆注時(shí)間）澆注時(shí)間 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式和圖表選擇根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式和圖表選擇pcvh（4 4）平均壓頭）平均壓頭h h均的確定均的確定 平均壓頭平均壓頭h h均的計(jì)算公式均的計(jì)算公式：cphh220均式中式中 h h0 0內(nèi)澆道以上的金屬液壓頭，即內(nèi)澆道至內(nèi)澆道以上的金屬液壓頭，即內(nèi)澆道至 澆口盆液面的高度澆口盆液面的高度（cmcm）； c c澆注時(shí)鑄件高度澆注時(shí)鑄件高度(cm)(cm)； p p內(nèi)澆道以上

52、的鑄件高度內(nèi)澆道以上的鑄件高度(cm)(cm)。對(duì)于封閉式澆注系統(tǒng)，在不同注入位置時(shí)公式有以下形式：對(duì)于封閉式澆注系統(tǒng)，在不同注入位置時(shí)公式有以下形式： 頂注頂注式式 p p0 0，則，則底注底注式式 p pc c，則，則 中間注入式中間注入式 則，則，0hh均20chh均2cp80chh均 注：注：mm值為估值，且忽略了金屬液從澆包嘴值為估值，且忽略了金屬液從澆包嘴到澆口杯下落的動(dòng)能影響，最終的計(jì)算結(jié)果到澆口杯下落的動(dòng)能影響，最終的計(jì)算結(jié)果還需驗(yàn)算、調(diào)整。還需驗(yàn)算、調(diào)整。3、澆注系統(tǒng)其它各組元的截面積、澆注系統(tǒng)其它各組元的截面積 表表3-8 3-8 各種合金澆注系統(tǒng)組元截面之間比例關(guān)系各種合

53、金澆注系統(tǒng)組元截面之間比例關(guān)系類型類型f內(nèi)：內(nèi)：f橫：橫：f直直應(yīng)用范圍及說(shuō)明應(yīng)用范圍及說(shuō)明封封閉閉式式1:1.5:21:1.2:1.41:1.1:1.151:1.06:1.11大型灰鑄鐵件大型灰鑄鐵件中、大型灰鑄鐵件中、大型灰鑄鐵件中、小型灰鑄鐵件中、小型灰鑄鐵件薄壁灰鑄鐵件薄壁灰鑄鐵件1:1.2;1.4一般球墨鑄鐵件一般球墨鑄鐵件1:1.1:1.51:1.3可鍛鑄鐵件可鍛鑄鐵件可鍛鑄鐵件（橫澆道直接聯(lián)接側(cè)冒口）可鍛鑄鐵件（橫澆道直接聯(lián)接側(cè)冒口）1:（1.11.3）:（1.21.6）1:1.1鑄鋼件（轉(zhuǎn)包澆注）鑄鋼件（轉(zhuǎn)包澆注）鑄鋼件（底包澆注）鑄鋼件（底包澆注）半半封封閉閉式式1:1.4:

54、1.21:1.5:1.11:（1.31.5）:（1.11.2）重型機(jī)械鑄鐵件重型機(jī)械鑄鐵件鑄鐵件表面干型鑄鐵件表面干型中、小型鑄鐵件中、小型鑄鐵件0.8:（1.21.5）:1球墨鑄鐵薄壁小件球墨鑄鐵薄壁小件1:（1.52.0）:1.2錫青銅閥體，內(nèi)澆道處設(shè)有暗冒口錫青銅閥體，內(nèi)澆道處設(shè)有暗冒口開(kāi)開(kāi)放放式式（1.54）:（24）:1球墨鑄鐵薄壁鑄件球墨鑄鐵薄壁鑄件（1.23）:（1.22）:1注注復(fù)雜的中、大型錫青銅件，內(nèi)澆道處不設(shè)暗冒口復(fù)雜的中、大型錫青銅件，內(nèi)澆道處不設(shè)暗冒口（1。52）：）：1.2:1注注（310）：）：1.2:1中、大型無(wú)錫青銅及黃銅件中、大型無(wú)錫青銅及黃銅件復(fù)雜的大型無(wú)

55、錫青銅及黃銅件復(fù)雜的大型無(wú)錫青銅及黃銅件（24）:（23）:1（11.5）:（1.53）:1大、中型鋁合金件大、中型鋁合金件小型鋁合金件小型鋁合金件注：直澆道后如設(shè)過(guò)濾網(wǎng)，則網(wǎng)孔截面積注：直澆道后如設(shè)過(guò)濾網(wǎng)，則網(wǎng)孔截面積s濾的比值取濾的比值取0.9。一般內(nèi)澆道（阻流組元）的最小截面積為一般內(nèi)澆道（阻流組元）的最小截面積為0.40.40.5cm0.5cm 直澆道的直徑一般在直澆道的直徑一般在1515100mm100mm范圍內(nèi)范圍內(nèi) 砂型鑄造中砂型鑄造中 樹(shù)脂砂型澆注系統(tǒng)總截面積比粘土砂型大樹(shù)脂砂型澆注系統(tǒng)總截面積比粘土砂型大50左右左右 當(dāng)采用封閉式澆注系統(tǒng)時(shí)當(dāng)采用封閉式澆注系統(tǒng)時(shí)澆道截面比例可

56、取澆道截面比例可取s s內(nèi)內(nèi)：s s橫橫：s s直直1 : 1.25 : 1.251 : 1.25 : 1.25 4.2.3.2、階梯式澆注系統(tǒng)截面尺寸的確定、階梯式澆注系統(tǒng)截面尺寸的確定（1) 1) 最小控制截面最小控制截面s阻的計(jì)算阻的計(jì)算 1131.0hgsl阻（2) 2) 分配直澆道分配直澆道的截面積的截面積 s s阻阻：s s直直（分）（分）1 : (11 : (12)2)（3）內(nèi)澆道截面積的計(jì)算）內(nèi)澆道截面積的計(jì)算 sshh阻內(nèi)（底）01212141其它合金鑄件澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)其它合金鑄件澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)一、球墨鑄鐵件澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)一、球墨鑄鐵件澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)碳當(dāng)量較高，流動(dòng)性比灰鑄鐵好碳當(dāng)量較高，流動(dòng)性比灰鑄鐵好 球化孕育處理鐵液溫度下降多，易氧化產(chǎn)生渣球化孕育處理鐵液溫度下降多，易氧化產(chǎn)生渣 要求鐵液迅速、平穩(wěn)充型要求鐵液迅速、平穩(wěn)充型 澆注系統(tǒng)截面積通常比灰鑄鐵的大澆注系統(tǒng)截面積通常比灰鑄鐵的大 多采用半封閉式或開(kāi)放式澆注系統(tǒng)多采用半封閉式或開(kāi)放式澆注系統(tǒng) 多采用冒口補(bǔ)縮液態(tài)和