外壳铸造工艺的设计策略介绍

该铸件的材料牌号为ZCuSn5Pb5Zn5，净重为10.5kg，铸造后需要打压，压力为0.6MPa，保压时间为10min。外壳如图7⁃30所示，外形尺寸为：210mm×240mm×200mm，除了法兰厚度较大外，壳体壁厚均为20mm。铸件形状比较复杂，其内腔结构如图7⁃31所示。

图7⁃30 外壳

图7⁃31 外壳的内腔结构

1.铸造工艺方案设计

外壳铸造工艺图如图7⁃32所示。加工余量按GB/T 6414—1999选取，均为4mm。法兰上的几个通孔采用铸死的方法处理。铸件的毛重为：17kg。

2.冒口设计

根据铸件的结构和尺寸，设置明顶冒口1个，冒口下的热节为32mm。按比例法设计冒口，系数为1.5，则冒口宽度为32mm×1.5=48mm。1#冒口的结构与尺寸如图7⁃33所示。冒口的重量为：19.8kg。

图7⁃32 外壳铸造工艺图

a）横剖视图 b）纵剖视图(www.xing528.com)

3.浇注系统设计

锡青铜合金结晶温度区间宽易产生缩松，易氧化产生氧化渣，因此为了挡渣采用半封闭式浇注系统，并以中间注入方式浇注。由表4⁃78选取浇注系统各组元的截面面积比为：ΣA_直∶ΣA_横∶ΣA_内=1.2∶（1.5～2）∶1，查表4⁃79有ΣA_内=3.6cm²。根据现有生产条件，最后确定浇注系统为：直浇道ϕ25mm，横浇道20mm/16mm×25mm，内浇道20mm/18mm×10mm。浇注系统的布局如图7⁃32所示。

图7⁃33 1^#冒口结构与尺寸

4.冷铁设计

由于铸件的质量要求较严格，法兰上要钻孔，因而在法兰面及末端法兰面设置外冷铁。将冷铁设置成间接冷铁，主要是考虑以下原因：①直接冷铁的激冷面与铸件直接接触容易产生气孔；②避免铜液与冷铁直接接触在充型及凝固过程中产生皱褶等缺陷。冷铁及其尺寸如图7⁃34所示，厚度均为20mm。

5.其他工艺参数

线收缩率为1.5%，模样1个，芯盒1副，每箱放置1个铸件。加工余量全部为4mm，芯头斜度为1∶5，未标注间隙为1mm。毛重为17kg，总重为35kg。型砂采用铬铁矿砂，以增加冷却速度。

图7⁃34 冷铁及其尺寸