【正文】 這種網(wǎng)片有較高的耐火度且價(jià)格低廉，可用與鑄鐵件、非鐵合金鑄件。對于球鐵件，過濾板的過濾面積大于 4～ 8 倍的阻流面積，才能保證正常的澆注速度。過濾網(wǎng)、板應(yīng)滿足以下要求 (1)有足夠的耐火度，其變形、軟化溫度應(yīng)高于金屬的澆注溫度 。 秋季學(xué)期 鑄造工藝學(xué)教案 主講教師 榮守范 36 錫青銅和磷青銅的結(jié)晶溫度范圍寬，易產(chǎn)生縮松缺陷，但受氧化傾向輕。實(shí)質(zhì)為保證金屬流動(dòng)平穩(wěn)，以免形成過多氧化夾雜物。 紊流運(yùn)動(dòng)促使氧化膜、空氣混入合金內(nèi)部， 所形成的氧化夾雜物的密度常比金屬液的密度大，難于清除。常見缺陷有：非金屬夾雜物（由泡沫、熔渣和氧化物組成），澆不到和冷隔，氣孔， 縮孔，縮松及裂紋，變形等等。措施有：改用更大直徑的包孔，增加包孔數(shù)量，采用兩個(gè)澆包澆注，改變鑄件澆注位置等。小澆包只設(shè)一個(gè)包孔，大于 30t 的澆包可設(shè)兩個(gè)包孔。 為了澆注質(zhì)量不同的鑄件，可使用不同容量的澆包、不同直徑的包孔和采用塞桿阻流以調(diào)節(jié)流量。 嚴(yán)格控制澆注時(shí)間 澆注時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格服從造型機(jī)節(jié)拍。 ），也可起到上述作用?？紤]鑄件增重，不僅使?jié)沧⑾到y(tǒng)計(jì)算精確，更重要的是提供了澆注時(shí)所需的金屬量。 秋季學(xué)期 鑄造工藝學(xué)教案 主講教師 榮守范 30 直澆道的位置應(yīng)設(shè)在橫、內(nèi)澆道的對稱中心點(diǎn)上，以使金屬液流程最短，流量分布均勻。常用如下兩種方法： 對重要的鑄件或大量生產(chǎn)的鑄件，可用水力模擬實(shí)驗(yàn)法，在實(shí)驗(yàn)室中測出流量系數(shù) 對一般鑄件根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，下面介紹這方面的經(jīng)驗(yàn)。 慢澆法適用于 有高的砂胎或吊砂的濕型；型內(nèi)砂芯多，砂芯大而芯頭小或砂芯排氣條件差的情況下；采用頂注法的體收縮大的合金鑄件。 薄壁的復(fù)雜鑄件、鑄型上半部分有薄壁的鑄件，具有大平面的鑄件，鑄件表皮易生成氧化膜的合金鑄件，采用底注式澆注系統(tǒng) 而鑄件頂部又有冒口的條件下和各種中大型灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件。 階梯式澆注系統(tǒng) 在鑄件不同高度上開設(shè)多層內(nèi)澆道的稱為階梯式澆注系統(tǒng) 階梯式澆注系統(tǒng)適用于高度大的中、大型鑄件。 完全開放式澆注系統(tǒng)在內(nèi)澆道被淹沒之前，各組元均呈非充滿流態(tài)，幾乎不能阻渣而且會(huì)帶入大量氣體。設(shè)直澆道窩（凹井） 可改善金屬液的流動(dòng)狀況。為了保證鑄件尺寸的準(zhǔn)確性，凡形成非加工壁厚的木?；蛐竞袃?nèi)的肋板厚度尺寸應(yīng)該減小，即小于圖樣尺寸。為了保證鑄件尺寸精確，在擬定工藝時(shí)，為抵消鑄件在分型面部位的增厚（垂直于分型面的方向），在模樣上相應(yīng)減去的尺寸 ,稱為分型負(fù)數(shù) 分型負(fù)數(shù)的大小和砂箱尺寸、鑄件大小有關(guān) 一般大件，起模后分型面容易損壞，修型烘干后變形量大，所以合型時(shí)墊的石棉繩等也厚度大些，故分型負(fù)數(shù)也應(yīng)增大此外，還和工廠習(xí)慣，墊用材料有關(guān)。 秋季學(xué)期 鑄造工藝學(xué)教案 主講教師 榮守范 16 一般說來： 較大的孔、槽等應(yīng)鑄出來，以便節(jié)約金屬和加工工時(shí)，同時(shí)還可以避免鑄件局部過厚所造成的熱節(jié)，提高鑄件質(zhì)量 。 三、機(jī)械加工余量 為保證鑄件加工面 尺寸和零件精度，應(yīng)有加工余量，即在鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加的，而后在機(jī)械加工是又被切去的金屬層厚度，簡稱加工余量。 （三）特殊定位芯頭 有的砂芯有特殊的定位要求，如防止砂芯在型內(nèi)繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，不許可軸向位移偏差過大或下芯時(shí)搞錯(cuò)方位，這時(shí)就應(yīng)采用特殊定位芯頭。 對殼芯、熱芯和冷芯盒砂芯要從便于射緊砂芯方面來考慮改進(jìn)砂芯形狀。但手工造型中大的砂芯，為保證某一部位精度，有時(shí)需將砂芯分塊。下圖的減速器箱蓋的手工造型工藝方案采用兩個(gè)分型面，目的就是便于合箱時(shí)檢查尺寸。 ，一般只允許有一個(gè)分型面，以便充分發(fā)揮造型機(jī)的生產(chǎn)率，凡不能出砂的部位均采用砂芯，而不允許用活塊或多分型面。同一個(gè)鑄件，例如球鐵曲軸 ，在單件小批生產(chǎn)的條件下，采用橫澆豎冷是合理的。懸臂砂芯不穩(wěn)固，在金屬浮力作用下易偏斜，故應(yīng)盡力避免。缸筒和卷筒等圓筒形鑄件的重要表面是內(nèi)、外圓柱面，要求加工后金相組織均勻、無缺陷，其最優(yōu)澆注位置應(yīng)是內(nèi)、外圓柱面呈直立狀態(tài)。因此多應(yīng)用于薄壁鑄件或內(nèi)部出現(xiàn)輕微軸線縮松不影響使用的情況下。大平面上容易產(chǎn)生夾砂結(jié)疤。應(yīng)對所選用的造型方法進(jìn)行初步的成本估算，以確定經(jīng)濟(jì)效益高又能保證鑄件要求的造型、造芯方法。雖然模具、砂箱等開始投資高，但可以從節(jié)約造型工時(shí)、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面得到補(bǔ)償。 造型、造芯方法應(yīng)和生產(chǎn)批量相適應(yīng) 大量生產(chǎn)的工廠應(yīng)創(chuàng)造條件采用技術(shù)先進(jìn)的造型、造芯方法。更長的過程應(yīng)考慮用其他砂型。可以把此限制適當(dāng)放寬 。使用自硬砂型取代普通干砂型，采用冷芯盒法制芯，而不選用普通烘干法制或熱芯盒法，都可以節(jié)約燃料或電力消耗。鑄件成品率的定義是鑄件質(zhì)量除以投入熔爐中的金屬原料質(zhì)量，以百分?jǐn)?shù)表示。 大量生產(chǎn)的定型產(chǎn)品、特殊重要的單件生產(chǎn)的鑄件等鑄造工藝設(shè)計(jì)一般訂得細(xì)致，內(nèi)容涉及較多。適用于各種批量的生產(chǎn)。 （二）生產(chǎn)條件 （ 1）設(shè)備能力包括起重運(yùn)輸機(jī)的噸位和最大起重高度、熔爐的形式、噸位和生產(chǎn)率、造型和制芯機(jī)種類、機(jī)械化程度、烘干爐和熱處理爐的能力、地坑尺寸、廠房高度和大門尺寸等。設(shè)計(jì)者應(yīng)仔細(xì)審查圖樣。因此，鑄件在生產(chǎn)之前，首先應(yīng)進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)，使鑄件的整個(gè)工藝過程都能實(shí)現(xiàn)科學(xué)操作，才能有效地控制鑄件的形成過程，達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的效果。此外，要求設(shè)計(jì)者有一定的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并應(yīng)對鑄造先進(jìn)技術(shù)有所了解。生產(chǎn)期限是指交貨日期的長短。 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容和程序 鑄造工藝設(shè)計(jì)的一般內(nèi)容和程序 項(xiàng)目 內(nèi)容 用途及應(yīng)用范圍 設(shè)計(jì)程序 鑄造工藝圖 在零件圖上，用標(biāo)準(zhǔn)（ JB243578）規(guī)定的紅、藍(lán)色符號表示出：澆注位置和分型面，加工余量，鑄造收縮率（說明）。依據(jù)批量大小，填寫必要內(nèi)容 （ 9）綜合整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容 鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容的繁簡程度，主要決定于批量的大小、生產(chǎn)要求和生產(chǎn)條件。從零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性的改進(jìn)，鑄造、造型、造芯方法的選擇，鑄造工藝方案的確定， 澆注系統(tǒng)和冒口的設(shè)計(jì)，直至鑄件清理方法等，每道工序都與上述問題有關(guān)。 由此可見，鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí)，采用不同的工藝，對鑄造車間或工廠的金屬成本、熔煉金屬量、能源消耗、鑄件工藝出品率和成品率、工時(shí)費(fèi)用、鑄件成本和利潤率等，都有顯著的影響。 2. 考察零件結(jié)構(gòu)鑄造工藝性的依據(jù) 1. 避免缺陷方面 壁厚不能有急劇變化 設(shè)計(jì)鑄件時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)冷卻時(shí)使鑄件收縮受阻的形狀 鑄件應(yīng)避 免設(shè)計(jì)成大的水平平面 設(shè)計(jì)鑄件窗口時(shí)不得削弱鑄件強(qiáng)度 鑄件不要設(shè)計(jì)成有清砂困難的形狀 設(shè)計(jì)需加工的鑄件時(shí)不要忘記設(shè)計(jì) 加工時(shí)的裝卡部位 設(shè)計(jì)有加工面的鑄件時(shí) 不要忽視盡量減少加工面積 簡化鑄造工藝方面 設(shè)計(jì)重而大的鑄件時(shí) 不應(yīng)忘記在鑄件上設(shè)計(jì)吊運(yùn)措施 設(shè)計(jì)鑄件時(shí)，肋的布置不應(yīng)妨礙起模 設(shè)計(jì)鑄件內(nèi)腔肋時(shí)不得妨礙清砂 或削弱型芯強(qiáng)度 設(shè)計(jì)鑄件凸臺(tái)時(shí)不得妨礙起模和造型 設(shè)計(jì)鑄件時(shí)應(yīng)注意盡量不采用多個(gè)分型面 設(shè)計(jì)鑄件時(shí)應(yīng)盡量減少采用型芯 設(shè)計(jì)的鑄件應(yīng)盡量避免采用孤懸的型芯 設(shè)計(jì)的鑄件不應(yīng)引起型芯支撐不穩(wěn)定 材質(zhì)方面 灰鑄鐵的加強(qiáng)肋不應(yīng)設(shè)在受拉伸側(cè) 球墨鑄鐵件（缸體）結(jié)構(gòu)的合理與不合理 可鍛鑄鐵軸承座 銅合金三通閥閥體鑄件 第二節(jié) 造型、造芯方法的選擇 砂型鑄造的各種造型、造芯方法可參照以下原則選用： 優(yōu)先采用潮型 當(dāng)濕型不能滿足要求時(shí)再考慮使用表干砂型、干砂型或其它砂型。例如在鑄件復(fù)雜，砂芯多，下芯時(shí)間長且鑄件尺寸大等條件下，濕型放置過久會(huì)風(fēng)干，使表面強(qiáng)度降低，易出現(xiàn)沖砂缺陷。多用于手工或機(jī)器造型的中大件。 單件小批量的重型鑄件，手工造型仍是重要的方法，手工造型能適應(yīng)各種復(fù)雜的要求，比較靈活，不要求很多工藝裝備。 每個(gè)鑄工車間只有很少的幾種造型、造芯方法，所選擇的方法應(yīng)切合現(xiàn)場實(shí)際條件。 澆注位置一般于選擇造型方法之后確定。實(shí)現(xiàn)順序凝固的鑄件，可消除縮孔、縮松，保證獲得致密的鑄件。個(gè)別加工表面必須朝上時(shí)，應(yīng)適當(dāng)放大加工余量，以保證加工后不出現(xiàn)缺陷。雙排鏈輪鑄鋼件的正確澆注位置如圖所示。于澆注后將鑄型豎起來，讓冒口在最上端進(jìn)行補(bǔ)縮。 1） 箱對準(zhǔn)時(shí)的誤差會(huì)使鑄件產(chǎn)生錯(cuò)偏 2） 箱不嚴(yán)，會(huì)使鑄件在垂直分型面方向上的尺寸增加因此，為了保證鑄件精度，如果做不到 上述要求，也應(yīng)盡可能把鑄件的加工面和加工基準(zhǔn)面放在同一半型內(nèi)。因此，手工造型中有時(shí)采用挖砂造型形成的不平分型面。 6. 受力件的分型面的選擇不應(yīng)削弱鑄件 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 7. 注意減輕鑄件清理和機(jī)械加工量 以上簡要介紹了選擇分型面的原則，這些原則有的相互矛盾和制約。 在手工造型時(shí)，遇到難于出模的地方，一般盡量用模樣 “ 活塊 ” ，即用 “ 活塊 ”取代砂芯。如果實(shí)際承壓面積不能滿足上式要求，則說明芯頭尺寸過小，應(yīng)適當(dāng)放大芯頭。 GB/T11351－ 89 規(guī)定了鑄件質(zhì)量公差的數(shù)值、確定方法及檢驗(yàn)規(guī)則，與 GB6414－ 86《鑄件尺寸公差》配套使用。 起模斜度應(yīng)在鑄件上沒有結(jié)構(gòu)斜度的、垂直于分型面（分盒面）的表面上應(yīng)用其大小應(yīng)依模樣的起模高度、表面粗糙度以及造型（芯）方法而定。 因工藝需要在鑄件相應(yīng)非加工面上增加的金屬層厚度稱為工藝補(bǔ)正量。為了保證鑄件尺寸準(zhǔn)確，將芯盒的長、寬尺寸減去一定量，這個(gè)被減去的尺寸稱為砂芯負(fù)數(shù)。根據(jù)砂芯接合面的大小一般留 1～ 3mm。 （澆注初期，進(jìn)入橫澆道的金屬液流向末端時(shí)失去動(dòng)能而使壓力升高，金屬液首先在末端充滿并形成末端壓力高而靠近直澆道壓力低的態(tài)勢，故而形成這種流量分布；但當(dāng)總壓頭小而橫澆道很長時(shí)，沿程阻力大，也會(huì)出 現(xiàn)近直澆道處壓力高的情況，這時(shí)近處的內(nèi)澆道流量大） 內(nèi)澆道的基本設(shè)計(jì)原則 內(nèi)澆道在鑄件上的位置和數(shù)目應(yīng)服從所選定的凝固順序 或補(bǔ)縮方法 方向不要沖著細(xì)小砂芯、型壁、冷鐵和芯撐，必要時(shí) 采用切線引入 內(nèi)澆道應(yīng)盡量薄，薄的內(nèi)澆道的好處是 降低內(nèi)澆道的吸動(dòng)區(qū)，有利于橫澆道阻渣 降低初期進(jìn)入渣的可能性 減輕清理工作量 內(nèi)澆道薄于鑄件的壁厚，在去除澆道時(shí)不易損害鑄件 對鑄鐵件，薄的內(nèi)澆道能充分利用鑄件本身的石墨化 膨脹獲得緊實(shí)的鑄件 對薄壁鑄件可用多內(nèi)澆道的澆注系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮，這 時(shí) 內(nèi)澆道尺寸應(yīng)符合冒口頸的要求 第二節(jié) 澆注系統(tǒng)的基本類型及選擇 一、澆注系統(tǒng)的充滿理論 澆注系統(tǒng)的充滿理論 橫澆道充滿條件的公式 秋季學(xué)期 鑄造工藝學(xué)教案 主講教師 榮守范 23 二、封閉、開放式澆注系統(tǒng) 封閉式澆注系統(tǒng) 封閉式澆注系統(tǒng)可理解為正常澆注條件下，所有組元能被金屬液充滿的澆注系統(tǒng)，也稱為充滿式澆注系統(tǒng)。故它兼有頂注式和底注式澆注系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。 對灰鑄鐵、球墨鑄鐵件，快澆可以充分利用共晶膨脹消除縮孔縮松缺陷。 慢澆的缺點(diǎn) 澆注期間金屬對型腔上表面烘烤時(shí)間長，促成夾砂結(jié)疤和粘砂類缺陷。 如果阻流不設(shè)在內(nèi)澆道，則內(nèi)澆道的流量系數(shù)比澆注系統(tǒng)（阻流）的流量系數(shù)值 要小。 第四節(jié) 鑄鐵件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 一、設(shè)計(jì)步驟 通常在確定鑄造方案的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。 以奧贊公式計(jì)算 S 阻。 每層內(nèi)澆道的總截面積 一般地說，當(dāng)鑄件高度超過 600mm 時(shí)，就可采用階梯及澆注系 統(tǒng)，兩層內(nèi)澆道的間距在 600～ 1200mm 范圍內(nèi)（有的資料認(rèn)為在 800～ 2020 范圍內(nèi)）。盡量使各層型腔同時(shí)充滿。 絕大多數(shù)工廠使用保溫性能好、阻渣能力強(qiáng)的底注澆包，中大型鑄件的直澆道用耐火磚管砌成。 （一）底注包澆注系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法 鑄鋼車間的澆包容量和熔爐噸 位一致，一般只有一種或幾種容量的澆包和數(shù)種直徑的包孔。 澆注時(shí)間和液面上升速度 秋季學(xué)期 鑄造工藝學(xué)教案 主講教師 榮守范 34 可 用公式（ 3426）或表 344 給出的數(shù)據(jù)初步確定澆注時(shí)間，作為選擇包孔的依據(jù)。 只要知道底注澆包的內(nèi)尺寸、出鋼的噸位和渣量，根據(jù)上面的一組方程就可以計(jì)算并繪出底注澆包的澆注工 藝特性曲線。輕合金降溫快，應(yīng)快澆。蛇形直澆道增加流動(dòng)阻力，降低流速使充型平穩(wěn)。 三、銅合金澆注系統(tǒng)的特點(diǎn) 鑄造常用的銅合金有鋁青銅、錫青銅和黃銅。 第六節(jié) 金屬過濾技術(shù) 近年來，由于金屬過濾技術(shù)的發(fā)展，為得到高純凈度的金