铸造工艺学讲课件.ppt

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1、浇注系统设计浇注系统：铸型中液态金属流入型腔的通道之总称。对浇注系统基本要求所确定的内浇道的位置、方向和个数应符合铸件的凝固原则或补缩方法在规定的浇注时间内充满型腔提供必要的充型压力压头，保证铸件轮廓、棱角清晰使金属液流动平稳，避免严重紊流。具有良好的阻渣能力金属液进入型腔时线速度不可过高，避免飞溅、冲刷型壁和使金属过度氧化保证型内金属液面有足够的上升速度不破坏冷铁和芯撑的作用。浇注系统的金属消耗量小，并容易清理减少砂型体积，造型简单，模样制造容易液态金属在浇注系统基本组元中的流动在砂型中流动的水力学特点：型壁的多孔性、透气性和金属液的不润湿性，给合金液的运动以特殊

2、边界条件在充型过程中，合金液和铸型之间有激烈的热作用、机械作用和化学作用浇注过程是不稳定流动过程合金液在浇注系统中一般呈紊流状态多相流动浇口杯中的流动浇口杯作用：承接来自浇包的金属液，防止飞溅和溢出，便于浇注分离渣和气泡增加充型压力头浇口杯中应避免出现水平涡流影响产生水平涡流因素：浇口杯内液面深度浇注高度、浇注方向及浇口杯结构消除水平涡流措施使用深度大的浇口杯应用拔塞、浮塞和铁隔片交口杯底部安装筛网砂芯或雨淋砂芯在浇口杯中设堤坝、闸门等逆向浇注直浇道中的流动作用：从浇口杯引导金属向下，进入横浇道、内浇道或直接进入型腔。在直浇道中金属液流动特点金属液在直浇道中存在两种

3、流态：充满式流动或非充满式流动非充满状态下，金属液股流表面压力接近大气压力。直浇道入口形状影响金属流态常用直浇道是充满状态的直浇道窝作用：缓冲作用缩短直——横拐弯处的高度紊流区改善内浇道的流量分布减少直——横浇道拐弯处的局部阻力系数和水头损失浮出金属液中的气泡横浇道中金属的流动作用：向内浇道分配洁净的金属液储留最初浇入的含气和渣污的低温金属液并阻留渣滓是金属液流平稳和减少氧化物夹渣物阻渣原理渣团上升阻力：F=CSρv2/2C:阻力系数；S：渣团水平投影面积Ρ：液态金属密度V：渣团上浮速度力平衡方程：4/3πR3(ρ-ρ渣)g-CπR2ρv02/2=0v0=(8g(ρ

4、-ρ渣)R/3Cρ)1/2渣团半径小，悬浮速度小大于临界半径的渣团才能上浮渣团密度越小，越容易上浮横浇道流速越低，可能阻留的渣越小。单靠横浇道是不能阻留金属液中所有的渣。横浇道发挥阻渣作用应具备的条件横浇道呈充满状态流速应尽可能低内浇道的位置关系要正确内浇道距离直浇道应足够远有正确的横浇道末端延长段封闭式浇注系统内浇道应位于横浇道下部，且和横浇道具有同一底面。封闭式浇注系统横浇道应高而窄，内浇道应扁而宽。内浇道原理横浇道的弯道；尽量用直的横浇道强化横浇道阻渣的措施设置筛网芯的浇注系统设置集渣包的浇注系统在内浇道中的流动内浇道作用：控制充型速度和方向，分配金属，调节铸

5、件各部分的温度和凝固顺序，浇注系统的金属液通过内浇道对铸件有一定的补缩作用。避免流入型腔时的喷射现象和飞溅，使充型平稳。液流影响浇口比的影响内浇道流量的不均匀性。内浇道基本设计原则内浇道在铸件上的位置和数目应服从所选定的凝固顺序或者补缩方法。方向不要冲着细小砂芯、型壁、冷铁和芯撑内浇道尽量薄对薄壁件可用多内浇道的浇注系统实现补缩，这是内浇道尺寸应符合冒口颈的要求内浇道避免开设在铸件品质要求高的部位，防止金相组织粗大为了使金属液快速而平稳地充型，各内浇道金属流向尽量一致。尽量在分型面上开设内浇道。对于收缩大易形成裂纹的合金铸件，内浇道的设置应尽量不阻碍铸件收缩。