熔模铸造浇注补缩系统讲解
熔模铸造浇注系统设计思路
浇注系统设计思路浇注系统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、生产效率和成本。
本文将为您介绍浇注系统设计的基本思路和方法。
一、浇注系统设计的基本原则保证铸件质量：浇注系统应能够使金属液平稳、迅速地充满型腔，避免产生气孔、缩孔、夹杂等缺陷。
提高生产效率：浇注系统应简单、紧凑，减少金属液的流动阻力，降低充型时间。
控制成本：浇注系统设计应考虑材料消耗、切割难度等因素，力求降低成本。
二、浇注系统设计的基本步骤分析铸件结构：了解铸件的形状、尺寸、壁厚、工艺要求等，为浇注系统设计提供依据。
确定浇注位置：根据铸件的结构特点和生产条件，选择合适的浇口位置，使金属液能够顺利地充满型腔，避免卷气，能够对铸件进行有效补缩，防止出现缩孔。
设计浇口类型：根据铸件的尺寸、形状（常规浇口有圆弧形、矩形、圆形等）和工艺要求，选择合适的浇口类型，如侧浇口、顶浇口、底浇口等，在补缩能力上圆形内浇口设计比腰型、矩形、圆弧形等浇口补缩能力强。
设计浇道系统：根据铸件的结构特点和生产条件，设计合理的浇道系统，包括主流道、分流道、内浇道等，根据铸件模数、内浇口模数、浇道模数，计算浇口以及浇道尺寸的大小,参考公式Mc：Mg：Mr=1：（10.5~1.3）：（1.2~1.5），选择合理的模头尺寸。
优化浇注系统：通过计算机模拟（Procast、Anycasting、华铸等模拟软件）和试验验证，对浇注系统进行优化，相比之前的试错法能够，提高铸件质量，降低成本，加快了实验进度。
三、浇注系统设计的注意事项浇注系统的设计应充分考虑铸件的结构特点和生产条件，避免产生不必要的流动阻力。
浇注系统的设计应尽量减少金属液的热量损失，降低生产成本。
浇注系统的设计应考虑铸件的后处理要求，如清理、切割、焊接等。
浇注系统的设计应考虑铸件的检验要求，如无损检测、尺寸测量等。
王**2023/10/26。
熔模铸造浇注系统计算
熔模铸造浇注系统计算1熔模铸造浇注系统计算浇注系统是熔模铸造工艺设计的重要部分。
国内熔模碳钢铸件居多，其浇注系统除应具有引入金属液等作用外，还要能为铸件提供必要的补缩金属液和补缩通道。
目前，很多工厂熔模铸件浇注系统大小是设计人员凭经验定的，直接影响了铸件的成品率和工艺出品率。
因此，有必要开展熔模铸造浇注系统计算方法的探讨。
从结构上看，熔模铸造浇注系统有直浇道-内浇道、横浇道-内浇道和组合式三大类。
其中直浇道-内浇道式又分：单一直浇道、直浇道-补缩环、多道直浇道和特种形状直浇道等形式。
但在实际生产中应用最广泛的是单一直浇道浇注系统，如图1所示。
图1单一直浇道Fig.1Single sprue目前用于单一直浇道浇注系统的计算方法有：亨金法、比例系数法、浇口杯补缩容量法、当量热节法、浇注系统确定参考图法等。
其中亨金法较全面地考虑了影响补缩的因素；并可计算出直浇道、内浇口尺寸，以及一个浇注系统铸件组最多允许的铸件数量。
据介绍亨金法更适用于该类浇注系统。
本文就单一直浇道浇注系统计算开展研究。
利用计算机对第一拖拉机股份有限公司(简称洛阳拖拉机厂)、东风汽车公司精密铸造厂(简称第二汽车制造厂)大量工艺已成熟零件的浇注系统与亨金法计算结果相比较，并对亨金法进行修正。
该修正公式可供各工厂技术人员在设计浇注系统时参考。
2亨金法简介为使铸件获得补缩，内浇口应设在铸件厚处(热节处)，以保证在金属液凝固时，内浇口比铸件厚处晚凝固，而直浇道又比内浇口晚冷，从而利用直浇道中金属液补缩铸件。
因此，内浇口截面的热模数Mg(mm)是铸件热节处的热模数Mc(mm)、直浇道截面的热模数Ms(mm)、单个铸件质量Q(g)和内浇口长度Lg(mm)的函数，即Mg=f(Mc,Q,Lg,Ms)(1)前苏联学者亨金用不同铸件做试验，把公式(1)中各参数关系绘成曲线后发现，它们之间的关系为各种不同方次的抛物线关系，最后归纳得到下列公式：(2)式中Kh——比例系数，中碳钢Kh≈2。
熔模铸造产品缩孔问题的理解与分析
熔模铸造产品缩孔问题的理解与分析王在现代工业领域中，熔模铸造技术以其无与伦比的精度和复杂程度，广泛应用于各类精密零件的制造。
然而，随着生产技术的持续进步，我们面临着一系列挑战。
其中，熔模铸造产品的缩孔及缩松问题显得尤为突出。
这是一个充满复杂性的问题，需要我们深入理解其产生的机理，并找出有效的解决方案。
首先，我们要理解什么是熔模铸造产品的缩孔。
在熔模铸造过程中，由于金属液体在冷却过程中体积收缩，会在铸件内部形成空洞，这就是我们所说的缩孔。
这些缩孔不仅会影响铸件的外观质量，更重要的是，它们会降低铸件的机械性能，甚至可能导致铸件的破裂。
那么，为什么会出现缩孔呢？原因主要有两个方面。
一方面，是由于金属液体在冷却过程中的体积收缩，这是物理规律，无法避免。
另一方面，是由于铸造工艺的问题。
例如，如果铸造速度过快，金属液体在壳模中的冷却时间不足，钢水无法补缩就会导致缩孔的产生。
那么，如何解决这个问题呢？我认为，主要可以从以下几个方面入手：首先，优化铸造工艺。
从产品结构分析，确认产品热节，设置合理的浇口大小以及组树方式，热节-浇口-流道-三者的比例；通过调整铸造速度以及浇注温度，延长金属液体在壳模中的冷却时间，可以有效减少缩孔的产生。
控制液态金属的流动速度和冷却时间，以确保铸件内部结构的稳定性和外观的完整性。
其次，改变以往陈旧观念，尽可能的降低壳模厚度，在产品制壳时应当分析产品在制壳过程中，会不会产生积浆积砂情况，这些问题在制壳过程中要去避免，积浆积砂会导致产品散热不好，出现缩孔及缩松现象，同时壳模厚度减薄利于产品散热，同时也能避免其他铸造问题；此外，通过调整铸造速度以及浇注温度，延长金属液体在壳模中的冷却时间，可以有效减少缩孔的产生。
控制液态金属的流动速度和冷却时间，以确保铸件内部结构的稳定性和外观的完整性。
最后，采用定向凝固技术。
通过改变铸件的凝固方向（如贴保温岩棉、浇注前壳模蘸水、浇注后局部浇水降温等方式），可以使金属液体在凝固过程中产生的缩孔集中在铸件的某一部位，从而减少缩孔对铸件性能的影响。
熔模铸造工艺设计特点.
1－冒口
图9-6 底注式浇冒口系统 2－排气道 3－铸件 4－集渣包
5－直浇道
在组合模组和制壳时，它起着支撑熔模和型壳的作用
在熔失熔模时，它又是液态模料流出的通道 对熔模铸造浇注系统的要求： 能保证充型平稳，有足够的强度 能顺利排除模料，并应尽可能简化压型结构
使制模、组合模具、制壳、切割、清理等工序方便
熔模铸造的浇注系统典型结构： 1）直冒口系统 1－浇口盆 2－直浇道 3－内浇道 4－铸件 5－缓冲器
2）顶注式浇注系统： 使用横浇道的浇冒口系统时，横浇道起冒口或补缩通 道作用，横浇道端面形状通常为梯形或长方形，多用于 顶注式浇注
3）底注式浇冒口系统 该系统能使金属液平稳地充满型腔，不产生飞溅， 与专用冒口配合使用时，能创造顺序凝固的条件，有 利于获得致密铸件。 4）设专用冒口补缩的浇注系统： 特点是单件浇注，主要用于大型或有较大热节复杂铸件
熔模铸造工艺设计特点
四、熔模铸造工艺设计特点 1．铸件结构工艺性的分析 1）铸件上的铸出孔不能太细太长 铸出孔的直径应＞2㎜ 孔深h与孔径d的比值最大为h /d =4~6 铸盲孔时，h /d =2.5~3 2）铸槽宽度应＞2㎜，槽深应小于槽宽的2~6倍 3）铸件的壁厚尽可能满足定向凝固的要求
2．浇冒口系统设计 熔模铸造的浇注系统的作用： 平稳地引导金属液进入型腔，还应具有良好补缩作用
304不锈钢熔模铸造中缩孔、缩松的几种防止措施
熔模铸造中缩松的几种特有解决方案
缩松是铸造最常见的缺陷之一，是铸件在冷却过程中热节或远浇口部位得不到有效的补缩而产生的细小分散的孔洞。
熔模铸造因为热壳浇注的特点，在浇注系统设计时大大地限制了冒口、冷铁对于缩松的处理，但是却有一系列独特的解决方案。
1、型壳底部淬水
部位：铸件浇注位置底部。
铸件浇注位置底部远离浇冒口，补缩通道过长，如果铸件较高或底部有热节，就容易产生缩松。
原理：通过淬水使型壳底部温度迅速降低，对铸件起到底部激冷的作用。
操作：热壳浇注后，型壳立刻淬水，视铸件薄厚在水中停顿1-3秒，深度为易缩松的位置。
案例1圆环产品，材质304不锈钢，浇注温度1640℃
此产品组树后高度方向尺寸较大，见图1和图2，浇注后于圆环浇注位置的下半圆A处容易出现缩松，如图1，经分析认为补缩通道过长导致下半圆凝固时钢水得不到有效补缩，从而产生缩松。
工艺改进为型壳底部淬水，深度如图2所示，效果良好，基本解决下半圆的缩松问题。
图1 圆环剖面图图2 圆环组树淬水示意图
2、喷水激冷
3、局部补砂泥
4、中空型壳
5、加保温棉
6、工艺散热冷铁
7、冷铁、热贴。
熔模铸造常见缺陷及防止方法
2合理设计浇冒口，使铸件定向凝固，增
大补缩压头
3适当提高浇注温度和铸型温度
热
裂
裂纹沿晶界
生长，表向有
氧化颜色
1铸型温度低，冷却速度过快
2型壳退让性差，阻碍收缩
3铸件结构不和理，壁厚相差悬殊，过 渡突变，应力过大
4浇注补缩系统设计不合理，造成铸件 局部过热或收缩受阻
1提高铸型温度，减缓铸件冷却速度
2改进压型设计增加起模装置注意起模操作
3熔模存放状态合理或采用存放胎具
4控制熔模存放温度
5合理按排生产，缩短熔模存放时间
6改用收缩率小的模料
芯
蜡
1模料收缩率较大
2制模时型芯温度和模料温度均偏低
3型面结构有大面积光滑表面
4型芯表面有油污
1选用收缩率小的模料
2压制熔模前将型芯加热至30~50C,或提高模
2在面层涂料与熔模表面之间常有盐类和水分
干燥后，再进行化学硬化
浓集，导致硬化不良，脱蜡时型壳内表面松
4表面层的化学硬化要充分
疤
散并出现突起和凹坑，形似橘皮状
型
1涂料撒砂后，表面有浮砂
1表面层撒砂要干燥，无粉尘，水分小
壳
2表面层撒砂的粒度过细，砂中粉尘过多或砂
2表面层撒砂粒度不要太细，并防止浮砂堆积
分
粘
砂
铸件表面有 粘砂层，经喷 砂后显不'有 凸起的毛刺 或凹坑
1面层用的耐火粉料和撒砂料杂质含量 过高
2制壳耐火材料或粘结剂选用不当
3浇注温度过高
4浇注系统设计不和理，造成型壳局部 过热
1降低涂料中粉料和撒砂料中的杂质含量
2选用适当的耐火材料和粘结剂
铸造中浇注系统设计说明
在正常浇注条件下，金属液不能充满所有组元的浇注系统，又 称为非充满式浇注系统。
主要优点 进入型腔时金属液流
速度小，充型平稳，冲 刷力小，金属氧化轻。 主要缺点
阻渣效果稍差，内浇 道较大，金属消耗略多
适用于易氧化的有色金属铸 件(如轻合金铸件)、球铁件 等、漏包浇注的铸钢件也宜 采用开放式浇注系统，但直 浇道不能成充满态，以防钢 水外溢，造成事故。
优点 封闭式浇注系统有较好的阻渣能力，可防止金属液卷入气
体，消耗金属少，清理方便 缺点
进入型腔的金属液流速度高，易产生喷溅和冲砂，使金属 氧化，使型内金属液发生扰动、涡流和不平静
用于不易氧化的金属铸件。
2、开放式浇注系统：
∑S内≥∑S横≥ S直；例如1.5 : 1.2 : 1 或半开放式： ∑S内≥ S直≥∑ S横
3、横浇道的功用
①向内浇道分配洁净的金属液
②储留最初浇入的含气量和渣污的低温 金属液并阻留渣滓
③使金属液流平稳和减少产生氧化夹渣 物
横浇道的阻渣原理
横浇道内，在内浇道入口周围存在一个区域，被称为内浇道 的吸动区，只要金属进入该区就会自动流入内浇道。显然， 进入该区的渣团也将会流入型腔。
横浇道发挥阻渣作用应具备的条件
4、阶梯式浇注系统
阶梯式浇注系统适用于高度大 的中、大型铸件。具有垂直分 型面的中大件可优先采用
二、按浇铸系统各基本组元截面积比例分类
1、封闭式浇注系统：
阻流－在一个浇注系统中截面积最小的浇道 ∑S内≤∑ S横≤ S直，例如1: 1.2 : 1.5 或半封闭式：S内≤ S直≤ S横
封闭式浇注系统可理解为正常浇注条件下， 所有组元能被金属液充满的浇注系统，也 称为充满式浇注系统。
放映结束 感谢各位的批评指导！
熔模铸造浇注补缩系统讲解
σ=1.5N/m
②浇注温度
过热度=130~160℃
型壳焙烧后的炉外冷却特性
出炉过程和浇注过程 的金属液温度降低
③薄壁部位缓慢冷却
小型静翼叶片
辅助浇道
④不能憋气
⑤浇注中途不能停顿
（2）充填的平稳性
①底注
②流动状态
③倾斜浇注
④夹杂分布 ⑤小直浇道
⑥过滤网
2.保证补缩
产生原因 体收缩率:
(%) 1.9943 7.459WC - 4.73WC2 KiWi KT (Tp TL)
W Ni Mn Cr Si Al Ki -0.53 -0.0354 +0.0585 +0.12 +1.03 +1.07
体收缩率→凝固收缩流动（冷却 慢处流向冷却快处）→冷却慢处流 下孔 洞（缩孔）
②冒口大小计算
Ⅰ热节圆法
Ⅱ模数法 M铸:M颈:M冒=1:(1.05~1.3):(1.2~1.５) V冒(k-β)=βV铸 Ｖ冒＝Ｖ铸×β/(k-β)
Ⅲ冒口计算图
D冒=max[dr,dR]
dr__保证冒口比铸件冷却慢所需的冒口直径 d End
横浇道式：单一横浇道、多道横浇道、 圆板、圆环、多层、多层多道
冒口式 组合式
单一直浇道
带补缩节的直浇道
多道直浇道 过渡直浇道
空心直浇道
单一横浇道
多道横浇道
圆板
圆环
多层多道
多层
冒口式
组合式
3、按补缩组元分
Ⅰ.中心直浇道 Ⅱ.横浇道
Ⅲ.竖浇道
Ⅳ.底注竖浇道+侧冒口
Ⅴ.侧冒口
Ⅵ.顶冒口
铸件刚度小，直（横）浇道刚度大 铸件变形大 铸件刚度大，直（横）浇道刚度小 铸件变形小
设计合理的浇注方案以保证充填和补缩——熔模铸件铸造方案设计系列讲座之一
设计合理的浇注方案以保证充填和补缩——熔模铸件铸造方
案设计系列讲座之一
许云祥
【期刊名称】《特种铸造及有色合金》
【年(卷),期】2003()4
【摘要】合理的浇注速度和静压头、型壳透气性、浇注时的金属液温度和型壳温度、避免浇注时型壳憋气、避免浇注中途停顿以及保证充填平稳等是保证充填的重要影响因素。
避免铸件出现缩孔 (松 )的措施有缩孔转移和缩孔分散两种措施。
【总页数】5页(P50-54)
【关键词】浇注方案;合金充填;铸件补缩;熔模铸造
【作者】许云祥
【作者单位】中国科学技术大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG249.5
【相关文献】
1.熔模精密铸造小铸件生产用新型板状浇注系统(一) [J], 苏羽平
2.熔模精密铸造小铸件生产用新型板状浇注系统(二) [J], 苏羽平
3.设计合理的铸造方案使制壳方便和排蜡通畅——熔模铸件铸造方案设计系列讲座之三 [J], 许云祥
4.设计合理的浇注方案以避免铸件热裂和变形——熔模铸件铸造方案设计系列讲座
之二 [J], 许云祥
5.浇口杯补缩容量法设计熔模铸钢件浇注系统 [J], 许云祥;杨振和
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熔模铸造浇注补缩系统PPT文档91页
熔模铸造浇注补缩系统
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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铸造补缩系统设计
铸造补缩系统设计铸造补缩（冒口）系统是在铸造过程中用于防止铸件缩孔和偏色的一种技术。
铸造过程中，熔化金属进入模具中进行凝固，但由于热胀冷缩的影响，容易造成铸件内部的缩孔。
而通过加入补缩（冒口）系统，可以在凝固时将多余的熔化金属引导到冒口中，从而避免铸件内部缩孔的产生。
在设计补缩（冒口）系统时，需要考虑以下几个关键的因素。
首先是冒口的位置和尺寸的确定。
冒口的位置应尽量靠近铸件最厚部位，从而能够提供足够的材料供给。
冒口的尺寸应根据铸件的形状和尺寸以及冷却速率等因素进行合理的设计。
冒口过小会导致引入的冒口金属流动不畅，无法满足需要；冒口过大则会浪费材料。
其次是冒口与铸件的连接方式的选择。
常用的连接方式有直接连接和间接连接两种。
直接连接方式将冒口直接连接到铸件上，适用于形状较矮胖的铸件；间接连接方式则将冒口与铸件通过一段薄金属连接起来，适用于形状较高瘦的铸件。
第三是冒口的形状的设计。
冒口的形状应能够使熔化金属能够平稳地流入冒口，避免熔化金属在流动过程中产生冲刷和扩散。
常见的冒口形状有圆形、方形、锥形等。
在确定冒口形状时，需要综合考虑材料的浇注性能、冷却速率等因素。
最后是冒口的设计者需要计算和确定冒口中金属的流动速度和温度分布。
金属的流动速度和温度分布直接影响到冒口的设计尺寸和位置，以及冒口金属对铸件的冷却效果。
通过数值模拟和实验等手段，可以对冒口的流动速度和温度分布进行计算和分析，从而优化冒口设计。
总之，铸造补缩（冒口）系统设计是一个相对复杂的过程，需要考虑多个因素的相互影响。
只有综合考虑材料的特性、铸件的形状和尺寸以及冷却速率等因素，才能设计出合理有效的补缩（冒口）系统，从而提高铸件的质量。
铸造成型的浇注系统
铸造成型的浇注系统在金属铸造领域中，浇注系统是至关重要的一部分，它直接影响到铸件的质量和最终性能。
浇注系统可以看作是将熔化金属铸注至模具腔内的通道系统，其设计合理与否直接决定了铸件是否能够完整成型，避免缺陷的产生以及提高铸件的密实度。
首先，浇注系统的设计应充分考虑金属的流动和凝固规律。
合理的浇注系统设计应该保证金属在填充模腔的过程中具有稳定、顺畅的流动状态，同时要避免金属在流动过程中受到过大的阻力，从而避免出现气孔、夹杂等缺陷。
此外，还需要考虑金属的凝固规律，合理设置铸件的冷却区域，以确保金属能够在适当的时间内达到凝固温度，从而形成完整的铸件结构。
其次，浇注系统的设计应考虑金属的温度和气体的排除。
在浇注过程中，金属的温度直接影响到其流动性以及最终的凝固状态。
因此，浇注系统需要设计出合适的升温和降温措施，以保证金属在铸注过程中始终保持在适宜的温度范围内。
同时，浇注系统还需要考虑气体的排除，避免气体在铸注过程中混入金属中，导致气孔等缺陷的产生。
另外，浇注系统的设计也应考虑到金属的冷却速度和浇注系统的结构。
金属的冷却速度直接决定了铸件的组织结构和性能，过快或过慢的冷却速度都会对铸件的性能造成不利影响。
因此，浇注系统设计时需要合理设置冷却区域和冷却介质，控制金属的冷却速度。
此外，浇注系统的结构也应该简单、紧凑，减少金属在流动过程中的搅拌和气体的混入。
综上所述，铸造成型的浇注系统在金属铸造中扮演着至关重要的角色。
一个合理设计的浇注系统既能保证铸件的形状和尺寸准确，又能够提高铸件的结构紧密度和表面光洁度，从而获得高质量的铸件产品。
因此，对于金属铸造行业来说，不仅需要不断优化现有的浇注系统设计方案，还需要结合实际生产需求和技术发展趋势，不断创新和改进浇注系统设计，以满足金属铸件生产的质量和效率需求。
1。
注塑模具之浇注系统的介绍
注塑模具之浇注系统的介绍注塑模具是制造塑料制品的重要工具，它的质量直接影响到成品的质量。
而注塑模具中的浇注系统对成品的质量也有着重要影响。
浇注系统是指将熔融塑料从注塑机的机筒中注入到模腔中的一系列设备和构造。
1.浇注系统的组成浇注系统由喷嘴、喷嘴喉管、进料口和冷却系统等构成。
其中，喷嘴是熔融塑料进入模腔的通道，它连接着机筒和模腔。
喷嘴内部通道的形状和尺寸会影响塑料的流动情况和填充时间。
喷嘴喉管和进料口是喷嘴和模腔之间的连接部分，起到塑料流动的引导作用。
冷却系统是为了在注塑过程中将模具中的热量迅速带走，确保产品成型的质量和效率。
2.浇注系统的工作原理注塑过程中，熔融塑料通过喷嘴进入模腔，填充整个模具的形状。
当模腔被充满后，喷嘴会迅速封闭，避免塑料溢出。
此时，熔融塑料开始冷却并变得固态，成型的产品在模具中逐渐形成。
冷却系统会通过喷淋冷却或冷却通道等方式将热量迅速带走，保证产品成型的质量。
3.浇注系统的设计要点为了保证产品的质量，并满足不同要求的注塑制品，浇注系统的设计需要注意以下要点：(1)喷嘴和模腔的连接处要保证密封，避免塑料溢出；(2)喷嘴通道的形状和尺寸要能够满足塑料的流动要求，避免注塑短流或短充问题；(3)选择适当的冷却方式和冷却介质，保证产品的尺寸和表面质量；(4)为了避免冷却系统的死角，需要合理配置冷却通道，确保整个模具在注塑过程中的温度分布均匀。
4.浇注系统的改进和优化为了提高产品的质量和生产效率，浇注系统的改进和优化是重要的课题。
一方面，可以通过模具部件的改进来优化浇注系统，例如喷嘴通道的优化、冷却通道的重新设计等。
另一方面，可以通过模具流道分析软件来模拟塑料在注塑过程中的流动情况，进一步优化浇注系统的设计。
此外，一些先进的浇注系统技术，如热流道系统、堆垛模腔技术等也可以运用到注塑模具中。
总结起来，注塑模具的浇注系统是注塑过程中至关重要的一部分，它的设计和优化对产品质量和生产效率有着直接影响。
铸造补缩原理
铸造补缩原理说起铸造补缩原理，我有一些心得想分享。
在生活中，我们都见过蜡烛燃烧的场景吧？你看，蜡烛在燃烧的时候，蜡油会从蜡烛的烛身不断地流向火焰燃烧的位置。
这就有点像铸造里的补缩过程。
铸造啊，就比如说我们要生产一个金属的零件，是把液态的金属倒进模具里，等它冷却凝固变成我们想要的形状。
在这个冷却的过程中呢，就容易出现一些问题。
这就要说到金属冷却时的收缩现象了。
我们都知道，热胀冷缩嘛，金属也不例外。
当金属液开始冷却的时候，它就像一个慢慢瘪下去的气球（这是我自己想出来的便于理解的比喻哈）。
如果没有采取补缩措施，就会在零件里形成缩孔或者缩松，就像蛋糕没有发酵好，里面有很多空洞一样。
那这个零件就可能不结实，质量不过关。
老实说，我一开始也不明白怎么去解决这个问题呢。
后来学习了铸造补缩原理，才知道是通过在合适的位置设置冒口来实现补缩的。
冒口就像是一个小小的补给站。
液态金属在模具里冷却凝固时，周围的金属先冷却收缩，这个时候冒口里的金属液就会补充到那些收缩出现空隙的位置，就跟你给一个漏水的水桶再加水去填补那些空缺的道理差不多。
比如说铸造一个汽车发动机的缸体（这是一个实际应用的案例）。
缸体形状复杂，而且壁的厚度可能不太均匀。
如果不做好补缩，缸体内部可能就会产生很多缺陷。
那就会影响发动机的性能，甚至导致发动机故障。
所以啊，在设计铸造方案的时候，工程师得精确地计算出哪里需要设置冒口，冒口要多大之类的。
这中间还涉及到好多专业术语，像什么液态收缩、凝固收缩啥的。
液态收缩就是液态金属随着温度下降，本身的体积在不断减小；凝固收缩则是从液态向固态转变时的体积变化。
不过这里还有些问题我也有困惑。
比如说在一些特殊的金属材料铸造过程中，补缩的效果好像不是那么理想。
我也一直在思考这是不是因为不同金属的凝固特性有很大差异呢？说到这里，你可能会问那有没有其他的方式可以进行补缩呢？其实还有一些辅助的方法，像使用冷铁之类的。
冷铁就像是一个制冷的小助手，它能让某些部位比其他地方更快地冷却下来，从而引导液态金属的流动方向，也有助于补缩呢。
熔模铸钢件缩孔(松)的防止
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图 １ Ｅ型（／ ３４英寸 ） 快速接头铸件 简图（Ｏ ，１） ３４３６
式 中 ， ｒ， ｔ ｒ一 ， ｒ＋为从铸 件最 薄壁开始 到最后 补缩组
许 云祥 ， ， ３ 年出生． １９ ９ 教授 ， 中国科学技术大学经济技 术学院 ， 台肥ｌ３∞】 ， ２０ ）电话 ： ５ — ４ ２６ ｏ １ ３２８５ ５
循顺 序凝 固原则 ， 即从铸 件远处 的薄壁 部 位到最后 的补 缩组 元 （ 口 、 冒 直浇道 、 浇道或 浇 口杯 ）其 凝 固时 间必 横 ， 须遵 循连续增 长 的原则 ， 即 亦
ｒ ＜ ｒ ＜ ｒ＋ １ ｔ） １
处增 设 内浇道 、 有缩 松缺 陷 不再
～
上
浇道式 浇注 系统 ，很 显然 Ｂ部 位 的凝 固时 间比 Ａ部位 长 ， 成不 了 Ｂ Ａ 内浇道 的凝 固顺 序 ，但 由壁厚 可 形 — 一 知， Ｂ部位 与 Ａ部位 的凝 固时 间差 异并 不 太大 ， 因此 我 们采用 了施柯 林尼 克 的空隙保 温法… ， 在涂 挂 了 ４层 以 后在 型壳 的 Ａ部位 刷 上蜡料 ， 然后继续 涂挂 至 ６层 。型 壳 焙烧后如 图 ２ｂ所示 在 Ａ部 位型壳 中形成 了约 １０ ．～ １５—ｎ ． 厚的 空隙 ， 注 后可 以明 显观 察 到 Ａ部 位 型壳 浇 外表 比其他 部 应型壳外 表颜 色暗 ， 说明空 隙具有 明显的 保 温作用 。施柯林 尼 克的研究 表 明 ， Ａ部位 的凝 固时 间 可以延长 ｌ５倍 ， 而 保证 了 Ｂ Ａ 内浇道 的 凝 固顺 从 — 一 序， 因此浇 注后铸 件 Ｂ部 位没 有 出现缩 孔 （ ） 松
尚
且 ∞ ∞
和标准 处理 。
熔模精密铸造合金凝固补缩问题的研究
熔模精密铸造合金凝固补缩问题的研究时间:2009-02-23 11:25来源:未知作者:admin 点击: 312次熔模精密铸造合金凝固补缩问题的研究边书华王友水白建芬董荷生龚敬(河北五新精铸有限责任公司) 摘要通过合金液在熔模精密铸造型壳中的流动状况分析,探讨了合金液流动状况与凝固补缩的关系,并提出了合金凝固方式对补缩的影响,在研究熔模铸造浇注补缩熔模精密铸造合金凝固补缩问题的研究边书华王友水白建芬董荷生龚敬(河北五新精铸有限责任公司)摘要通过合金液在熔模精密铸造型壳中的流动状况分析,探讨了合金液流动状况与凝固补缩的关系,并提出了合金凝固方式对“补缩”的影响,在研究熔模铸造浇注补缩系统特点的基础上,提出了有关“补缩参数”的取值方法和影响因素。
关键词熔模铸造;凝固补缩;补缩参数中图分类号TG24915 文献标志码 A 文章编号1001 - 2249 (2008) 07 - 0535 - 04DOI :10. 3870/ tzzz. 2008. 07. 015收稿日期:2008201220第一作者简介:边书华,男,1964 年出生,工程师,河北五新精铸有限责任公司,石家庄(050700) ,电话**************,E-mail:*****************1 合金性能与凝固补缩的关系在研究熔模精铸合金凝固补缩之前,应了解合金的流动性、收缩性等铸造性能,了解该合金容易出现的收缩缺陷。
合金的收缩分液态收缩(液相线以上温度) 、凝固收缩(液2固相线温度区间) 和固态收缩(固相线以下温度) 。
合金液浇注成形,使铸件内部产生缩孔、疏松的主要原因是合金的液态收缩和凝固收缩,其液态收缩与浇注温度有关,浇注温度越高,收缩也越大。
而凝固收缩则主要取决于合金的化学成分。
例如,铸钢中碳含量(质量分数, 下同) 为0110 %、0135 %、0145 %、0170 %时, 其凝固收缩率分别为210 %、310 %、4. 3 %、5. 3 %[1 ] 。
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②冒口大小计算
Ⅰ热节圆法
Ⅱ模数法 M铸:M颈:M冒=1:(1.05~1.3):(1.2~1.５) V冒(k-β)=βV铸 Ｖ冒＝Ｖ铸×β/(k-β)
Ⅲ冒口计算图
D冒=max[dr,dR]
dr__保证冒口比铸件冷却慢所需的冒口直径 dR__保证冒口贮存足够金属液补缩铸件的冒口直径
The End
横浇道式：单一横浇道、多道横浇道、 圆板、圆环、多层、多层多道
冒口式 组合式
单一直浇道
带补缩节的直浇道
多道直浇道 过渡直浇道
空心直浇道
单一横浇道
多道横浇道
圆板
圆环
多层多道
多层
冒口式
组合式
3、按补缩组元分
Ⅰ.中心直浇道 Ⅱ.横浇道
Ⅲ.竖浇道
Ⅳ.底注竖浇道+侧冒口
Ⅴ.侧冒口
Ⅵ.顶冒口
防止措施
（1）转移（顺序凝固）
（2）分散（同时凝固）
①避免形成新的过热点
②孤立热节改善散热条件
3.避免铸件产生热裂
（1）原因 线收缩受阻→应力→应力>凝固时高温 强度→裂纹
（2）时间 凝固阶段后期
（3）部位 铸件凝固时“弱点”部位→结壳最薄 部位→“热点”
（4）防止措施
①选择热裂敏感性小的合金
凝固时收缩系数小，高温强度高的合 金热裂敏感性小
高温强度 （kg/cm3）
Mn13 1Cr13 T10 ZG55 ZG35 30CrNiMo
3
457
12
12
工业 纯铁
ZG20
1Cr18Ni9Ti
高温强度
（kg/cm3） 14
21
25
②低温钢水红壳浇注
③薄壁铸件，扁宽浇口
④均匀充填型腔，避免浇注金属冲 击固定点后形成“热点”
铸件刚度小，直（横）浇道刚度大 铸件变形大 铸件刚度大，直（横）浇道刚度小 铸件变形小
⑦校正变形
5.方便制壳
（1）方便涂料撒砂
（2）大平面涂料时的多余涂料易流失、易刷料
（3）保证硬化风干
（4）方便涂料时蜡模的盲孔、凹槽、扬角处的气体排除， 避免气泡豆
（5）方便盲孔、长孔的吹气、吹砂、刷料、堵砂处理
⑤避免框形结构浇注系统
⑥改善工艺Байду номын сангаас ⑦热裂转移
4.减少内应力和变形
（1）原因 冷却过程不均匀→线收缩不一致 →相互牵制→应力、变形
（2）防止措施
①缓慢铸件薄壁部位的冷却
②收缩应力等作用力的作用断面，尽量是 抗弯模量大的断面
③尽可能设 置单个内浇口
④设置工艺筋
⑤反变形
⑥变形转移
2个以上内浇口→框形结构→铸件与直 （横）浇道冷却不同步→产生变形
Ⅶ.直浇道+局部冒口 Ⅷ.局部冒口
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
Ⅴ Ⅵ
Ⅶ Ⅷ
四、铸造设计方案
1.保证充填性
（1）充填完整性 ①薄壁件保证充填速度
Q KL / 顶注k=0.05,侧注k=0.06 底注k=0.08
fo Hp Q /( 2g ) Hp 2 cos /(g)
μ=0.7~0.9
直浇道—D直=(1.1~1.2)D内 横浇道— D横=(1.15~1.25)D内
浇口杯—选用图
浇口杯—选用图
2.冒口计算
①冒口补缩范围
作用区 900℃ 8~10 1200 ℃ 12~15
端末区 8~10 10~12
温度（℃）<200 200~400 作用区 4~5 5~6
400~800 6~7
熔模铸造浇注补缩系统
一、组成
浇口杯 直浇道 横浇道 内浇道 冒 口 缓冲坑 出气口 集渣包 过滤网
二、功能
1 充填 2 补缩 3 排蜡 4 配热 5 辅具
三、分类
1.按注入方式分 顶注、底注、侧注、联合注入
顶注
底注
侧注
联合注入
2.按结构组成分
直浇道式：单一直浇道、直浇道+补 缩节、多道直浇道、过渡直浇道、空 心直浇道
σ=1.5N/m
②浇注温度
过热度=130~160℃
型壳焙烧后的炉外冷却特性
出炉过程和浇注过程 的金属液温度降低
③薄壁部位缓慢冷却
小型静翼叶片
辅助浇道
④不能憋气
⑤浇注中途不能停顿
（2）充填的平稳性
①底注
②流动状态
③倾斜浇注
④夹杂分布 ⑤小直浇道
⑥过滤网
2.保证补缩
产生原因 体收缩率:
（6）防止蜡模破损、掉件
6.保证排蜡通畅
7.提高工艺出品率
五、浇注补缩系统组元计算
1.直、横、内浇道计算
①亨金法
M内 1 14 M3铸G 3 L内 / M直
②内切圆法
③比例系数法 D内=（0.8~1)D铸 S内=（0.4~0.9)S铸
④浇口杯补缩容量法
内浇口—相当热节法D内=KD当
(%) 1.9943 7.459WC - 4.73WC2 KiWi KT (Tp TL)
W Ni Mn Cr Si Al Ki -0.53 -0.0354 +0.0585 +0.12 +1.03 +1.07
体收缩率→凝固收缩流动（冷却 慢处流向冷却快处）→冷却慢处流 下孔 洞（缩孔）