精密鑄造的性能要求及澆注系統(tǒng)原則

采用砂型鑄造。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)或是上，在全部鑄件產(chǎn)量中，60～70％的鑄件是用砂型生產(chǎn)的，而且其中70％左右是用粘土砂型生產(chǎn)的。主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短。所以象汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產(chǎn)的。當(dāng)濕型不能滿足要求時(shí)再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤，而粘土干型生產(chǎn)的鑄件可重達(dá)幾十噸。一般來(lái)講，對(duì)于中、大型鑄件，鑄鐵件可以用樹脂自硬砂型、鑄鋼件可以用水玻璃砂型來(lái)生產(chǎn)，可以獲得尺寸、表面光潔的鑄件，但成本較高。當(dāng)然，砂型鑄造生產(chǎn)的鑄件精度、表面光潔度、材質(zhì)的密度和金相組織、機(jī)械性能等方面往往較差，所以當(dāng)鑄件的這些性能要求時(shí)，應(yīng)該采用其它鑄造方法，例如熔模（失臘）鑄造、壓鑄、低壓鑄造等等。

單件小批生產(chǎn)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?？梢詰?yīng)用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、樹脂自硬砂型及水泥砂型等；對(duì)于單件生產(chǎn)的重型鑄件，采用地坑造型法成本低，投產(chǎn)快。批量生產(chǎn)或長(zhǎng)期生產(chǎn)的定型產(chǎn)品采用多箱造型、劈箱造型法比較適宜，雖然模具、砂箱等開(kāi)始投資高，但可從節(jié)約造型工時(shí)、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面補(bǔ)償。低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法，因設(shè)備和模具的價(jià)格昂貴，適合批量生產(chǎn)。對(duì)于小型鑄件，可以采用水平分型或垂直分型的無(wú)箱高壓造型機(jī)生產(chǎn)線、實(shí)型造型生產(chǎn)效率又高，占地面積也少；對(duì)于中件可選用各種有箱高壓造型機(jī)生產(chǎn)線、氣沖造型線，以適應(yīng)、造型生產(chǎn)線的要求，造芯方法可選用：冷芯盒、熱芯盒、殼芯等制芯方法。中等批量的大型鑄件可以考慮應(yīng)用樹脂自硬砂造型和造芯。

為了避免縮孔縮松缺陷，鑄件的厚大區(qū)域在凝固過(guò)程中要進(jìn)行補(bǔ)縮，這也是為什么實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)將澆口設(shè)置在鑄件較厚大區(qū)域的原因。

澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要遵循以下幾條基本準(zhǔn)則：

1)如果鑄件有多個(gè)厚薄不同的截面，需要考慮采用多個(gè)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)同樣適用于澆注大型鑄件，以縮短充型時(shí)間和避免澆道處型砂過(guò)熱。

2)應(yīng)當(dāng)避免將內(nèi)澆口放置在砂芯或者型壁的正對(duì)面。這種設(shè)計(jì)會(huì)引起金屬液的飛濺和氣孔。

3)澆口杯與直澆道的直徑比應(yīng)使整個(gè)澆注系統(tǒng)在充型過(guò)程中處于充滿狀態(tài)。

4)澆注系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在金屬液流速的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)流量的較大化。這將有利于避免金屬液的紊態(tài)流動(dòng)以及減少氣體的卷入。

5)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要鑄件的順序凝固。

6)對(duì)于澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)該盡量避免流動(dòng)方向及截面的劇烈突變。

對(duì)鑄件缺陷進(jìn)行分析與研究，是提高鑄件成品率的關(guān)鍵技術(shù)之一。然而，其難度也是不小的。

主要表現(xiàn)在：

①涉及知識(shí)面廣，如合金、鑄造工藝、造型材料、鑄造裝備及生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)等方面知識(shí)。

②鑄件缺陷形成原因的多樣性，一種缺陷可以由多種原因引起，而一種原因又可能引起幾種缺陷。

③技術(shù)措施的制約性，如采用某一措施，可以防止某一類型缺陷，但可能導(dǎo)致產(chǎn)生另外一種缺陷。

④影響因素難以控制，如原材料質(zhì)量、空氣的溫度與濕度等。

生產(chǎn)鑄件的企業(yè)，其經(jīng)營(yíng)的目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的較大化。為此，在生產(chǎn)過(guò)程中，盡可能提高鑄件的成品率。鑄件的成品率為合格鑄件總重量與投入金屬爐料總重量的百分比。