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鑄鋼件澆注系統設計經驗
作者: 發布于:2019-12-23 9:24:05 點擊量:

 要使鑄鋼件在凝固過程中不產生縮孔及縮松缺陷,必須將鑄件最后凝固的部位引出鑄件本體,這就需要在鑄件內形成順序凝固的溫度梯度,使金屬液從較低溫度開始凝固, 而最后凝固的部位在冒口中。

 

    鑄鋼件澆注系統的特點 鑄鋼的特性熔點高、流動性差、收縮大、易氧化,要求金屬液快速、平穩地充型。:

    鑄鋼澆注系統有如下特點: 

    1、鑄鋼的體收縮大,鑄件易產生縮孔、縮松、裂紋和變形等缺陷。厚實和壁厚差別較大的鑄件采用定向凝固的原則設置澆冒口系統,液態最好流經冒口進入型腔,強化冒口的補縮能力;對于易產生裂紋、變形的殼體類鑄件,其內澆道應均布于鑄件的薄壁處,并盡量減少澆道對鑄件的機械阻礙。 

    2、鑄鋼的澆注溫度高、易氧化,通常采用漏包澆注。漏包澆注擋渣作用好,對澆注系統的擋渣作用要求不高,因此澆注系統截面積較大呈開放式,勿需高的擋渣功 能,但應快速平穩的充滿鑄型。漏包澆注壓力大,易沖壞澆道,因此,澆注系統應力求結構簡單、堅固耐沖擊。大中型鑄件的直澆道及鋼液流量超過1T的橫澆道和 內澆道,應由耐火磚管組成。小型鑄鋼件的澆注系統可采用水玻璃、樹脂砂或全部采用面砂組成,并保證具有足夠的強度。

    澆注系統是對鑄鋼液體進行分配的過程,澆注系統的設置盡量減少對鑄件的沖刷,盡量減少鋼液在型腔里面的紊流,盡量遵循順序凝固的法則,讓鋼液在鑄件型腔里 平穩上升,其中內澆口的設置最為重要。澆注系統盡量縮短鑄件凝固時間,實行按需分配,對于需要鋼水量大的部位需要增設,從鑄件的形體來設計的話,一般按照 高度400-500設置一層,長度方向400-500設置一道,這樣鋼水流經澆道的時間長,但進入鑄件的時間短,有利于下部先凝固,中間補縮下部,上部補縮中部,形成順序凝固的狀態,試想,如果單純考慮底注式,在澆注的90秒內,型腔內的鋼水一直在不斷的運動,想象中的平穩上升與分層澆注產生的逐層凝固誰優誰劣,底注內澆口帶來的澆口熱節以及上部冒口冷鋼水對冒口的收得率和鑄件的凝固都產生很大影響。因此對于部分高度不高熱節較大的鑄件采用底注是合理的,但對于熱節不大高度很高的鑄件完全采用底注是有很大影響的。

    生產中常用的方法有以下幾種:

  

  1. 使用冒口

     

        在澆注一般的小鑄鋼件或結構簡單的小型鑄件時,有無冒口影響不大,因為鑄鋼件自身有一定的補縮能力。而當鑄鋼件較復雜時,冒口的作用就比較明顯。冒口有明冒口和暗冒口兩種。明冒口暴露在空氣中,冷卻速度快,澆注一段時間后就凝固了,使冒口中的金屬液與外界隔離,降低了冒口的補縮效率, 對此可在澆注的最后階段,將一部分金屬液由冒口澆入,以強化冒口的補縮效果。冒口的位置需根據鑄件壁厚和冷卻的情況而定,應設置在鑄件最后凝固的部位。"

     

    2. 選擇合適的內澆口位置

     

        內澆口的位置對鑄件是否產生縮孔及縮松缺陷的影響很大,因為合適的內澆口位置能夠形成順序凝固,避免缺陷的產生。

     

    ( 1) 鑄件高度較小而水平尺寸較大時,導入位置一般應保證鑄件橫向的順序凝固, 內澆口應設于鑄件厚處,使合金液從厚處導入。

     

    ( 2) 鑄件壁厚較大且均勻時,為了保證鑄件整體的同時凝固和避免澆不足,合金液應從鑄件四周通過較多內澆口均勻地導入,在鑄件各區域的最后凝固處設置冒口,以便補縮。

     

    ( 3) 鑄件有一定高度時,則應首先保證自下而上的順序凝固,而水平方向上同時凝固,內澆口位置應盡可能使水平方向的溫度分布均勻,通常把內澆口設置在鑄件的薄壁處,且在厚壁部分放置冷鐵。另外,在不破壞鑄件順序凝固的前提下, 內澆口數量宜多些且均勻分布,以避免局部過熱。

     

    ( 4)  對于形狀復雜,有多個熱節的鑄件,一般采用內澆口與冒口相結合的方法來進行補縮,澆注系統設計多采用底注式或側注式,即將鑄件較小熱節放置在澆注系統底部或側面,內澆口設置在這些熱節處,澆注時金屬從鑄型底部平穩注入, 使鑄型中氣體和雜質容易排出,在鑄件頂部較大熱節處設置冒口進行補縮。

     

    3. 控制澆注速度

     

        從理論上講,金屬液進入砂型時,熱量的散失和金屬液與型壁接觸的時間長短成正比,且與金屬液的表面積和體積的比率成正比。澆注速度影響金屬液接觸型壁的時間,因此控制澆注速度可改變鑄件內的溫度差,澆注速度越慢,鑄件內的溫度差越大。但速度不能太慢,否則容易形成冷隔、澆不滿等缺陷。而大平面的鑄件不宜慢澆,否則會導致上型由于長時間受熱出現落砂缺陷。

     

    4. 修改鑄件結構

     

        對于結構比較復雜、鑄造工藝性差的鑄鋼件,僅靠從澆注系統設計方面出發, 無法完全消除縮孔與縮松,為了獲得高質量的鑄件,可與機械加工單位協商, 適當改變鑄件結構,從而改善鑄件的工藝性能。主要方法有以下兩種:

     

    ( 1) 增加工藝補貼  為了保證順序凝固,有利于冒口補縮,在冒口與熱節之間增加工藝補貼,一般在機械加工時被切除。由于工藝補貼的存在,加大了補縮通道, 使補縮通道遲于熱節部位凝固,使鑄件實現順序凝固。

     

    ( 2) 增加加工余量  在鑄件加工表面上留出的、準備切削去除的金屬層厚度,稱為機械加工余量。加工余量過大,將浪費金屬和機械加工工時,增加零件成本。因此,加工余量應盡可能小,但為了鑄造工藝需要,有時應適當增加,并向著澆口方向逐漸加大,起到工藝補貼的作用,加強補縮,效果較好。

 

       轉自:百鑄聯盟




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