金屬型鑄造又稱硬模鑄造，它是將液體金屬澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。鑄型是用金屬制成，可以反復(fù)使用多次(幾百次到幾千次)。
一、概述
金屬型鑄造又稱硬模鑄造，它是將液體金屬澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。鑄型是用金屬制成，可以反復(fù)使用多次(幾百次到幾千次)。
金屬到鑄造與砂型鑄造比較：在技術(shù)上與經(jīng)濟(jì)上有許多優(yōu)點(diǎn)。
(1)金屬型生產(chǎn)的鑄件，其機(jī)械性能比砂型鑄件高。同樣合金，其抗拉強(qiáng)度平均可提高約25%，屈服強(qiáng)度平均提高約20%，其抗蝕性能和硬度亦顯著提高;(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)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%;(4)不用砂或者少用砂，一般可節(jié)約造型材料80～100%;此外，金屬型鑄造的生產(chǎn)效率高;使鑄件產(chǎn)生缺陷的原因減少;工序簡單，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。金屬型鑄造雖有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有不足之處。如：(1)金屬型制造成本高;(2)金屬型不透氣，而且無退讓性，易造成鑄件洗不足、開裂或鑄鐵件白日等缺陷;(3)金屬型鑄造時(shí)，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(shí)間，以及所用的涂料等，對(duì)鑄件的質(zhì)量的影響甚為敏感，需要嚴(yán)格控制。
金屬型鑄造目前所能生產(chǎn)的鑄件，在重量和形狀方面還有一定的限制，如對(duì)黑色金屬只能是形狀簡單的鑄件;鑄件的重量不可太大;壁厚也有限制，較小的鑄件壁厚無法鑄出。因此，在決定采用金屬型鑄造時(shí)，必須綜合考慮下列各因素：鑄件形狀和重量大小必須合適;要有足夠的批量;完成生產(chǎn)任務(wù)的期限許可。
二、金屬型鑄件形成過程的特點(diǎn)
金屬型和砂型，在性能上有顯著的區(qū)別，如砂型有透氣性，而金屬型則沒有;砂型的導(dǎo)熱性差，金屬型的導(dǎo)熱性很好，砂型有退讓性，而金屬型沒有等。金屬型的這些特點(diǎn)決定了它在鑄件形成過程中有自己的規(guī)律。
型腔內(nèi)氣體狀態(tài)變化對(duì)鑄件成型的影響：金屬在充填時(shí)，型腔內(nèi)的氣體必須迅速排出，但金屬又無透氣性，只要對(duì)工藝稍加疏忽，就會(huì)給鑄件的質(zhì)量帶來不良影響。
鑄件凝固過程中熱交換的特點(diǎn)：金屬液一旦進(jìn)入型腔，就把熱量傳給金屬型壁。液體金屬通過型壁散失熱量，進(jìn)行凝固并產(chǎn)生收縮，而型壁在獲得熱量，升高溫度的同時(shí)產(chǎn)生膨脹，結(jié)果在鑄件與型壁之間形成了“間隙”。在“鑄件一間隙一金屬型”系統(tǒng)未到達(dá)同一溫度之前，可以把鑄件視為在“間隙”中冷卻，而金屬型壁則通過“間隙”被加熱。
金屬型阻礙收縮對(duì)鑄件的影響：金屬型或金屬型芯，在鑄件凝固過中無退讓性，阻礙鑄件收縮，這是它的又一特點(diǎn)。
三、金屬型鑄造工藝
1、金屬型的預(yù)熱未預(yù)熱的金屬型不能進(jìn)行澆注。這是因?yàn)榻饘傩蛯?dǎo)熱性好/液體金屬冷卻決，流動(dòng)性劇烈降低，容易使鑄件出現(xiàn)冷隔、澆不足夾雜、氣孔等缺陷。未預(yù)熱的金屬型在澆注時(shí)，鑄型，將受到強(qiáng)烈的熱擊，應(yīng)力倍增，使其極易破壞。因此，金屬型在開始工作前，應(yīng)該先預(yù)熱，適宜的預(yù)熱溫度(即工作溫度)，隨合金的種類、鑄件結(jié)構(gòu)和大小而定，一般通過試驗(yàn)確定。一般情況下，金屬型的預(yù)熱溫度不低于1500C.金屬型的預(yù)熱方法有：(1)用噴燈或煤氣火焰預(yù)熱;(2)采用電阻加熱器;(3)采用烘箱加熱，其優(yōu)點(diǎn)是溫度均勻，但只適用于小件的金屬型;(4)先將金屬型放在爐上烘烤，然后澆注液體金屬將金屬型燙熱。這種方法，只適用于小型鑄型，因它要浪費(fèi)一些金屬液，也會(huì)降低鑄型壽命。
2、金屬型的澆注
金屬型的澆注溫度，一般比砂型鑄造時(shí)高。可根據(jù)合金種類、如化學(xué)成分、鑄件大小和壁厚，通過試驗(yàn)確定。
由于金屬型的激冷和不透氣，澆注速度應(yīng)做到先慢，后快，再慢。在澆注過程中應(yīng)盡量保證液流平穩(wěn)。
3、鑄件的出型和抽芯時(shí)間如果金屬型芯在鑄件中停留的時(shí)間愈長，由于鑄件收縮產(chǎn)生的抱緊型芯的力就愈大，因此需要的抽芯力也愈大。金屬型芯在鏡件中most適宜的停留時(shí)間，是當(dāng)鑄件冷卻到塑性變形溫度范圍，并有足夠的強(qiáng)度時(shí)，這時(shí)是抽芯most好的時(shí)機(jī)。鑄件在金屬型中停留的時(shí)間過長，型壁溫度升高，需要更多的冷卻時(shí)間，也會(huì)降低金屬型的生產(chǎn)率。
most合適的拔芯與鑄件出型時(shí)間，一般用試驗(yàn)方法確定。
4、金屬型工作溫度的調(diào)節(jié)要保證金屬型鑄件的質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)正常，首先要使金屬型在生產(chǎn)過程中溫度變化恒定。所以每澆一次，就需要將金屬型打開，停放一段時(shí)間，待冷至規(guī)定溫度時(shí)再澆。如靠自然冷卻，需要時(shí)間較長，會(huì)降低生產(chǎn)率，因此常用強(qiáng)制冷卻的方法。冷卻的方式一般有以下幾種：(1)風(fēng)冷：即在金屬型外圍吹風(fēng)冷卻，強(qiáng)化對(duì)流散熱。風(fēng)冷方式的金屬型，雖然結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，成本低，但冷卻效果不十分理想。
鑄件本身的屬性直接影響加工的品質(zhì)，其中硬度值是決定鑄件加工的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
1.布氏硬度:主要用來測(cè)定鑄件、鍛件、有色金屬制件、熱軋坯料及退火件的硬度,測(cè)定范圍≯HB450。
2.洛氏硬度:HRA主要用于高硬度試件,測(cè)定硬度高于HRC67以上的材料和表面硬度,如硬質(zhì)合金、氮化鋼等，測(cè)定范圍HRA>70。HRC主要用于鋼制件(如碳鋼、工具鋼、合金鋼等)淬火或回火后的硬度測(cè)定,測(cè)定范圍HRC20~67。
3.維氏硬度:用來測(cè)定薄件和鋼板制件的硬度,也可用來測(cè)定滲碳、氰化、氮化等表面硬化制件的硬度。
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