大型铸铁件的铸造工艺设计

（快速浇注有利于弥补此弊病）；铸铁件下部温度 高，不利于补缩（但对灰铸铁件影响不大）。 1.2 快速浇注
优点：铁液上升速度快，不容易氧化，对型腔 的烘烤时间短，减小涂层开裂、脱落的可能性，可 避免出现浇不足、冷隔缺陷；另外，型腔内气压增 大，迫使气体容易从铸型向外排出，铸件不容易 产生气孔等孔洞类缺陷；还有，由于铸铁件各部 的温度差小，可防止裂纹发生。
iron casting
铸铁件壁厚 /mm ＜10 10～30 30～50 50～80 ＞80
系数 S3
4.2 3.8
3.4
3.0
2.6
44 现代铸铁 2009 / 5
能避免裂纹、冷隔类缺陷和气孔、针孔类缺陷。但 浇注温度只能根据铸铁件壁厚及结构形状适当 提高，不是越高越好。
缺点：容易产生粘砂缺陷和冲砂缺陷（分散 内浇口有利于弥补此缺点）；特别厚大铸铁件易 造成组织粗大，厚大球铁件有缩孔、缩松倾向；增 大石墨漂浮倾向。
铸件特征 复杂的薄壁铸件
中等复杂铸件 形状简单的厚壁铸件
铸件壁厚 /mm <10 10~15 15~25 10~20 20~30 30~50
50~100 >100
浇注温度 /℃ 1 400~1 420 1 390~1 420 1 380~1 420 1 380~1 420 1 360~1 400 1 350~1 390 1 340~1 380 1 330~1 380
单 的 铸 铁 件 ，宜
过低 使型腔受热烘烤时间长，易引起砂型 采取慢速浇注。 翘起脱落和产生裂纹、冷隔、夹渣等
t3=S3姨3 GL 式中：t3 为浇注时间，单位为 s；GL 为型内金 属液总质量（包括浇、冒口系统质量），单位为 kg； S3 为壁厚系数，与铸铁件的壁厚有关（见表 4）。 1.3 高温浇注 优点：流动性好，可避免由于底注而容易形 成的铸铁件残缺类缺陷，得到轮廓清晰的铸件；
℃，浇注时间 60 s。
（3）横梁
图 5 为横梁，材料牌号为 GGG60 （德国牌
号，相当于我国标准的 QT600），铸件质量 41 000
kg，最小壁厚 50 mm，采用常温固化的呋喃树脂
自硬砂手工造型，内浇道设在底部侧面，浇冒口
质量 9 000 kg，浇注温度 1 390 ℃，浇注时间 50 s。
对于中、大型铸铁件的生产，其实际浇注时 间的长短、浇注速度的快慢，对铸铁件的质量有 直接的影响。依据生产实践，建议灰铸铁件浇注 温度如表 5 所示。
表 5 根据生产实践建议的灰铸铁件浇注温度 Tab.5 Pouring temperature recommended based on
production practice
iron casting
灰铸铁件质量 /kg 5~6 10~50 50~100 100~250 250~500 500~1 000 1 000~5 000 浇注时间 /s 3~4 4~9 9~12 12~20 20~28 28~40 40~85
铸铁件壁厚 /mm ＜10
系数 S2
1.1
10～20 1.4
砂铁型铸造工艺大批量生产轮毂铸件的优势。介绍覆砂铁型工艺的流程及用于轮毂类铸件生产的机械化和简单机械化
铸造生产线，以两种不同形状、壁厚的轮毂铸件及类似铸件为例，介绍覆砂铁型铸造工艺的应用情况。
关键词：轮毂；覆砂铁型；铸造工艺
中图分类号：TG242
文献标识码：A
文章编号：1003－8345（2009）05－0046－04
式中：t 为浇注时间，单位为 s；GL 为型内金 属液总质量 （包括浇、冒口系统质量），单位为 kg；S 为系数，取决于铸铁件的主要壁厚。
缺点是：如果充型时间过长，金属液在型腔
对于质量小于 1 000 kg 的铸铁件，其浇注时
上升中长时间与空气接触，表面易生成氧化皮 间可按 Dietert 公式计算：
表 1 铸铁件浇注速度的一般原则 Tab.1 General principle to determine pouring rate of iron
castings
S2 为壁厚系数，与铸铁件的壁厚有关（见表 3）。 另外，依据生产实践，建议质量大于 1 000
kg 的灰铸铁件，浇注时间可按下式计算：
表 2 灰铸铁件推荐浇注时间[1] Tab.2 Recommended pouring time of gray iron castings[1]
表 3 系数 S2 和铸铁件壁厚的关系 Tab.3 Relationship between factor S2 and wall thickness of
现代铸铁 2009 / 5 45
球
Nodular Irons & Gray Irons
墨
铸
铁
与
灰 铸
轮毂类铸件覆砂铁型铸造工艺及设备
铁
何芝梅，潘东杰，黄列群，林方夫
（浙江省机电设计研究院有限公司，浙江 杭州 310002）
摘要：对轮毂铸件采用粘土砂湿型铸造、冷硬树脂砂铸造、离心铸造和覆砂铁型铸造的优缺点进行了对比，说明采用覆
浇注速度
对铸铁件质量的影响
原则要求
较高
可使金属液较快充满型腔，能防止浇 （1）薄壁、形状复 不足，减少金属液氧化和铸铁件各部
的温度差，从而避免产生裂纹
杂或具有大水平
过高 对型腔冲刷力增大，易产生冲砂
面 的 铸 铁 件 ，要 采取快速浇注；
较低
能增大铸铁件各部温度差，顶注时能 （2）厚实、形状简 使铸铁件的缩孔集中，利于补缩
用分散底注的浇注方式，同时适当提高浇注温度和速度，可以提高铸件成品率。
关键词：大型铸铁件；分散底注；快速浇注；高温浇注
中图分类号：TG244+.2
文献标识码：A
文章编号：1003－8345（2009）05－0043－04
Casting Method Design of Heavy Iron Castings
1.1 分散底注 图 2 为采用分散底注式浇注系统生产的机
床床身，材料牌号为 GC（密烘灰铸铁 C 级），抗拉 强度相当于我国的 HT300。
优点为：有利于金属液平稳地充满铸型，减 小型、芯的冲击力和紊流现象，防止造成冲砂，避
收稿日期：2009-02-02
修定日期：2009-05-11
作者简介：杜瑞祥（1963.9-），男，汉族，天津人，毕业于天津大学
t1=S1姨3 δGL
缺点：低强度类型的砂型易产生冲砂类缺
式中：t1 为浇注时间，单位为 s；GL 为型内金
陷，但对于树脂砂等强度较高的砂型，影响较小； 属液总质量 （包括浇、冒口系统质量），单位为
浇注系统的截面积有所增大，铸件工艺出品率有 kg；δ 为铸铁件的平均壁厚，单位为 mm；S1 为系
所降低。
大型铸铁件的铸造工艺设计
Nodular Irons & Gray Irons
球
墨
铸
铁
与
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
灰
铸
铁
杜瑞祥
（天津三达铸造有限公司，天津 300251）
摘要：通过分析大型铸铁件的特点，认为其浇注工艺设计的主要原则应当是：分散底注、快速浇注和高温浇注；并对各种
浇注工艺的优缺点进行了详细分析。最后用叶片环状支架、压缩机缸体上侧、横梁等大型铸铁件的浇注工艺实例说明采
Casting method and Equipment Used for Resin Sand-Coated Permanent Mould Cast Wheel Hub Castings
HE Zhi-mei, PAN Dong-jie, HUANG Lie-qun, LIN Fang-fu
姨 姨 v=
A+ δ 25.4B
姨2.25GL
式中：v 为浇注速度，单位为 kg/s；δ 为铸铁
件的主要壁厚，单位为 mm；GL 为型内金属液总
质量（包括浇、冒口系统质量），单位为 kg；A、B
为系数，分别取 0.9 和 0.833。
对于质量小于 10 000 kg 的中、大型铸铁件，
其浇注时间可按下式计算：
（4）柴油机曲轴箱
图 6 为柴油机曲轴箱，材料牌号为 GC（密烘
灰铸铁 C 级），铸件质量 29 000 kg，最小壁厚 25
2 大型铸铁件浇注工艺举例
（1）叶片环状支架 图 3 为叶片环状支架图，材料牌号为
GGG40（德国牌号，相当于我国标准的 QT400）， 铸件质量 25 800 kg，最小壁厚 80 mm，采用常温 固化的呋喃树脂自硬砂手工造型，内浇道设在底 部侧面，浇冒口质量 4 200 kg，浇注温度 1 380 ℃，浇注时间 50 s。
20～40 1.7
40～80 1.9
文献[2]介绍：对于质量小于 450 kg 的形状 复杂的薄壁铸铁件，其浇注时间可按下面的经验 公式计算：
t=S 姨GL
表 4 系数 S3 和铸铁件壁厚的关系 Tab.4 Relationship between factor S3 and wall thickness of
大型铸铁件的特点是尺寸大，即体积大、质 量重、浇注的铁液多、壁厚相对较厚，形状有的简 单、有的复杂，缺陷种类也繁多，这与铸铁件生产 的每道工序都息息相关（见图 1）。
大型铸铁件的浇注系统设计需要掌握如下 原则：分散底注（分层注入效果最好），快速浇注 （多加出气冒口），高温浇注（加强砂芯排气）。
1 浇注工艺
铸造工艺及设备专业，高级工程师，现主要从事铸造技术及质量
管理的工作。
免气体裹入，减少金属液氧化；同时有利于型腔
现代铸铁 2009 / 5 43
球
Nodular Irons & Gray Irons
墨
铸