第1章  铸造成形的工艺基础
　　铸造是零件毛坯最常用的生产工艺之一，是现代大机械工业的基础。与其他成形工艺相比，铸造不受零件毛坯重量、尺寸和形状的限制。重量从几克到几百吨，壁厚由0．3mm到1m，形状十分复杂，用机械加工十分困难，耗费大量机床工时，甚至难以制得的零件，都可用铸造的方法获得。
　　铸造工艺（造型、制芯、浇注、落砂、清理及其后处理等）是铸造生产技术的核心，是能否生产优质铸件的关键。古今中外都把提高和发展工艺水平，视为推动行业技术进步，满足经济和社会发展需要的一个重要组成部分。
　　研究铸件从浇注金属液开始，在充型、结晶、凝固和冷却过程中发生的一系列力学、物理化学的变化，包括铸件内部的变化，以及铸件与铸型的相互作用，对铸件成形很重要。它是指导铸造工艺设计、完善铸造工艺、防止铸件缺陷、提高铸件质量的重要技术基础。
　　奉章围绕液态金属的充型、液态金属与铸型的相互作用、铸件的一次结晶、铸件的凝固、铸件的收缩、铸件中的气体和非金属夹杂物等铸件成形过程中的多种复杂变化和伴随现象，提出了54个直接关系铸件质量的问题，并进行了解答。
　　1-1  什么是液态金属的充型能力？影响液态金属充型能力的因素有哪些？它对铸件质量有什么影响？
　　液态金属充满铸型的型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态金属的充型能力。
　　影响液态金属充型能力的因素主要是金属液本身的流动能力（即流动性），同时还与铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素有关，是各种因素的综合反应。
　　（1）液态金属本身的流动性。金属液完全填满型腔，才能获得完好的铸件，金属液这种充填铸型的能力，叫做流动性。液态金属的流动性是金属很重要的铸造性能之一。流动性好坏是用浇注流动性试样的方法衡量的。生产和科学试验中应用最多的流动性试样是螺旋形试样。
　　影响金属流动性的内因主要是合金的化学成分，合金的流动性与成分之间存在着一定的规律性。铸钢和铸铁相比，由于化学成分不同，流动性相差很大，铸钢的流动性比铸铁差得多。就铸钢本身而言，由于化学成分不同，流动性也不同。例如，普通低碳铸钢的熔点比高碳铸钢的熔点高，在相同的浇注温度下，低碳铸钢的流动性不如高碳钢好。如果钢中再含有易氧化的合金元素（如高铬合金钢等），在高温下被氧化成不溶性的氧化夹杂，则钢液的流动性就更差了。总之，凡能增加金属液与铸型间摩擦阻力，或能引起金属液温度下降的因素，都降低金属液的流动性，故在编制工艺或操作中，应引起足够重视。
　　流动性对铸件质量的影响表现在以下几方面：
　　1）流动性好时，可以使气体和非金属夹杂物在浇注前去除，或在浇注及凝固过程中浮出，提高铸件内部质量。
　　2）流动性好是生产薄壁铸件的关键。流动性好易获得尺寸精确、轮廓清晰的铸件。
　　3）流动性好可使铸件在凝固期间及时得到金属液补充，防止产生缩孔和缩松缺陷。
　　4）流动性好可使凝固末期因受阻而产生的热裂纹容易得到金属液弥合。流动性不好，可能使铸件产生浇不足、冷隔等缺陷。
　　生产中提高流动性的方法有：①提高浇注温度；②提高充型压力；③设置出气孔，加速排气，以利充型。
　　（2）铸型性质。铸型性质（主要指铸型材料、铸型温度、铸型中的气体等）对充型能力有重要影响。表现在以下几方面：
　　1）铸型材料的导热性好（如金属型铸造），金属液浇人后散热快，保温时间短，流动性会急剧下降，充型能力下降；相反，铸型材料导热性差（如砂型铸造），则流动性就会好些，使充型能力也好些。
　　2）铸型温度．预热铸型能减小金属液与铸型的温差，使金属液冷却速度减慢，液态时间延长，从而提高其充型能力。
　　3）铸型中的气体。铸型材料的发气量大，透气性小，浇注时型腔产生大量气体，来不及排除，会阻碍金属液向前流动，甚至会出现金属液浇不进去，或在浇口杯、顶冒口中出现翻腾的现象，甚至有可能飞溅出来伤人。
　　（3）浇注条件（主要指浇注温度、充型压头、浇注系统结构等）
　　1）浇注温度越高，充型能力越好。在一定温度范围内，充型能力随浇注温度的提高而直线上升。
　　2）金属液在流动方向上所受的压力越大，充型能力就越好。
　　3）浇注系统结构越复杂，流动阻力越大，在静压头相同情况下，充型能力越低。
　　（4）铸件结构。衡量铸件结构特点的因素是铸件的模数和复杂程度，这些决定着铸型型腔的结构特点。
　　1）模数。在铸件体积和浇注条件相同时，模数大的铸件与铸型的接触表面积相对较小，热量散失较缓慢，则充型能力较高。铸件的壁越薄，模数越小，则越不容易被充满。因此，对薄壁件应选择正确的浇注位置。
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