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第一章铸造成型技术

铸造：

将液态金属浇注到与零件尺寸、形状相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的毛坯或零件的方法。

铸件：

采用铸造方法铸出的金属制品。

铸造生产的特点

1.适应范围广，工艺灵活性大（材料、大小、形状几乎不受限制）

2.可制造各种合金铸件，各种箱体、机架、阀体等

3.成本较低（铸件与最终的零件形状相似，尺寸相近）

铸造的局限性

1材料力学性能比锻件低2容易产生铸造缺陷3劳动条件差

第1节铸造成型理论基础

一、液态金属冲型

充型能力：

液态金属充满铸型型腔，获得形状完整，轮廓清晰的铸件的能力。

液态金属重要的铸造性能指标。

冲型能力差：

形状不完整、轮廓不清晰产生缺陷。

（浇不足，冷隔）

问：

影响液态金属充型能力的因素有哪些？

★合金本身的流动性

★浇注条件

★铸型填充条件

★铸件结构

1.合金流动性

1）合金流动性的概念：

合金本身的流动能力

流动性好

●容易浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件

●气体、夹杂上浮与排除

●补缩好

流动性差

●薄壁铸件浇不足

●复杂铸件产生冷隔

2）合金流动性的测量

螺旋形试样测量法：

用浇注后试样的长度表示（实际浇注的螺旋线的长度，长度越长，流动性越好）

3）影响合金流动性的因素

合金的化学成分：

固液两相的间距越大，流动性越差。

A.具有共晶成分的合金，纯金属流动性好

B.合金成分越远离共晶点结晶温度范围越宽，流动性越差

亚共晶铁随含碳量增加，结晶温度范围减小，流动性提高

2浇注条件

1）浇注温度：

浇注温度越高充型能力越好

2）充型压头：

压头越大，金属流动速度越大，充型能力越好，压力铸造、离心铸造的充型能力就比砂型铸造好。

缺点：

压力过大：

引起喷射和飞溅，增加金属氧化，气体来不及排除，易造成浇不足和冷隔。

3）浇注系统结构：

复杂，流动阻力大，充型能力差

浇注系统如阻流式、缓流式易增大铸件的流动阻力，使充型能力降低。

浇口杯和内浇口等也有同样的影响。

3.铸型填充条件

1）铸型材料：

导热系数越大，合金的充型能力越差

金属型铸造较砂型铸造易产生浇不足和冷隔等缺陷

2）铸型温度：

铸型温度越高，合金的充型能力越强

3）铸型中的气体：

铸型排气能力差，阻碍液态合金的充型

4.铸件结构

1）铸件的折算厚度（体积与表面积之比）：

折算厚度越大，充型能力越强

2）铸件的复杂程度越大，充型能力差

5.提高充型能力的措施

1）铸型性质方面

金属铸型、熔模铸型：

提高铸型温度，填涂料增加铸型热阻，提高铸型排气量，减少铸型在金属充填期间的发气速度等。

2）浇注条件方面

适当提高浇注温度，提高充型压头，简化浇注系统等。

二、铸件的凝固

凝固：

金属在铸型中由液态转变为固态的过程。

结晶：

得到晶体组织的凝固过程。

铸件凝固过程一般得到晶体组织，所以，铸件的凝固一般也称为结晶。

一）、铸件的凝固方式

合金在凝固过程中，一般存在三个区域，即固相区、凝固区、液相区

铸件的凝固方式：

逐层凝固方式、糊状凝固方式、中间凝固方式。

1）逐层凝固方式：

纯金属或共晶合金

结晶温度特点？

：

恒定温度，凝固区不明显

2）糊状凝固方式：

结晶温度特点:

：

结晶温度范围较宽，凝固区很宽

3）中间凝固方式：

凝固区介于1）、2）之间

二）、影响铸件凝固方式的因素

凝固方式凝固区域的大小温度梯度、结晶温度间隔

1铸件断面温度梯度

温度梯度越大，凝固区越小，趋向逐层凝固

2合金结晶温度间隔

结晶温度间隔越大，凝固区越大，趋向糊状凝固

金属型：

温度梯度大，凝固区小，逐层凝固

砂型：

温度梯度小，结晶范围大，糊状凝固

三、铸件的结晶组织

一次结晶：

液态金属在熔点（液相线）附近由液态转变为固态晶体的过程。

二次结晶：

固态下的相变过程。

1）、液态金属的结晶过程：

形核和长大两个过程

2）、铸件的结晶组织

宏观组织：

铸态晶粒的形成、大小、取向和分布；

微观组织：

晶粒内部的结构形式，如树枝晶、包状晶等亚结构形态。

铸件宏观结晶组织由三个区组成a.表面细晶区b.内部柱状晶区c.中心等轴晶区

表面细晶区：

晶粒细小的等轴晶，无方向性。

内部柱状晶区：

晶粒垂直型壁排列。

中心等轴晶区：

晶粒较大的等轴晶，无方向性

1）表面细晶区的形成：

铸型对液态金属的激冷作用，产生较大的过冷度，大量非均匀形核长大，形成细小的等轴晶

2）柱状晶区的形成：

固-液界面的晶体与型壁垂直的单相热流柱状晶

3）中心等轴晶区的形成：

①正常形核和长大的晶粒

②晶粒游离：

1.顶部液面结晶的晶体因体积大而下沉2.型壁晶粒脱落，枝晶熔断和增值产生的晶粒

三）、铸件结晶组织与性能的关系

柱状晶：

优点：

组织致密，缩松和缩孔很难形成

缺点：

①易于聚集气体和夹杂物，易开裂

②生长方向明显，使横向性能减低

③易于形成穿晶结构，使致密度降低。

等轴晶：

优点：

①晶界夹杂缺陷分散，宏观偏析和热裂倾向小

②成分均匀

③强度、塑性和韧性较高

缺点：

枝晶分枝发达，显微缩松较多，组织不够致密。

可通过晶粒细化得到改善。

四）、铸件结晶组织的控制

控制铸件中柱状晶和中心等轴晶的比例。

等轴晶：

由于其具有较好的强度、塑性和韧性。

适用于大部分钢材。

柱状晶：

由于其纵向性能比较好，对于要求只受单向应力的零件，如涡轮叶片，要求磁性较好的电工钢等。

1）等轴晶的获得与细化

形成条件：

凝固界面前沿的液相中有①晶核来源，在液相中存在晶核形成和长大所需的②过冷度。

细化原则：

①提高形核率②降低生长率

获得细小等轴晶的方法：

①浇注过程和传热条件的控制：

缓慢浇注，提供大量后续晶核；减低浇注温度，控制浇注过热度，细化晶粒；提高冷却速度，增加过冷度。

②化学处理方法：

向金属液中加入少量的化学元素,促进形核或阻止生长，使晶粒细化。

如孕育处理（影响形核过程）和变质处理（影响生长过程）。

③微区成分扰动生核处理方法：

向金属液中加入与金属液溶质含量不同的同类金属，造成一定的成分起伏，降低形核所需能量，提高形核率。

④动力学细化和物理处理方法：

机械力或电磁力搅拌和震动。

获得柱状晶的方法：

1）增大铸型的冷却能力：

铸型冷却能力越高，越有利于柱状晶的生成。

2）提高浇注温度和浇注速度：

柱状晶的长度随浇注温度和浇注速度的提高而增大。

浇注温度和浇注速度的提高将使温度梯度增大，有利于柱状晶的生成。

3）提高融化温度：

融化温度提高，融化的高熔点夹杂越多，减小了非均匀形核数，减少柱状晶前沿液体中形核的肯能性，有利于柱状晶的行成。

4、铸件的收缩

1收缩：

铸件在液态、凝固态和固态的冷却过程中所发生的体积减小的现象。

●收缩是铸造合金本身的物理性质。

●收缩的实质：

液态金属浇入铸型时，由于铸型的吸热，金属温度下降，空穴数量减少，原子间距缩短，液态体积减少。

温度继续下降，液态金属凝固，原子间距进一步缩短。

金属凝固后，固态下进一步冷却，原子间距进一步缩短。

2.体收缩和线收缩（53）

金属温度从t0到t1时

●体收缩率：

●线收缩率：

3.收缩的三阶段

任何一种液态金属浇入铸型后，从浇注温度到冷却到常温，都要经历三个互相联系的收缩阶段：

液态收缩阶段（Ⅰ）

凝固收缩阶段（Ⅱ）

固态收缩阶段（Ⅲ）

Ⅰ液态收缩

合金液从浇注温度（T浇）冷却到液相线温度（T液）的体积缩减。

体积缩小的表现形式为型腔内液面下降（一维尺寸减小）。

液态收缩容易造成铸件的宏观缩孔。

提高浇注温度t浇，或因合金成分改变降低t液,都使εv液增加。

Ⅱ凝固收缩

合金液从液相线温度降低到固相线温度的体积缩减。

凝固收缩易造成铸件的内部缩孔。

●第一阶段：

结晶尚少时，未搭成骨架，收缩主要表现液面下降，是由结晶时的收缩、温度降低引起的液态收缩和晶体收缩三者的综合反应。

●第二阶段：

结晶较多时，连接成完整骨架，即为三维尺寸的缩短，即为线收缩。

●线收缩开始温度：

在凝固后期尚存20-40%的液态时，晶体已搭接成桥，表现固态收缩特征，这时的温度为线收缩开始温度。

Ⅲ固态收缩

合金从固相线温度冷却到室温时的收缩

固态收缩表现为线尺寸的缩短，固常用线收缩率表示固态收缩。

金属的线收缩率是铸件产生应力、变形和裂纹的基本原因，大小和合金成分和温度有关。

4.铸件的收缩

1）铸件的受阻收缩

自由收缩：

仅考虑合金成分、温度等自身因素对收缩的影响，没考虑收缩过程受到的阻碍。

受阻收缩：

铸件在铸型中由于收到各种阻碍而使收缩不能自由进行，这时产生的收缩为受阻收缩。

同一合金，受阻收缩率总小于自由收缩率。

如铝的自由收缩率为1.85-1.96%，当受阻时，收缩率为1.53%。

铸件收缩中受到的阻力：

①摩擦阻力：

铸件收缩时铸件表面与型腔表面间的相对运动形成的阻力。

摩擦阻力的大小与铸件重量，型腔表面的光滑程度有关。

②热阻力：

铸件各部分由于温度不同，收缩不完全同步，收缩时相互制约形成的阻力。

热阻力的大小与铸件结构、温度分布及材料性质有关。

③机械阻力：

铸件收缩时来自型壁、型芯等的阻力。

机械阻力与铸型、型芯的紧实度，强度、退让性，铸件的厚度和强度有关。

五、铸件的常见缺陷

一）、缩松和缩孔

铸件在凝固过程中由于合金的液态收缩和凝固收缩，往往在铸件的最后凝固部位出现孔洞。

缩孔：

容积大而集中的孔洞。

缩松：

细小而分散的孔洞。

缩孔和缩松存在于铸件的内部

1）缩孔的形成过程、条件及位置:

①形成过程：

②形成条件：

a铸件以逐层凝固方式进行；

b液态收缩+凝固收缩＞固态收缩

③位置:

铸件最后凝固区，通过设置冒口消除

2）缩松的形成过程及条件

形成过程：

形成条件：

a铸件以糊状凝固方式进行；

b液态收缩+凝固收缩＞固态收缩

形成位置：

铸件的厚大部位，冒口根部等。

难以消除

3）缩孔、缩松的防止

①实现顺序凝固：

通过设置冒口，使离冒口远的部位先凝固，冒口部

位后凝固，然后消除冒口。

②使缩松转化为缩孔：

使合金趋向逐层凝固，避免缩松产生.

③加压补缩：

铸件在压力下凝固，增大补缩力。

阻碍气体析出，减小

补缩阻力。

2）、铸件的应力

铸造应力：

金属在凝固和冷却过程中体积变化受到外界或其本身的制约，变形受阻而产生的应力。

分类：

1）按应力存在的时间分

①临时应力：

产生应力原因消除，应力就消除；

②残余应力：

产生应力原因消除后，仍然存在的应力。

2）按受力状态分

①拉应力：

收缩受阻时产生的应力；

②压应力：

膨胀受阻时产生的应力。

3）.按应力形成的原因分

①热应力：

铸件厚薄不同，在凝固、冷却过程中，冷速不同，造成

各部分收缩量不一致，铸件各部分彼此制约而产生的应力。

②相变应力：

合金发生固态相变，由于各部冷却条件不同，达到相

变点的时刻不同，且相变程度也不同而产生的应力。

③机械阻碍应力：

铸件收缩受到铸型、型芯等机械阻碍所产生的应力。

按应力形成的原因分是最常用的分类方法。

铸件应力的消除

1）尽量选择弹性模量和收缩系数小的合金材料；

2）尽量使铸件的形状简单、对称，壁厚均匀，减少热应力；

3）降低砂型的紧实度，或在砂型中加入适量的木屑、焦炭等，减少机械阻碍应力；

4）使铸件按同时凝固原则进行凝固，减少热应力；

5）铸件产生热应力后，可用自然失效、人工时效等方法消除。

三）、铸件的变形

1铸件的变形：

铸造应力较大，或冷却到室温有残余应力存在，铸件为了减小和消除应力，则发生塑性变形。

挠曲是铸件中最常见的变形。

四）、铸件的裂纹

热裂：

铸件冷却到固相线附近的高温区所产生的开裂现象，即凝固后期在高温下形成的。

热裂分类：

外裂：

铸件上可以看到的热裂（裂口从表面开始，向内部延伸，外表面宽，内部窄，可以贯穿整个截面。

产生于铸件拐角处、截面厚度突变处等）

内裂：

隐藏在铸件内部（裂口表面不规则，常有分叉，不会延伸到表面，多产生于铸件最后凝固区）

热裂形成：

液膜理论

根本原因：

液膜的存在；必要条件：

收缩受阻

2.铸件的冷裂：

铸件冷却到低温，处于弹性状态，铸造应力超过强度极限时产生的裂纹。

产生部位：

应力集中处，即铸件的厚大部位或内部以及转角处。

断口有金属光泽或轻度氧化色，裂纹走向平滑，往往是穿过晶粒，而非沿晶界发生。

5）、铸件的偏析

偏析：

铸件中不同部位乃至晶粒内部，产生化学成份不均匀的现象，

即铸件中先凝固部分和后凝固部分溶质分配的不均匀现象。

一、偏析的分类

1.根据偏析的范围分

a）宏观偏析：

长程偏析或区域偏析，指铸件各部分之间的化学成分差异。

●使铸件各部分的机械性能和物理性能产生很大的差异，影响铸件的使用寿命和工作效率。

b）微观偏析：

也叫显微偏析，是指小范围内化学成分不均匀的现象。

●成分不均匀导致组织上的差别，导致冲击韧性和塑性下降，铸件的热烈倾向提高。

●还可能使铸件难于加工。

★微观偏析包括晶内偏析和晶界偏析

1）.晶内偏析（枝晶偏析）

常规的铸造条件下，合金都是按非平衡结晶进行的

从液相中先后结晶出来的固相成分不同，冷却速度较快，固相中均匀扩散来不及进行，造成晶粒内部化学成份不均匀。

晶内偏析：

1）K0＜1，先结晶的晶体中心含溶质少，后结晶的晶体外层含溶质多，这种现象叫晶内偏析。

枝晶偏析：

晶体以树枝晶方式生长，先结晶的枝干和后结晶的分枝在成分上存在差异，最后凝固的枝晶间含溶质最多。

在一个晶粒内其成分以树枝状结构而变化的晶内偏析又称为枝晶偏析。

晶内偏析的危害

①减低合金的塑性和韧性。

②降低合金的耐蚀性。

晶内偏析的消除

扩散退火、均匀化退火：

将合金加热到低于固相线的某一温度，经过长时间保温，化学成分得以均匀化。

2）.晶界偏析

晶界偏析：

晶界与晶粒内部化学成份的差异。

晶界处存在富集的溶质元素，低、高熔点的非金属夹杂物。

形成过程：

如下图

1）晶界平行生长方向：

液体与晶界交界处形成偏析。

2）两个晶粒平行生长：

最后凝固区。

晶界偏析的危害:

①减低合金的塑性和韧性。

②降低合金的耐蚀性。

晶界偏析的消除:

细化晶粒。

★宏观偏析包括正常偏析、反常偏析和重力偏析

1）正常偏析

K0=

固相溶质浓度与液相溶质浓度之比。

①当k0＜1时，铸件外层溶质浓度低于铸件内层溶质浓度。

②当k0＞1时，铸件外层溶质浓度大于铸件内层溶质浓度；

正常偏析存在逐层凝固条件下

2）反常偏析：

当k0＜1时，结晶由外向内铸件进行，表层溶质的浓度比中心部分溶质浓度大。

Cu-Sn合金和Al-Cu合金易产生反常偏析：

如铸造Sn=10%的合金，会在铸件表面出现Wsn=20-25%的所谓“锡汗”。

●危害：

减低铸件的力学性能，气密性和切削加工性能。

※宏观偏析不能消除，只能预防。

反常偏析存在糊状凝固条件下。

3）重力偏析：

由于重力作用而产生的化学成分不均匀现象。

晶体与溶体的密度差，或溶体中存在互不相容的两种密度不同的液相如重力偏析产生于铸件凝固之前或刚刚开始凝固之际。

Cu-Pb合金：

因两组元密度相差较大，液体存在分层现象，上部含Cu较多，下部含Pb较多。

六）、铸件中的气孔

气孔：

因气体分子聚集而产生的孔洞。

1.气孔的分类及特征

1）按气体来源：

侵入性气孔；析出性气孔；反应性气孔

2）按气体种类：

氢气孔、氮气孔、一氧化碳气孔。

※侵入性气孔

由于铸型、型芯、型腔中的气体侵入金属液而形成的气孔。

★特征

数量少，体积大，孔壁光滑，表面氧化，多位于浇注位置的上表面。

★防止侵入性气孔的措施

1.控制侵入气体的来源：

严格控制型砂和砂芯中的发气物质的来源和水分；

2.提高砂型的透气度、降低砂型的紧实度；

3.提高砂型的排气能力；

4.适当提高浇注温度和浇注速度；

※析出性气孔

铸件凝固过程中析出的气体以分子形式存在即为气泡，气泡来不及排除而在铸件中产生的气孔即为析出性气孔。

特征：

分散的小圆孔，直径0.5-2mm，肉眼观察为麻点状小孔，表面光亮

位置：

断面上呈大面积，均匀分布，最后凝固部位较多。

气体成分：

氢气，氮气。

★防止析出性气孔的措施

1.减少原始含气量：

炉料、浇包等的含气量；

2.除气处理：

真空除气，降低外界压力，使气体蒸发；氧化去气，用于不易氧化的金属。

3.阻止气体析出：

提高冷速和金属凝固时的外压。

※反应性气孔

金属液与铸型，金属液与炉渣之间或金属液内部元素之间发生化学反应产生的气孔。

分类：

●皮下气孔：

金属液与型壁间产生的气孔；

●蜂窝状、梨状气孔：

金属内各元素之间或与非金属夹杂物产生的气孔。

防止措施：

1.合金方面：

降低CO，严格控制氧化性的合金元素含量。

2.铸型方面：

严格控制水分，增加透气性。

3.提高浇铸温度，降低凝固速度，利于气泡浮出。

七）、浇不足、冷隔

浇不足：

金属液未完全充满型腔而产生的缺肉现象。

冷隔：

金属液充型时，由于冷却过快，两股对流的金属在未完全融合前就因凝固而停止流动，故在金属液的交接处融合不好，产生缝隙。

第二节铸造工艺

砂型铸造是应用最广泛的铸造方法。

常用术语

砂型铸造：

以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，液态金属在重力下充填铸型来生产铸件的方法。

1.砂型

1）砂型结构，如右图所示。

2）造型材料

1、型砂的组成

原砂：

含有一定量的二氧化硅的圆形或多角形新砂

粘结剂：

膨润土，普通粘土（白泥、高岭土氧化铝、水玻璃、油、树脂等）

●黏土砂

以黏土为粘接剂配制的型砂。

由原砂（应用最广的是硅砂，主要成分为SiO2）、黏土、水及附加物按一定比例配制而成。

迄今为止应用最广泛的型砂。

●水玻璃砂

以水玻璃为粘结剂配制的化学硬化砂。

除黏土以外用得最广泛的一种型砂。

无需烘干、硬化速度快、生产周期短。

●油砂

油砂以桐油、亚麻仁油等植物油为粘接剂配置的型砂。

3）模样及芯盒

模样：

用来形成砂型的型腔，模样的外形与铸件的外形相似，

尺寸要大于铸件。

模样有木模样、塑料模样、金属模样等。

芯盒：

用来制造型芯，以形成铸件的内腔，芯盒与铸件的内

腔、空洞相似。

芯盒有木芯盒、金属芯盒

2砂型铸造工艺过程

3.手工造型

1）整模造型：

模样是整体的

适用于最大截面在一端，且分型面是平面的铸件

2）分模造型：

模样分在上下砂型内。

3）活块造型

4）挖砂造型

5）假箱造型

6）三箱造型

4.铸造工艺设计

1）铸造工艺设计内容与步骤（六步）

★确定浇注位置

浇注时铸件在铸型中的位置

遵守“三下一上”原则

●铸件的重要加工面应朝下或侧面

否则易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷。

●铸件的大平面尽可能朝下

型腔顶面浇注时烘烤严重，型砂易开裂、形成夹砂、结疤等缺陷。

●面积较大的薄壁部分朝下、倾斜或垂直位置

防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔现象

●铸件的厚大部位朝上

以便安置冒口、实现顺序凝固

●避免使用吊芯、悬臂式砂芯

★选择分型面

分型面指的是铸型组元间的结合面,即两半铸型相互接触、相互结合的铸型表面。

四少两便原则①少用活块②少用型芯③少用三箱④少用挖砂⑤便于合箱⑥便于清理

●方便起模

分型面应选在铸件的最大截面处，保证顺利拔出模样而不损坏铸型。

●应尽量使铸件位于同一铸型内

铸件的加工基准面与重要的加工面应尽量处于同一半型内，

避免因合箱不准产生错型，保证铸件尺寸精度。

●尽量减少分型面

分型面数量少，即能保证尺寸精度，又能简化造型

●应使分型面平直

平直的分型面可简化造型工艺过程和模板制作，容易保证铸件精度。

●应尽可能减少型芯的数量

●应尽量使主要型腔及型芯位于下箱

型腔不易过深

●尽量避免大的吊芯

★确定主要工艺参数

●加工余量

确定加工余量之前，须先确定铸件的尺寸公差等级和加工余量等级。

尺寸公差：

铸件基本尺寸的正负偏差之和，代号为CT,从粗到细分为16个等级，用数字1…16表示。

加工余量：

铸件加工表面上预留出由机械加工方法去除的铸件厚度，代号为RMA，从粗到细分为9个等级，用字母A…F表示。

铸态尺寸=零件尺寸+机械加工余量+铸件公差数值

铸态尺寸=25+0.5±2.5

●最小铸出孔

①较大的孔槽应铸出，以减少切削加工工时、节省金属材料，也可减少铸件上的热节。

②较小的孔不必铸出，留待加工反而更经济。

③最小铸出孔：

铸件上适合铸出的最小尺寸的孔。

灰铸铁最小铸出孔：

单件生产30-50mm，成批生产15-20mm。

大量生产12-15mm。

④对于零件图上不要求加工的孔、槽，无论大小均应铸出。

●起模斜度

起模斜度：

为了便于起模，在平行于模样或芯盒起模方向上的侧壁留有的斜度。

增大铸件壁厚、加减铸件壁厚和减小铸件壁厚。

取决于模样高度、造型方法和模样材料等。

●收缩余量

为补偿铸件收缩，需在模样上增加尺寸。

●分型负数

砂型的分型面起模后，由于修型，烘干会引起分型面的不平整，在合型时需在分型面之间垫石棉绳、耐火泥条等，以免跑火，这样就在分型面处增加了铸件尺寸。

分型负数：

在分模面处减去这个增加的尺寸，这个被减掉的尺寸就是分型负数。

●工艺补正量

用于修正铸件中由于收缩，变形和操作习惯等原因导致的

铸件局部习惯性壁厚偏差所增加或减少的数值。

●反变形量

根据铸件的变形规律在工艺上相反的方向做出的变形量。

●铸造圆角

制造模样时，壁的连接和拐角处要做成圆弧过渡，即铸造圆角。

铸造圆角半径值为相交两臂平均厚度的三分之一到二分之一。

●型芯设计

作用：

形成铸件的内腔、孔以及铸件外形不易起模的部位，包括型芯

形状和数量、芯头设计、芯内排气系统的设计等。

1.型芯形状和数量

1）保证尺寸精度。

①铸件内腔尺寸精度要求较高的部分应置于同一型芯中，避免由于

分芯而产生尺寸偏差。

②为保证某一部分内部结构的尺寸精度，可单独设芯。

2）简化下芯，可将大而复杂的型芯分块。

3）尽量减少型芯的数量。

4）型芯分块时，应考虑芯盒间的相互借用。

5）填砂面应宽敞，支撑底面最好是平面。

●芯头设计

芯头：

伸出铸件以外，不与金属接触的型芯部分。

是型芯的重要组成部分，起支撑和固定型芯，排除型芯内气

体的作用。

芯头分类：

1）垂直芯头：

如图1.80（a）下芯头比上芯头高一些，斜度

小一些。

2）水平芯头：

如图1.81

芯头设计：

确定芯头的长度、斜度和间隙。

①芯头长度

型芯延伸到铸型部分的长度，取决于型芯的长度和直径。

②芯头间隙

芯头和芯座之间所预留的配合间隙。

分为水平芯头间隙和垂直芯头间隙。

如图1.82和1.83.

③芯头斜度

为增加型芯的稳定性，下芯头斜度小，高度大。

为便于合箱，上芯头斜度大，高度小。

★确定浇注系统

铸型中引导金属液充入型腔的通道，基本结构下图所示。

浇注系统类型：

1）按阻流截面面积，分为封闭式，开放式和半封闭式。

①封闭式：

从浇口杯底孔到内浇道的各个组元的截面面积之和逐渐减小，浇注过程中所有组元都被金属液充满。

优点：

较好的排渣作用