大型铸钢件优缺点和造成尺寸精度缺陷的因素

大型铸钢件的优点之一是设计的灵活性，设计人员对铸件的形状和尺寸有大的设计选择自由，特别是形状复杂和中空断面的零件，大型铸钢件可采用组芯这一特别的工艺来制造。其成形和形状改变却容易，从图样到成品的转化速度很不慢，有利于不慢报价响应和交货期的缩短。形状和质量的优良化设计、小的应力集中系数以及整体结构性不错等特点。

都体现大型铸钢件设计的灵活性和工艺优点：

1、大型铸钢件冶金制造适应性和可变性不错，可以选择不同的化学成分和组织控制，适应于各种不同工程的要求；可以通过不同的热处理工艺在大的范围内选择力学性能和使用性能，并有良好的焊接性能和加工性能。

2、大型铸钢件的重量可在很大的范围内变动。重量小者可以是仅几十克的熔模铸件，而大型铸钢件的重量可达数吨、数十吨乃至数百吨。

3、铸钢材料的各向同性和大型铸钢件整体结构性不错，因而提升了工程性。再加上减轻重量的设计和交货期短等优点，在价格和经济性方面具有竞争优点。

但是，它也有一些缺点：

1、表面粗糙。表面一般来说比较粗糙，不能与机加工表面相比，形状也较复杂。

2、组织不致密。液态金属的结晶以树枝生长方式进行，树枝间的液态金属然后凝固，但树枝间很难由金属液体全部填满，造成铸件普遍存在不致密性。此外，注入模中的液态金属在冷却中及凝固中如体积收缩而未获足够的补充，也可形成疏松甚至缩孔。铸铁件中的石墨往往以大尺寸的片状、球状或其他形状出现，也可看成是一种不致密组织。

3、组织不均匀。液态金属注入铸模后与模壁起先接触的一层液态金属因温度下降较不慢，因此很不慢凝固成为较细晶粒。随着与模壁距离的增加，模壁影响逐渐减弱，晶体沿与模壁相垂直的方向生长成彼此平行的柱状晶体。在铸件的中心部位，散热已无明显的方向性，且可自由地朝各个方向生长直至彼此接触，故形成等轴晶区。由此可见，铸件内的组织是不均匀的，一般说来，晶粒比较粗大。

由于大型铸钢件的特点，几乎所有的工业部门都需要用大型铸钢件，在船舶和车辆、建筑机械、工程机械、电站设备、矿山机械及冶金设备、油井及化工设备等方面应用尤为普遍。

造成大型铸钢件尺寸精度缺陷的因素如下：

1、铸件结构的影响，铸件壁厚，收缩率大，铸件壁薄，收缩率小，自由收缩率大，阻碍收缩率小。

2、浇铸温度的影响，浇注温度越高，收缩率越大，浇注温度不算高，收缩率越小，因此浇注温度应适当。

3、制壳材料的影响，采用锆英砂、锆英粉、上店砂、上店粉，因其膨胀系数小，仅为4.6×10-6/℃，可以忽略不计。

4、铸件材质的影响，材料中含碳量越高，线收缩率越小，含碳量越不算高，线收缩率越大，常见材质的铸造收缩率如下：铸造收缩率K=(LM-LJ)/LJ×1，LM为型腔尺寸，LJ为铸件尺寸。

5、型壳焙烧的影响，由于型壳的膨胀系数小，当型壳温度为1150℃时，仅为0.053%，因此也可以忽略不计。

6、制模对铸件线收缩率的影响，射蜡温度、射蜡压力、保压时间对熔模尺寸的影响以射蜡温度较明显，其次为射蜡压力，保压时间在确定熔模成型后对熔模后期尺寸的影响很小，蜡(模)料的线收缩率约为0.9-1.1%，熔模存放时，将进一步产生收缩，其收缩值约为总收缩量的10%，但当存放12小时后，熔模尺寸基本稳定，蜡模径向收缩率仅为长度方向收缩率的30-40%，射蜡温度对自由收缩率的影响远远大于对受阻收缩率的影响(佳射蜡温度为57-59℃，温度越高收缩越大)。