第二章 金属型铸造 第一节 概述 1. 概念—金属型铸造
金属型铸造是将熔融的液体金属浇注到中，而获得铸件的铸造方法，也叫铁模铸造或永久型铸造(使用几百到上万次)。;2. 金属型铸造特点（与砂型比）
优点：
（1）不需造型
节省了型砂制备、输送及造型、落砂、砂处理 等工序。劳动环境改善。
（2）金属型导热性、蓄热性好
铸件组织致密、机械性能高（结晶组织细密、偏析较少，但气体不易析出)，抗拉强度一般可提高25%）。由于组织致密，形成铸造硬壳，铸件抗蚀性、硬度也显著提高。
（3）铸造质量稳定、废品率低
简化了生产过程，影响铸件质量的因素较少，容易控制。废品率降低50%
; （4）高精度、高光洁度
减少了机加工余量。金属型铸件表面一般无粘砂层，切削加工效率可进一步提高 （5）劳动生产率高
便于实现机械化，自动化 （6）金属利用率高
加工余量、浇冒口尺寸可以减少，相应提高了金属利用率，节约了材料，降低了成本，一般可节约15~30%。;缺点：
（1）金属型成本高——结构复杂，要求高，加工周期长
（2）激冷作用大，无退让性，透气性
（3）应用范围受限制，薄壁件易产生冷隔，浇不足。 3.应用范围
可用于飞机、汽车、拖拉机制造方面，应用广泛。在运输机械、农业机械、机床以及日用品生产中的应用也不断扩大。金属型铸造生产的铸件小至数十克，大至数吨重。金属型可生产铸铁、铸钢及各有种有色金属铸件。; 第二节 金属型铸件的成型特点;1.1 金属型传热模型
为使热交换问题讨论简化起见，现对板型铸件进行分析。
假定：
（1）系统是稳定传热
（2）系统中各组元温度均呈直线分布
（3）在热交换过程中，通过系统中各组元的比热流（单位时间、单位面积通过的热量）q都相同;根据付立叶定律，q值可用下述三式表示：;;分析：
（1）比热流 q 与铸件断面中心温度和金属型表面温
度之差（t0-t3）成正比，而与热阻之和（ ）成反比 （2）比热流愈大，铸件冷却强度愈大 （3）铸件材质、尺寸一经确定，其热阻 、t0 即为定
值。此时比热流 的大小就取决于 、 和t3的大小，下面分析它们对 的影响。;金属型对传热的影响;1.2.2 型壁厚度 的影响
如果型壁 愈大，其热阻愈大，按公式 愈小，这不符合实际情况。这是因为在热交换过程中，除了导热外，还兼有蓄热作用，而公式中却未反应型壁的蓄热能力。; 由于金属型蓄热和导热能力是相互依赖的
λ3很大， 的增加为其蓄热量的增加创造了条件，这样型壁能迅速从间隙吸收大量热量，从而提高了铸件的冷却速度。但当超过一定值时，铸件的冷却速度变化不大，这主要由于铸型的热传导性能决定了型壁中离工作表面较远的地方温度不能升得太高，该处的金属型壁也就起不到蓄热作用。 ;1.3 t3 的影响
在其他条件相同时，t3很小的时候，对冷却速度十分有利，此时应尽可能减少热阻，即减小型壁厚度，提高其导热系数，以充分发挥型壁外的介质强化冷却作用。;
图2－7 铸件和金属型在K1《1，
K2《1时的温度分布
1-全属型 2-间隙 3-铸件 4－铸件中心
; 对于金属型铸造，属于第一种情况。即金属液及金属型中的温差与间隙的温差比可忽略，间隙成为铸件冷却的控制环节。
金属型铸造时，型壁与铸件间是有涂料的，涂料可以认为是间隙的一部分。涂料和空气的导热系数都很小，且间隙层都很薄。 可以用改变涂料的热物理性能和厚度的方法来控制铸件的凝固。 ;2、由金属型材料的无退让性所引起的铸件的凝固收缩特点 金属型阻碍铸件的凝固收缩。
在金属液冷却，尤其是进入结晶区间，开始有凝固收缩，当收缩受到阻碍，就可能形成热裂、冷裂等缺陷。; ε= a1(T缩-T1) 其中a1——在(T 缩-T1)范围内的线收缩率；
T缩——铸件合金开始线收缩的温度；
T1——凝固到某一时刻铸件的温度
