1、不同冒口设计对比通过近一年半的专业课学习,对铸造工艺有了初步的了解。冒口,作为常用的铸造工艺措施在铸造中发挥着重要的作用。根据铸件形状、材质及浇注环境等多种因素的不同,对冒口也有着不同的要求。通俗的冒口定义为:冒口是铸型内用于储存金属液的空腔,在铸件形成时补给金属,有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。习惯上把冒口所铸成的金属实体也成为冒口。冒口一般分为通用冒口(传统)和铸铁件的实用冒口(均衡凝固)两大类,其中通用冒口又分为普通冒口和特种冒口等。依据其他的细节冒口还可以有许多种划分,总之冒口的形状是多种多样的,固定的几种形式的冒口远远满足不了生产中的需要。常用的冒口形状有圆柱形、球顶圆柱形、长(
2、腰)圆柱形、球形及扁球形等多种。通用冒口:作为一种被普遍使用的冒口,它适用于所有的合金铸件,它遵循顺序凝固的原理,它有以下特点:1 冒口凝固时间大于或等于铸件(被补缩部分)的凝固时间。2 有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩,补偿浇注后型腔扩大的体积。3 在凝固期间,冒口和被补缩部分之间存在补缩通道,扩张角向着冒口。在实际生产中为了实现顺序凝固,要从冒口的位置、冒口的有效补缩距离及补贴和冷贴的充分利用等方面综合充分的考虑。冒口的位置设置要遵循以下原则:1)冒口应就近设在铸件热节的上方或旁侧。2)冒口尽量设在铸件最高最厚的部位,对低处的热节增设补贴或冷铁,造成补贴的有利条件。3)冒口不应设
3、在铸件重要的、受力大的部位,以防止组织粗大降低强度。4)冒口位置不要选在铸件应力集中处,注意减轻对铸件的收缩阻碍以防止引起裂纹。5)尽量用一个冒口同时补贴几个热节或铸件。6)冒口布置在铸件的加工面上,可以节约铸件的精整工时,零件外观好。7)不同高度上的冒口应用冷铁使使各个冒口的补贴范围分开。冒口的补缩距离是冒口作用区与末端区长度之和,它是确定冒口数目的依据,与铸件的结构、合金成分及凝固特性、冷却条件、对铸件质量要求的高低等多种因素有关。在确定铸件的有效补缩距离时一般根据铸铁、铸钢、有色合金等不同材质单独分析,如笼统的套用一套分析方法在实际生产中可能会造成严重的损失。外冷铁和补贴配合冒口使用时,
4、它们可以有效的扩大冒口的补缩距离,由于它们强烈的激冷作用,安放在热节处还可以有效的消除缩松、缩孔等缺陷。铸钢件冒口作为通用冒口其计算原理适用于实行顺序凝固的一切合金铸件,通用冒口的几种常用的冒口计算方法是模数法、三次方程法、补缩液量法、比例法等方法。在生产中要根据实际情况选择合适的冒口设计方法。实用冒口:铸铁件如灰铸铁、儒墨铸铁和球墨铸铁等在凝固过程中由于析出石墨而体积膨胀,且膨胀的大小、出现的早晚,均受冶金质量和冷却速度的影响,因而有别于其他合金。以球铁为代表,其凝固过程可分为:一次收缩、体积膨胀和二次收缩等三阶段。根据铸铁的独特特性实用冒口应运而生。实用冒口的设计方法是让冒口和冒口颈先于铸
5、件凝固,利用全部或部分共晶膨胀在铸件内部建立压力,实现自我补缩,更有利于克服缩松缺陷。实用冒口的工艺出品率高,铸件品质好,成本低。它比通用冒口更实用。实用冒口分为控制压力冒口、直接实用冒口等,同时也可以根据铸件形状及其他要求用浇注系统当冒口及实现无冒口浇注。直接实用冒口、控制压力冒口以及无冒口补缩等各有其严格的适用条件,如直接实用冒口要求铸型有很高的强度以抵抗石墨化膨胀时带来的强大张力,而且浇注温度要严格控制,保证冒口颈冻结时间准确,对于形状复杂的多模数铸件有时还需要实验。而要实现无冒口补缩则要求高的冶金质量、铸件的平均模数大、实用强度高刚度大的铸型、低温快浇、采用小的扁薄内浇道、设明出气孔等
6、。在生产中要根据具体情况具体分析,不能只看美好的前景而不顾自己工厂的实际情况,只有结合实际采用经济实用的冒口才能取得良好的产品质量和经济效益。均衡凝固冒口:铸铁液冷却时产生体积收缩,凝固时因析出石墨由发生体积膨胀,膨胀可以抵消一部分收缩,均衡凝固技术就是利用收缩膨胀的动态叠加,采用工艺措施,使单位时间的收缩与补缩、收缩与膨胀按比例进行的一种凝固原则,可以理解为有限的顺序凝固。均衡凝固技术既强调用冒口进行补缩,又强调利用石墨化膨胀的自补缩作用。均衡凝固的工艺原则与与其他冒口的工艺原则有明显的区别。1)铸铁件的体收缩率是不确定的,不仅与化学成分、浇注温度有关还与铸件的大小、结构、壁厚、铸型种类、浇
7、注工艺方案有关。2)越是薄小件越是强调补缩,厚大件补缩要求低。3)铸铁件的冒口不必晚于铸件凝固,冒口模数可以小于铸件模数,应充分利用石墨化膨胀的自补缩条件。4)冒口不应该放在铸件热节上,要靠近热节以利用补缩:又要离开热节以减少冒口对铸件的热干扰,这是均衡凝固技术的关键之一。5)开设浇冒口时,要避免在铸件和冒口接触处形成接触热节。6)铸件的厚壁热节应安放在浇注位置的下部,当厚薄相差较大时厚壁热节安防外冷铁,铸件可不安放冒口 7)推荐耳冒口、飞边冒口等冒口颈短、薄、宽的形式。8)采用冷铁平衡壁厚差。9)优先采用顶注工艺,使浇入得铁液尽快静止,尽早发生石墨化膨胀。不同的冒口形式有不同的用处,在生产中
8、要根据实际情况的不同选用不同的冒口。对于铸钢件和合金件来说一般采用通用冒口,这在生产实践中已经有了很好的运用,根据铸件的材质、形状及其他方面的要求在通用冒口的前提下设计铸件特有的冒口,使其最经济、最实用是一个铸造工程师必备的素质。而铸铁件一半采用实用冒口和均衡凝固冒口。虽然同为铸铁件但是使用这两种不同冒口时的工艺措施却有着截然不同的思路:如实用冒口要求把冒口放在热节上而均衡凝固冒口却规定冒口不能放在热节上;此外均衡凝固冒口不要求冒口晚于铸件凝固,它的冒口颈通常很小,这在一般的冒口设计思路中简直是一个不可能的事情。用传统冒口设计思路来看均衡凝固冒口显得很另类,从形状上来看人们对它的实际作用感到怀疑,但事实表明均衡凝固冒口有着比传统冒口更好的补缩作用。这就在于铸铁凝固时的奇特方式。因此我们在实际生产中要根据自己的具体情况大胆采用合适的冒口,不要拘泥于传统的思想中,要勇于创新,为寻找、完善祖国的铸造工艺做出自己的贡献。通用冒口、实用冒口、均衡凝固冒口以及还有其他很多种特种冒口,虽然它们的形式原理各不相同当它们却都有同一个目的获得合格的铸件。作为一个铸造专业的大学生,我们要严格要求自己,熟练掌握各种铸造工艺,在以后的工作实践中,结合自己的所学所能及自己所处工厂的实际状况,充分发挥认真务实、勇于创新的精神,努力把自己的知识转化为实际的生产力,争做合格的铸造工程师。