第六章鑄造加工及應(yīng)用

金屬材料與熱加工基礎(chǔ)

第六章鑄造加工及應(yīng)用知識目標(biāo):1）掌握合金的鑄造性能。2）了解砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)。3）了解鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性。4）掌握砂型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造、離心鑄造的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍。能力目標(biāo):1）具有砂型鑄造手工造型的能力。2）具有砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)的能力。3）具有合理選擇毛坯或零件鑄造加工方法的能力。育人目標(biāo):

培養(yǎng)具有工匠精神，養(yǎng)成吃苦耐勞、堅(jiān)韌不報的品質(zhì)案例導(dǎo)入2008年北京奧運(yùn)會是中國改革開放以來的又一重大事件。北京奧運(yùn)會頒獎音樂被稱作“金玉齊聲”，由古編鐘原聲和玉磬的聲音交融產(chǎn)生，以形成“金聲玉振”的宏大效果，與北京奧運(yùn)會“金玉良緣”的設(shè)計(jì)理念一致。這段音樂的曾侯乙古編鐘原聲，來自湖北省聲像博物館，如圖6-1a所示為曾侯乙編鐘，他是我國古代的一種打擊樂器，用青銅鑄成。由大小不同的扁圓鐘按照音調(diào)高低的次序排列起來，懸掛在一個巨大的鐘架上，用丁字形的木錘和長形的棒分別敲打銅鐘，能發(fā)出不同的樂音，因?yàn)槊總€鐘的音調(diào)不同，按音譜敲打，可以演奏出美妙的樂曲。曾侯乙編鐘高超的鑄造技術(shù)和良好的音樂性能，改寫了世界音樂史，被中外專家、學(xué)者稱之為"稀世珍寶"。案例導(dǎo)入

曾侯乙編鐘案例導(dǎo)入

我國的鑄造技術(shù)已有6000多年悠久的歷史，是世界上較早掌握鑄造技術(shù)的文明古國。如圖所示，為我國古代的鑄造制品。

戰(zhàn)國初期鑄的曾侯尊盤

河北滄州大鐵獅

第六章鑄造加工及應(yīng)用

鑄造是將液態(tài)金屬澆入到鑄型型腔中，待其冷卻凝固后獲得具有一定形狀和性能鑄件的成形方法。鑄造是生產(chǎn)毛坯或零件的主要方法之一，是機(jī)械制造業(yè)的重要基礎(chǔ)，鑄件在機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、重型機(jī)械、農(nóng)機(jī)、車輛和航空中占有相當(dāng)大的比重。鑄造成形工藝具有如下特點(diǎn)：(1)適合制造形狀復(fù)雜、特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的毛坯或零件，如氣缸、箱體、泵體、閥體、葉輪、螺旋槳等主要是鑄造成形，如圖6-2所示為鑄造成形的零件。(2)鑄件的大小幾乎不受限制，如小到幾克的電器儀表零件，大到數(shù)百噸的軋鋼機(jī)機(jī)架，均可鑄造成形，如圖6-3所示為軋鋼機(jī)機(jī)架。(3)鑄造生產(chǎn)工藝簡單，且使用的材料價格低廉，范圍廣，對于如鑄鐵等某些塑性很差，不易塑性成形和焊接成形的材料，鑄造是其毛坯或零件的唯一成形工藝。（4）鑄造生產(chǎn)工序較多，影響鑄件質(zhì)量的因素復(fù)雜，容易產(chǎn)生如澆不足、縮孔、縮松、氣孔、砂眼、裂紋等鑄造缺陷，廢品率較高。一般來說，直接鑄造成形的毛坯或零件，其內(nèi)部組織的均勻性、致密度都較低，力學(xué)性能低于塑性成形件。砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法，其工藝靈活，成本低廉。所以，由砂型鑄造生產(chǎn)的鑄件占鑄件總產(chǎn)量的90％以上。特種鑄造是指砂型鑄造以外的鑄造工藝，常見的有熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造和離心鑄造等。鑄造成形分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類。第一節(jié)認(rèn)識合金的鑄造性能

實(shí)例導(dǎo)讀某企業(yè)生產(chǎn)錐套皮帶輪鑄件，但在鑄造過程中，該鑄件成為一個不完整的皮帶輪鑄造件如圖6-4所示，缺肉部位呈圓形，上面有些毛刺，這種鑄件“缺肉”也被稱為澆不足，出現(xiàn)這種情況，該鑄造件基本上就報廢了，沒有任何彌補(bǔ)的措施，給企業(yè)帶來嚴(yán)重的損失，為減少皮帶輪鑄造件報廢率，我們來學(xué)習(xí)影響鑄件質(zhì)量非常重要的指標(biāo)，合金的鑄造性能。第一節(jié)認(rèn)識合金的鑄造性能

合金的鑄造性能是指某種合金在一定的鑄造工藝條件下獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的能力，即在鑄造生產(chǎn)中表現(xiàn)出來的工藝性能，主要有流動性和收縮性等。

一、合金的流動性1.流動性的概念

液態(tài)合金的流動能力，即充滿鑄型型腔的能力。一、合金的流動性

在相同的鑄型和澆注條件下，液態(tài)合金流經(jīng)螺旋試樣長度越長，則可代表被測合金的流動性越好。

常用鑄造合金中灰鑄鐵、硅黃銅流動性最好，鋁硅合金次之，鑄鋼最差。2.

流動性對鑄件質(zhì)量的影響

金屬液的流動性好，充型能力就強(qiáng)，容易獲得尺寸準(zhǔn)確、外形完整和輪廓清晰的鑄件；反之，則容易產(chǎn)生冷隔或澆不足、夾渣、氣孔、縮孔、縮松等缺陷。3.影響流動性的因素（1）化學(xué)成分

是影響流動性的主要因素之一，不同種類的合金具有不同的流動性。即使是同一種類的合金，由于成分不同，流動性也不相同。例如，在鐵碳合金中，共晶成分的鐵碳合金流動性最好，合金結(jié)晶溫度范圍越寬，流動阻力越大，流動性越差。一、合金的流動性

3.影響流動性的因素（2）澆注條件1）澆注溫度

在保證足夠的流動性條件下，澆注溫度盡可能低些?；诣T鐵的澆注溫度一般為1250～1350℃，工程用鑄造碳鋼的澆注溫度為1500～1550℃。

2）澆注壓力液態(tài)金屬在流動方向上受到的壓力越大，其流動性越好。一、合金的流動性

3.影響流動性的因素（3）鑄型條件鑄型中凡能增加金屬液流動阻力和提高冷卻速度的因素均使流動性降低。如內(nèi)澆道橫截面小、型腔表面粗糙、型砂透氣性差均增加金屬液的流動阻力，降低流速，從而降低金屬液的流動性。鑄型材料導(dǎo)熱快、金屬液的冷卻速度增大，也會使金屬液的流動性下降。一、合金的流動性

1.收縮的概念鑄件在由液態(tài)向固態(tài)的冷卻過程中，其體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱為收縮，收縮過程經(jīng)歷三個階段，如圖6-6所示。二、合金的收縮

合金收縮三個階段示意圖狀態(tài)圖（部分）（1）液態(tài)收縮液態(tài)合金從澆注溫度T澆冷卻至開始凝固的液相線溫度TL時的收縮，稱為液態(tài)收縮，表現(xiàn)為型腔內(nèi)液面的降低。二、合金的收縮

合金收縮三個階段示意圖狀態(tài)圖（部分）（2）凝固收縮

從液態(tài)溫度TL冷卻到固態(tài)溫度TS時的收縮，稱為凝固收縮。二、合金的收縮

合金收縮三個階段示意圖狀態(tài)圖（部分）（3）固態(tài)收縮

從固相線溫度TS冷到室溫時的收縮稱為固態(tài)收縮。二、合金的收縮

合金收縮三個階段示意圖狀態(tài)圖（部分）

液態(tài)收縮和凝固收縮也稱體收縮，體收縮是鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松的主要原因；

固態(tài)收縮也稱線收縮，是鑄件產(chǎn)生尺寸減小、變形和裂紋的基本原因。

在常用的合金中，鑄鋼的收縮最大，灰鑄鐵的最小。二、合金的收縮

2.收縮對鑄件質(zhì)量的影響（1）縮孔和縮松的形成——縮孔二、合金的收縮

在鑄件緩慢凝固區(qū)出現(xiàn)的很細(xì)小的分散孔洞稱為縮松，如圖所示。縮松：①合理選擇鑄造合金②采用順序凝固的原則

順序凝固a)定向凝固b)冷鐵的應(yīng)用（2）縮孔和縮松的預(yù)防

3.影響收縮的因素（1）化學(xué)成分（2）工藝條件合金的澆注溫度越高，過熱度越大，合金的液態(tài)收縮也越大；鑄件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，鑄型及型芯的強(qiáng)度越高，其差別越大。合金的收縮導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松，鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋等缺陷，對鑄件質(zhì)量有著不利影響。二、合金的收縮

第二節(jié)砂型鑄造方法及應(yīng)用

實(shí)例導(dǎo)讀如圖所示的汽車氣缸體、汽車水泵，是汽車上重要的零部件。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是內(nèi)腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在機(jī)械切削加工中工藝復(fù)雜，如果能合理的選擇毛坯的成形方法，就能簡化整個零件的切削加工工藝，降低成本。想一想，如何選擇內(nèi)腔復(fù)雜零件的毛坯成形方法呢？

一、砂型鑄造的工藝過程第二節(jié)砂型鑄造方法及應(yīng)用

一、砂型鑄造的工藝過程砂型鑄造的工藝過程主要包括：制作模樣和芯盒→配制型(芯)砂→造型、造芯→合型→熔煉合金→澆注→落砂清理和檢驗(yàn)。一、砂型鑄造的工藝過程

1.制作模樣和芯盒

制造模樣和芯盒常用的材料有木材、金屬和塑料。在單件、小批量生產(chǎn)時廣泛采用木質(zhì)模樣和芯盒，在大批量生產(chǎn)時多采用金屬或塑料模樣、芯盒。一、砂型鑄造的工藝過程

2.配制型(芯)砂型（芯）砂是由原砂、粘結(jié)劑和各種附加物、水等按著一定比例混制成的。對型砂和芯砂的性能要求是應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、較高的耐火性、良好的透氣性和較好的退讓性。（1）強(qiáng)度

強(qiáng)度是指型砂和芯砂造型后承受外力不被破壞的能力。強(qiáng)度過低，在鑄型的合箱、搬運(yùn)、澆注過程中容易破壞、塌落和脹大，從而產(chǎn)生夾砂、砂眼等鑄造缺陷。強(qiáng)度太高又使鑄型過硬，使透氣性、退讓性和落砂性變差。2.配制型(芯)砂（2）耐火性

耐火性是指型砂和芯砂經(jīng)受高溫作用的能力。

耐火性主要取決于石英砂中二氧化硅的含量，二氧化硅的含量越高，耐火度越高。

若耐火度不夠，就會在鑄件表面形成粘砂缺陷。2.配制型(芯)砂（3）透氣性

透氣性是指型砂和芯砂孔隙透過氣體的能力。

在澆注過程中將產(chǎn)生大量的氣體，這些氣體必須通過鑄型排出，否則將在鑄件內(nèi)產(chǎn)生氣孔或使鑄型憋氣引起澆注不足等鑄造缺陷。

透氣性太大，會使型、芯砂疏松，容易造成鑄件表面粗糙和機(jī)械粘砂等鑄造缺陷。2.配制型(芯)砂（4）退讓性

退讓性是指鑄件在凝固和冷卻過程中產(chǎn)生收縮時，型砂能被壓縮、產(chǎn)生退讓的性能。

鑄型和型芯的退讓性不好，會使鑄件收縮時受到阻礙，產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力從而引起變形和裂紋等鑄造缺陷。2.配制型(芯)砂

造型是用模樣和型砂制成與鑄件形狀和尺寸相適應(yīng)的鑄型的過程，分為手工造型和機(jī)器造型兩大類。（1）手工造型全部用手工或手動工具完成的造型工序。特點(diǎn)：操作靈活、工藝裝備簡單、生產(chǎn)準(zhǔn)備時間短、適應(yīng)性強(qiáng)，造型質(zhì)量一般可滿足工藝要求，但生產(chǎn)率低、勞動強(qiáng)度大、鑄件質(zhì)量較差，主要用于單件小批生產(chǎn)。3.造型方法

1）整模造型整模造型是將模樣做成與零件形狀相似的整體結(jié)構(gòu)的造型方法，其過程如圖所示。（1）手工造型

1）整模造型特點(diǎn):是把模樣整體放在一個砂箱內(nèi)，并以模樣一端的最大表面作為鑄型的分型面，操作簡單，整模造型適用于形狀簡單的鑄件，如盤、蓋類等鑄件。（1）手工造型

2)分模造型分模造型是將模樣分為兩半，造型時模樣分別在上、下型內(nèi)進(jìn)行造型的方法，（1）手工造型

e)f)

3)活塊造型當(dāng)模樣上有妨礙起模的側(cè)面伸出部分(如小凸臺)時，常將該部分做成活塊。（1）手工造型

4)挖砂造型由于條件限制(如模樣太薄，制模困難)仍做成整模時，為便于起模，下型分型面需挖成曲面或有高低變化的階梯形狀(稱不平分型面)，這種方法叫挖砂造型，如圖所示。

（1）手工造型零件圖

圖6-14挖砂造型過程

5)三箱造型用三個砂箱制造鑄型的過程稱為三箱造型，如圖所示。

（1）手工造型6)刮板造型造型時將刮板繞著固定的中心軸旋轉(zhuǎn)，在砂型中刮制出所需的型腔，如圖所示。

（1）手工造型

7）地坑造型直接在鑄造車間的砂地上或砂坑內(nèi)造型的方法稱為地坑造型。（1）手工造型（2）機(jī)器造型

常用的緊砂方法有：振擊緊實(shí)、壓實(shí)緊實(shí)、振壓緊實(shí)等。（2）機(jī)器造型

提示：機(jī)器造型是不能進(jìn)行三箱造型的，同時也應(yīng)避免活塊造型，因?yàn)槿〕龌顗K費(fèi)時，將顯著降低造型機(jī)的生產(chǎn)率。因此在設(shè)計(jì)大批量生產(chǎn)的鑄件及確定其鑄造工藝時，需考慮機(jī)器造型的這些工藝要求，并采取措施予以滿足。（2）機(jī)器造型（1）砂芯的作用1）形成鑄件的內(nèi)腔及孔對于一些形狀復(fù)雜的內(nèi)腔，必須用砂芯來形成，這是砂芯一個非常重要的作用。2）形成鑄件的外形對于形狀較為復(fù)雜的鑄件，凸臺、凸塊較多，妨礙起模，以及有復(fù)雜曲面形狀，外模制作困難，常用砂芯來形成鑄件外部形狀。4.造芯方法（2）提高砂芯性能工藝方法1）提高砂芯的強(qiáng)度和剛度

造芯時，通常在砂芯中安放芯骨來提高強(qiáng)度和剛度。芯骨材料一般有鐵絲、圓鋼、鋼管和鑄鐵等。4.造芯方法2）通氣為了提高砂芯的透氣性，除了選擇優(yōu)質(zhì)新砂外，還可采取開通氣道的措施提高砂芯的透氣性。（2）提高砂芯性能工藝方法3）涂料進(jìn)一步提高型芯的耐火度、密實(shí)度、強(qiáng)度等造芯也可分為手工造型和機(jī)器造芯。前者主要用于單件小批量生產(chǎn)，后者生產(chǎn)批量大時應(yīng)用。1）手工造芯①用整體芯盒造芯（3）常用造芯方法②用分開式芯盒造芯圓柱形或結(jié)構(gòu)對稱的型芯，一般用分開式芯盒造芯，如圖所示。1）手工造芯

③可拆式芯盒造芯形狀比較復(fù)雜的大、中型型芯，為便于造芯操作，多用可拆式芯盒造芯，1）手工造芯

④用刮板造芯對于旋轉(zhuǎn)體形狀的大中型型芯，在單件和小量生產(chǎn)條件下，可用刮板造芯，1）手工造芯

①吹砂造芯②射砂造芯2）機(jī)器造芯（1）合金熔煉熔煉是鑄造生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，其基本任務(wù)是提供化學(xué)成分和溫度都合格的熔融金屬。根據(jù)合金種類和生產(chǎn)條件的不同，合金熔煉的設(shè)備、方法也各不一樣。5.合金熔煉與澆注1）鑄鐵熔煉鑄鐵是鑄造生產(chǎn)中用的最多的合金。鑄鐵熔爐種類很多，其中沖天爐應(yīng)用最廣，常見的是以焦炭為燃料。沖天爐是一種豎式圓筒形熔煉爐，因爐頂開口向上而得名。（1）合金熔煉2）鑄鋼熔煉鑄鋼的熔點(diǎn)高，熔煉工藝較復(fù)雜。鑄鋼熔煉常用的設(shè)備有電弧爐與中頻感應(yīng)電爐。圖是三相電弧爐的構(gòu)造（1）合金熔煉（3）有色金屬冶煉有色金屬鋁、銅合金一般多用坩堝爐熔煉。圖是電阻坩堝爐的構(gòu)造。利用電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量來熔化合金。電阻坩堝爐（1）合金熔煉1）澆注系統(tǒng)為金屬液流入鑄型型腔而開設(shè)的一系列通道。其作用是：①平穩(wěn)、迅速地注入金屬液；②阻止熔渣、砂粒等進(jìn)入型腔；③調(diào)節(jié)鑄件各部分溫度，補(bǔ)充金屬液在冷卻和凝固時的體積收縮。（2）澆注典型的澆注系統(tǒng)由外澆口、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道四部分組成，如圖所示。澆注系統(tǒng)2）澆注過程澆注是將金屬液從澆包注入鑄型的操作。澆注鑄件時，先用鋼棍撥去澆注口內(nèi)的殘?jiān)旌蜐部诒g保持一定的高度。澆注規(guī)則：先小，再大，最后要小，目的是減少鐵水飛濺，氧化，保證鐵水的充型能力。（2）澆注3）鑄件的落砂和清理澆注及冷卻后的鑄件必須經(jīng)過落砂和清理，才能進(jìn)行機(jī)械加工或使用。落砂是使鑄件與型砂、砂箱分離的操作。一般鑄鐵件的落砂溫度在400～500℃之間，形狀復(fù)雜，易裂的鑄鐵件應(yīng)在200℃以下落砂。（2）澆注3）鑄件的落砂和清理清理是指落砂后從鑄件上切除澆、冒口、清除型芯、內(nèi)外表面粘砂、鏟除鑄件表面毛刺與飛邊、表面精整等過程的總稱。二、砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)

鑄造工藝方案的具體內(nèi)容包括：造型方法的選擇、澆注位置和分型面的確定；型芯的形狀和數(shù)量、下芯順序；工藝參數(shù)（機(jī)械加工余量、起模斜度、收縮率等）的確定；澆注系統(tǒng)、冒口的形狀和尺寸等。鑄造工藝方案確定后，用文字和鑄造工藝符號將其在零件圖上表示出來，繪出鑄造工藝圖。二、砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)

1.澆注位置的選擇澆注位置是指鑄件在澆注時所處的位置。選擇時應(yīng)以保證鑄件質(zhì)量為前提，同時考慮造型和澆注的方便。選擇原則如下：（1）鑄件的重要加工表面應(yīng)朝下或直立床身和錐齒輪的澆注位置a)、b)合理c)不合理（2）鑄件上的大平面應(yīng)盡可能朝下1.澆注位置的選擇（3）鑄件的薄壁部位應(yīng)置于下部置于鑄型下部的薄壁鑄件因澆注壓力高，可以防止?jié)膊蛔?、冷隔等缺陷。圖為某機(jī)器箱蓋正確的澆注位置。1.澆注位置的選擇分型面是指鑄型組元間的結(jié)合面，如上、下砂型的結(jié)合面。分型面的設(shè)置是為了造型時模樣能從鑄型中順利取出。2.分型面的選擇選擇原則如下：（1）應(yīng)使鑄件全部或大部分置于同一砂箱中a)合理b)不合理2.分型面的選擇（2）應(yīng)盡量選用平直的分型面，簡化造型工序使分型面平直、少用曲面，以簡化制模和造型工藝。2.分型面的選擇a)不合理b)合理

起重臂零件圖避免彎曲的分型面返回零件模型鑄件方案2合葙圖分型方案2分型方案1（3）應(yīng)盡量使型腔及主要型芯位于下型2.分型面的選擇a)不合理b)合理（1）鑄造收縮率為保證鑄件要求的尺寸，必須加大模樣的盡寸。通常灰鑄鐵為0.7～1.0%，鑄造碳鋼為1.6～2.0%，鋁硅合金為0.8～1.2%，錫青銅為1.2～1.4%。3.工藝參數(shù)的確定（2）機(jī)械加工余量機(jī)械加工余量是指在鑄件加工表面上留出的、準(zhǔn)備切去的金屬層厚度。機(jī)器造型鑄件精度高，余量?。皇止ぴ煨驼`差大，余量也大；灰鑄鐵加工余量小，鑄鋼加工余量大。3.工藝參數(shù)的確定（3）起模斜度起模斜度是指平行于起模方向在模樣或芯盒壁上的斜度，如圖所示。起模斜度的大小與造型方法、模樣材料、垂直壁高度等有關(guān)，通常為15～3°。

起模斜度3.工藝參數(shù)的確定（4）鑄造圓角為了避免鑄型損壞，防止鑄件產(chǎn)生縮孔及應(yīng)力集中，在模樣轉(zhuǎn)角處做成圓弧過渡，這種圓弧稱為鑄造圓角。圓角半徑一般約為相交兩壁平均厚度的1/4。3.工藝參數(shù)的確定（5）芯頭作用是實(shí)現(xiàn)型芯在鑄型中的定位，固定及通氣。根據(jù)型芯的安放位置，芯頭分水平芯頭和垂直芯頭，其結(jié)構(gòu)如圖所示。a)b)圖芯頭a)垂直芯頭b)水平芯頭3.工藝參數(shù)的確定三、鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性

鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)鑄件的形狀與尺寸，除了要保證零件的使用性能外，還要有利于保證鑄件的質(zhì)量和有利于鑄造生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率和降低鑄件成本。三、鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性

1.合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求基本要求如下：（1）鑄件的壁厚應(yīng)合理鑄件尺寸/mm×mm鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵鋁合金銅合金<200×2006～85～66533-5200×200—500×50010～126～1012846-8>500×5001515--5～7-

表6-1砂型鑄造條件下鑄件的最小壁厚（mm）鑄件壁厚也不宜過大，對于過厚的鑄件壁，可采用加強(qiáng)肋使之減小，如圖所示。a)不合理b)合理

1.合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求（2）鑄件的壁厚應(yīng)盡量均勻a)不合理b）合理（3）鑄件壁的連接應(yīng)采用圓角和逐步過渡

鑄件壁間的連接采用鑄造圓角，可以避免直角連接引起的熱節(jié)和應(yīng)力集中，減少縮孔和裂紋，

a)不合理b)合理

1.合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄件上的肋或壁的連接應(yīng)避免交叉和銳角，同時還應(yīng)采用逐步過渡，以防接頭處熱量的聚集和應(yīng)力集中。（4）鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)能減少變形和受阻收縮。某些壁厚均勻的細(xì)長件和較大的平板件都容易產(chǎn)生變形，采用對稱式結(jié)構(gòu)或增設(shè)加強(qiáng)肋后，由于提高了結(jié)構(gòu)剛性，可使變形減少，如圖所示。a)不合理b)合理

1.合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄件收縮受阻時即會產(chǎn)生收縮應(yīng)力甚至裂紋。因此，鑄件設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量使其能自由收縮。

1.合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求第三節(jié)常用特種鑄造的應(yīng)用特種鑄造定義：是指鑄型用砂較少或不用砂、采用特殊工藝裝備進(jìn)行鑄造的方法，是砂型鑄造以外的其它鑄造方法。分類：包括金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造、熔模鑄造、低壓鑄造、陶瓷型鑄造和實(shí)型鑄造等。

優(yōu)點(diǎn)：具有鑄件精度和表面質(zhì)量高、鑄件內(nèi)在性能好、原材料消耗低、工作環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：鑄件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、重量、材料種類往往受到一定限制。特種鑄造金屬型鑄造熔模鑄造消失模鑄造連續(xù)鑄造離心鑄造低壓鑄造壓力鑄造七種常見的特種鑄造方法金屬型鑄造——將液態(tài)金屬澆入金屬鑄型中獲得鑄件的鑄造方法。又稱永久型鑄造。

垂直分型式金屬型一、金屬型鑄造優(yōu)點(diǎn)——①金屬型導(dǎo)熱性能好，鑄件晶粒細(xì)小、組織致密，力學(xué)性能高。

②實(shí)現(xiàn)了“一型多鑄”，節(jié)省了造型材料和造型工時，提高了生產(chǎn)效率，改善了勞動條件。

③尺寸精度高，表面光潔，提高了表面質(zhì)量。缺點(diǎn)——①金屬型制造成本高，生產(chǎn)周期較長，不適于單件小批量生產(chǎn)。②金屬型不透氣、沒有退讓性，鑄件容易產(chǎn)生澆不足、冷隔、氣孔、裂紋等缺陷。應(yīng)用——

主要用于有色金屬的大批量生產(chǎn)，如汽車發(fā)動機(jī)的缸蓋、排氣管、活塞、輪轂等。一、金屬型鑄造Motorsports發(fā)動機(jī)氣缸蓋鋁合金輪轂一、金屬型鑄造壓力鑄造——

將液態(tài)金屬在高壓下快速壓入鑄型，并在壓力下凝固的鑄造方法，簡稱“壓鑄”工藝過程——

首先使動型與定型合緊，用上邊活塞將壓室中的熔融金屬壓射到型腔，凝固后打開鑄型并頂出鑄件,用下邊的活塞將余料推出壓室，完成壓鑄全過程。二、壓力鑄造優(yōu)點(diǎn)——①金屬液在高壓、高速下充填金屬型腔，提高了合金的充型能力，因此可壓鑄出形狀復(fù)雜的薄壁件。如零件上的各種孔眼、螺紋、齒形、花紋、圖案等；鋅合金的最小壁厚可達(dá)0.3㎜，鋁合金可達(dá)0.5㎜。

②壓力鑄造的鑄件晶粒細(xì)小，組織致密，強(qiáng)度較高。③壓力鑄造件的尺寸精度及表面質(zhì)量高，實(shí)現(xiàn)了少無切屑加工，降低了零件的生產(chǎn)成本。缺點(diǎn)——

①成本高。②鑄件中易產(chǎn)生氣孔和縮孔等缺陷。應(yīng)用——

主要用于低熔點(diǎn)的有色金屬的小型、薄壁、復(fù)雜鑄件的大批量生產(chǎn)。如汽車發(fā)動機(jī)的汽缸體、汽缸蓋、變速箱體、輪轂齒輪、葉輪等。二、壓力鑄造