铸铁件冒口设计新方法
冒口设计参考
冒口设计第一节冒口的种类及补缩原理冒口(riser，feeder head)是铸型内用以储存金属液的空腔，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称为冒口。
1.冒口的种类>>1.通用冒口(传统)>>1.普通冒口>>1.依位置分类>>1.顶冒口2.顶冒口2.依顶部覆盖分类>>1.顶冒口2.顶冒口2.特种冒口>>1.依加压方式分>>1.大气压力冒口2.压缩空气冒口3.发气压力冒口2.依加热方式分>>1.保温冒口2.发热冒口3.加氧冒口4.电孤加热冒口、煤气加热冒口3.易割冒口2.铸铁件的实用冒口(均衡凝固)>>1.直接实用冒口(浇注系统当冒口)2.控制压力冒口3.冒口无补缩2.冒口形状冒口的形状有圆柱形、球顶圆柱形、长(腰)圆柱形、球形及扁球形等多种3.通用冒口补缩原理>>1.基本条件>>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，冒口和被补缩部位之间存在补缩通道，扩张角向着冒口2.选择冒口位置的原则>>1.冒口应就近设在铸件热节(hotspot)的上方或侧旁2.冒口应尽量设在铸件最高、最厚的部位。
对低处的热节增设补贴或使用冷铁，造成补缩的有利条件3.冒口不应设在铸件重要的、受力大的部位，以防组织粗大降低强度4.冒口位置不要选在铸造应力集中处，应注意减轻对铸件的收缩阻碍，以免引起裂纹5.尽量用一个冒口同时补缩几个热节或铸件6.冒口布置在加工面上，可节约铸件精整工时，零件外观好7.不同高度上的冒口，应用冷铁使各个冒口的补缩范围隔开3.冒口有效补缩距离的确定>>冒口的有效补缩距离为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，简称为冒口补缩距离1.铸钢件冒口的补缩距离有色合金的冒口补缩距离外冷铁的影响补贴(padding)的应用第二节铸钢件冒口的设计与计算铸钢件冒口属于通用冒口，其计算原理适用于实行顺序凝固的一切合金铸件。
《冒口系统设计》课件
冒口系统是铸造工艺中的重要组成部分，其主要作用是容纳多余的金属液体。一个完整的冒口系统通 常包括冒口本身、溢流槽和保温材料等部分。冒口的设计应考虑金属液的容量、模具的冷却速度等因 素。溢流槽的作用是将多余的金属液引入冒口，保温材料则用于保持金属液的温度。
冒口系统的分类
要点一
总结词
根据用途和结构，冒口系统可分为热冒口和冷冒口两类。
压接焊
通过施加压力使两个金属表面紧密接触，然后加热熔化表面层， 形成连接。
钎焊
使用熔点低于母材的钎料作为填充金属，将母材加热至钎料熔化 ，然后冷却凝固形成连接。
热处理工艺
退火
将金属加热至高温并保持一段时 间，然后缓慢冷却至室温，以消 除内应力、提高塑性和韧性。
正火
将金属加热至高温并保持一段时 间，然后快速冷却至室温，以细 化晶粒、提高强度和韧性。
环保性原则要求在选择冒口材料时，要优先选择可再生、 可回收、低污染的材料，同时还要考虑到冒口系统的冷却 方式、废弃物的处理方式等因素，以实现绿色铸造的目标 。
03 冒口系统设计流程
需求分析
需求调研
深入了解用户需求，明确设计目标， 收集相关数据和信息。
需求整理
对收集到的需Байду номын сангаас进行分类、筛选和整 理，形成详细的需求文档。
方案制定
方案构思
根据需求分析结果，初步拟定设计方 案，包括功能模块、界面布局等。
方案评审
邀请专家或团队成员对方案进行评审 ，提出改进意见，完善设计方案。
详细设计
界面设计
根据方案制定界面风格、色彩搭配、图标和按钮 等视觉元素。
交互设计
确定各个功能模块的交互流程、操作方式和反馈 机制。
精密铸造铸件工艺及浇冒口系统设计
第六章铸件工艺设计第一节概述为了生产优质而价廉的包模铸件，做好工艺设计是十分重要的。
在做工艺设计之前，首先要考虑选用包模铸造工艺生产时，在质量、工艺和经济方面的几个问题。
1.铸件质量的可靠性对于铸件质量上的要求，一般是包括两个方面，一是保证技术要求的尺寸精度、几何精度和表面光洁度，二是保证机械性能和其它工作性能等内在质量方面的要求。
包模铸造具有少切削、无切削的突出优点。
近年来，由于冶金技术、制模、制壳材料和工艺以及检测技术等方面的发展，包模铸件的外部和内在质量不断提高，所以它的应用范围愈来愈广。
不少锻件、焊接件、冲压件和切削加工件，都可以用熔模铸造方法生产。
这对于节约机械加工工时和费用，节约金属材料，提高劳动生产率和降低成本都具有很大意义。
但是，熔模铸造生产的铸件，由于冶金质量、热型浇注引起的晶粒粗大、表面脱碳以及内部缩松等方面的原因，铸件的机械性能(尤其是塑性)，还存在一些缺陷。
对于某些受力大和气密性要求高的铸件，采用包模铸造时，应充分考虑零件在产品上的作用和性能要求，以确保其使用可靠。
有些结构件改用包模铸造生产时，必须考虑原用合金的铸造性能是否能满足零件的质量要求，否则就需要更改材质。
2.生产工艺上的可能性和简易性熔模铸造虽然可以铸造形状十分复杂的、加工量甚少甚至不加工的零件，但零件的材质、结构形状、尺寸大小和重量等，必须符合熔模铸造本身的工艺要求。
如铸件最小壁厚、最大重量、最大平面面积、最小孔槽以及精度和光洁度要求等，都要考虑到工艺上的可能性和简易性。
3.经济上的合理性采用包模铸造在经济上是否合理，要从多方面考虑。
按每公斤的价格来说，包模铸件与同类型锻件相近甚至还高些，但是由于大幅度减少了加工量，因而零件最终成本还是低的。
但也有些零件，可以利用机械化程度较高的方法生产，例如用自动机床高速加工、精密锻造、冷挤压、压力铸造等等，这时，用包模铸造法生产在经济上的优越性就不一定显著，甚至成本还可能高一些，所以在这种情况下，就不一定选用这种方法了。
铸铁件冒口补缩距离
铸铁件冒口补缩距离
铸铁件冒口补缩距离是指在铸造过程中，铸铁熔液在冒口中凝固收缩所形成的缺口。
铸铁件冒口补缩距离的大小取决于铸铁的性质、铸件的形状和尺寸等因素。
一般来说，冒口补缩距离的设计应考虑到以下几个方面：
1. 冷却收缩：在铸造过程中，铸铁熔液会在凝固过程中发生收缩，这会导致冒口收缩。
冒口补缩距离应大于冷却收缩的距离，以确保冒口能够完全填充铸件。
2. 温度影响：铸铁在凝固过程中的温度变化也会影响冒口补缩距离。
一般来说，温度较高的情况下，冒口补缩距离应大于温度较低的情况。
3. 减少翘曲：冒口补缩距离还可以用来减少铸件的翘曲，提高铸件的准确性和质量。
在实际生产中，需要综合考虑以上因素，根据具体的铸造工艺和要求来确定合适的冒口补缩距离。
一般来说，通过试验和经验总结，可以确定不同型号和尺寸铸铁件的适宜冒口补缩距离。
铸铁件收缩模数法冒口设计
模数和周界商一起, 既反映了铸件厚壁、薄壁搭 配, 也反映了铸件的 自补缩能力。根据生产统 计研 究, 对于砂型铸造, 铸铁的收缩时间分 数 P c 、补缩率 F c 与铸件模数、质量周界商可以用以下数学模型来 描述:
体补缩通道的定义, 每一补缩对象都需要一个冒口补 缩, 冒口个数就等于补缩对象个数。
均衡段和补缩通道共同决定冒口的个数。
2 3 冒口体大小的确定 冒口作为补缩液量的提供者, 既有补缩通道的要
求, 又有补缩液源和补缩压力的要求, 从模数的角度
可以表示如下:
Mr =
Ms+
V A
f r
+
V A
p r
=
f1
Riser Design by Shrinkage Moudle Calculation Method for Iron Castings
Zhang Weihua Wei Bing Y uan Sen ( Xian U niv ersity of T echnology)
Abstract According t o t he non directional solidification limited feeding t heory, Using shrinkage t ime and f eeding rate in quant itative calculat ion of cast iron castings. T he riser design method by shrinkage module calculat ion is put forward. the posit ion, shape and number of risers of iron cast ings can be determined. Key words: Non direct ional solidif icat ion Shrinking moudle calculation met hod Riser desig n Cast iron cast ing
iData_运用均衡凝固理论设计铸铁件的补缩溢流冒口_连炜
式中： ｋ１为直浇道与横浇道有效截面比； ｋ２为直浇道与
内 浇 道 有 效 截 面 比 ； "１、 "２、"３分 别 为 直 浇 道 ， 横 浇 道， 内浇道流量系数， 取"１＝０．５， "２＝０．５， "３＝０．６计算得 ｋ１＝（ ０．５ ×１．０） ／（ ０．５ ×１．７） ＝０．５９， ｋ２＝（ ０．５ ×１．０） ／（ ０．６ ×１．８） ＝
铸
件
质
量
周
界
商［１］Ｑｍ＝
Ｇ ＭＣ３
＝３６
ｋｇ／ｃｍ３
收缩时间分数ＰＣ＝ ｅ（
１０
０．５ＭＣ＋０．０１Ｑｍ）
＝０．３６
收 缩 模 数 系 数 ｆ２＝ !ＰＣ ＝０．６； 铸 件 收 缩 模 数 ＭＳ＝ ｆ２ＭＣ＝０．８ ｃｍ １．２ 用收缩模数法计算冒口模数ＭＲ
ＭＲ＝ｆ１ ｆ２ ｆ３ ＭＣ 式 中 ： ｆ１为 冒 口 平 衡 系 数 ， 取ｆ１＝１．２０； ｆ３为 冒 口 压 力 系 数， 取ｆ３＝１．１０。ＭＲ＝１．２×０．６×１．１×１．３３＝１．０６ （ ｃｍ） ， 理论 计算冒口直径为 （ ６ＭＲ） !６４ ｍｍ， 生产中取!７０ ｍｍ， 高１３０ ｍｍ， 具有一定安全裕量。 １．３ 冒口颈模数ＭＮ的计算
ＭＮ＝ｆｐ·ｆ２·ｆ４·ＭＣ
基金项目： 国家科技成果重点推广计划项目 （ 工３－１－５－２） 。收稿日期： ２００８－ ０５－ ２９收到初稿， ２００８－ ０７－ １８收到修订稿。 作者简介： 连炜 （ １９６４－） ， 女， 山西太原人， 教授， 研究方向为铸造工艺及机械设计。Ｅ－ｍａｉｌ： ｌｗ６８６８＠１２６．ｃｏｍ
Ｍａ ｔｅ ｒｉａ ｌ Ｓ ｃｉｅ ｎｃｅ ａ ｎｄ Ｅｎｇｉｎｅ ｅ ｒｉｎｇ， Ｘｉ＇ａ ｎ Ｕｎｉｖｅ ｒｓ ｉｔｙ ｏｆ Ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｘｉ＇ａ ｎ ７１００４８， Ｓ ｈａ ａ ｎｘｉ， Ｃｈｉｎａ）
轮类铸铁件铸造工艺的优化设计
产实践中其存在的不足较多 ，其主要表现为如下几个
方面。
ＱＴ ０． （ ）、 Ｑ ７０２等 。 外 轮 缘 尺 寸 ５０５ ７ Ｔ ０—
ｑ ０ － ０ ｂ ０ ２ ０ｍｍ，重４－ ０ 。 ２ ￣０ － ００ ０ ｇ － ２ ｋ
（ 为 Ｄ）
在 铸 造生 产 中 ，这类 铸 铁 件通 常 采用 砂 型铸 造 ，
t为铸件的有效浇注时间用公式计算而得s223浇注系统各组元截面比的合理确定对图6b所示轮类灰铸铁件压边浇冒口的铸造工艺确定浇注系统各组元的截面比为f为1221123冒口系统的合理设计在图6所示的轮类铸铁件铸造工艺中除广泛采用压边浇口压边冒口外在压边浇冒口的形状上也进foundryfeb2007vol56no2204行了优化设计以随铸件形状的腰圆形压边冒口11优先选用形式
维普资讯
铸
・
造
Ｆ ｂ ２０ ｅ ． ０７
２ ２・ ０
Ｆ ＯＵＮ Ｙ ＤＲ
Ｖｏ ．６ Ｎｏ２ Ｉ５ ．
轮类铸铁 件铸造 工艺 的优化设计
刘 文 川
（ 南 内燃机 配件 总厂 铸 造 分厂 ，四 川 南充 ６７ ０ ） 西 ３ １０
摘 要 ：评述轮类铸铁件砂型铸造中，一些工厂较常采用的一些传统铸造工艺：中部分型一轮缘切线进液工艺、顶部分
ａ ｏ ｔ ｄ ｔ ｒ ｄ ｃ ｒ ｎ ｃ ｓｉｇ ｅ ｌ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ｎ ｏ ｄ ｃ ｎ ｍｉ ｅ ｕｔ ｈｓ ｄ ｐｅ ｏ ｐｏ ｕ ｅ ｉ ｏ ａ ｔ ｓ ｏ ｗ ｅｓ ａ ｅ ｄｓ ｕ ｓ ｄ ａ ｄ ｇ ｏ ｅ ｎ ｆ ｈ ｏ ｏ ｃ ｒ ｓ ｌ ｏ ｔｉ ｓｆ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｒｄ ｃｉｎ ａ ｅａｓ ｒ ｓ ｎｅ ． ｅ ｈ ｏｏ ｙｉ ｐ ｕ ｔ ｒ ｌｏ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｎ ｏ ｏ Ｋ ｙｗｏ ｄ ：ｒ ｎｃ ｓｉｇ ｆ ｅ ｌ；ｏ ｎ ｒ ｃ ｎ ｌｇ ；ａ ａ ｅ ｌｐｒ ｅ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｓｏ ｏ ａ ｎ ｈ ｗ ｅｓ ｆ ｕ ｄ ｔ ｈ ｏｏ ｙ Ｉｐ ｇ ｔ ；ａ ｓ ｒ ｙ ｅ ｉ
铸造工艺学冒口设计
(2)按比例确定轮缘冒口 尺寸
1)冒口补贴按下列经验 比例关系确定:
d1=(1.3-1.5)dy; 42 42
R1=R件+dy+(1-3)mm;R2=(0.5-1)dy;δ=5-15mm 2)冒口尺寸用下述比例关系计算: 暗冒口宽:B=(2.2-2.5)dy 明冒口宽:B=(1.8-2.0)dy 冒口长:A=(1.5-1.8) B 3）计算冒口补缩距离，L=4dy。当两冒口距离超过此值时，应放置冷
① 在热节的上方或侧旁；
② 尽量在铸件最高、最厚部位， 低处热结设补贴或冷铁；
③不应设在铸件最重要、受力 大的部位；
④ 不要选在铸造应力集中处，
应减轻对铸件的收缩阻碍，避免 裂纹；
⑤ 尽量用一个冒口同时补缩几 个热节或铸件；
⑥ 冒口布置在加工面上，可节 约铸件精整工时，外观好；
⑦ 不同高度的冒口，用冷铁使
22
22
补贴种类： 金属补贴 加热（耐火隔片）补贴 发热（保温）补贴 补贴的位置： 水平补贴：最大长度为 冒口模数的4.7倍，其它尺 寸如图。 垂直补贴：试验条件和 关系曲线如图，生产条件变 化时补贴厚度乘以补偿系数。
23
23
24
24
局部热节的补贴尺寸：采用A·Heuvers氏滚圆法。重要部 位的热节可用扩大滚圆法。
铁或设水平补贴。
（3)轮毂冒口尺寸
1）轮毂补贴按下列关系确定
D1=（1.1-1.3）dy
2）当轮毂较小时用一个冒口，冒口尺寸为：
冒口直径：D=Φ2-（15-20）mm，Φ2是轮毂直径
冒口高度：H=（2-2.5）d1+r r的值待d1确定后按图作出。当轮毂较
铸件冒口设计的原则及方法
２ 铸件冒口补缩设计原则
２．１ 凝固时间 冒口的凝固时间大于或等于铸件（被补
缩部分）的凝固时间，对有石墨化膨胀的铸 铁件，冒口的凝固时间大于铸件的表观收 缩时间。 ２．２ 补缩液量
冒口应能提供足够的补缩液量，以满 足铸件补缩的需要，即
（１）
式
中
，
V
、
c
V
r
—
分
别
１ 前言
２０ 世纪 ３０ 年代，著名冶金工程师 Ｎ． Ｃｈｖｏｒｉｎｏｖ 提出了凝固模数的概念，在考虑了 合金、铸型等热物理参数和浇注条件的基础 上，按照铸件形体所决定的热量传输特征， 建立了凝固模数与凝固时间关系的平方根 定律，为冒口设计提供了科学依据。６０ 年 代，Ｒ．Ｗｌｏｄａｗｅｒ 完善并发展了 Ｃｈｖｏｒｉｎｏｖ 的理论，在平方根定律的基础上，建立了冒 口—铸件间模数关系式，总结出适用于各 种复杂铸件的模数计算方法，把冒口参数 设计定量化。至今，各种冒口设计方法的 演变和发展，还没有脱离模数理论体系。
r
图
１
V
／
r
Vc
—
f
曲线
１００ 科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
工 程 技 术
科技创新导报 ２００８ ＮＯ．２７
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
图 ２ 周界商法理论曲线与实验 曲线（ε ＝０．０５）
对同一铸件，若选用高径比（圆柱形冒 口）较大的冒口形状时，冒口体积增加，模 数不变，但周界商值较大，补缩能力变差。 因此，对实块类铸件，为了保证有足够的补 缩余量，应该选用周界商较小的冒口类型。
是不是冒口越大，铸件质量越保险？ 答案是否定的。冒口过大除了降低工艺出 品率，增加生产成本外，还会对铸件的质量 产生不利的影响。主要表现为：①容易导 致补缩区晶粒粗大，特别是碳钢铸件，容易 形成粗大魏氏组织。②冒口与铸件交接处 的热裂倾向性增加。③过强的顺序凝固， 使铸造应力、变形和冷裂趋势增加，也是出 现偏析的重要原因。 ３．７ 冒口数量的确定
球墨铸铁常见缺陷的分析与对策
球墨铸铁件常见缺陷的分析与对策一、常见的缺陷及分析球墨铸铁件常见缺陷的分析与对策 (1) 球铁是近40年来我国发展起来的重要铸造金属材料。
由于球状石墨造成的应力集中小，对基体的割裂作用也较小，故球铁的抗拉强度，塑性和韧性均高于其他铸铁。
与相应组织的钢相比，塑性低于钢，疲劳强度接近一般中碳钢，屈强比可达0 7～0 8，几乎是一般碳钢的2倍，而成本比钢低，因此其应用日趋广泛。
当然，球铁也不是十全十美的，它除了会产生一般的铸造缺陷外，还会产生一些特有的缺陷，如缩松、夹渣、皮下气孔、球化不良及衰退等。
这些缺陷影响铸件性能，使铸件废品率增高。
为了防止这些缺陷的发生，有必要对其进行分析，总结出各种影响因素，提出防止措施，才能有效降低缺陷的产生，提高铸件的力学性能及生产效益。
本文将讨论球铁件的主要常见缺陷:缩孔、缩松、夹渣、皮下气孔、石墨漂浮、球化不良及球化衰退。
1 缩孔缩松 1.1影响因素 (1)碳当量：提高碳量，增大了石墨化膨胀，可减少缩孔缩松。
此外，提高碳当量还可提高球铁的流动性，有利于补缩。
生产优质铸件的经验公式为Ｃ%+1/7Ｓｉ%>3 9%。
但提高碳当量时，不应使铸件产生石墨漂浮等其他缺陷。
(2)磷：铁液中含磷量偏高，使凝固范围扩大，同时低熔点磷共晶在最后凝固时得不到补给，以及使铸件外壳变弱，因此有增大缩孔、缩松产生的倾向。
一般工厂控制含磷量小于0 08%。
(3)稀土和镁：稀土残余量过高会恶化石墨形状，降低球化率，因此稀土含量不宜太高。
而镁又是一个强烈稳定碳化物的元素，阻碍石墨化。
由此可见，残余镁量及残余稀土量会增加球铁的白口倾向，使石墨膨胀减小，故当它们的含量较高时，亦会增加缩孔、缩松倾向。
(4)壁厚：当铸件表面形成硬壳以后，内部的金属液温度越高，液态收缩就越大，则缩孔、缩松的容积不仅绝对值增加，其相对值也增加。
另外，若壁厚变化太突然，孤立的厚断面得不到补缩，使产生缩孔缩松倾向增大。
压边浇冒口系统设计
图 ４ 型芯形成压边 冒口示意
（）压边 冒Ｌ较易 清理 ． ４ ＝ Ｉ
证时， 可按 图 ４ 所示 ，先落芯 ｌ（ 箱后 由铸型背 面落 合
铁液会发生阻塞；过大则副作用明显。
按铸件重量 、 浇注 时间等要求 ，通 过有关公式 、 查
表或经验确定狭缝面积 Ｆ（ 内浇道、 压边） 再按上式即 ，
可确定狭缝 长度 ｆ 。当 ｆ １０ ｍ时，压边 冒口可由两个 ＞ ５ｍ
图 １ 压边浇 冒口系统基本形式
图 ３ 一个压边冒口供两个铸件
２ 压边浇冒口系统计算 ．
’
（） 浇 冒 口 系 统 其 他 断 面 按 封 闭 式 选 取 ，即 ４
（）为了撇渣，压边浇冒口系统通常采用封 闭式。 １ 确定控制断面后，即可确定狭缝面积，并按传统封闭式
浇注系统进行计算 。 （）狭缝面 积 Ｆ＝ ２ 狭缝 长度 ｆ 狭缝 宽 度 ｅ × 。当 ｅ
或更多较小压边冒口 来代替，见图２ 。较小的铸件也可是 两个或更多的铸件由一个压边冒口 来补缩， 见图 ３ 。
（ ）压边 冒 口的 宽度 ６ ３ 、高 度 ｈ 与狭缝 长度 ｆ 正 成
入， 俗称天落）形成压边冒口，后落芯 ２（ 俗称盖板型 芯）盖住芯 ｌ 。芯 ｌ 与芯座有较大间隙 Ｃ ，可直视调整
ｔ 鬣臻
参
％ 《； 强 熬瓣◇ຫໍສະໝຸດ ｛ 嘲 搿掰黪 皴 压 边 浇 冒 口系统 设 计
昆明理工 大学 （ 云南 ６０５ ） 史鉴开 ５０ １ 史小雨
压边浇 冒口系统在生产 中的使用极 为普遍 ，有关 资
比，一般取 ６（ ）＝ （ ． — ．）ｆ ｈ ０５ １０ 。
料报道不少 ，但论述不多。下面结合笔者多年生产实
铸铁件收缩模数法冒口设计
合金的收缩时间、收缩率不同, 铸铁合金的收缩时间、 收缩率是在一定的工艺条件下, 用规定的试样( 一种
特定的铸件) 测定的收缩、补缩特性参数。铸铁件的
补缩持续作用时间与补缩液量与浇注条件、浇冒口设
置位置、铸型冷却特性、铸型硬度等工艺条件及铸件
本身的结构有关, 具有动态特性。
这种动态特性, 按照补缩液源 补缩通道 补
灰铸铁件: P c =
1 e( 0. 5Mc+ 0. 01 qm )
( 4)
Fc =
0. 06
e( 0. 2M + 0. 01q )
c
m
( 5)
球 铁 件: Pc =
1
e( 0. 65M + 0. 01q )
c
m
( 6)
Fc =
0. 08
e( 0. 5M + 0. 01q )
c
m
( 7)
2 收缩模数法补缩设计原理
均衡凝固的补缩设计思想是: 补缩液源能够提供 补缩对象任何一时刻自补缩不足的液量差额和补缩
流动的传输压力; 补缩通道要在补缩对象到达均衡点 之后随即凝固截断通道。
铸造技术 4/ 1998
铸铁件收缩模数法冒口设计
1 铸铁件收缩时间和补缩率动态特性的数学描述
铸铁件的补缩持续作用时间与补缩液量, 与铸铁
f3
Ms
式中 M r Ar Vf Vp
= f 1 f 2 f 3 Mc
( 9)
冒口模数, cm ;
冒口散热表面积, cm2;
补缩液量, cm3;
形成补缩压力的安全液量, cm3;
f 1 补缩液量平衡系数;
f 3 补缩压力系数。
2 4 冒口颈大小的确定 冒口颈作为连接补缩液源 铸件的过渡通道,
铸造冒口计算机辅助设计新算法
式 中：
、 分别 为 冒 口模数 和铸 件模 数 ， 、Ｋ 分
别 为 冒 口和铸 件 的凝 固系数 。 对于普通 冒口，Ｋ ＝ ＲＫ ，从 而式 （）可 改写成 ： ２
侧 冒 口：Ｍｃ ： ＝ ：．１ ： ＭＲｌ １ ． １ ：２
内浇道通 过 冒口 ：
Ｍｃ ＭＮ ＭＲ １（ ～１ ３）１ ： ： ＝ ：１ ． ：． ０ ２ （） ５
１ 冒 口设 计 数 理 模 型
为 了对铸 造 冒 口系统 进行 计算 机辅 助设 计 ，首先 要 建立 相关 的数 学物 理模 型 。 目前 ，尽管 冒 口系统 的 设计 计算 方法很 多 ，如模 数 法 、比例 法 、Ｃ ｉｅ ［ 、 ａｎ法 １ ２ ］ 周界 商法 、三次方程 法 等 ，国内应用 比较普遍 的方 法 有模 数法 、补缩 液 量法 和 比例 法 ［ ，各 种 冒 口设 计 方法 的演变 和发展都是基 于模数理 论体 系旧。
Ｌ Ｐ ｉ ａ ’Ｙ ｈ ｎ －ａ ｇ Ｉ ｅ— ｏ， ＵＺ ｅ ｇｊ ｎ ｙ ｉ
（ ． ｃ ｏ ｌ ｆ ｔｒ ｌ Ｅ ｇｎ ｅｉ ， ａ ｇ ａ Ｕｎ ｅ ｓ ｙｏ ｎ ｉｅ ｒ ｇＳ ｉｎ ｅ Ｓ ａ ｇ ａ ２ １ ２ ， １ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｅ ｉ ｓ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｓｈ ｎ ｈ ｉ ｉ ｒｉ ｆ ｇｎ ｅ ｉ ｃ ｃ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ０ Ｍａ ａ ｎ ｖ ｔ Ｅ ｎ ｅ ６ Ｃｈｎ ； ． ｈ ｎ ｈ ｉ ｅ ｖ ｃ ｉｅｙＦ ｕ ｄ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ２ ５ Ｃ ｉａ ｉａ ２ Ｓ ａ ｇ ａ Ｈ ａ ｙＭａ ｈｎ ｒ ｏ ｎ ｒ Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ４ ， ｈｎ ） ｙ
冒口作用——精选推荐
冒口的作用为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧面的补充部分。
在铸型中，冒口的型腔是存贮液态金属的容器，其功能是多方面的。
功能不同的冒口，其形式、大小和开设位置均不相同，所以，冒口的设计要考虑铸造合金的性质和铸件的特点。
①对于凝固过程中体积收缩不大的合金(如灰铸铁)，或不产生集中缩孔的合金（如锡青铜），冒口的作用主要是排放型腔中的气体和收集液流前沿混有夹杂物或氧化膜的金属液，以减少铸件上的缺陷。
这种冒口多置于内浇口的对面,其尺寸也不必太大，如图1。
②对于要求控制显微组织的铸件，冒口可以收集液流前沿已冷却的金属液,避免铸件上出现过冷组织。
图2是单体铸造的活塞环，在内浇口的对面设置一个小冒口来收集冷金属，该处就不会因金属过冷而出现白口组织，导致铸件报废。
这类冒口的大小和设置部位，应根据铸件的显微组织要求确定。
③对于凝固期间体积收缩量大而且趋向于形成集中缩孔的合金（如铸钢、锰黄铜及铝青铜等），冒口的主要作用是补偿金属液在型腔中的液态收缩和铸件凝固过程中的收缩，以获得没有缩孔的致密铸件。
铸件在铸型中冷却时，最薄的部位先凝固，其收缩可由附近较厚的部分补偿；较厚部分凝固时，又可由最厚部分得到补偿；最厚部分凝固时，如得不到外来的补偿，该处就会形成大缩孔。
在这种情况下，冒口的作用就是要补偿铸件最后凝固的部分，所以要置于铸件最厚部位的上方或侧面，并且它的凝固要求晚于铸件的最厚部分。
图3是一个套筒形铸钢件，最厚部位上方设有3个冒口，为表示致密的铸件和冒口中的缩孔，将铸件及其一个冒口切去了一半。
图中的补正量是为改善冒口对铸件的补给而在铸件上增设的局部加厚。
由于冒口冷却最慢，因补缩和自身收缩而引起的缩孔就会只产生在冒口中。
这类冒口及相关工艺补正量的设计是铸造工艺设计中的重要环节，冒口的尺寸一般都用计算方法确定，重要的大型铸件可用计算机辅助设计。
可通过多种技术措施来提高冒口的补缩效率,例如,中、小型铸件可在冒口周围加一个保温套或发热套，以减缓冒口的凝固达到缩小冒口尺寸的目的；大型铸件除可用保温套或发热套外，还可在冒口顶部用电弧或火焰加热以减缓其凝固。
铸件浇冒口设计原则
铸件浇冒口设计原则1. 引言铸件浇冒口设计是铸造工艺中至关重要的一环，它直接影响到铸件的质量和性能。
合理的浇冒口设计可以保证铸件的完整性和均匀性，减少缺陷的产生，提高生产效率和产品质量。
本文将介绍铸件浇冒口设计的原则和方法。
2. 浇冒口的作用浇冒口是铸造过程中用来引导和控制熔融金属流动的通道，它的作用主要有以下几个方面： - 引导熔融金属流入模腔，填充整个模腔； - 隔离气体和杂质，防止其进入模腔； - 提供热量，保持熔融金属的温度； - 方便浇注和冷却。
3. 浇冒口设计原则3.1 浇冒口的位置浇冒口的位置应根据铸件的形状、尺寸和结构特点进行合理选择。
一般来说，应将浇冒口设置在铸件上部或侧部，尽量避免将浇冒口设置在底部，以防止底部产生缺陷。
同时，还应考虑浇注过程中金属液的流动方向，使其能够顺利填充整个模腔。
3.2 浇冒口的形状和尺寸浇冒口的形状和尺寸直接影响到熔融金属的流动和铸件的凝固过程。
一般来说，浇冒口的形状应尽量简单，避免过于复杂，以便于制作和清理。
浇冒口的尺寸应根据铸件的体积和冷却速度进行合理确定，以保证熔融金属在浇注过程中能够顺利流动，并在凝固过程中提供足够的热量。
3.3 浇冒口与模腔的连接方式浇冒口与模腔的连接方式应能够保证熔融金属的顺利流动，并避免产生二次气体和杂质。
常用的连接方式有直接连接、斜坡连接和弯道连接等，具体选择应根据铸件的形状和尺寸进行合理决策。
3.4 浇冒口的数量和布局浇冒口的数量和布局应根据铸件的形状和结构特点进行合理设计。
一般来说，对于大型铸件，应设置多个浇冒口，以保证熔融金属能够均匀地填充整个模腔；对于尺寸较小的铸件，可以考虑设置单个浇冒口。
同时，还应注意浇冒口的布局，避免产生过多的焊缝和应力集中。
3.5 浇冒口的排气和除渣在浇注过程中，熔融金属中会存在气体和杂质，因此浇冒口的设计应考虑到排气和除渣的问题。
一般来说，可以在浇冒口附近设置排气孔和除渣孔，以便及时排除气体和杂质，保证铸件的质量。
铸造生产冒口设计
铸铁件冒口设计诸葛胜铸铁冒口设计手册一、概述冒口是一个个储存金属液的空腔。
其主要作用是在铸件成形过程中提供由于体积变化所需要补偿的金属液，以防止在铸件中出现的收缩类型缺陷（如图 1 和图 2 所示），而这些需要补偿的体积变化可能有：图1 各种缩孔图 2 缩孔生产图 a)和冒口的补缩图 b) 1—缩孔 2—型腔胀大 3—铸件(虚线以内) 1—一次缩孔 2—二次缩孔 3—缩松 4—显微缩松 5—缩陷（缩凹，外缩孔）（1）铸型的胀大（2）金属的液态收缩（3）金属的凝固收缩补偿这些体积变化所需要的金属液量随着铸型和金属种类的不同而异。
此外，冒口还有排气及浮渣和非金属夹杂物的作用。
铸件制成后，冒口部分（残留在铸件上的凸块）将从铸件上除去。
由此，在保证铸件质量要求的前提下，冒口应尽可能的小些，以节省金属液，提高铸件成品率。
由此冒口的补缩效率越高，冒口将越小，铸件成品率越高、越经济。
FOSECO 公司的发热保温冒口具有高达3 5%的补缩效率；因而，具有极高的成品率和极其优越的经济性。
在金属炉料价格飞涨的情况下，其优越性显得尤其突出。
另外，高品质发热保温冒口，及其稳定可靠的产品质量是获得高品质铸件的重要手段和可靠的质量保证。
二、铸铁的特点铸钢和铸铁都是铁碳合金，它们在凝固收缩过程中有共同之处）如凝固前期均析出初生奥氏体树枝晶，都存在着液态、凝固态和固态下的收缩），但也有不同的特点。
其根本不同之处是铸铁在凝固后期有“奥氏体+石墨”的共晶转变，析出石墨而发生体积膨胀，从而可部分地或全部抵消凝固前期所发生的体积收缩，即，具备有“自补缩的能力”。
因此在铸型刚性足够大时，铸铁件可以不设冒口或采用较小的冒口进行补缩。
灰铸铁在共晶转变过程中析出石墨，并在与枝晶间的液体直接接触的尖端优先长大，其石墨长大时所产生的体积膨胀直接作用在晶间液体上，进行“自补缩”。
对于一般低牌号的灰铁铸件，因碳硅含量高，石墨化比较完全，其体积膨胀量足以补偿凝固时的体收缩，故不需要设置冒口，只放排气口。
铝合金低压铸造浇暗冒口设计-概述说明以及解释
铝合金低压铸造浇暗冒口设计-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述铝合金低压铸造是一种常见的金属加工工艺，其浇口设计是影响产品质量的重要因素之一。
在铝合金低压铸造过程中，浇口设计不仅影响产品表面质量，还直接关系到孔隙率、组织致密度和机械性能等方面。
因此，设计优秀的浇口对于保证产品质量、提高生产效率和降低生产成本具有重要意义。
本文将介绍铝合金低压铸造浇暗冒口设计的相关原理和要点，希望能够为铝合金低压铸造浇口设计提供一定的参考和指导。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构包括引言、正文和结论三部分。
引言部分主要是对文章主题进行概述，介绍文章的目的和意义，为读者提供一个整体的概念和背景知识，引发读者的兴趣。
正文部分是文章的核心部分，详细介绍铝合金低压铸造的基本概念和浇口设计原理，重点阐述低压铸造浇暗冒口设计的要点，包括设计原则、方法和注意事项等内容。
结论部分是对文章内容的总结和归纳，提出设计建议和展望未来的发展方向，为读者提供一个全面的结论和展望。
1.3 目的：本文旨在探讨铝合金低压铸造中浇暗冒口设计的重要性及设计要点，旨在帮助读者更好地了解低压铸造中浇口设计的原理及实践操作。
通过深入分析和总结，为相关从业人员提供参考，以便他们在实际生产过程中能够更有效地设计和应用适合的浇口方案，提高铝合金低压铸造产品的质量和生产效率。
同时，也旨在促进铝合金低压铸造技术的进一步发展和提升。
2.正文2.1 铝合金低压铸造简介铝合金低压铸造是一种常用的金属铸造工艺，其特点是在铸造过程中施加一定程度的压力。
通过施加压力，可以有效减少铸件表面气孔和缩松，提高铸件的密度和机械性能。
铝合金是一种轻质、耐腐蚀性强的金属材料，被广泛应用于汽车、航空航天等领域。
在低压铸造过程中，铝合金材料先被加热至熔化状态，然后通过特定的浇注系统注入到金属模具中。
在注入过程中，施加一定的压力使铝合金充分填充模具腔体，并通过凝固后的收缩力来实现压力浇铸。
冒口及冒口设计
冒口及冒口设计
牛金霞
【期刊名称】《青海大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2003(021)006
【摘要】阐述了冒口补缩的机理,对其评定方法和冒口补缩的效率进行了分析,并提出了冒口设计的具体方案.
【总页数】3页(P60-62)
【作者】牛金霞
【作者单位】青海大学机械系,青海,西宁,810016
【正文语种】中文
【中图分类】TG24
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