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铸造收缩率计算器

铸件 100 mm、灰铁收缩 1%:模型做 101 mm;铸钢 2% 则做 102 mm。

铸造收缩率计算器

什么是铸造收缩率计算器?

铸造收缩率计算器 - 模型放量尺寸在线计算插图

金属凝固冷却从液态缩到室温,线尺寸缩小,模型必须预先放大:模型尺寸 = 铸件尺寸×(1+收缩率)。线收缩率因合金而异:灰铸铁 0.8–1.2%、球铁 1.0–1.3%、铸钢 1.8–2.2%、铸铝 1.0–1.3%、黄铜 1.3–1.5%。

实际收缩受结构阻碍(筋、芯、箱带)分为自由收缩与阻碍收缩,同一铸件不同方向可差 0.3–0.5%。精密铸造(熔模)收缩率低且稳定,砂型离散大。首件试制后实测修正放量是标准流程,统计缩尺用「铸造收缩尺」直接刻放量后尺寸。

铸件收缩由液态收缩、凝固收缩和固态收缩三阶段组成。液态收缩在浇注温度到液相线之间发生,靠冒口补缩;凝固收缩从液相线到固相线,是缩孔缩松形成的关键阶段;固态收缩从固相线到室温,决定模型放量尺寸。线收缩率主要指固态收缩阶段,约占全部收缩的70-80%。

阻碍收缩受铸件结构复杂度影响:简单的自由收缩件按标准收缩率取值即可;复杂结构(如框架形、带芯子的箱体)各方向收缩受阻程度不同,需分段取不同收缩率。大型铸件首件试制后实测修正放量是标准流程,统计缩尺用「铸造收缩尺」直接刻放量后尺寸。

L模 = L铸×(1 + 收缩率)

铸件100mm、灰铁收缩1%:L模=100x1.01=101mm;铸钢2%则L模=100x1.02=102mm。

常用铸造合金线收缩率参考表
合金类型线收缩率砂型/金属型典型应用
灰铸铁0.8-1.2%砂型为主机床床身/箱体
球墨铸铁1.0-1.3%砂型/金属型曲轴/凸轮轴
铸钢1.8-2.2%砂型/熔模阀体/齿轮坯
铸铝(砂型)1.0-1.3%砂型/金属型发动机缸体

如何使用铸造收缩率计算器

  1. 1

    输入铸件名义尺寸(mm)与线收缩率(%,默认灰铁 1.0)。

  2. 2

    点击计算,查看模型放量尺寸(mm)。

  3. 3

    不同方向可分别按自由/阻碍收缩率各算一次。

计算示例

例 1100 mm / 1%

L模 = 100×1.01 = 101 mm。

例 2铸钢件 500 mm / 2%

L模 = 500×1.02 = 510 mm——放量 10 mm,不可忽略。

注意事项

  • 常用线收缩率:灰铁 1.0%、球铁 1.2%、铸钢 2.0%、铸铝 1.2%、锡青铜 1.4%。

  • 加工余量另加(灰铁小件单面 3–5 mm),与收缩放量是两个概念,模型尺寸 = (铸件+余量)×(1+收缩率)。

  • 球铁凝固有石墨化膨胀,薄壁件收缩率可取 0.5–0.8%,厚大件反而可能负收缩。

常见问题

不是。线收缩是外形尺寸缩小;缩松缩孔是凝固补缩不足形成的内部缺陷,靠冒口冷铁工艺解决。

压铸冷却快、受阻大,常用 0.4–0.7%,比砂型铸铝(1.2%)小一半;模具图按压铸厂经验值放。

熔模铸造总收缩 = 蜡模收缩 + 型壳膨胀 + 金属收缩,综合 1.5–2.5%,靠试样实测回归。

球铁凝固时石墨球析出伴随体积膨胀(石墨化膨胀),在刚性铸型中可补偿收缩。厚大件冷却慢、石墨化充分,实际收缩可降至0.5%甚至负值(胀大);薄壁件冷却快来不及石墨化,收缩率接近普通铸铁。

模型尺寸 = (铸件名义尺寸 + 加工余量) x (1 + 收缩率)。加工余量另加在需要机加工的表面(灰铁小件单面3-5mm),与收缩放量是两个独立概念,不能混淆。

总收缩 = 蜡模收缩(0.5-1.5%)+ 型壳膨胀(负0.2-0.5%)+ 金属收缩(1.5-2%),综合1.5-2.5%。各环节离散性大,必须靠首件实测回归修正,仅靠理论值达不到尺寸要求。

压铸在高压(40-100MPa)下快速凝固,金属被压实补充了部分收缩;且压铸件壁薄、冷却快、受阻大。铝合金压铸常用0.4-0.7%,约为砂型铸铝(1.2%)的一半。

1m以上大型件不能简单用单一收缩率。沿长方向自由收缩段取大值(1.0-1.2%灰铁),受阻段(带筋、芯子区域)取小值(0.6-0.8%)。首件试制后按实测偏差修正各段缩尺,是大型铸件标准流程。

铸造收缩尺是按特定收缩率预先放大的专用量尺(如1%收缩尺上1mm实际刻度1.01mm),木模工直接用收缩尺量取即得模型尺寸。不同合金有对应收缩尺,避免每次手算乘法。

3D打印砂型(如EOS/voxeljet)的尺寸精度高,型壁尺寸稳定,收缩率可取传统砂型的中间值。但打印砂型表面粗糙度大,需涂覆涂料保证表面质量。收缩率仍需首件验证。

参考资料

  1. [1]AFS American Foundry Society
  2. [2]Cast Iron Institute 铸造手册
  3. [3]ASTM 铸造合金标准
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凯文内容作者Calcton 工程编辑组 口径审核Calcton 编辑组 交叉审核· 内容更新于 2026-05-05

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引用本页

GB/T 7714 格式

Calcton. 铸造收缩率计算器[EB/OL]. https://www.calcton.com/casting-shrinkage, 2026-05-05.

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最后更新:2026-05-05。

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