《工程材料学与热加工》-铸造

第10章铸造概述一、铸造的实质、特点与应用铸造：把金属熔化注入铸模，冷却后获得一定形状的铸件的工艺叫做铸造。铸造的实质：液态一次成形铸造的应用：主要用于受力较小，形状复杂或不宜锻焊的零件毛坯。1）适应性大（铸件重量、合金种类、零件形状都不受限制）2）成本低3）工序多，质量不稳定，废品率高4）机械性能较同样材料的锻件差

原因：晶粒粗大，组织疏松，成分不均匀含碳0.3%的铸钢与锻钢机械性能比较3、铸造生产的特点：铸铁的工业应用铸铁闸阀空气压缩机民用铸铁液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后获得毛坯或零件的方法，称为铸造铸造生产工艺流程

制模型-造型零件图---制定铸造工艺图---

---烘干---合箱---配料、制芯盒-造芯熔化、浇注---清理---检验废品---机加工、热处理

10．1铸造成形理论基础

在液态合金成形过程中，合金铸造性能的优劣对能否获得优质铸件有着重要影响。

合金铸造性能是指合金适应铸造成形的难易程度，包括液态合金的充型能力、收缩、偏析、氧化和吸气等。

液态合金的充型及收缩是影响成形工艺及铸件质量的两个最基本的问题，许多工艺参数及工艺方案(如熔炼和浇注温度、浇冒系统位置及尺寸等)和铸造缺陷(如冷隔、浇不足、缩松、缩孔、变形、应力、裂纹等)都与这两大问题有关。10.1.1液态合金的充型能力

液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型能力。充型能力不足，铸件易形成冷隔、浇不足等缺陷,液态合金的充型能力首先取决于合金本身的流动性，同时又受某些工艺因素的影响。看7页录像冷隔1．合金的流动性

合金的流动性是指液态合金的流动能力。液态合金具有良好的流动，不仅易于获得形状复杂、轮廓清晰的簿壁铸件，而且有利于气体和夹杂物在凝固过程中向液面上浮和排出，有利于补缩，从而能有效地防止铸件出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣及缩孔等铸造缺陷。合金流动性的大小通常用浇注螺旋形流动性试样的力法来衡量。是将液态合金在相同的浇注温度或相同的过热度条件下，浇注成如图10~1所示的试样，然后比较各种合金浇注的试样的长度，浇注的试样越长，合金的流动性越好。

表10-1为常用铸造合合流动性的比较，由表可见，灰口铸铁和硅黄铜的流动性最好；铸钢的流动性最差。2.影响液态合金流动性的因素

影响液态合金流动性的主要因素有：合金的成分、温度、物理性质、不溶杂质和气体等。

（1）液态合金的成分：液态合金的流动性主要取决于合金的成分。纯金属和共晶成分的合金在恒定温度下凝固，已凝固层和未凝固层之间界面分明、光滑．对未凝固液体的流动阻力小，因而流动性好。

具有宽的凝固温度范围的合金凝固时（液固相线温度差），在铸件断面上存在既有发达的树枝晶，又有未凝固液体合金相混杂的固液两相区。初生的树枝晶阻碍剩余液体合金的流动，因而合金的流动性差（2）合金的物理性质：与合金流动性有关的物理性质有比热容、密度、导热系数、结晶潜热和粘度等。液态合金的比热容和密度越大，导热系数越小，凝固时结晶潜热释放得越多，都能使合金较长时间地保持液态，因而流动性越好，液态合金的粘度越小，流动时的内摩擦力也就越小，流动性越好。（3）液态合金的温度；在一定温度范围内，液态合金的流动性随温度的升高而大幅增加，但液态合金的温度过高，会造成液态合金的氧化、吸气非常严重，易使铸件产生气孔、夹渣、粘砂、缩松、缩孔等铸造缺陷，液态合金的浇注温度必须合理。

3.影响液态合金充型能力的因素

液态合金的充型能力主要取决于合金本身的流动性和各种工艺因素；对于流动性较差的合金，可通过改善工艺条件来提高其充型能力。影响液态合金充型能力的工艺因素：（1）铸型条件

a.铸型蓄热能力；

b.铸型的发气

c.铸型的温度

d.铸件结构（2）浇注条件

a.浇注系统的结构

b.充型压力

c.浇注温度充型时，凡是增加液态金属流动的阻力，降低其流动速度以及提高其冷却能力的因素，均降低液态合金的充型能力。包括：

1）铸型的蓄热能力。铸型的蓄热能力越大，即铸型从液态合金吸收并储存热量的能力越强，铸型对液态合金的冷却能力越强，使合金保持在液态的时间就越短，充型能力下降，如液态合金在金属型比砂型中的充型能力差。

2)铸型的发气。在液态金属的热作用下铸型中将产生大量的气体，型腔中气体的压力增大，则阻碍液态金属充型。因而在砂型铸造中，应设法减少型腔中气体，提高其透气性，必要时在远离浇口的最高部位开设出气口。

3)铸型温度；铸型温度越高，铸型对液态金属的冷却能力越小，可使液态金属较长时间保持液态，因而提高了其充型能力。

4）铸件结构。铸件结构越复杂，铸件壁厚越薄，液态合金充型越困难。（1）铸型条件：(2)

浇注条件；

1）烧注系统的结构系统越复杂，液态合金流动的阻力越大，其充型能力有所下降。

2）充型压力浇注时液态合金所受的静压力越大，其充型能力就越好。在砂型铸造中，常用加高直浇道等工艺措施来提高金属的静压力；在压力铸造和低压铸造等特种铸造中，液态合金在压力下充型，能有效地提高其充型能力。

3）浇注温度浇注温度越高，合金的流动性越好。因而提高浇注温度能显著地提高液态合金的充型能力。

实际生产中提高液态合金的充型能力主要是通过提高浇注温度来实现的。但并非浇注温度越高越好，应在保证充型能力的前提下，采用较低的浇注温度。对铸铁件，可采用“高温出炉，低温浇注”。高温出炉能使铁水中一些难熔的固体质点熔化，铁水中的未熔质点和气体在浇包中的镇静阶段有机会上浮而除去。在保证铁水具有足够流动件的条件下，应选择尽可能低的浇注温度。10.1.2铸造合金的收缩

1．收缩的概念合金从液态冷却至室温的过程中，其体积或尺寸缩小的现象称为收缩。收缩是铸造合金本身的物理性质，是铸件产生缩孔、缩松、热应力、变形及裂纹等铸造缺陷的基本原因。液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却到常温要经历3个互相联系的收缩阶段：（1）液态收缩：是指液态金属由浇注温度冷却到凝固开始温度（液相线温度）之间的收缩，表现为型腔内液面的降低。（2）凝固收缩：是指从凝固开始温度到凝固终了温度(固相线温度)之间的收缩。合金结晶的温度范围越大，则凝固收缩越大。液态收缩和凝固收缩使金属液体积缩小，表现为型内液面降低，常用单位体积收缩量（即体收缩率）来表示，它们是缩孔和缩松形成的基本原因。（3）固态收缩：是指合金从凝固终了温度冷却到室温之间的收缩。是铸造应力、变形和开裂的基本原因。该阶段收缩不仅表现为合金体积的缩减，还直接表现为铸件外形尺寸的减小，常用单位长度收缩量(线收缩率)来表示。2.影响收缩性的因素

铸件收缩的大小主要取决于合金的成分、浇注温度、铸件结构和铸型。（1）合金成分：灰铸铁的体收缩率约为7%，线收缩率为0.7~1.0%，碳素铸钢的体收缩率为12%，线收缩率为1.5~2.0%。这是因为铸铁中的碳大部分以石墨形式存在，而石墨比容大，其体积膨胀会补偿一部分收缩。（2）浇注温度：浇注温度越高，合金的液态收缩增加，因而体收缩也越大。（3）铸件结构和铸型：铸件的收缩不同于合金的自由收缩，它要受到因铸件各部分冷却速度不同而导致收缩不一致造成的牵制；还要受到铸型和型芯的阻碍，属于受阻收缩，因此铸件的实际线收缩率(受阻收缩）总比其自由线收缩率要小。

3．缩孔和缩松

在铸件的凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，使铸件的最后凝固部位出现孔洞，体积较大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。两者都会减少铸件的有效受力面积，产生应力集中，承载能力和气密性等使用性能下降。（1）缩孔

缩孔的外形特征是：多近似于倒锥形，内表面不光滑。缩孔的形成过程如图10-4所示。假定合金在恒温下凝固或凝固温度范围很窄，合金由表及里逐层凝固。液态金属填满铸型(图10-4(a)以后，由于铸型的吸热及不断向外散热，使靠近型腔表面的金属温度很快就降低到凝固温度，凝固成一层外壳(图10-(b))，温度继续下降，外壳不断加厚。同时内部的剩余液体，由于本身的液态收缩和补充凝固层的凝固收缩使体积减小，液态收缩和凝固收缩造成的体积缩减逐渐积累，在重力的作用下，液面就与顶面脱离(图10-4(c))。如此进行下去，外壳不断加厚，液面不断下降，待合金完全完凝固，就形成了缩孔(图10-4(d))，已经产生缩孔的铸件自凝固终了温度冷却到室温，因固态收缩使外形尺寸略有缩小(图10-4（e））。铸件中的缩孔是合金的液态收缩和凝固收缩得不到补充而产生的。（2）缩松：多分布于铸件的轴线区域、内浇口附近甚至厚大铸件的整个断面，分布面广，难于控制。对铸件的力学性能影响很大，是铸件最危险的缺陷之一。形成过程如图10-5所示，具有较宽凝固温度范围的合金铸件的断面上温度梯度又较小的条件下凝固时，合金液最后在心部较宽的区域内同时凝固(图10-5（a)),初生的树枝晶把液体分隔成许多小的封闭区(图10-5(b))。这些小封闭区液体的收缩得不到外界的补充，就形成了细小、分散的孔洞(图10-5(c))即缩松。缩松也是合金的液态收缩和凝固收缩得不到补充而产生的。由以上分析可见：

1）纯金属及共晶成分的合金在恒温下凝固，其铸件通常逐层由表向里凝固，倾向于形成集中缩孔；凝固温度范围宽的合金，其铸件通常在截面上较宽的区域内同时凝固，易于形成缩松。应尽量选择共晶成分、近共晶成分或凝固温度范围小的合金作为铸造合金。

2)对于给定成分的铸件。在一定的浇注条件下，缩孔和缩松的总容积是一定的。适当地增大铸件的冷却速度可促进缩松向缩孔转化。例如，在砂型铸造中，湿型比干型对铸件的激冷能力强，使铸件的凝固区域变窄，缩松量减少，而缩孔体积增加；在金属型铸造中，铸型的激冷能力更大，缩松的量显著减小。3）合金的液态收缩和凝固收缩越大，铸件的缩孔体积越大。4）铸造合金的浇注温度越高，液态收缩越大，缩孔的体积也越大。5）缩孔和缩松总是存在于铸件的最后凝固部位。如果铸件设计得壁厚不均匀，则在厚壁处易于出现缩孔或缩松。（3）防止缩孔的方法：虽然收缩是铸造合金的物理本性，但铸件中的缩孔并不是不可避免的。在进行铸造工艺设计时，只要采取一定的工艺措施，就能有效地防止在铸件中产生缩孔。通常采用顺序凝固原则，并设法使分散的缩松转化为集中的缩孔再使集中的缩孔转移到冒口中，最后将冒口割去，即可获得健全的铸件。即是通过放置冒口和冷铁，使铸件从远离冒口的地方开始凝固并逐渐向冒口推进，冒口最后凝固----亦即使铸件进行顺序凝固。

冒口始终保持液态并对铸件的液态收缩和凝固收缩进行补充，合金的液态收缩和凝固收缩转移到冒口中，最终获得健全的铸件。

为实现铸件的顺序凝固，可采取下列工艺措施：

1)合理地选择内浇口在铸件上的引入位置。内浇口开在铸件的厚实处，可增大铸件各部分的温差,有利于实现顺序凝固。内浇口开在铸件顶部时，有利于实现自下向上的顺序凝固。

2)开设冒口是为了防止铸件产生缩孔而专门设置的储存液体合金的空腔，其主要作用是补缩，还有出气和集渣的作用。冒口通常设置在铸件易产生缩孔的部位，图10—6。

3)冷铁冷铁是用来控制铸件凝固顺序、加速铸件某些部位冷却的激冷物，使用冷铁可以减小铸件补缩所需的冒口的尺寸和数量，消除铸件局部热节可能产生的缩孔和缩松，还可以细化冷铁所在部位的晶粒，提高铸件的硬度和耐磨性。看14页缩孔录像10.1.3铸造内应力及铸件的变形、裂纹

铸件凝固后将在冷却至室温的过程中继续收缩，有些合金还会因发生固态相变而引起收缩或膨胀，这些收缩或膨胀如果受到阻碍或因铸件各部分互相牵制，都将使铸件内部产生应力。内应力是铸件产生变形和裂纹的主要原因。

1.热应力

在凝固和其后的冷却过程中，因壁厚不均，各部分冷却速度不同，造成同一时刻各部分收缩不一致，从而在铸件中产生内应力，称为热应力。看18页录像热应力

固态收缩使铸件厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩，合金固态收缩率愈大，铸件壁厚差别愈大，形状愈复杂，产生的热应力愈大。2.机械应力铸件收缩受到铸型、型芯及浇注系统的机械阻碍而产生的应力称为机械阻碍应力。铸型和型芯退让性良好，机械阻碍应力小，机械应力在铸件落砂之后可自行消除。铸造内应力的存在将引起铸件变形和裂纹等缺陷.3.铸件的变形及防止为了防止铸件变形，设计时应使铸件各部分壁厚尽可能均匀或形状对称。在铸造工艺上可采取同时凝固原则。所谓同时凝固原则，就是采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量小，使各部分同时凝固，如图10—13所示。采用该原则，可使铸件内应力较小；还可采用反变形法；在薄壁处附加工艺筋。厚壁处加冷铁，内浇道设在薄壁处。4.铸件的裂纹及防止如果铸造内应力超过合金的强度极限时，铸件便会产生裂纹。裂纹分为热裂和冷裂两种。

(1)热裂：热裂是在凝固后期高温下形成的，主要是由于收缩受到机械阻碍作用而产生的，具有裂纹短、形状曲折、缝隙宽、断面有严重氧化、无金属光泽、裂纹沿晶界产生和发展等特征。在铸钢和铝合金铸件中常见。

防止热裂的主要措施是；除了使铸件的结构合理外，还应合理选用型砂或芯砂的粘结剂，以改善其退让性,大的型芯可采用中空结构或内部填以焦炭;严格限制铸钢和铸铁中硫的含量；选收缩率小的合金。(2)冷裂：冷裂是在较低温度下形成的，常出现在铸件受拉伸部位，特别是有应力集中的地方。其裂缝细小、呈连续直线状，缝内干净，有时呈轻微氧化色。形状复杂或大而薄的铸件易产生冷裂。因此,凡是能减少铸造内应力或降低合金脆性的因素都能防止冷裂的形成。同时在铸钢和铸铁中要严格控制含合金中的磷含量。10.2.1

砂型铸造的生产过程及其特点

砂型铸造是应用最广泛的铸造方法，生产过程如图所示,砂型铸造首先是根据零件图设计出铸件图及模型图，制出模型及工装设备，并用模型、砂箱等和配制好的型砂制成相应的砂型，然后把熔炼好的合金液浇入型腔，等合金液在型腔凝固冷却后，就可以把砂型破坏，取出铸件。最后清除铸件上附着的型砂和浇冒系统，经检验，就可获得所需要的铸件。10.2砂型铸造10.2.2砂型铸造工艺过程1.造型(铸型、造芯、涂料、开设浇注系统、合型等)2.熔炼和浇注合金3.落砂与清理铸型：由上砂型、下砂型、型腔、型芯、浇注系统和砂箱等部分组成。砂型铸造工艺过程简介：1、造型：用砂型及模样等工艺设备制造铸型的过程。

1）手工造型2）机器造型3）造芯4）涂料

5）开设浇注系统6）合型2、熔炼与浇注3、落砂与清理（中间注入浇注系统）1-浇口杯2-出气冒口2、机器造型用机器代替人工填砂、紧实型砂、起模。特点：生产效率高，铸件质量好。但设备和工装费用高，生产准备时间长，适用于中、小型铸件的成批或大量生产。看录像24页手工造型中的整模造型按砂型紧实成型方式不同，可分为两大类：1、手工造型特点：操作灵活，工装简单，准备时间短，适应性强，适用于各种形状的铸件。但铸件精度低，质量不稳定，工人的劳动强度大。主要用于单件小批量生产。手工造型的两箱造型图解型芯上箱下箱型腔浇注系统分型面10.2.3铸造工艺图

铸造生产必须先根据零件结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等进行铸造工艺设计，并绘制铸造工艺图。铸造工艺图是直接在零件图上绘出制造模样和铸型所需的资料，并表达工艺方案的图形，包括（浇注位置、分型面、工艺参数等）。

1.浇注位置的选择

铸件的浇注位置是浇注时铸件在铸型内所处的空间位置，对铸件质量、造型方法、砂箱尺寸、机械加工余量等都有着很大的影响。一般应遵循以下几个原则（三下一上)：

(1)将铸件上质量要求高的表面或主要的加工面，放在铸型的下面。如果做不到这一点，也应将该表面置于铸型的侧面或倾斜放置进行浇注，不应放在上面。

(2)对于一些需要补缩的铸件，应把截面较厚的部分放在铸型的上部或侧面，这样使于在铸件的厚壁处放置冒口，造成良好的顺序凝固，有利于铸件补缩。（3）具有大面积的薄壁铸件，应将薄壁部分放在铸型的下部，同时尽量使薄壁立着或倾斜着浇注，这样有利于金属的充填。

（4）具有大平面的铸件，应将铸件的大平面放在铸型的下面。这样可使铸件的大平面不容易产生夹砂等缺陷。看录像44页浇注位置的选择面积较大薄壁部分应置于铸型下部，或使其处于垂直或倾斜位置

2．铸型分型面的选择分型面是指两半铸型相互接触的表面。分型面的选择合理与否，对铸件质量及制模、造型、造芯、合型及清理等工序的复杂程度均有很大影响。选择铸型分型面时应考虑以下原则：看录像49页

(1)分型面应选在铸件的最大截面上，并力求采用平面。

(2)尽量减少分型面的数量，并尽量做到只有—个分型面，以便采用工艺简便的两箱造型或采用机器造型，避免三箱造型。(3)尽量减少活块和型芯的数量，注意减少砂箱高度，这样可简化制模及造型工艺，便于起模和修型。（4）尽量把铸件的大部分或全部放在—个砂箱内，并使铸件的重要加工面、工作面、加工基准面及主要型芯位于下型内，以便于型芯安放和检验，使上型的高度减低，便于合箱。3．主要工艺参数的确定铸造生产的工艺方案决定以后，还应根据产品零件图的形状、尺寸和技术要求，确定铸造工艺参数，以保证铸件的形状和尺寸等符合要求。包括：（1）铸造收缩率：由于合金的收缩，铸件的实际尺寸要比模样的尺寸小，必须按合金的收缩率放大模样尺寸。（2）机械加工余量。

（3）拔模斜度，为方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯。见72页录像起模斜度这个在铸造工艺设计时所规定的斜度称为拔模斜度。拔模斜度的大小取决于立壁的高度、造型方法、模型材料等，通常为15’~3°。（4）铸造圆角；为了便于造型，避免铸件在尖角处产生裂纹和应力集中，避免因尖角砂在浇注时造成冲砂、砂眼和粘砂等缺陷，提高铸件强度，应将模样上的尖角做成圆角。因此铸件的最明显的特征结构就是铸造圆角。（5）型芯头：指伸出铸件以外不与金属接触的砂芯部分。它主要用于定位、支承和固定砂芯。大致可以分为垂直芯头和水平芯头两种（6）最小铸出孔及槽：

零件上的孔、槽、台阶等，究竟是铸出来好，还是用机械加工出来好，应从质量及经济性两方面综合考虑。一般来说，较大的孔、槽等，应铸出来，以便节约金属和加工工时。同时，还可避免铸件的局部过厚所造成的热节，提高铸件质量。较小的孔、糟，则不宜铸出。4.铸造工艺图铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号表示出铸造工艺方案的图形。是在对铸件进行工艺分析的基础上，来确定出的铸件的浇注位置、分型面、型芯的数量、形状及其固定方法、加工余量、拔模斜度、收缩率、反变形量、浇注系统、冒口、冷铁的尺寸及布置、砂箱的形状及尺寸等。见录像74页10.3特种铸造砂型铸造具有适应性强、生产准备简单等优点，被广泛用于制造业，但是砂型铸造生产的铸件尺小精度较低，表面粗糙，内在质量较差，生产过程较复杂，不易实现机械化，劳动条件差，劳动强度大，为克服砂型铸造的缺点，在砂型铸造的基地上，通过改变铸型材料(如金属型、磁型、陶瓷型铸造)、模型材料(如熔模铸造、实型铸造)、浇铸方法(如离心铸造、压力铸造）、金属液充填铸型的形式或铸件凝固的条件(如压铸、低压铸造）等，出现了许多其他的铸造方法。通常把这些不同于普通砂型铸造的铸造方法统称为特种铸造。常用的特种铸造方法有：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造等。10.3.1熔模铸造

熔模铸造又称精密铸造，是用蜡料制成模样，然后在蜡模表面涂覆多层耐火材料，待硬化干噪后，将蜡模熔去，从而获得具有与蜡模形状相应的空腔型壳，再经焙烧后进行浇注而获得铸件的一种方法。1.熔模铸造的工艺过程

2.熔模铸造的特点及适用范围与砂型铸造比较，熔模铸造有的特点是：

(1)铸件的精度及表面质量高—可减少加工余量或不加工。（2）能够铸造各种合金铸件。从铜、铝等有色合金到各种合金钢均可铸造，尤其适用于那些高熔点及难以切削加工合金的铸造，如耐热合金、磁钢等。（3）生产批量不受限制，从单件、小批量到大量生产均可。

(4)熔模铸件的形状可以比较复杂。

(5)铸件的质量不宜太大，一般不超过25kg。

但过程较复杂，不易控制，使用和消耗的材料较贵，因而适用于生产形状复杂、精度要求较高，或难以进行机械加工的小型零件，如涡轮发动机叶片和叶轮、高速钢切削刀具。

熔模铸造无分型面10.3.2金属型铸造将金属液浇入用金属制成的铸型型腔中，以获得铸件的方法，称为金属型铸造。金属型可反复多次使用，故称永久型铸造，金属型铸造大大地提高了铸造的生产率。1．工艺特点根据分型面的位置不同，金属型的结构分为整体式、垂直分型式、水平分型式和复合分型式。垂直分型式使用方便，应用最广。金属型铸造必须采取下列措施：

(1）浇注前必须预热金属型：由于金属型导热性好，无退让性，因此液态金属冷却快，流动性差，铸件容易产生浇不足、冷隔、裂纹等缺陷。对铸铁件还会产生白口组织。在浇注前必须预热金属型。工作过程中，金属型因吸热而温度过高时，会造成晶粒粗大，降低机械性能，应对金属型强行冷却以延长金属型寿命。（2）加强金属型的排气：由金属型无透气性，铸件易产生气孔。应在金属型的分型面上作出通气槽，在容易积聚气体的部位开设排气孔，有利于气体的排出。（3）金属型的型腔应喷刷涂料：由于金属型的耐热性比砂型差，在高温金属液的反复浇注下，型腔容易破坏。在型腔表面喷刷耐火涂料，使金属液和铸型隔开，以延长金属型的寿命。（4）尽早开型取出铸件：由于金属型无退让性，因此在铸件中会产生较大的内应力及裂纹，当铸件凝固后已有足够强度时，就要趁热取出铸件。为防止铸铁件产生白口组织，在实际生产中通常在取出铸件后立即进行高温退火，消除白口组织。（5）防止铸铁产生白口组织：铸铁件壁厚不宜过薄，并控制铁液中的碳、硅总含量。.2.金属型铸造的特点及应用范围与砂型铸造比较，金属型铸造有如下特点：（1）实现“一型多铸”，从而节约了大量造型工时和型砂，劳动生产率高，劳动条件好。（2）铸件的力学性能高。这是由于金属型铸件的冷却速度较快，组织比较致密。（3）铸件的精度较高。（4）金属型的制造成本高、周期长；铸型透气性差、无退让性，易使铸件产生冷隔、浇不足、裂纹等缺陷。金属型铸造主要适用于大批量生产有色合金铸件，如飞机、汽车、拖拉机、内燃机、摩托车等的铝活塞、气缸体、缸盖、油泵壳体以及铜合金轴瓦等。金属型铸造有时也可用来制造形状较简单的可锻铸铁件或铸钢件。10.3.3压力铸造在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度填充铸型的型腔，并在压力作用下凝固而获得铸件的方法称为压力铸造。高压和高速充型是压力铸造的两大特点。压力铸造在压铸机上进行。压铸机按压射部分的特征分为热压室式和冷压室式两大类。热压室式压铸机上装有储存液态金属的甘埚，压室浸在液态金属中，因此只能压铸低熔点合金，应用较少。目前广泛应用的是冷压室式压铸机，金属的熔炼设备不在压铸机上。卧式冷压室式压铸机的工作过程如图10—30所示。2.压力铸造的特点及应用范围

与砂型铸造相比较，压力铸造具有的优点；（1）铸件的尺寸精度高，一般不需加工。

(2)铸件的强度和表面硬度高。因液态金属在压力下结晶，冷却速度又较快，所以压铸件的组织致密，晶粒较细。其抗拉强度可比砂型铸件提高23％~30％，但延伸率有所下降。

(3)可压铸形状复杂的薄壁铸件。

(4)压铸件中可嵌铸其他材料(如钢、铁、铜合金、钻石等)的零件。（5）生产效率高．缺点：

(1)设备投资大，制作压型的成本高。（2)压铸高熔点合金(如钢、铸铁等)时，压型的寿命低。（3）由于液态金属高速充型，液流会包裹住大量空气，最后以气孔的形式留在压铸件中。因此．压铸件不能进行大余量的机械加工，以免气孔暴露，削弱铸件的使用性能。有气孔的压铸件也不能进行热处理或在高温下使用。压力铸造是目前应用较广泛的一种铸造方法，主要适用于中小型的、低熔点的锌、铝、镁及铜等有色合金铸件的大批量生产，如用来生产发动机汽缸体、汽缸盖、变速箱体、发动机罩、仪表和照相机壳体及支架等。10.3.4离心铸造将液态合金浇入高速旋转的铸型中，使金属在离心力作用下填充铸型并凝固成形的铸造方法称为离心铸造。离心铸造的铸型有金属型和砂型两种。目前广泛应用的是金属型离心铸造。根据铸型旋转轴在空间的位置，离心铸造机分为立式离心铸造机（用于高度小与直径的圆环）和卧式离心铸造机用于长度大于直径的管或套类件）两类。

与砂型铸造相比较，离心铸造有如下特点：（1）工艺过程简单，铸造中空筒类、管类零件时，省去了型芯、浇注系统和冒口，节约金属和其他原材料。（2）铸件织织致密，无缩孔、气孔、夹渣等缺陷，力学性能较好。

(3)便于铸造“双金属”铸件，如制造铜套挂衬滑动轴承，既可达到滑动轴承的使用要求，又可节约较贵的滑动轴承合金材料。离心铸造的不足之处是铸件的表面质量差，孔的尺寸不易控制。离心铸造已广泛用于大批量生产灰口铸铁及球墨铸铁管、缸套及滑动轴承等中空件，也可采用熔模离心铸造浇注刀具、齿轮等成形铸件。10.4常用合金铸造性能

10.4.1铸铁铸铁是近代工业生产中应用最为广泛的一种铸造合金。1．灰铸铁灰铸铁件主要采用砂型铸造，因其铸造性能优良，便于制出薄而复杂的铸件。一般不需要设置冒口和冷铁，使铸造工艺简化；又因其浇注温度较低，故中、小型铸件多采用经济简便的湿型铸造