．制芯

Vulcan和 Macler Assoc公司认为，现在的制芯工艺中，铸造选用的主要有冷芯盒和壳芯两种方法。制芯的研究和开发工作大半都在冷芯盒法方面重点在硬快而且价格便宜的粘结剂和制芯机的开发，还有制造优质芯子的工艺方法。这里所说的冷芯盒法是采用胺、SO2、甲酸甲酯的吹气硬化法。与壳型法相比，一般认为冷芯盒法硬化快成本低，但Macler Assoc公司认为应从制芯机和原料的价格、模具成本、作业费用成本、环保费用、产生废弃物的处理费用以及砂再生性等多方面进行比较研讨。特别是对下述各点应更加关注。

1．应考虑芯子的尺寸、形状以及是否中空等方面，对成本进行比较后，才能终选择。尤其是壳芯法，实心或中空对制芯时间和用砂量有大的影响。

2．制芯法不同，芯盒也不同。任何冷芯盒法都不加热，而壳型法则要加热。因而芯盒的材料费用比壳型法要便宜（例如用木质、塑料、铝、铸铁等都可使用），壳型法必须采用能在425℃制芯盒。

3．由于冷芯盒不必加热，不用像壳型法那样在开始作业时和更换芯盒时要费时间加热芯盒。

4．冷芯盒法更加有利的一点是，用量大的芯砂，可以用机械的或热培方式进行有效的再生处理，因而可以减少废弃砂、减少新砂、降低成本。

冷芯盒法虽然有适应性好，硬化快、砂再生性好以及单位重量的成本低等优点，但壳芯法依然在继续使用，壳芯法没有像冷盒法那样在制芯机和原材料方面的革新和进步，但壳型法在使用上有其明显的优点，例如铸件表面质量好，落砂性能好，大型芯子用砂量少和芯子有良好的操作强度等。特别是实施壳芯法不需要装设和保养混砂机，气体发生器排放气体的洗涤器等设备。

另外，在新的制芯工艺方面，虽然五年前已开始议论水溶性对环境影响好的粘结剂，Mouat 公司也认为有可能用于生产，但在经济上并未得到证明。再就是用动物性材料制成的某种粘接剂，使用时需要对制芯机进行大的改造或发展新的制芯机。

的粘接剂是利用无机盐的水溶性芯子粘接剂。制造粘接剂时所用水，需加热去脱除。但制造的芯子容易溶于水，易于从铸件中

金属型的排气系统

由于金属型本身不透气，因此型腔的排气问题必须足够重视，否则会造成气孔、冷隔和欠铸等缺陷。

（1）排气孔：一般在型腔后充满处开直径为1-5㎜的圆形排气孔。

（2）排气槽：排气槽又称通气槽、通气沟等。对于气槽的深度h，对于铸铁和青铜一般为0.25㎜，对于铝合金一般为0.5㎜，宽度一般为10-15㎜

（3）排气塞：排气塞又称通气塞，一般用45钢或铜棒制成。

1）正确地选择金属型材料

2）正确地设计金属型壁厚

3）正确地设计金属型结构，尽可能地避免尖角及壁厚的急刷变化。

4）设计浇注系统应尽可能使金属液平稳进入型腔，避免金属液强烈冲刷型腔工作面。对钢铁金属铸件，应尽可能将浇注系统设计在砂芯中。

5）金属型毛胚要进行热处理，消除铸造应力。

6）应选择合适的涂料和正确的喷涂工艺以尽可能避免“热冲击”。正确地进行金属型预热和冷却。正确掌握铸件脱型的时间。

7）金属型使用应仔细清理，使用后要妥善保管。

为提高金属型寿命，可进行局部渗硅、渗铬、渗铝、以及进行阳极化、等离子喷涂等保护措施。

工艺性设计

1、铸件工艺性设计原则铸件工艺性设计应在尽量满足产品结构要求的前提下，通过调整机械加工余量、增大铸造斜度、增加工艺余量和工艺肋及工艺凸台等方法，使铸件结构更加合理，从而获得优质铸件。铸件工艺性设计原则：

①为了简化金属型结构，提高铸件质量，产品中需要机械加工的小孔（螺纹孔、安装孔）一般不铸出来

②产品中局部厚大处，当不便于设置冒口补缩时，有些小孔也应铸出来，以加快厚大部位的冷却速度，避免产生缩松。

③为了便于设置冒口以对整体铸件进行补缩，有些大孔也不应该铸出，同时还要调整加工余量，满足铸件顺序凝固的要求

④为了防止铸件在生产过程中变形，对一些形的铸件应增加防变形肋，待后工序

加工去掉。

⑤加工过程中装卡定位性能差的铸件，可以根据需要设计定位装卡凸台，其位置应有利于铸件补缩。

⑥在不影响产品性能的前提下，可以局部加大铸造斜度，避免设计活块。

2、铸件工艺性设计参数的选择

①零件尺寸精度要求高、表面粗糙度值要求低的加工面，可适当放大加工余量。

②加工面越大，加工余量应相应加大。

③加工面距加工基准面越远，加工余量应相应增加。

④用砂芯形成的铸件表面，应比用金属芯形成的表面给予较大的加工余量。

⑤浇冒口开设的加工面应予较大的加工余量。

3、铸件图的绘制

绘制铸件图的过程就是铸造与零件设计、机械加工等部门将铸件的基准面、加工余量位置及数值、特殊位置的铸造斜度等铸造工艺因素及技术要求，以图加以说明。铸件图既是设计、制造金属型和铸件验收的技术依据，也是机械加工、设计制造工装夹具的技术文件之一。

4、浇注系统

浇注系统的设计原则。设计和计算可以参照砂型铸造的方法，但应考虑金属型铸造冷却快、排气条件差、浇注位置受到限置等特点，具体原则如下：

① 浇注系统尺寸的大小应保证金属液在规定的时间内能良好的充满金属型。

② 金属液应平稳流入型腔，不直接冲击芯和型壁，避免产生涡流和飞溅。

③ 金属液应顺序地充填铸型，以利于金属型腔中气体的排除。

④ 铸型的热分布应合理，有利于铸件金属凝固，以便于铸件得到充分的补缩。

⑤ 浇注系统结构设计应简单、体积小、在保证铸件质量的前提条件下，金属液消耗尽可能小。

5、烧注系统的组成部分

①浇口杯：浇口杯接受和贮存一定量的金属液，同时起到缓冲和浮渣的作用。

②直流道：1)直流道一般设计成封闭式；2)不带浇口杯的直流道，上部喇叭口直径不小于d30mm；3)垂直浇道底部受金属液的冲击力很大，故高度一般不应超过150mm，如果直流道需要设计得比较高时，可改用倾斜浇道，但倾斜浇道高度也不应超过250mm；4)当直浇道设计超过250mm，可采用蛇形浇道；5)直浇道的截面形状是圆形。而且直径不超过25mm。否则易产生涡流，造成浇注过程中金属液内产生中空现象，卷入气体，造成氧化夹渣；6)对于大型铝合金铸件，可将一个大的截面的直浇道分成2-3个截面较小的直浇道。

③横浇道：横浇道起缓冲、稳流和挡渣的作用，并将直浇道的金属液分配给内浇道。金属液一般不设计，除了底注式加上横浇道。

④内浇道：内浇道直接与铸件相连，起着控制金属液流动速度和方向的作用。