第四章[重要的]浇注系统设计VIP免费

第四章 浇注系统设计 浇注系统(gatingsy stem，ru nning-sy stem)是铸型中液态金属流入型腔的通道之总称。铸铁件浇注系统的典型结构如图3—4—1 所示，它由浇口杯(外浇口)、直浇道、直浇道窝、横浇道和内浇道等部分组成。广义地说，浇包和浇注设备也可认为是浇注系统的组成部分，浇注设备的结构、尺寸、位置高低等，对浇注系统的设计和计算有一定影响；此外，出气孔也可看成是浇注系统的组成部分。 浇注系统设计得正确与否对铸件品质影响很大，铸件废品中约有 30％是因浇注系统不当引起的。 对浇注系统的基本要求是： 1)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。 2)在规定的浇注时间内充满型控。 3)提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓、棱角清晰。 4)使金属液流动乎稳，避免严重紊流。防止卷入、吸收气体和使金属过度氧化。 5)具有良好的阻渣能力。 6)金属液进入型腔时线速度不可过高，避免飞溅、冲刷型壁或砂芯。 7)保证型内金属液面有足够的上升速度，以免形成夹砂结疤、皱皮、冷隔等缺陷。 8)不破坏冷铁和芯撑的作用。 9)浇注系统的金属消耗小，并容易清理。 10)减小砂型体积，造型简单，模样制造容易。 此外，对于薄小铸件常可用浇注系统当冒口，对铸铁有一定补缩作用；对于大量流水线生产的球墨铸铁件，在浇注系统结构中增加反应室，可实现型内球化或型内孕育处理，其浇注系统分别示于图3—4—2、固 3—4—3。 第一节 液态金属在浇注系统基本组元中的流动 一、在砂型中流动的水力学特点在正常浇注温度下，液态合金的运动粘度比室温下水的运动粘度低。如20℃的水，其ν 水值为而液态铸铁的ν 铁为0.55x10 ，液态铝合金的ν 铝为0．6×10 。因此，液态合金的充型过程可视为具有一定粘度的液体运动，应用流体力学规律加以研究。但是，液态合金在砂型中的流动和水、油等一般粘性流体在金属管、塑料管或玻璃管中的流动不完全相同，而有其特点，这些特点是： (1)型壁的多孔性、透气性和合金液的不相润湿性，给合金液的运动以特殊边界条件 当合金液流内任一截面上各点的压力P 均大于型壁处的气体压力 Pa时，则呈充满态流动，当P 等于 Pa 时呈非充满态流动(见图 3—4—4)。 (2)在充型过程中，合金液和铸型之间有着激烈的热作用、机械作用和化学作用 炽热的合金液流经浇注系统时，总会伴随着物理、化学过程。如合金液冲刷和侵蚀型壁，相互热交换，合金液粘度增大和体积收缩，甚至伴...