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《铸件补缩工艺设计的理论与实践》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2001年第2期(总第92期)铸件补缩工艺设计的理论与实践陈淑惠王欣(陕西工业职业技术学院,咸阳712000)袁森(西安理工大学,710048)摘要本文归纳了铸件冒口设计的五条原则。分析了铸钢件不同冒口设计的理论依据和计算公式,强调冒口离开热节动态顺序凝固的适用性。介绍了铸铁件均衡凝固冒口设计的理论和技术。关键词铸件补缩工艺原则冒口设计TheoryandPracticeofCastingFeedingTechnologyDesignChenShuhuiWangXinYuanSenAbstractInthispaper,fiveprinciplesofcastingriserdesig
2、nhasbeenconcluded,andthetheorybasisandcalculationformulaofvariousriserdesignofsteelcastingshasbeenemphasized,thetheoryandtechniqueofriserdesignofironcastingswithequalizingsolidificationhasbeenintroduced.KeyWordsCastings,FeedingaCasting,RiserDesign.20世纪30年代,著名冶金工程师的凝固时间大于铸件的表观收缩时间。N.Chvorinov提出了
3、凝固模数的概念,在考虑了1.2补缩液量合金、铸型等热物理参数和浇注条件的基础上,按冒口应能提供足够的补缩液量,以满足铸件照铸件形体所决定的热量传输特征,建立了凝固补缩的需要,即模数与凝固时间关系的平方根定律,为冒口设计(Vc+Vr)≤Vr(1)提供了科学依据。60年代,R.Wlodawer完善并式中,Vc、Vr——分别为铸件和冒口的体积;发展了Chvorinov的理论,在平方根定律的基础——冒口补缩效率;上,建立了冒口-铸件间模数关系式,总结出适用——凝固体收缩率,对铸铁件,式(1)中的于各种复杂铸件的模数计算方法,把冒口参数设应该用补缩率Fc替代。补缩率Fc不计定量化
4、。至今,各种冒口设计方法的演变和发仅与有关,还与浇注条件、浇冒口安展,还没有脱离模数理论体系。放位置、铸件结构、铸型冷却特性及铸型硬度等工艺条件有关,属动态特性。1铸件冒口补缩设计原则1.3补缩通道1.1凝固时间为了保证凝固期间金属液体能够畅通无阻地冒口的凝固时间大于或等于铸件(被补缩部由冒口向铸件补缩流动,冒口与铸件之间必须形分)的凝固时间,对有石墨化膨胀的铸铁件,冒口成楔形通道。6大型铸锻件1.4冒口位置冒口中凝固层厚度应为铸件壁厚的一半,冒口中冒口的位置应偏离铸件的几何热节,以减小缩孔球直径d0与铸件厚度T之和即为冒口直径冒口与铸件连接处形成的接触热节对铸件凝固的dr:热干扰
5、。dr=d0+T(3)1.5补缩压力球形缩孔体积应该等于铸件(被补缩部分)和冒口体内要有足够的补缩压力头,以克服补冒口的总体收缩:缩液体的流动阻力,同时保证铸件在凝固过程中331d0×=(Vr+Vc)(4)一直处于正压状态。48为了充分发挥冒口的有效补缩作用,获得致补缩液量法表达了一定材质铸件采用特定形密铸件,常常需要采用补贴、冷铁、保温冒口套等状冒口和浇注方法时铸件与冒口之间的关系,没工艺措施,增加有效补缩距离,延长冒口的(凝固)有考虑冒口形状和铸件结构等因素,也不能说明补缩时间。冒口一定会晚于铸件凝固,独立使用受到限制。[1]2.4双曲线方程图解法2铸钢件冒口设计方法该法也
6、称为凝固速率比法,由美国冶金师在顺序凝固原则指导下,形成了多种多样的Caine于1948年提出。通过对铸钢件进行大量工冒口设计方法。艺实验,得到冒口与铸件尺寸之间的xy=a双曲2.1模数法线函数关系:按照模数理论,无论铸件形体如何,只要模数Vra=+(5)相同,凝固时间就大抵相近。模数大,铸件厚实,凝Vcf-c固时间长;反之亦然。根据平方根定律(=K·式中,f=Mr/Mc;2M),冒口的凝固模数Mr与铸件的凝固模数Mc,a——与合金有关的常数;必须满足如下关系:Vr——冒口的体积;Mr≥f1Mc(2)Vc——铸件被补缩部分的体积;式(2)中的f1为冒口的平衡系数,R.Wloda
7、wer——凝固收缩率(%);提出f1≥1.2即可实现补缩结束时冒口的残留模c——与冒口和铸件的相对冷却速度有关的数大于或等于铸件的模数,补缩时间得以保证。系数。采用模数法计算出的冒口体积,应该用补缩取=5%,a=0.1,c=1.0,式(5)可以变为液量法进行校核,即冒口体积Vr应满足式(1)。Vr/Vc=0.1/(f-1.0)+0.05(6)2.2热节圆比例法Vr/Vc——f曲线关系如图1。图中虚线为美热节圆比例法是一种经验性方法。采用作图国铸造实践委
