第2章 铸 造
铸造是金属液态成形的一种方法，它能铸造各种尺寸、形状复杂的毛坯或零件，铸造具有适应性广、成本低廉的优点，是机械零件毛坯或零件成品热加工的一种重要工艺方法。本章主要介绍合金的铸造性、常用铸造方法、铸造工艺设计和铸件结构工艺基础知识等。
2.1概述
制造与零件形状相适应的铸型，将熔融金属浇人铸型中，待其冷却凝固后获得所需毛坯或零件的方法，称为铸造。用铸造方法制造的毛坯或零件称为铸件。铸件生产过程如图2.1.1所示。
熔炼金属
铸件
浇注
铸型
图2.1.1铸件生产过程框图
由上可知，铸造的实质就是材料的液态成形，由于液态金属易流动，所以各种金属材料都能用铸造的方法制成具有一定尺寸和形状的铸件，并使其形状和尺寸尽量与零件接近，以节省金属，减少加工余量，降低成本。因此，铸造在机械制造工业中占有重要地位，据统计在一般的机械设备中，铸件占机器总重量的45%～90%,而铸件成本仅占机器总成本的20%～25%。但是，液态金属在冷却凝固过程中，形成的晶粒较粗大，容易产生气孔、缩孔和裂纹等缺陷。所以铸件的力学性能不如相同材料的锻件好。而且存在生产工序多，铸件质量不稳定，废品率高，工作条件差，劳动强度较高等问题。随着生产技术的不断发展，铸件的性能和质量正在进一步提高，劳动条件正逐步改善。当前铸造技术发展的趋势是，在加强铸造基础理论研究的同时，发展新的铸造工艺，研制新的铸造设备，在稳定提高铸件质量、精度、减小表面粗糙度的前提下发展专业化生产，积极实现铸造生产过程的机械化、自动化，减少公害，节约能源，降低成本，使铸造技术进一步成为可与其它成形工艺相竞争的少余量、无余量成形工艺。
2.2合金的铸造性能
铸造过程中，铸件的质量与合金的铸造性能密切相关。所谓合金的铸造性能是指在铸造生产过程中，合金铸造成形的难易程度，容易获得正确的外形、内部又健全的铸件，其铸造性能就好，应该指出合金的铸造性能是一个复杂的综合性能，通常用充型能力、收缩性等来衡量。影响铸造性能的因素很多，除合金元素的化学成分外，还有工艺因素等。因此，掌握合金的铸造性能，采取合理的工艺措施，可以防止铸造缺陷，提高铸件质量。
2.2.1合金的充型能力
熔融金属充满型腔，形成轮廓清晰、形状完整的铸件的能力叫做液态合金的充型能力。影响液态合金的充型能力的因素有两个，一是合金的流动性，二是外界条件。
1. 合金的流动性 __ 铸造合金流动性的好坏，通常以螺旋形流动性试样的长度来衡量。将金属液浇人图2.2.1所示的螺旋形试样的铸型中，在相同的铸型及浇注条件下，得到的螺旋形试样越长，表示该合金的流动性越好。不同种类合金的流动性差别较大，如表2.2.1所示,铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差；在铸铁中，流动性随碳、硅含量的增加而提高；同类合金的结晶温度范围越小，结晶时固液两相区越窄，对内部液体的流动阻力越小，合金的流动性越好。
1- 试样_ 2-浇口杯_ 3-冒口_ 4-试样凸点
图2.2.1螺旋形流动性试样示意图