【正文】 與鑄件斷面中心溫度和金屬型表面溫度之 差（ t0t3）成正比，而與熱阻之和（ ）成反比 . （ 2）比熱流愈大，鑄件冷卻強度愈大 . （ 3）鑄件材質(zhì)、尺寸一經(jīng)確定，其熱阻 、 t0 即為定值。 假定： （ 1）系統(tǒng)是穩(wěn)定傳熱 （ 2）系統(tǒng)中各組元溫度均呈直線分布 （ 3）在熱交換過程中，通過系統(tǒng)中各組元的比熱流（單位時間、單位面積通過的熱量） q都相同 t℃ t0 t1 t2 t3 x1 x2 x3 4 3 2 1 圖 24 鑄件 間隙 金屬 型系統(tǒng)的溫度分布 1金屬型 2間隙 3鑄件 4鑄件中心 根據(jù)付立葉定律， q值可用下述三式表示： ? ?? ?? ?210112212223233wq t tmxwq t tmxwq t tmx?????????λ λ λ 3 分別為鑄件、間隙和金屬型的導(dǎo)熱系數(shù)。 型壁 有兩方面變化 (1)蓄熱：把熱量積蓄起來，溫度升高，發(fā)生膨脹 (2)傳熱：把熱量散發(fā)到周圍介質(zhì)中去 系統(tǒng) 發(fā)生的變化 (1)液體金屬通過型壁 散失熱量 , 凝固 、 收縮 (2)鑄型獲得熱量，升高溫度產(chǎn)生 膨脹 結(jié)果在鑄件與型壁之間，形成了間隙。但一般航空件不受此限制。 有色金屬鑄件質(zhì)量在幾千克到幾十千克，鋼鐵鑄件質(zhì)量在幾十到幾百千克。非鐵合金可鑄較復(fù)雜的鑄件，例如氣冷式發(fā)動機缸蓋、液壓泵殼體、各種殼體等。 三、金屬型鑄造的應(yīng)用范圍 ?合金種類 ?鑄件形狀和大小 ?尺寸精度和表面粗糙度 ?生產(chǎn)規(guī)模 除 熱裂傾向大的合金 ，常用鑄造合金都可利用金屬型鑄造。砂鑄一般都大于 金屬型鑄造的不足之處： （ 1）最小壁厚不小于 2mm； （ 2）金屬型不透氣，必須采取一定措施導(dǎo)出氣體； （ 3）無退讓性，易產(chǎn)生裂紋和變形，不適合熱裂傾向大的合金； （ 4）金屬型制造成本高；鑄件外形不宜太復(fù)雜。砂鑄一般都小于 CT8。故力學(xué)性能比砂鑄好。 （ 4）鑄件的工藝收得率高，液體金屬耗量減少，一般可節(jié)約15～ 30％； （ 5）不用砂或者少用砂，一般可節(jié)約造型材料 80～ 100％；環(huán)境好； （ 6）工序簡單，便于實現(xiàn)生產(chǎn)管理；易實現(xiàn)機械化和自動化，生產(chǎn)效率高； 二、金屬型鑄造的優(yōu)點： 由于鑄件金屬在金屬型中冷得較快，鑄件對熱節(jié)敏感度低，液態(tài)金屬中過飽和氣體不易析出，鑄件致密度高。 （ 1）金屬型生產(chǎn)的鑄件，其機械性能比砂型鑄件高。金屬型鑄造工藝 Die Casting,Permanent Mold Casting 又稱硬模鑄造或永久型鑄造，古代俗成鐵范，是在重力作用下將高溫熔化的液態(tài)材料澆注到用金屬制作的鑄型型腔中的工藝方法。 ?概述 ?金屬型鑄件成形特點 ?金屬型鑄造鑄件工藝分析 ?金屬型鑄造工藝卡片 ?金屬型設(shè)計 第一節(jié) 概述 ?工藝過程（概述） ?金屬型鑄造的優(yōu)缺點 ?應(yīng)用范圍 一、概述 工藝流程 工藝特點： 一型多鑄，鑄件精度高，力學(xué)性能好，但成本高，主要用于大批大量生產(chǎn)銅、鋁、鎂等非鐵合金鑄件。 （ 2）鑄件的精度和表面光潔度比砂型鑄件高，而且質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定； （ 3）金屬型可方便采用各種工藝措施控制凝固順序、充填平穩(wěn)度等，保證獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。晶粒細小。 ?鑄造精度一般為 CT710級，輕合金可達 CT79。 ?表面光潔度 。不能生產(chǎn)大型鑄件，必須在批量較大時才能顯出經(jīng)濟效益； （ 5）金屬型鑄造時，鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度，鑄件在鑄型中停留的時間，以及所用的涂料等，對鑄件的質(zhì)量的影響甚為敏感，需要嚴(yán)格控制。 一般金屬型鑄造適用于形狀不太復(fù)雜的中小鑄件。鋼鐵合金只能鑄形狀簡單的鑄件。 一般只有成批或大量生產(chǎn)時使用。 第二節(jié) 金屬型鑄件成形特點 ?導(dǎo)熱性特點引起的鑄件成形特點 ?沒有透氣性引起的鑄件成形特點 ?無退讓性引起的鑄件成形特點 金屬液澆入型腔，就把熱量傳遞給金屬型壁。 形成 鑄件 — 間隙 — 金屬型 散熱系統(tǒng) 金屬型傳熱模型 為使熱交換問題討論簡化起見，現(xiàn)對 板型鑄件 進行分析。單位 w/m ℃ x x x3 分別為鑄件、間隙和金屬型的厚度 。此時比熱流 q的大小就取決于 、 和 t3的大小，下面分析它們對 q的影響。 33?x 型壁厚度 x3 的影響 如果型壁 x3 愈大，其熱阻愈大，按公式 q 愈小，這不符合實際情況。 假定金屬型壁與鑄件接觸面為 F（ m2），密度 ?比熱容 c3（單位 J/kg.℃ ）型壁溫度場平均溫度 t均 ℃ ， 則金屬型蓄熱量 Q可表示為 Q＝ F c3t均 （ J） 3x?x可見 愈大， Q愈大 由于金屬型 蓄熱和導(dǎo)熱 能力是相互依賴的 λ 3很大， 的增加為其蓄熱量的增加創(chuàng)造了條件，這樣型壁能迅速從間隙吸收大量熱量，從而提高了鑄件的冷卻速度。 3x 金屬型厚壁，毫米 1平板鑄件 2圓柱形鑄件 鑄件凝固時間，秒 t3 的影響 在其他條件相同時， t3很小 的時候，對冷卻速度十分有利，此時應(yīng) 盡可能減少熱阻，即減小型壁厚度 ，提高其導(dǎo)熱系數(shù)，以充分發(fā)揮型壁外的介質(zhì)強化冷卻作用。 ?K2是鑄型的熱阻與中間層熱阻之比，或是鑄型斷面的溫差與中間層斷面溫差之比。 K11, K21。 K11, K21。 ?金屬型鑄造 傳熱特點是，鑄件斷面上的溫差和鑄型斷面上的溫差與中間層的溫度相比，顯得很小，可以忽略不計。 ? 金屬型的涂料層很薄時 中間層斷面的溫差與鑄件和鑄型的溫差相比較顯得很小。 ?非金屬鑄件在金屬型中冷卻 這種類型的熱交換特點是，中間層和金屬鑄型斷面上的溫差很小，可以忽略不計 。即金屬液及金屬型中的溫差與間隙的溫差比可忽略，間隙成為鑄件冷卻的控制環(huán)節(jié)。 涂料和空氣的導(dǎo)熱系數(shù)都很小， 且間隙層都很薄。 下列兩種情況 ： （ 1） k1 《 1 k2 《 1 （ 2） k1 》 1 k2 》 1 1石墨粉涂料 2鋯英粉涂料 3硅藻土涂料 0 1 2 3 4 涂料層厚度（ mm） 比熱流、（J/cm 在金屬液冷卻，尤其是進入結(jié)晶區(qū)間，開始有凝固收縮，當(dāng)收縮受到阻礙，就可能形成熱裂、冷裂等缺陷。于是金屬型阻礙鑄件收縮而使鑄件產(chǎn)生塑性變形。 冷裂 當(dāng)溫度降至再結(jié)晶溫度以下時，合金處于彈性狀態(tài)，金屬型芯阻礙鑄件收縮將產(chǎn)生應(yīng)力。 金屬型鑄件無退讓性引起的鑄件成形特點 ?金屬型阻礙收縮，產(chǎn)生較大應(yīng)力 ?可能形成的缺陷 －熱