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大型球鐵鑄造澆冒口設計原理

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大型球鐵鑄造澆冒口設計原理

發布日期:2018-05-23 作者:www.syvanmach.com 點擊:

球鐵鑄造

大家經常購買球鐵鑄造,但是您知道他的澆冒口設計原理是什麽嗎?

球鐵凝固時的體積變化

球鐵共晶凝固時析出奧氏體和石墨伴隨的體積膨脹,應與灰鐵數據相同。但是,用濕型澆注的直徑50 mm鑄件檢測結果如圖1所示,即球鐵的膨脹比灰鐵大得多。

球鐵石墨析出膨脹與共晶度的關係,球鐵的膨脹量比灰鐵膨脹量大得多。灰鑄鐵的共晶膨脹約為0.3%,而球鐵的共晶膨脹約為1.5%-2.0%。

灰鐵共晶凝固時,表層形成硬殼逐漸加厚(殼形凝固),可以承受共晶膨脹壓力,內部液態部分則與冒口連通,不斷得到補縮鐵水,因而可以得到無縮孔缺陷的致密鑄件。球鐵在開始凝固100 s後表層仍無硬殼形成(粥樣凝固),共晶膨脹壓力直接作用於鑄型表麵,為了抵抗共晶膨脹壓力造成的型壁遷移、漲箱等現象的負麵作用,球鐵鑄型應有足夠的剛性。

增加型內壓力可使縮孔麵積大幅度縮小。

任何一家球鐵鑄造生產廠都會發現,利用灰鐵鑄件同樣的補縮方法,解決不了球鐵鑄造的縮孔、縮鬆問題,因為在粥樣凝固的球鐵鑄造中,無通道可以把補縮鐵水傳送到二次收縮產生縮孔缺陷的部位。

S. I. Karsay根據多年的研究成果和大量球鐵鑄造生產實踐經驗,提出一項“實用補縮技術”,其基本原理是利用球鐵的共晶膨脹壓力,而不是補縮鐵水,來消除二次收縮過程形成的縮孔類缺陷。因此,設計冒口和澆注係統的出發點,不是“補”而是“堵”。冒口頸和內澆口的模數都必須控製在一定的範圍以內,確保在共晶膨脹以前堵住鐵水的所有出路。

到目前為止,還不能充分精確描述或解釋這一過程,但是越來越多的實踐經驗證明這一方法是有效的,並且經過許多國家的權威專家參與驗證和推廣,目前己經成為工業發達國家中流行最廣的一種實用技術體係。

冒口的設計與計算

控製壓力冒口

鑄型沒有足夠的剛度抵抗共晶膨脹壓力造成

型壁遷移、漲箱等現象時,可利用控製壓力冒口釋放部分壓力。濕型、殼型及壁厚在8-10 mm及以上的鑄件可以采用這種方法,其原理如圖5所示。圖5(a)說明內澆口凝固時鑄件和冒口組合成一體;圖5(b)為液態金屬產生最大收縮階段;圖5(c)鑄件和冒口中液態金屬膨脹而使冒口重新充滿。進一步膨脹可增加組合體內的壓力,但不超過鑄型的承載能力。

冒口和冒口頸的尺寸基礎是MT,它取決於鑄件厚大部分的模數Ms,圖6表示其最大值和最小值以及推薦的工作範圍(陰影部分)。冶金質量高選低的MT值,反之則選高的MT值。選擇冒口模數MR與MT相等,冒口頸的模數可取MN=0.67MR 。

冒口的數量可由工藝員決定,或根據補縮距離進行核算。冶金質量差時補縮半徑R=8Ms;冶金質量好時補縮半徑R=16Ms。

實際上控製壓力冒口並不向鑄件內部補縮鐵水,而是向冒口反饋一部分鐵水,減緩鑄型承受的共晶膨脹壓力。

要利用球鐵的共晶膨脹壓力消除二次收縮過程形成的縮孔類缺陷,冒口頸和內澆口的模數都必須控製在一定的範圍以內,以確保在共晶膨脹以前堵住鐵水的所有出路。為了便於排出氣體和非金屬夾雜物,仍需要用於灰鐵鑄件的出氣孔、明冒口。

以上就是球鐵鑄造澆冒口設計的原理,希望對您有所幫助。


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關鍵詞:球鐵鑄造加工,球鐵鑄造廠,球鐵鑄造廠家

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