球墨铸铁浇冒口系统设计的关键 (一)

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铸件冒口设计的原则及方法

按照顺序凝固，将铸钢件的冒口直接
图４冒口放在两热节之间的工艺对比
放在最后凝固的部位和几何热节处，形成的接触热节和冒口补缩液流通效应的影响，会使冒口安放处铸件的凝固时间延长，相应增加对冒口补缩时间的要求，同时也对热节处的内在质量产生不利的影响。为此，文献［４］提出了动态顺序凝固的概念。动态顺序凝固是指冒口离开热节，放在近热节处，利用冒口根处形成的接触热节和冒口补缩液的流通效应，实现铸件各部分朝向冒口的顺序凝固。其实质是使铸件的几何热节与设置冒口形成的接触热节相分离，并控制次热节处所形成的接触热节，使其凝固模数比几何热节的大，比冒口的小，将凝固顺序由薄壁→次热节→几何热节→ 几何热节处的接触热节→冒口，改变为薄壁→几何热节→次热节处的接触热节→冒口，既避免了接触热节处热量过分集中，又利用接触热节的热效应，在冒口和几何热节之间形成补缩通道，保证冒口对几何热节的补缩。
采用模数法计算出的冒口体积，应该
用补缩液量法进行校核，即冒口体积 V 应 r
满足式（１）。
３．２热节圆比例法
热节圆比例法是一种经验性方法。采
用作图法或几何公式计算出热节圆直径 T，然后根据铸件不同截面形状确定例系数α的数值多来源于工程实
科技创新导报ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＨｅｒａｌｄ
１０１
科技创新导报２００８ＮＯ．２７ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＨｅｒａｌｄ
工程技术
图５冒口直径与铸件厚度热节圆直径的关系
使膨胀压力得以控制，避免铸型扩大，一般
铸件凝固过程中，冒口液面不断下降，体积减少，散热表面积增加，冒口模数动态
变小；铸件获得补缩液体后热量增加，凝固

球墨铸铁的一关键环节--球化处理工艺(热加工行业论坛)

损严重、吸收率、低球化剂消耗量大劳动环境差等缺点.多年来人们一直在利用盖包法的优点进行球铁生产,同时也在不断地努力克服工艺在使用中的不足之处: (1)包盖起吊困难,操作难度大;(2)在使用冲天炉连续出铁时,铁液重量难以精确量化.
盖包法可以大大减少球化剂与空气中氧的接触几率,从而可以减少镁的氧化烧损,提高镁元素的吸收率,能有效提高和稳定球化效果及球铁性能;减少球化剂的加入量,降低生成本;减少球化时的闪光和烟尘,降低对环境的污染.由冲入法改为加盖法时,只需在冲入法球化包上添加一个包盖,其它和产结构和原料基本不用做任何调整,符合我国国情,容易在工厂推广.
另一种是利用镁蒸气在铁液包中自建压力的方法,球化处理时,通过钟罩把纯镁加入密封铁液包下部,镁在包内立即气化,迅速产生大量的镁蒸气.此蒸气通过铁液时,一部分被铁液吸收,另一部分逸出并迅速在包内上部间隙建立起与铁液温度相应的饱和蒸气压(一般0.6~0.8MPa).这时镁就不再因沸腾汽化而损失了.
提高时，含镁合金的熔点就会降低，这样包芯线粉料层的“过程汽化层” 产生镁蒸汽的时间提前，形成使钢带失效的镁蒸汽量的时间就会提前，从而导致钢带失效的时间提前，因此，当包芯线含镁合金的百分比提高时，包芯线喂入包底的喂线速度就需要相应提高。（4）包芯线芯剂中镁所处形态的影响：当其它条件不变时，如果包芯线中的含镁材料由硅镁合金颗粒变成纯镁颗粒与硅基合金颗粒的混合物，虽然，包芯线在铁水中各层物料的温度分布没有发生改变，但由于纯镁颗粒的熔点仅为650℃左右，包芯线粉料层的“过程汽化层”达到纯镁颗粒熔点的时间就会大幅度提前，一旦纯镁颗粒熔化变为镁液，就会迅速向其周围的合金颗粒间隙中渗透，合金颗粒层的导热能力就会迅速

球墨铸铁的凝固特性和铸件冒口的设置

球墨铸铁的凝固特性和铸件冒口的设置中国铸造协会李传栻一般说来，球墨铸铁件产生缩孔、缩松的倾向比灰铸铁件大得多，防止收缩缺陷往往是工艺设计中十分棘手的问题。

在这方面，从实际生产中总结出来的经验很不一致，各有自己的见解：有人认为应该遵循顺序凝固的原则，在最后凝固的部位放置大冒口，以补充铸件在凝固过程中产生的体积收缩；有人认为球墨铸铁件只需要采用小冒口，有时不用冒口也能生产出健全的铸件。

要在确保铸件质量的条件下最大限度地提高工艺出品率，仅仅依靠控制铸铁的化学成分是不够的，必须在了解球墨铸铁凝固特性的基础上，切实控制铸铁熔炼、球化处理、孕育处理和浇注作业的全过程，而且要有效地控制铸型的刚度。

一、球墨铸铁的凝固特性实际生产中采用的球墨铸铁，大多数都接近共晶成分。

厚壁铸件采用亚共晶成分，薄壁铸件采用过共晶成分，但偏离共晶成分都不远。

共晶成分、过共晶成分的球墨铸铁，共晶凝固时都是先自液相中析出小石墨球。

即使是亚共晶成分的球墨铸铁，由于球化处理和孕育处理后铁液的过冷度增大，也会在远高于平衡共晶转变温度的温度下先析出小石墨球。

第一批小石墨球在1300℃甚至更高的温度下就已形成。

在此后的凝固过程中，随着温度的降低，首批小石墨球有的长大，有的再次溶入铁液，同时也会有新的石墨球析出。

石墨球的析出和长大是在一个很宽的温度范围内进行的。

石墨球长大时，其周围的铁液中碳含量降低，就会在石墨球的周围形成包围石墨球的奥氏体外壳。

奥氏体外壳形成的时间与铸件在铸型中的冷却速率有关：冷却速率高，铁液中的碳来不及扩散均匀，形成奥氏体外壳就较早；冷却速率低，有利于铁液中的碳扩散均匀，奥氏体外壳的形成就较晚。

奥氏体外壳形成以前，石墨球直接与碳含量高的铁液直接接触，铁液中的碳易于向石墨球扩散，使石墨球长大。

奥氏体外壳形成后，铁液中的碳向石墨球的扩散受阻，石墨球的长大速度急剧下降。

由于自铁液中析出石墨时释放的结晶潜热多，约3600 J/g，自铁液中析出奥氏体时释放的结晶潜热少，约200 J/g，在石墨球周围形成奥氏体外壳、石墨球的长大受阻，就会使结晶潜热的释放显著减缓。

球墨铸铁件冒口设计

2．控制压力冒口（又称释压冒口）
特点：利用部分共晶膨胀量来补偿铸件的凝固收缩浇注结束，冒口补给铸件的冒口以释放“压力”
应用合理的冒口颈尺寸或一定的暗冒口容积控制回填程度使铸件内建立适中的内压来克服凝固收缩，从而获得既无缩孔、缩松又能避免胀大变形的铸件
M颈M冒（㎝）
图4-40 M冒和M件的关系图 1—冶金质量差 2—冶金质量好
图4-41 需要补缩金属液量和铸件模数的关系 VT—设置冒口部位铸件或热节体积 VC—铸件需补缩体积
（2）冒口的补缩距离指由凝固部位向冒口
输送回填铁液的距离与铁水的冶金质量和
铸件的模数密切相关
图4-42 铁液输送距离和冶金质量及铸件模数的关系 1—冶金质量好 2—冶金质量中等 3—冶金质量很差
口体积，只有这部分金属液才能对铸件起补缩作用
冒口有效体积依铸件液态收缩体积而定，一般比铸件所需补缩的铁液量大
共晶成分的铸铁，冒口有效体积取铸件体积的5%
碳当量低的铸件，冒口有效体积取铸件体积的6%
图4-36 铸铁的ε—t浇曲线 ε—液态体收缩率 t浇—浇注温度
1—CE=4.3% 2—CE=3.6%
冒口颈模数M颈的确定：
M颈t浇 t浇 1111550cl0M件(cm )
式中 M颈 ——冒口颈模数（cm） M件——设置冒口部位的铸件模数（cm） t浇——浇注温度（℃） c ——铁液比热容，c与铁液温度有关，在 1150～1350℃范围内，c为835～963 J/(kg·℃) l ——铸铁结晶潜热为（193～247）×103J/kg
实用冒口的工艺出品率高，铸件质量好，更实用
原理：利用冒口来补缩铸件的液态收缩，而当液态收缩
冒口有效体积依铸件液态收缩体积而定，一般比铸件所需补缩的铁液量大

冒口系统设计

冒口系统设计一﹑冒口设计1. 冒口设计的基本原则1）冒口的凝固时间应大于或等于铸件(被补缩部分)的凝固时间。

2）冒口应有足够大的体积，以保证有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩，补缩浇注后型腔扩大的体积。

3）在铸件整个凝固的过程中，冒口与被补缩部位之间的补缩通道应该畅通，即使扩张角始终向着冒口。

对于结晶温度间隔较宽、易于产生分散性缩松的合金铸件，还需要注意将冒口与浇注系统、冷铁、工艺补贴等配合使用，使铸件在较大的温度梯度下，自远离冒口的末端区逐渐向着冒口方向实现明显的顺序凝固2. 冒口设计的基本内容1）冒口的种类和形状（1)冒口的种类⎧⎧⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎩⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩⎩⎪⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎩⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩顶冒口依位置分侧冒口贴边冒口普通冒口明冒口依顶部覆盖分暗冒口大气压力冒口依加压方式分压缩空气冒口通用冒口（传统）发气压力冒口保温冒口发热冒口特种冒口依加热方式分加氧冒口电弧加热冒口，煤气加热冒口易割冒口直接实用冒口（浇注系统当铸铁件的实用冒口（均衡凝固）⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎩冒口）控制压力冒口冒口无补缩图1 冒口分类（2）冒口的形状常用的冒口有球形、圆柱形、长方体形、腰圆柱形等。

对于具体铸件，冒口形状的选择主要应考虑以下几方面:a）球形 b)球顶圆柱形 c）圆柱形 d）腰圆柱形（明） e）腰圆柱形（暗）图2 常用的冒口形状①冒口的补缩效果: 冒口的形状不同，补缩效果也不同，常用冒口模数（M）的大小来评定冒口的补缩效果(M=冒口体积/冒口散热面积)，在冒口体积相同的情况下，球形冒口的散热面积最小，模数最大，凝固时间最长，补缩效果最好，其它形状冒口的补缩效果，依次为圆柱形，长方体形等。

②铸件被补缩部位的结构情祝: 冒口形状的选泽还要考虑铸件被补缩部位的结构形状和造型工艺是否方便。

球墨铸铁件常见缺陷的分析与对策(1)

缩孔缩松影响因素(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。

(5)温度：浇注温度高，有利于补缩，但太高会增加液态收缩量，对消除缩孔、缩松不利，所以应根据具体情况合理选择浇注温度，一般以1300～1350℃为宜。

(6)砂型的紧实度：若砂型的紧实度太低或不均匀，以致浇注后在金属静压力或膨胀力的作用下，产生型腔扩大的现象，致使原来的金属不够补缩而导致铸件产生缩孔缩松。

移砂缩松(7)浇冒口及冷铁：若浇注系统、冒口和冷铁设置不当，不能保证金属液顺序凝固；另外，冒口的数量、大小以及与铸件的连接当否，将影响冒口的补缩效果。

缩松缩孔防止措施(1)控制铁液成分：保持较高的碳当量(>3 9%)；尽量降低磷含量(<0 08%)；降低残留镁量(<0 07%)；采用稀土镁合金来处理，稀土氧化物残余量控制在0 02%～0 04%。

(2)工艺设计要确保铸件在凝固中能从冒口不断地补充高温金属液，冒口的尺寸和数量要适当，力求做到顺序凝固。

(3)必要时采用冷铁与补贴来改变铸件的温度分布，以利于顺序凝固。

球墨铸铁浇口和冒口

球墨铸铁浇口和冒口的应用罗通全国铸造委员会消失模与V法铸造技术委员会浇注系统的基本功能跟冒口系统是根本的区别。

前者的目的是让铁水充满型腔，而同时把渣撇掉。

冒口系统的目的是提供无缺陷的铸件没改缺陷可能是由于石墨铸铁进行凝固与冷却时期产生的体积变化而引起的。

1.在有些时候，浇注系统能引起冒口的作用。

（即能补偿冷却期间的体积变化）。

2.内浇道位置影响着刚浇完的铸件内部的温度分布。

温度分布又影响着凝固与冷却的型式。

3.假如设计要求冒口保持液体的时间尽可能的长，那么最好是把铁水引入冒口并经过冒口（热冒口）充满整个型腔。

（1）.冒口和铸件的连接处能更长时间的保持液态。

（2）.冒口得到的最热的铁水，这样的设计通常是限于侧冒口，另一方面，中大型铸件上的顶冒口也由于热流水输送到顶部，而把较冷的铁水输送到底部（3）. 内浇道总的横截面面积通常是控制浇注期间的温度损失。

4.冒口也受到影响，因为浇注完了的液体温度比起浇注温度本身更为重要地影响到冒口系统的设置。

冒口位置影响浇口设计，尤其是在通过冒口（热的）引入铁水时更是这样。

消失模最常见的错误时省去内浇道而直接把铁水引入铸件或冒口，即使将横浇道通到铸件或冒口处的横截面面积减少，应该强烈反对这样的实践。

推荐两种做的理由是在横浇道中的铁水要直流，而且在经过内浇道时也要这样流，由于弯曲而引起紊流，这就很容易造成一些初期的含渣较多的铁水进入内浇道。

横浇道末端下部设置一个凹坑，此方案是很好的经验，当没有足够的地方供横浇道延长时尤为优越.内浇道之间的距离越大,(放在横浇道下的内浇道)以及横浇道顶部越高, 则该系统越安全,因渣子的比重比铁水小并倾向于上浮, 在冲型初期的紊流.115内浇道应是薄而宽, 厚宽比为1;4,为防止浇注期间内浇道凝固, 要使拨模斜度尽可小.横浇道应是高而窄. 高与宽比约为2;1.两个薄且窄的内浇道比既厚又宽的内浇道为好,内浇道长度可按布置要求设计, 它们输送是无渣的铁水,当然形状弯曲的布置也是允许的, 设计内浇道长度等于其宽度.当浇注系统被充满直浇道中的渣粒向下移动而进入铸件内的唯一可能性，措施是直浇道与第一个内浇道之间的距离尽可能大,(但这不是靠减少最后一个内浇道到横浇道末端的长度来实现) 假如位置是足够, 该距离等于横浇道的延长距离。

铸铁件浇冒口系统的设计与应用

铸铁件浇冒口系统的设计与应用
首先，浇冒口系统是指在铸铁件的铸造过程中，为了保证熔化
金属顺利注入模具而设置的出口通道。

浇冒口系统的设计必须考虑
到熔化金属的流动性、凝固过程中的收缩等因素，以确保最终铸件
的质量和完整性。

在浇冒口系统的设计中，首先需要考虑到铸件的形状和尺寸，
以确定最佳的浇注方式和位置。

其次，还需要考虑到熔化金属的流
动路径和速度，以避免气孔和夹杂物的产生。

此外，还需要考虑到
浇口的大小和形状，以确保熔化金属能够顺利注入模具，并在凝固
过程中得到充分的供应。

在实际应用中，合理设计的浇冒口系统可以有效地提高铸铁件
的质量和生产效率。

通过优化浇冒口系统的设计，可以减少铸件内
部的缺陷，提高其力学性能和表面质量，从而降低后续加工的成本
和工时。

此外，合理设计的浇冒口系统还可以减少熔化金属的浪费，提高生产的资源利用率。

总之，铸铁件浇冒口系统的设计与应用对于铸造工艺的成功至
关重要。

通过科学合理的设计和精心的应用，可以有效地提高铸铁件的质量和生产效率，从而为工业生产带来更大的价值和效益。

铸钢件冒口的设计规范.

铸钢件冒口的设计规范钢水从液态冷却到常温的过程中，体积发生收缩。

在液态和凝固状态下，钢水的体积收缩可导致铸件产生缩孔、缩松。

冒口的作用就是补缩铸件，消除缩孔、缩松缺陷。

另外，冒口还具有出气和集渣的作用。

1、冒口设计的原则和位置1.1冒口设计的原则1.1.1、冒口的凝固时间要大于或等于铸件（或铸件被补缩部分）的凝固时间。

1.1.2、冒口所提供的补缩液量应大于铸件（或铸件被补缩部分）的液态收缩、凝固收缩和型腔扩大量之和。

1.1.3、冒口和铸件需要补缩部分在整个补缩的过程中应存在通道。

1.1.4、冒口体内要有足够的补缩压力，使补缩金属液能够定向流动到补缩对象区域，以克服流动阻力，保证铸件在凝固的过程中一直处于正压状态，既补缩过程终止时，冒口中还有一定的残余金属液高度。

1.1.5、在放置冒口时，尽量不要增大铸件的接触热节。

1.2、冒口位置的设置1.2.1、冒口一般应设置在铸件的最厚、最高部位。

1.2.2、冒口不可设置在阻碍收缩以及铸造应力集中的地方。

1.2.3、要尽量把冒口设置在铸件的加工面或容易清除的部位。

1.2.4、对于厚大件一般采用大冒口集中补缩，对于薄壁件一般采用小冒口分散补缩。

1.2.5、应根据铸件的技术要求、结构和使用情况，合理的设置冒口。

1.2.6、对于清理冒口困难的钢种，如高锰钢、耐热钢铸件的冒口，要少放或不放，非放不可的，也尽量采用易割冒口或缩脖型冒口。

2、设置冒口的步骤与方法冒口的大小、位置及数量对于铸钢件的质量至关重要。

对于大型铸钢件来说，必须把握技术标准及使用情况，充分了解设计意图，分清主次部位，集中解决关键部位的补缩。

以模数法为例，冒口设计的步骤如下：2.1、对于大、中型铸钢件，分型面确定之后，首先要根据铸件的结构划分补缩范围，并计算铸件的模数（或铸件被补缩部分的模数）M铸。

2.2、根据铸件（或铸件被补缩部分）的模数M铸，确定冒口模数M冒。

2.3、计算铸件的体收缩ε。

2.4、确定冒口的具体形状和尺寸。

浅谈球墨铸铁件冒口与冷铁作用及设计时的注意事项

的冒口和冷铁的的设计优劣也深深影响着其品质的好坏。

设计的好既可以减少冒口，提高球墨铸铁件优良率，也可以直接降低生产成本，促进经济效益的提升。

因此为实现以上效果,我们必须要了解冒口和冷铁的作用以及设计过程中需注意的问题!球墨铸铁件冒口的作用：在铸件成形过程中提供由于体积变化而需要补缩的金属液体，以防止在铸件中出现收缩类型的缺陷.冷铁的作用：1）加快铸件热节部分的冷却速度，使铸件趋于同时凝固，有利于防止铸件的变形或出现裂纹，并有可能减少偏析.2)与冒口配合使用,使铸件局部区域冷却加速,强化了铸件方向性(顺序）凝固的条件，有利于冒口补缩和扩大冒口补缩范围,这样,不仅有利于防止铸件产生缩松，缩块缺陷，还有可能减少冒口的数量或体积及补缩的斜度，提高球墨铸铁件工艺出品率.3)加快铸件某些特殊部位的冷却速度,以期达到提高铸件表面硬度和耐磨性、细化基体组织的目的。

4)在难于设置冒口或冒口不易于补缩到的部位防止冷铁以减少或防止出现缩松、缩孔.5）对球墨铸铁，用冷铁进行激冷可以增大铸件表面或中心的温度梯度,有利于提高石墨化膨胀的利用程度和提高冒口补缩效果.球墨铸铁的凝固方式为糊状凝固，我们在设计时考虑按此凝固方式进行设计，并且还需要做凝固模拟以验证我们所设计的工艺是否正确。

当然在考虑整个工艺时尽量考虑冒口和冷铁，将他们结合起来考虑。

因此在冷铁和冒口的设计中我们必须注意以下问题：冒口必需能传运足够的铁水以补偿收缩.液态收缩:高于TL温度：1，5%/100°C.固态收缩：0–2—5%,取决于铁水的冶金质量。

冒口必须能起作用:暗冒口必须有Williams芯子和气眼，明冒口必须有发热套。

冒口有一定的补缩距离，它取决于壁厚和铁水的冶金质量。

它可以是:水平补缩距离:10到2倍断面厚度,垂直补缩距离：15到4倍的断面厚度。

认识到球铁在与造型接触时会产生一个固体层是很重要的。

该层（2—3mm）对薄壁件比对厚壁件更为重要.冷铁决不能弥补铁水的缩松，它只会把这个缩松转移到其它区域。

铸钢件冒口的设计规范

铸钢件冒口的设计规范冒口是钢铸件的重要部分，它起到保证铸件质量的作用。

冒口的设计需要考虑到以下几个方面的因素：冷却塑性因素、浇筑工艺性因素、铸件缺陷因素和经济因素。

首先，冷却塑性因素是决定冒口尺寸和形状的重要因素之一、冒口的尺寸和形状需满足以下要求：1）在钢液凝固过程中保持适当的冷却速率，避免过快或过慢导致的铸件内部缺陷；2）冷却速率不宜太大，以免引起应力过大，导致铸件变形或开裂；3）冷却速率应相对均匀，以避免冷却速率不一致引起铸件组织不均匀。

其次，浇筑工艺性因素也是冒口设计的重要考虑因素。

浇筑工艺条件包括浇注温度、冒口位置、浇注速度等。

冒口位置应选择在钢液最后凝固的位置上，这样能保证整个铸件在冷却时钢液能从冒口处逆向凝固，确保铸件的内部质量。

浇注温度需要根据具体情况来确定，一般要保持较高的浇注温度，避免冷却过快导致液流不畅或气体夹杂。

同时，浇注速度也要适当，控制在钢液在凝固过程中能充分填充整个型腔，并能排除气体等杂质。

第三，铸件缺陷因素也需要考虑在冒口设计中。

冒口应避免引入气孔、夹杂和收缩孔等缺陷。

冒口应设置在铸件上部或侧部，以确保铸件内部的气体和杂质能够顺利排出，并避免在冒口处形成气孔和夹杂。

同时，冒口还要满足杂质排除和液流畅通的要求，以避免收缩缺陷的生成。

最后，经济因素也是冒口设计必须考虑的因素之一、冒口设计要考虑到冒口的材料成本、制造成本、施工方便性以及可回收利用性。

同时，还要综合考虑冒口数量、形状和尺寸的合理性，以降低冒口制造的成本，并提高冒口的使用寿命。

总结起来，铸钢件冒口的设计规范应满足冷却塑性因素、浇筑工艺性因素、铸件缺陷因素和经济因素的要求。

冒口设计的合理与否直接影响到铸件的质量和成本，因此在实际工程中需要根据具体情况综合考虑以上各方面因素，合理设计冒口。

考虑铸型强度的球墨铸铁件冒口设计方法

考虑铸型强度的球墨铸铁件冒口设计方法1 引言球墨铸铁件在凝固过程中的共晶石墨析出会产生膨胀力，又因为糊状凝固特性导致铸件在凝固初期难以形成坚硬外壳[1~4]，此时凝固产生的膨胀压力便会作用于铸型。

当铸型强度不够好时，会产生胀型，使铸件收缩增大，当铸型强度比较好时，膨胀压力作用于铸件本身实现自补缩，收缩量减小，因此球墨铸铁件的冒口设计不同于铸钢件，需要综合考虑铸型强度、铸件结构等多种复杂因素[5,6]；并且目前球墨铸铁件结构越来越复杂，铸件热节分析比较困难，冒口的位置难以确定，因此设计复杂球墨铸铁件的冒口比较困难。

目前应用于球墨铸铁件的冒口设计方法主要有收缩模数法[7]、实用冒口法[8]和通用冒口法。

基于几何的冒口优化方法[9~14]，虽然能对冒口大小设计进行优化，但没有考虑合金材质，对球墨铸铁件不一定适用。

收缩模数法设计冒口的原理是均衡凝固技术，将铸件作为一个整体，由于每个部分的凝固速度都不一样，发生收缩和体积膨胀的时间也不相同，通过将所有单元在同一个时刻的收缩和体积膨胀叠加，可以得到整个铸件体积随时间的变化规律，将收缩和膨胀动态叠加和为零时，对应的时间为收缩时间，该时间对应的模数称为铸件收缩模数，在此时间之后，收缩和膨胀动态叠加和大于零，因此，冒口设计充分利用自补缩效果，仅提供收缩时间之前的液态收缩量。

球墨铸铁整个凝固过程中体积随温度变化可以分为液态收缩、体积膨胀、二次收缩三个部分。

在铸型强度比较好时，冒口颈如果在体积膨胀阶段凝固，铸件便可以利用自身的体积膨胀来抵消后期的二次收缩，充分利用石墨析出产生的膨胀压力，从而实现自补缩效果；而在铸型强度比较差时，需要冒口释放一定的膨胀压力，冒口颈凝固稍晚。

模数法计算冒口时只考虑铸件模数，这种方法可以应用于铸钢件、铸铁件等，但这种方法没有考虑球墨铸铁的自补缩作用，对于铸型强度条件好的球墨铸铁，采用这种方法设计的冒口偏大，会造成材料浪费，导致工艺出品率低。

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。

铸件浇道、排气系统的设计注意事项

⑴内浇口及排气槽应设置在使金属液在形腔里流动状态最好，并能充满型腔内各个角落的位置上。

设置时尽可能采用一个内浇口。

如果设计条件不允许，应注意使金属液的流动相互不受干扰或在型腔内不分散地相遇(即引导金属流顺一个方向流动)，避免型腔内各股金属液汇合时出现涡流。

例如，当压铸件尺寸较大时，有时不可能仅从一个内浇道获得所需的内浇道截面积，因此必须采用多个内浇道。

但是应注意到内浇道的设置应保证引导金属液只沿着一个方向流动，以避免型腔内各股金属液汇合而出现涡流。

⑵金属液流柬应尽可能少地在型腔内转弯，以便使金属液能达到压铸件的厚壁部位。

⑶金属液流程应尽可能短而均匀。

⑷内浇道截面积向着内浇道方向逐渐缩小，以减少气体卷入，有利于提高压铸件的致密性。

⑸内浇道在流动过程中应圆滑过渡，尽可能避免急转与流动冲击。

(6)多腔时对浇道截面积应按各腔容积比进行分段减少。

⑺型腔中的空气和润滑剂挥发的气体，应由流入的金属液推到排气槽处，然后从排气槽处逸出型腔。

特别是金属液的流动不应将气体留在盲孔内或过早地堵塞排气槽。

(8)金属流束不应在散热不良处形成热冲击。

(9)对带有筋的压铸件，应尽可能地让金属流顺筋的方向流动。

(IO)应避免金属液直接冲刷容易损坏的模具部分和型芯。

不可避免时，应在内浇道上设置隔离带，避免热冲击。

(11)通常内浇道愈宽愈厚，非均匀流动的危险也愈大。

应尽量不要采用过厚的内浇口，避免切除内浇道时产生变形。

(12)型腔的排气溢流槽是为了排除铸造时最初喷入的金属液，并且使模具的温度一致。

溢流槽设在铸型容易存气的位置，作为排出气体用，改善金属液的流动状态，将金属液导向型腔的各个角落，以得到良好的铸造表面。

排气槽有连接在溢流槽与集渣包前面的，也有与型腔直接连接的。

设计时应注意:①排气槽的总截面积应大致相当于内浇道截面积。

②分型面上的排气槽的位置是根据型腔内金属液流动状态而确定的。

排气槽最好设计成弯曲状，而不是直通状，以防止金属液外喷伤人。

球墨铸铁浇冒口系统设计（下）

球墨铸铁浇冒口系统设计（下）
骆晓纲
【期刊名称】《机械工人：热加工》
【年(卷),期】1993(000)009
【摘要】5.正确选择冒口方式在选择正确的冒口方式时应考虑到凝固期间产生的自补缩作用(石墨膨胀),并根据铸型强度和铸件模数进行选择。

因此有三种不同的补缩方法:控制压力的冒口系统、仅补偿一次收缩的补缩系统和无冒口铸造。

所以,对于湿型且壁厚大于4mm的铸件应采用控制压力冒口;对于坚固的铸型且壁厚小于40mm的铸件,其冒口应仅补偿一次收缩;对于坚固的铸型且壁厚大于40mm的铸件则进行“无冒口”铸造。

【总页数】2页(P12-13)
【作者】骆晓纲
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG234.1
【相关文献】
1.压边浇冒口系统设计 [J], 史鉴开;史小雨
2.浇道代替冒口中心注入工艺在球墨铸铁件上的应用 [J], 汪国昌
3.采用均衡凝固随形压边浇冒口工艺消除球墨铸铁锥齿轮缩孔冷隔缺陷 [J], 姜国强
4.球墨铸铁浇冒口系统设计（上） [J], 骆晓钢
5.中小件气化模铸造浇冒口系统设计CAD [J], 赵学锋;黄乃瑜;叶升平;罗吉荣;魏永泉
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