在设计铸件结构时,还要考虑到金属的铸造性能优劣。否则铸件就会出现浇注不足、缩孔、缩松、冷隔、铸造应力、变形和裂纹等。往往在采用更合理铸件结构后,便可以消除这些缺陷。因此,应使铸件结构有利于液体金属的充型,并能减轻或避免由金属收缩造成的铸件缺陷。


1. 铸件壁厚


  铸件壁厚要适当,某一种铸造金属都有其适宜铸件壁厚范围,过厚或过薄都会对铸件产生不利影响。如果选定金属的适宜壁厚不能满足零件的力学性能的要求,就应考虑改选高强度的金属或更合理的截面形状。


  铸件壁厚要均匀,壁厚不均匀的铸件容易在壁厚处产生缩孔和缩松,并且壁厚不同冷却速度也不同,铸造应力会引起铸件变形或开裂。


  由于上述原因,所以在设计铸件时,应力求做到壁厚均匀。也就是说,铸件的各部分应具有冷却速度相近的壁厚,铸件的内壁因冷却较慢,其壁厚应略小于外壁。


2. 铸件壁厚的连接


  铸件壁间的连接应注意以下几个方面。


  铸件壁的转角处应有结构圆角。在铸件的转角处如果是直角连接,则在此处不仅会形成热节,容易产生缩孔和结晶脆弱区,而且因应力集中易于导致结晶脆弱区产生裂纹。


  壁的连接处应避免过于厚大而形成热节。对于铸件结构中有两个或三个甚至多个壁相连的情况,为避免连接处过于厚大而形成热节,不应采用交叉相连或锐角连接,可采用交错接头或环形接头结构。结构锐角连接应采用过渡形式,以防止产生缩孔、缩松及裂纹等缺陷。


  不等厚度的壁相接时应逐渐过渡。


3. 铸件结构要有利于减小应力和防止变形


  尽量使铸件能自由收缩。铸件在浇注后的凝固冷却过程中,其体积和长度都将减小。如果其收缩受阻,铸件内部将产生应力,导致变形、裂纹的产生。因此,在设计铸件结构时,应尽量使其能自由收缩。从而减小铸造应力,防止发生裂纹。


  采用对称结向:对于容易产生变形的铸件,如壁厚均匀的细长铸件、面积较大的平板铸件等,为减小变形,可采用对称式结构以使变形相互抵消或增设防变形肋。


4. 铸件结构应尽量避免有较大的水平面


  在铸件浇注位置上有过大的水平面,不利于金属液的充填,容易产生浇不到等缺陷,应尽量避免。因此,在进行铸件结构设计时,应尽量将水平面设计成倾斜形状。


  以上所述关于铸件结构工艺性的要求都是一般性原则,并且大多是针对砂型铸造而言,对于采用特种铸造的铸件,还应根据其相应的工艺特点考虑一些特殊要求。