教学课件第三节冒口、冷铁设计.ppt

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1、第三节冒口、冷铁设计一、冒口冒口是铸型内设置的一个储存金属液的空腔。冒口的概念冒口的作用冒口的分类常见冒口形式冒口的设计1)对于凝固温度范围宽，不产生集中缩孔的合金，冒口的作用主要是排气和收集液流前沿混有夹杂物或氧化膜的金属液。这种冒口多置于内浇道的对面，其尺寸也不必太大。2)对于要求控制显微组织的铸件，冒口可以收集液流前沿的过冷金属液，避免铸件上出现过冷组织。3)对于凝固期间体积收缩量大，且趋向于形成集中缩孔的合金（如铸钢、锰黄铜和铝青铜等），冒口的主要作用是补偿铸件的液态收缩和凝固收缩以得到致密的铸件。对铸件进行补缩，防止产生缩孔、缩松等

2、缺陷，同时提高排气、集渣等效果，防止产生气孔、夹渣等缺陷。冒口的作用冒口顶冒口侧冒口明冒口暗冒口依所在位置分依覆盖情况分压缩空气冒口发气压力冒口大气压力冒口保温发热冒口发热冒口加氧冒口煤气加热冒口电弧加热冒口易割冒口依加压方式分依加热方式分普通冒口特种冒口直接实用冒口控制压力冒口传统冒口铸铁件的实用冒口分类暗顶冒口明侧冒口暗侧冒口易割冒口压边冒口整体冒口发热（保温）冒口大气压力冒口明顶冒口冒口形式功能不同的冒口，其形式、大小和开设位置均不相同。冒口的设计要充分考虑铸造合金的性质和铸件的特点。根据铸件的特点，冒口一般可分为通用冒口和实用冒口。1

3、.通用冒口设计1通用冒口的特点适用于所有合金铸件的冒口称为通用冒口。2通用冒口的补缩原理冒口设计①冒口凝固时间大于或等于铸件（被补缩部分）的凝固时间。1)基本条件②有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固补缩以及浇注后型腔扩大的体积。③在凝固期间，冒口和被补缩部位之间存在补缩通道，扩张角始终向着冒口。铸件凝固过程中液相线之间形成的向冒口方向的扩张角称为补缩通道扩张角，用表示。补缩通道：铸件凝固过程中，冒口和铸件被补缩部位之间始终保持着畅通的液态通道，称为补缩通道。补缩通道扩张角：2)补缩通道和有效补缩距离①冒口与铸件间的补缩通道②冒口的

4、有效补缩距离中间区末端区冒口作用区冒口有效补缩距离冒口的有效补缩距离应考虑冒口补缩和铸件末端冷却效应的联合作用。掌握冒口补缩距离，可以合理地规定大铸件冒口的间距和数量。一般情况下，平行截面的板状、棒状钢铸件冒口有效补缩距离为其厚度(T)的二倍，如有末端效应则为厚度的四点五倍（4.5T）。金属补贴③冒口的有效补缩的保证利用冷铁和工艺补贴。加热补贴固相补缩是最后阶段，对铸件外形收缩有直接影响。3)补缩的过程液态补缩为凝固初期的主要补缩方式。重量补缩是紧跟液态补缩发生的固相在重力下自动积聚的补缩方式。第三阶段枝晶间补缩，对形成疏松缺陷有直接

5、影响。4)适用条件适用于所有合金铸件。但通常用于铸型刚度差的较厚铸铁件的生产。3通用冒口的设计冒口的设计包括两个内容：一是确定位置和数量，二是确定冒口的尺寸。②冒口应设在铸件最高和最后凝固的部位，同时必须采取措施形成向冒口方向的定向凝固。1)冒口的位置①冒口应就近设在铸件热节的上方或侧旁。③冒口不应设在铸件重要的、受力大的部位。⑤冒口应尽量设置在方便和容易清除冒口残根的地方或尽量放在加工面上，减少铸件不必要的加工或修整。⑥对于不同高度上的冒口，应用冷铁使各个冒口的补缩距离隔开。④冒口应避免放在铸件上应力集中的部位，注意减轻对铸件的收缩阻碍，

6、以免由于加大热差造成铸件变形或开裂。2)冒口的尺寸模数法、比例法、三次方程法、补缩液量法①模数法的基本原理顺序凝固cnr铸件受补缩部分的凝固时间冒口的凝固时间冒口颈的凝固时间<

7、:Mn:Mr=1:（1~1.03）:1.2顶冒口：Mr=（1~1.2）Mc考虑到缩孔应完全在冒口内，有：金属的体收缩率冒口的补缩效率型壁移动而扩大的体积②冒口设计的基本步骤a)计算铸件的模数b)求出冒口及冒口颈的模数c)确定冒口的形状和尺寸d)确定冒口的个数e)校核冒口的最大补缩能力③计算举例见教材121页。几种常见几何体的模数计算公式4提高通用冒口补缩效率的措施提高冒口中金属液的补缩压力（采用大气压力冒口）和延长冒口中金属凝固时间（采用保温、发热冒口）2.实用冒口设计1)实用冒口设计法让冒口和冒口颈先于铸件凝固，利用全部或部分的共晶膨胀量

8、在铸件内部建立压力，实现自补缩，从而克服补缩缺陷。①直接实用冒口原理：直接实用冒口是利用冒口来补偿铸件的液态收缩，而当共晶膨胀开始时，让冒口颈及时凝固，只要铸型的刚