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铸件和模样设计

（1）因铸件截面厚薄不均造成金属流间断，在某些铸件设计中，薄截面位于金属液难以达到的部位，很难恰当地设置浇注系统。在可能的情况下，应对这类设计进行修改，当无法更改设计时，则需采用相当复杂的浇注系统，以避免产生这类缺陷。

（2）铸件截面相对过薄，这种设计没能考虑到金属流动和凝固的规律。如果设计者不能加厚这一截面的话，惟一的补救办法是提高金属的浇注温度，或者修改金属的化学成分，以改善其流动性。还有一个较好的弥补办法是采用不会产生急冷的铸型（型芯），但这会使生产成本增加，因此在可能的情况下应更改设计。

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防止铸件产生缩孔的根本措施是采用定向凝固。所谓定向凝固，即使铸件按规定方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程。按定向凝固的顺序，先凝固部位的收缩，由后凝固部位的熔融金属来补充；后凝固部位的收缩，由冒口或浇注系统的金属液来补充，使铸件各部分的收缩都能得到补充，而将缩孔转移到铸件多余部分的冒口或浇注系统中。

所谓冒口是指在铸型内存储供补缩铸件用熔融金属的空腔，也指该空腔中充填的金属。冒口除补缩外，有时还起排气、集渣的作用。凝固后切除多余部分便可得到无缩孔的致密铸件。

实现定向凝固的措施是在铸件可能出现缩孔的厚大部位（热节）安放冒口，或在铸件远离浇冒的部位增设冷铁等。

所谓冷铁是指为增加铸件局部的冷却速度，在砂型、砂芯表面或型腔中安放的金属物。图中所示铸件中可能产生缩孔的厚大部分不止一个，若仅靠顶部冒口，难以向底部凸台补缩，如果在该凸台的型壁上安放两个外冷铁，加快了该处的冷却速度，使厚壁凸台反而最1先凝固，从而实现了由下而上的定向凝固。

定向凝固与逐层凝固是两个不同的概念。定向凝固是指铸件各部分的凝固顺序；逐层凝固是指铸件某截面上的凝固顺序。逐层凝固的合金表层先凝固，然后逐渐向铸件中心增厚，铸件中心最后凝固。冒口的补缩通道能长时间保持畅通，有利于实现铸件的定向凝固。对于纯金属、共晶成分的合金，工艺上一般都采用定向凝固的原则，来提高铸件的致密性。

相反，倾向于糊状凝固的合金，结晶的固体骨架较好地布满整个铸件的截面，使冒口的补缩通道堵塞，难以实现定向凝固。

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缩松缺陷的解决方案是影响产品成本的重要因素，它直接影响铸件的工艺出品率、生产效率。铸件的补缩效果与铸件材料和结构有直接的关系。虽然根据材料的凝固特点，灰铸铁件较易补缩，球墨铸铁件较难补缩，但如果没有补缩通道，即使是灰铸铁，其补缩也较难实现。例如HT250材料的制动盘结构简单，由于没有补缩通道，常常产生缩松缺陷；而若有较好的补缩通道，球铁曲轴也不易产生缩松缺陷。常用的消除或者减小缩松缺陷的方法一般有:冒口补缩、熔炼浇注工艺调整控制、冷铁激冷以及采用冷却筋、散热片和导热率高的型砂、芯砂局部加速冷却等。以下是笔者公司使用这些方法解决缩孔缩松缺陷的实例。

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