球墨铸铁浇冒口系统设计的关键 (一)

球磨铸铁浇冒口设计的关键

第一部分

浇流道系统设计

1.0浇流道系统设计

1.1要求

快速浇铸：使充型过程中温度损失最小

使冶金学性能衰减最小

使氧化物最少

清洁浇铸：避免浇铸过程中产生炉渣（浮渣）

设计的经济性：使铸件产量最大化

1.2关键组成：

所示的所有组成部分要求炉渣缺陷最小化

1.3规划

考虑设计基本设计：优化对铸件的空间利用；冒口设计方法的选择；设置分型面以最小化对模芯的需求；铸件设置在上模中；平稳填充；简单对称的设计系统；同一铸件使用相同的浇冒口；可能的话，在多个铸件上使用一个冒口；在分型面上给浇冒口系统留下足够的空间；

具体设计如下：

1.4阻流阀的作用

定义：阻流阀是浇道系统中一块横截面积，它决定充型时间

有两个正确的位置设置阻流阀，因此有两个基本的浇道系统：

在简单的浇注系统中，1）阻流阀位于流道和浇口的连接处。

2）阻流阀位于直浇道与横浇道的连接处。

1.5 选择浇流系统类型

在浇口-横浇道系统中，铸件分别被一个或多个阻流阀或浇口阻挡。在直浇道-横浇道系统中，很可能几个铸件共用一个阻流阀。

使用直浇道-横浇道系统在一个模具里生产大量小型件，这是不切实际的对每个铸件分别设置阻流阀（阻流阀尺寸非常小），极大的依赖于模具技术及浇注温度

大部分情况下是使用浇口-横浇道系统

浇口-横浇道系统与直浇道-横浇道系统特点的结合形成混合系统。这通常用在要求运输铁水到复杂的铸件型腔的流道系统中。

1.6摩擦

并非直浇道顶部所有铁水的潜能都可以转换为铸造型腔中的机械能

随着铁水与型腔内壁的撞击和铁水之间的撞击，一些潜能损失在摩擦上

由于摩擦造成的损失，延长了模型填充时间，必须考虑何时计算阻流阀截面积和浇铸时间。选择fr，摩擦损失因子，作为能量损失的估计值

对于薄壁平板：fr—0.2

对于厚重立方体：fr---0.8

1.7浇铸时间

尽可能快的符合人们的能力及生产例程

推荐的浇注时间：

非常近似的指导，铸件质量+冒口质量

1.8阻流阀的横截面积

对总的浇铸质量选择最快的实际浇铸时间（t,sec.）

选择合适的fr值

确定总的浇铸体积/阻气阀（V）

V是所有铸件及冒口，特定阻流阀的下游之和

体积=质量/密度

液态铸铁，密度=0.25磅/立方英尺或0.007KG/cm3

Determine effective ferrostatic head in sprue (H.)

确定铸件在上模中的高度（b.）

根据Torricelli，铁水在阻流阀的流速

当铸件完全处在下模，

当铸件完全位于上模，

当铸件位于上模和下模中，

可以从下面的图谱中，选择合适的Ac

图谱数据基于平均上模高度（依铸造不同而变化）。大部分情况下，这种方法引人的误差微乎其微。

模具填充过程应该计时，如果时间填充时间非常不同于选择的填充时间，那么阻流阀应该根据以上方程充型设计。

1.9 阻流阀结构

浇口-流道系统：总的阻流阀横截面积是各个浇口横截面积之和

总的阻流阀=Ac=A1+A2+ +An

根据铸件质量选择Ac。多个阻流阀（A1，A2），各个阻流阀横截面积的选择是根据：（总铸件+冒口质量）/阻流阀数目

单个浇口尺寸：使阻流阀尺寸=4a宽*厚4a2=A1=A2 因此，a，4a。