．制芯

Vulcan和 Macler Assoc公司認(rèn)為，現(xiàn)在的制芯工藝中，鑄造選用的主要有冷芯盒和殼芯兩種方法。制芯的研究和開發(fā)工作大半都在冷芯盒法方面重點(diǎn)在硬快而且價格便宜的粘結(jié)劑和制芯機(jī)的開發(fā)，還有制造優(yōu)質(zhì)芯子的工藝方法。這里所說的冷芯盒法是采用胺、SO2、甲酸甲酯的吹氣硬化法。與殼型法相比，一般認(rèn)為冷芯盒法硬化快成本低，但Macler Assoc公司認(rèn)為應(yīng)從制芯機(jī)和原料的價格、模具成本、作業(yè)費(fèi)用成本、環(huán)保費(fèi)用、產(chǎn)生廢棄物的處理費(fèi)用以及砂再生性等多方面進(jìn)行比較研討。特別是對下述各點(diǎn)應(yīng)更加關(guān)注。

1．應(yīng)考慮芯子的尺寸、形狀以及是否中空等方面，對成本進(jìn)行比較后，才能終選擇。尤其是殼芯法，實(shí)心或中空對制芯時間和用砂量有大的影響。

2．制芯法不同，芯盒也不同。任何冷芯盒法都不加熱，而殼型法則要加熱。因而芯盒的材料費(fèi)用比殼型法要便宜（例如用木質(zhì)、塑料、鋁、鑄鐵等都可使用），殼型法必須采用能在425℃制芯盒。

3．由于冷芯盒不必加熱，不用像殼型法那樣在開始作業(yè)時和更換芯盒時要費(fèi)時間加熱芯盒。

4．冷芯盒法更加有利的一點(diǎn)是，用量大的芯砂，可以用機(jī)械的或熱培方式進(jìn)行有效的再生處理，因而可以減少廢棄砂、減少新砂、降低成本。

冷芯盒法雖然有適應(yīng)性好，硬化快、砂再生性好以及單位重量的成本低等優(yōu)點(diǎn)，但殼芯法依然在繼續(xù)使用，殼芯法沒有像冷盒法那樣在制芯機(jī)和原材料方面的革新和進(jìn)步，但殼型法在使用上有其明顯的優(yōu)點(diǎn)，例如鑄件表面質(zhì)量好，落砂性能好，大型芯子用砂量少和芯子有良好的操作強(qiáng)度等。特別是實(shí)施殼芯法不需要裝設(shè)和保養(yǎng)混砂機(jī)，氣體發(fā)生器排放氣體的洗滌器等設(shè)備。

另外，在新的制芯工藝方面，雖然五年前已開始議論水溶性對環(huán)境影響好的粘結(jié)劑，Mouat 公司也認(rèn)為有可能用于生產(chǎn)，但在經(jīng)濟(jì)上并未得到證明。再就是用動物性材料制成的某種粘接劑，使用時需要對制芯機(jī)進(jìn)行大的改造或發(fā)展新的制芯機(jī)。

的粘接劑是利用無機(jī)鹽的水溶性芯子粘接劑。制造粘接劑時所用水，需加熱去脫除。但制造的芯子容易溶于水，易于從鑄件中

工藝性設(shè)計

1、鑄件工藝性設(shè)計原則鑄件工藝性設(shè)計應(yīng)在盡量滿足產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求的前提下，通過調(diào)整機(jī)械加工余量、增大鑄造斜度、增加工藝余量和工藝?yán)呒肮に囃古_等方法，使鑄件結(jié)構(gòu)更加合理，從而獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。鑄件工藝性設(shè)計原則：

①為了簡化金屬型結(jié)構(gòu)，提高鑄件質(zhì)量，產(chǎn)品中需要機(jī)械加工的小孔（螺紋孔、安裝孔）一般不鑄出來

②產(chǎn)品中局部厚大處，當(dāng)不便于設(shè)置冒口補(bǔ)縮時，有些小孔也應(yīng)鑄出來，以加快厚大部位的冷卻速度，避免產(chǎn)生縮松。

③為了便于設(shè)置冒口以對整體鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮，有些大孔也不應(yīng)該鑄出，同時還要調(diào)整加工余量，滿足鑄件順序凝固的要求

④為了防止鑄件在生產(chǎn)過程中變形，對一些形的鑄件應(yīng)增加防變形肋，待后工序

加工去掉。

⑤加工過程中裝卡定位性能差的鑄件，可以根據(jù)需要設(shè)計定位裝卡凸臺，其位置應(yīng)有利于鑄件補(bǔ)縮。

⑥在不影響產(chǎn)品性能的前提下，可以局部加大鑄造斜度，避免設(shè)計活塊。

2、鑄件工藝性設(shè)計參數(shù)的選擇

①零件尺寸精度要求高、表面粗糙度值要求低的加工面，可適當(dāng)放大加工余量。

②加工面越大，加工余量應(yīng)相應(yīng)加大。

③加工面距加工基準(zhǔn)面越遠(yuǎn)，加工余量應(yīng)相應(yīng)增加。

④用砂芯形成的鑄件表面，應(yīng)比用金屬芯形成的表面給予較大的加工余量。

⑤澆冒口開設(shè)的加工面應(yīng)予較大的加工余量。

3、鑄件圖的繪制

繪制鑄件圖的過程就是鑄造與零件設(shè)計、機(jī)械加工等部門將鑄件的基準(zhǔn)面、加工余量位置及數(shù)值、特殊位置的鑄造斜度等鑄造工藝因素及技術(shù)要求，以圖加以說明。鑄件圖既是設(shè)計、制造金屬型和鑄件驗(yàn)收的技術(shù)依據(jù)，也是機(jī)械加工、設(shè)計制造工裝夾具的技術(shù)文件之一。

4、澆注系統(tǒng)

澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則。設(shè)計和計算可以參照砂型鑄造的方法，但應(yīng)考慮金屬型鑄造冷卻快、排氣條件差、澆注位置受到限置等特點(diǎn)，具體原則如下：

① 澆注系統(tǒng)尺寸的大小應(yīng)保證金屬液在規(guī)定的時間內(nèi)能良好的充滿金屬型。

② 金屬液應(yīng)平穩(wěn)流入型腔，不直接沖擊芯和型壁，避免產(chǎn)生渦流和飛濺。

③ 金屬液應(yīng)順序地充填鑄型，以利于金屬型腔中氣體的排除。

④ 鑄型的熱分布應(yīng)合理，有利于鑄件金屬凝固，以便于鑄件得到充分的補(bǔ)縮。

⑤ 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)簡單、體積小、在保證鑄件質(zhì)量的前提條件下，金屬液消耗盡可能小。

5、燒注系統(tǒng)的組成部分

①澆口杯：澆口杯接受和貯存一定量的金屬液，同時起到緩沖和浮渣的作用。

②直流道：1)直流道一般設(shè)計成封閉式；2)不帶澆口杯的直流道，上部喇叭口直徑不小于d30mm；3)垂直澆道底部受金屬液的沖擊力很大，故高度一般不應(yīng)超過150mm，如果直流道需要設(shè)計得比較高時，可改用傾斜澆道，但傾斜澆道高度也不應(yīng)超過250mm；4)當(dāng)直澆道設(shè)計超過250mm，可采用蛇形澆道；5)直澆道的截面形狀是圓形。而且直徑不超過25mm。否則易產(chǎn)生渦流，造成澆注過程中金屬液內(nèi)產(chǎn)生中空現(xiàn)象，卷入氣體，造成氧化夾渣；6)對于大型鋁合金鑄件，可將一個大的截面的直澆道分成2-3個截面較小的直澆道。

③橫澆道：橫澆道起緩沖、穩(wěn)流和擋渣的作用，并將直澆道的金屬液分配給內(nèi)澆道。金屬液一般不設(shè)計，除了底注式加上橫澆道。

④內(nèi)澆道：內(nèi)澆道直接與鑄件相連，起著控制金屬液流動速度和方向的作用。

內(nèi)澆道設(shè)計

a、內(nèi)澆道比橫澆道設(shè)計得扁平一些，并均勻地分布于鑄件各特殊部位，每個內(nèi)澆道只負(fù)擔(dān)一部分型腔金屬液的充型，力求使金屬液流動平穩(wěn)。

B、為制造方便，內(nèi)澆道應(yīng)盡量設(shè)計在分型面上。

C、內(nèi)澆道的厚度一般應(yīng)為與鑄件相連接處的對應(yīng)的鑄件壁厚的50%-80%。對于薄壁鑄件，可比鑄件壁厚小2mm左右。

D、內(nèi)澆道的寬度，一般為內(nèi)澆道厚度的3倍以上。

E、內(nèi)澆道長度：小型鑄件為10-20mm

中型鑄件為20-40mm

小型鑄件為30-60mm

澆注工藝

常規(guī)澆注：通常情況下澆注應(yīng)注意下列事項(xiàng)：

1）澆注一定要平穩(wěn)，不可中斷液流。應(yīng)盡量使金屬液沿澆道壁流入型腔，以利于消除氣孔、渣孔等鑄造缺陷。

2）澆注時按照先慢、后快、再慢的澆注原則。

3）澆包嘴應(yīng)盡可能靠近澆口杯，以免金屬液流過長造成氧化，防止鑄件產(chǎn)生氧化夾雜。例如澆注鋁全金，不要超過50㎜。

4）同樣可以采用砂型鑄造時的澆注經(jīng)驗(yàn)及注意事項(xiàng)。