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《熔模铸件冒口当量热节设计法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、精密铸造特种铸造及有色合金2006年第26卷第2期熔模铸件冒口当量热节设计法许云祥(中国科学技术大学)摘要将当量热节概念应用于冒口设计,提出了冒口的当量热节设计法。在当量热节直径根据简化后的铸件截面尺寸通过图表确定后,可以计算出冒口颈直径、冒口直径、冒口体积和冒口高度。冒口的当量热节设计法,概念直观,计算简单。关键词熔模铸造;冒口设计;当量热节中图分类号TG249.5文献标志码A文章编号1001-2249(2006)02-0108-03常见的冒口设计法为热节圆比例系数法和热模数热节计算图,由计算图中a标轴和b标轴上相应a、b值法。热节圆比例系数法由于
2、热节圆不能完全正确地反用直尺连线,该连线交DC标轴上的相应数值即为该铸映铸件热节的凝固时间关系,且没有考虑冒口大小与铸件相应部位的当量热节直径。件补缩量的关系,因此误差比较大。模数法则模数计算比较麻烦,且模数概念不直观,因此使用不大方便。[1]1976年作者提出了相当热节(当量热节)概念。相当热节概念直观,且计算比较简单,为此本文将相当热节(当量热节)概念应用于冒口设计,提出了冒口的当量热节设计法,以供精铸工艺设计人员设计冒口时参考。1当量热节(相当热节)概念圆柱体精铸件的浇注补缩系统的设计是最简单的。笔者在文献[1]中提出可将任何一个精铸件简化成一
3、个或几个相当的圆柱体铸件。笔者认为这个简化的圆柱体铸件应满足两个条件:①这个圆柱体铸件的圆截面的热模数应与相应精铸件热节的最小热节截面的热模数相等;②这个圆柱体铸件的质量应与相应铸件的质量(或补缩区的质量)相等。则这个(或几个)圆柱体铸件图1当量热节计算图的浇注补缩系统就可替代这个精铸件的浇注补缩系统,图1当量热节计算图适用于铸件壁厚大于20mm即当一个浇注系统或冒口用于这个圆柱体铸件不会产的铸件热节,铸件壁厚小于20mm时,可参考文献[2,生缩孔时,则将同样的浇注系统或冒口用于相应的实际3]相应的计算图。铸件也就不会出现缩孔。将这个简化的圆柱体铸件
4、称当量热节和模数的本质是相同的,它们都是立足于为当量热节铸件,这个简化圆柱体铸件的直径称为相应热容量与散热面积之比。但是热节各冷却面的散热能铸件的当量热节直径(相当热节直径)。力并不一定相同,因此当存在散热能力弱的面、甚至不当量热节法的实质是将实际铸件简化成直径等于散热的绝热面时,应根据其散热能力减低的程度以及此当量热节直径、质量等于铸件质量(或补缩区质量)的面的大小,适当放大上述的计算值。假如计算中出现凝一个(或几个)圆柱体铸件──当量热节铸件。固时绝热面所占热节总冷却面的比例为η%,则上述计2精铸件当量热节直径的计算算值应放大,乘以1/(1-η%
5、)。如果精铸件热节的最小截面为圆截面或正方形,则3冒口设计时的注意点精铸件的当量热节直径即是该铸件热节圆截面的直径冒口设计时应注意以下几点:①冒口设置在需补缩或正方形的边长。的铸件厚大热节部位。②冒口的凝固应迟于冒口设置当精铸件热节最小截面为其他形状时,则将该截面处的铸件热节。③冒口中应储存有足够安全的金属液大致简化成边长为a×b的长方形,然后使用图1当量以补充铸件(或铸件补缩区)凝固时的体收缩。在保证收稿日期:2005-11-30作者简介:许云祥,男,1939年出生,教授,中国科学技术大学,通讯地址:合肥市美菱大道122号菱水苑小区南5栋601室(
6、230052),现居上海,电话:021-56433221,E-mail:ningxu@nline.sh.cn108熔模铸件冒口当量热节设计法许云祥安全补缩的条件下,冒口应越小越好。冒口过大,不仅冒口状态分为顺补和逆补两类:顺补是指浇注时金降低了铸件工艺出品率,甚至可能反而增大铸件的热属液经过冒口流入铸件,即补缩方向和浇注流动方向一节。④冒口颈应保证一定的长度。为了避免冒口中的致,此状态下浇注后冒口中金属液温度高于铸件,此时缩根潜入铸件,冒口越大,冒口颈越长。⑤凝固过程中系数K1取1;逆补是指浇注时金属液经过铸件热节流入冒口在大气压差和重力差的作用下,
7、将向设置冒口的铸冒口,此状态下浇注后铸件热节的温度高于冒口,因此件热节部位产生凝固收缩流动而实现补缩,因此大气压冒口的补缩效果较差,此时系数K1可取1.05～1.10。差和重力差是冒口补缩的动力。为此当冒口位置低于4.2冒口直径计算铸件热节时,必须保证给冒口补缩施加动力的动力源的Dr=(1.1～1.3)Dg(2)作用通道畅通。式中,系数通常取1.2,如冒口表面撒保温剂或为发热冒口时可取1.1;Dr为冒口底部直径。当冒口颈和冒口4冒口计算的截面为非圆形时(如腰圆或椭圆),可利用图1,先确定短轴长a值,然后根据Dg或Dr值(即图1中的Dc),4.1冒口颈
8、计算连线求得长轴长b值。Dg=K·K1·Dc(1)注意,冒口应有一定斜度,一般取斜度为5°～7°。式中,Dg
