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大型球铁铸造浇冒口设计原理

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大型球铁铸造浇冒口设计原理

发布日期:2018-05-23 作者:www.syvanmach.com 点击:

球铁铸造

大家经常购买球铁铸造,但是您知道他的浇冒口设计原理是什么吗?

球铁凝固时的体积变化

球铁共晶凝固时析出奥氏体和石墨伴随的体积膨胀,应与灰铁数据相同。但是,用湿型浇注的直径50 mm铸件检测结果如图1所示,即球铁的膨胀比灰铁大得多。

球铁石墨析出膨胀与共晶度的关系,球铁的膨胀量比灰铁膨胀量大得多。灰铸铁的共晶膨胀约为0.3%,而球铁的共晶膨胀约为1.5%-2.0%。

灰铁共晶凝固时,表层形成硬壳逐渐加厚(壳形凝固),可以承受共晶膨胀压力,内部液态部分则与冒口连通,不断得到补缩铁水,因而可以得到无缩孔缺陷的致密铸件。球铁在开始凝固100 s后表层仍无硬壳形成(粥样凝固),共晶膨胀压力直接作用于铸型表面,为了抵抗共晶膨胀压力造成的型壁迁移、涨箱等现象的负面作用,球铁铸型应有足够的刚性。

增加型内压力可使缩孔面积大幅度缩小。

任何一家球铁铸造生产厂都会发现,利用灰铁铸件同样的补缩方法,解决不了球铁铸造的缩孔、缩松问题,因为在粥样凝固的球铁铸造中,无通道可以把补缩铁水传送到二次收缩产生缩孔缺陷的部位。

S. I. Karsay根据多年的研究成果和大量球铁铸造生产实践经验,提出一项“实用补缩技术”,其基本原理是利用球铁的共晶膨胀压力,而不是补缩铁水,来消除二次收缩过程形成的缩孔类缺陷。因此,设计冒口和浇注系统的出发点,不是“补”而是“堵”。冒口颈和内浇口的模数都必须控制在一定的范围以内,确保在共晶膨胀以前堵住铁水的所有出路。

到目前为止,还不能充分精确描述或解释这一过程,但是越来越多的实践经验证明这一方法是有效的,并且经过许多国家的权威专家参与验证和推广,目前己经成为工业发达国家中流行最广的一种实用技术体系。

冒口的设计与计算

控制压力冒口

铸型没有足够的刚度抵抗共晶膨胀压力造成

型壁迁移、涨箱等现象时,可利用控制压力冒口释放部分压力。湿型、壳型及壁厚在8-10 mm及以上的铸件可以采用这种方法,其原理如图5所示。图5(a)说明内浇口凝固时铸件和冒口组合成一体;图5(b)为液态金属产生最大收缩阶段;图5(c)铸件和冒口中液态金属膨胀而使冒口重新充满。进一步膨胀可增加组合体内的压力,但不超过铸型的承载能力。

冒口和冒口颈的尺寸基础是MT,它取决于铸件厚大部分的模数Ms,图6表示其最大值和最小值以及推荐的工作范围(阴影部分)。冶金质量高选低的MT值,反之则选高的MT值。选择冒口模数MR与MT相等,冒口颈的模数可取MN=0.67MR 。

冒口的数量可由工艺员决定,或根据补缩距离进行核算。冶金质量差时补缩半径R=8Ms;冶金质量好时补缩半径R=16Ms。

实际上控制压力冒口并不向铸件内部补缩铁水,而是向冒口反馈一部分铁水,减缓铸型承受的共晶膨胀压力。

要利用球铁的共晶膨胀压力消除二次收缩过程形成的缩孔类缺陷,冒口颈和内浇口的模数都必须控制在一定的范围以内,以确保在共晶膨胀以前堵住铁水的所有出路。为了便于排出气体和非金属夹杂物,仍需要用于灰铁铸件的出气孔、明冒口。

以上就是球铁铸造浇冒口设计的原理,希望对您有所帮助。


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