寸稳定；
对热节敏感度低，液态金属中过饱和气体
（稳3度）等金，属保型证可获方得便优•铸采铸质一用造铸般精各件都度种不 力小。一易 学工于般析 性C艺为T出 能措C8， 比。T施7铸 砂-1控件 铸0级制致 好，密 。凝轻度固合高顺金。序可晶达、粒C细充T小7填-9。。平故砂
（1（545～））3铸不0％件用；的砂工或艺者收少•R得用表a1率砂面2.光高，5μ洁m，一度液般R体可a3.金节2-1属约2.5耗造μm量型。减材砂少 料铸一，80般一～都般1大0可0于％节；约环
t0 t3
q
1
q
2
q
3
x1 x2 x3
整理得：
q t0 t3 x1 x2 x3
1 2 3
x1 x2 x3
1 2 3
分别为三者的热阻
分析：
q t0 t3 x1 x2 x3
1 2 3
（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（ x1 x2 x3 ）成反比. 1 2 3
三、金属型铸造的应用范围
❖ 合金种类
除热裂倾向大的合金，常用铸造合金都可利用金属 型铸造。
❖铸件形状和大小 一般金属型铸造适用于形状不太复杂的中小
❖ 尺寸精度和表面粗铸 冷糙式件度发。动非机铁缸合盖金、可液铸压较泵复壳杂体的、铸各件种，壳例体如等气。
❖ 生产规模
钢铁合金只能铸形状简单的铸件。
有色金属铸件质量在几千克到几十千克，钢 一般只有成批或大量铁生铸产件时质使量用在。几但十一到般几航百千克。 空件不受此限制。
件 凝
吸收大量热量，从而提高了铸件的冷却速
固 时
度。但当超过一定值时，铸件的冷却速度
间 ，
秒
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。
金属型厚壁，毫米 1-平板铸件 2-圆柱形铸件
Hale Waihona Puke 1.2.3 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，
❖ 工艺过程（概述） ❖ 金属型铸造的优缺点 ❖ 应用范围
第一节 概述
工艺流程
一、概述
工艺特点：
一型多铸，铸件精度高，力学性能好，但成本高，主要用于大批 大量生产铜、铝、镁等非铁合金铸件。
二、金属型铸造的优点：
（1）金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。
（2）铸件的精度和表面光洁由于度铸比件砂金型属铸在件金属高型，中而冷且得质较快量，和铸尺件
（2）比热流愈大，铸件冷却强度愈大.
x1
（3）铸件材质、尺寸一经确定，其热阻 1 、t0 即为定值。此
时比热流q的大小就取决于x2 、x3 和t3的大小，下面分析它
们对q的影响。
2 3
1.2金属型对传热的影响
x3
1.2.1关于型壁热阻 3 的影响
金属型壁导热系数λ3愈大，则其热阻愈小，铸件的 冷却速度愈强
假定金属型壁与铸件接触面为F（m2），密度
比热容c3（单位J/kg.℃）型壁温度场平均温度t均℃， 则金属型蓄热量Q可表示为
x Q＝F× 3 ×
×c3×t均（J）
x 可见 3 愈大，Q愈大
由于金属型蓄热和导热能力是相互依赖的
x λ3很大， 3 的增加为其蓄热量的 铸
增加创造了条件，这样型壁能迅速从间隙
境好；
（6）工序简单，便于实现生产管理；易实现机械化和自动化，
生产效率高；
金属型铸造的不足之处： （1）最小壁厚不小于2mm； （2）金属型不透气，必须采取一定措施导出气体； （3）无退让性，易产生裂纹和变形，不适合热裂倾向大的合金； （4）金属型制造成本高；铸件外形不宜太复杂。不能生产大型铸 件，必须在批量较大时才能显出经济效益； （5）金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注 速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的 质量的影响甚为敏感，需要严格控制。
t2
x1 x2
t3
x3
图2-4 铸件-间隙-金属 型系统的温度分布
1-金属型 2-间隙 3-铸件 4-铸件中心
根据付立叶定律，q值可用下述三式表示： t℃ 4 3 2 1
q
1 t0
x1
t1 w m2
（1）
t0
t1
q 2
x2
t1 t2
w2 m
（2）
t2
t3
q 3
x3
t2 t3
w2 m
系统发生的变化 (1)液体金属通过型壁散失热量, 凝固、收缩 (2)铸型获得热量，升高温度产生膨胀
结果在铸件与型壁之间，形成了间隙。 形成铸件—间隙—金属型散热系统
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。
t℃ 4 3 2 1
t0 t1
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
（3）
x1 x2 x3
图2-4 铸件-间隙-金属 型系统的温度分布
1-金属型 2-间隙 λ1、λ2、λ3 分别为铸件、间隙和金属型的导热系数。单位w/m ℃ 3-铸件 4-铸件中心
x1、x2、x3 分别为铸件、间隙和金属型的厚度 。单位m
（1）+（2）+（3） 得：
t0 t1 t1 t2 t2 t3
常用金属材料导热系数λ（w/m. ℃ ）
铸铁
铸钢
铸铝
铸铜
39.5
46.4
373.6
390.9
可见，铜铸型比铁铸型冷却速度要大，所以连铸结 晶器用铜结晶器。
1.2.2 型壁厚度x3 的影响
如果型壁 x3 愈大，其热阻愈大，按公式q 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。
金属型铸造工艺
Die Casting,Permanent Mold Casting
又称硬模铸造或永久型铸造，古代俗成铁范，是在重 力作用下将高温熔化的液态材料浇注到用金属制作的铸 型型腔中的工艺方法。
❖ 概述 ❖ 金属型铸件成形特点 ❖ 金属型铸造铸件工艺分析 ❖ 金属型铸造工艺卡片 ❖ 金属型设计
第二节 金属型铸件成形特点
❖ 导热性特点引起的铸件成形特点 ❖ 没有透气性引起的铸件成形特点 ❖ 无退让性引起的铸件成形特点
1. 由金属型材料的导热性能所引起的铸件成型特点 金属液浇入型腔，就把热量传递给金属型壁。
型壁有两方面变化 (1)蓄热：把热量积蓄起来，温度升高，发生膨胀 (2)传热：把热量散发到周围介质中去