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铸铁件冒口设计手册

铸铁件冒口设计手册诸葛胜福士科铸造材料（中国）有限公司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—一次缩孔 2—二次缩孔 3—缩松 1—缩孔 2—型腔胀大 3—铸件(虚线以内) 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35%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。

铸铁件冒口定量设计课件

（4）横浇道模数 Mh
Mh=f横.f2.Mc
f横=0.75~0.85 f2 ——收缩模数系数 Mc ——铸件模数根据横浇道模数Mh，求出横浇道尺寸
10 浇注系统充填与补缩一体化设计
（1）充填设计（保证浇注时间，大流量，平稳洁净，有合理的流态，可控的流动路径）
（2）补缩设计（足够的补缩时间和补缩量）（3）取二者较大者,再核算（4）给出二者都满足的尺寸
（5）内浇道模数Mn
Mn=f内f2.f4Mc f内=0.35~0.40 f2 ——收缩模数系数 f4 ——冒口颈长度系数 f4=0.8~1.0 Mc ——铸件模数根据内浇道模数Mn，求出内浇道尺寸
11 铸铁件冒口系列
12 结论
（1）冒口位置不要放在铸件的几何热节上；（2）冒口颈短、厚、宽。（3）铸铁件收缩时间分数，流通效应系数对
提高中国铸件在国际市场上的竞争力
谢谢
Qm= G Mc3
3 铸铁件均衡凝固冒口设计方法
（1）收缩模数计算法（3f法）（2）查表法（3）分段比例查表法
4 收缩模数计算法（3 f法）
（1）冒口体模数MR MR=f1f2f3Mc
f1 ——冒口平衡系数 f2 ——收缩模数系数 f3 ——冒口压力系数 Mc ——铸件模数
取f1=1.2 f2=√P f3=1.1~1.3
冒口，冒口颈大小的影响显著。（4）无冒口铸造的本质是浇注系统当冒口。
均衡凝固技术1988年获国家科技进步二等奖
1989年国家科委成都均衡凝固推广班
谢谢
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提高铸造企业工艺水平和铸件品质

模数法计算铸件冒口尺寸

模数法计算铸件冒口尺寸哎呀，说到模数法计算铸件冒口尺寸，这可真是个技术活儿，得有点耐心和细心才行。

咱们先得搞清楚，冒口是干啥用的。

简单来说，冒口就是铸造过程中，用来补充铸件凝固时收缩的那部分金属的。

要是冒口尺寸没算好，铸件可能就会有缺陷，比如缩孔啊、缩松啊，那可就麻烦大了。

好了，咱们开始吧。

首先得有个铸件的图，得知道它的体积、形状和材料。

这些信息都很重要，因为它们决定了冒口需要补充多少金属。

比如说，铸件体积大，冒口就得大点；材料收缩率大，冒口也得大点。

接下来，咱们得确定模数。

模数就是冒口体积和铸件体积的比值。

这个比值可不是随便定的，得根据铸件的材料和结构来。

比如说，对于一般的铸铁件，模数可能在0.03到0.05之间；对于铸钢件，可能在0.02到0.04之间。

这个范围得根据实际经验来调整。

然后，咱们就可以开始计算了。

比如说，你有个铸件，体积是100立方厘米，材料是铸铁，模数咱们就取0.04吧。

那么冒口的体积就是100乘以0.04，等于4立方厘米。

这就是冒口需要的金属量。

但是，这还没完呢。

冒口的形状也得考虑进去。

冒口不能太大，也不能太小，得保证金属能顺利流入铸件。

一般来说，冒口的形状可以是圆柱形、圆锥形或者半球形。

每种形状的计算方法都不一样，得根据具体情况来。

比如说，你选择了圆柱形冒口，那么还得计算冒口的高度和直径。

这得根据冒口的体积和形状来。

比如说，你想让冒口的高度是直径的两倍，那么就可以设直径为x，高度为2x。

然后根据体积公式，πx²2x=4，解这个方程，就可以得到x 的值。

最后，别忘了检查一下。

你得确保冒口的位置不会影响铸件的结构，也不会造成铸造过程中的麻烦。

比如说，冒口不能放在铸件的受力部位，也不能放在铸件的表面，以免影响铸件的外观和性能。

哎呀，说了这么多，感觉有点复杂。

不过，只要你耐心点，一步步来，肯定能搞定的。

毕竟，这可是关系到铸件质量的大事儿，马虎不得。

铸铁件冒口设计手册

铸铁件冒口设计手册诸葛胜福士科铸造材料（中国）有限公司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—一次缩孔 2—二次缩孔 3—缩松 1—缩孔 2—型腔胀大 3—铸件(虚线以内) 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35%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。

铸件冒口的尺寸计算

铸件冒口的尺寸计算1．冒口设计的基本原理铸件冒口主要是在铸钢件上使用。

铸铁件只用于个别的厚大件的灰铸铁件和球铁件上。

金属液在液态降温和凝固过程中，体积要收缩。

铸件的体收缩大约为线收缩的3倍。

因此，铸钢的体收缩通常按3---6%考虑，灰铸铁按2---3%，不过由于灰铸铁和球墨铸铁凝固时的石墨化膨胀，可以抵消部分体积收缩，所以如果壁厚均匀，铸型紧实度高，通常不需要设计冒口。

铸件的体收缩如果得不到补充，就会在铸件上或者内部形成缩孔、缩陷或者缩松。

严重时常常造成铸件报废。

冒口尺寸计算原则是，首先计算需要补缩的金属液需要多少。

通常把这一部分金属液假设成球体，并求出直径（设为d0）用于冒口计算。

冒口补缩铸件是有一定的范围------叫有效补缩距离，设为L，对厚度为h的板状零件通常L=3~5h 。

对棒状零件L=（25~30）√h式子中，h------铸件厚度2．冒口尺寸的基本计算方法冒口计算的公式、图线、表格等有很多。

介绍如下。

最常用的方法是，冒口直径D=d0+h理由是假定冒口和铸件以相同的速度凝固，凝固过程是从铸件的两个表面向内层进行，当铸件完全凝固终了，正好冒口凝固了同样的厚度，这时还剩下中间的空心的缩孔，体积正好等于补缩球的体积，这部分金属液在凝固过程中正好补缩进了铸件。

当铸件存在热节时，可以把h换成热节的直径T即可。

即D=do+T 。

另外设计冒口，还有个重要的部位，就是冒口颈，所谓冒口颈就是冒口和铸件的连接通道，冒口里的金属液都是经由冒口颈补缩到铸件里的。

所以对冒口颈的截面是有要求的，通常取冒口颈的直径dj=（0.6~0.8）T 。

冒口高度H=（1.5~2.5）D 。

H的高度还应该考虑要高于需要补缩部位的高度，否则就成了反补缩了，铸件补缩了冒口，这是要避免的。

3．其它计算方法常用的经验计算方法还有不计算需要估算补缩的金属液，直接将热节园的直径乘个系数得出冒口直径。

例如简单铸件D=（1.05~1.15）T 外形简单，热节比较集中。

铸造中铸件需要使用多大直径的冒口补缩怎么计算？

铸造中铸件需要使用多大直径的冒口补缩怎么计算？铸造生产当中，冒口的设计直接关系着铸件的成品率与质量。

因此，许多铸造厂都非常重视铸件冒口的设计。

所谓冒口，顾名思义就是铁水浇注时冒上来的口，有两个主要作用，一是浇注完成后热液补缩，二是注汤时，型腔内快速排出气体。

排气作用就不说了，就说补缩，铁水在液态向固态凝固时，铸铁的铁水有个特性，先共晶，再共析，共晶过程也是膨胀的过程，共析是收缩的过程，铁水的缩性又与化学成分，冷却速度，型核分布，熔炉速度，熔炼温度，镇静时间，浇注温度有关，难以一言蔽之，铁水熔炼不控制好，就算有最好的计算结论，都是白搭。

老实说，想简单的述说清楚冒口设计的问题，很难，这个问题不是我不回答，而是我每次想回答时，都发现自己要罗列一大堆数据公式，才能把这个问题讲清楚。

这个问题看似简单，基本上等同于简述铸造工艺学。

这太费时间和精力，读者也未几能有耐心看完那样叙述。

然而，如读者真想把冒口设计的基础理论弄明白，系统的学习《铸造工艺学》是必须做的事情。

咱们今天，就只能简要的讲述一下冒口设计的基本要素。

冒口设计要根据不同的材料，不同尺寸，不同形状，不同材质的特性进行设计。

首先，铸造工艺不一样，由此引申出的各类冒口的类型也是不一样的，因而冒口尺寸计算的方法也是不一样的。

简单以材料分类，铸钢件采用的冒口计算方法有模数法，三次方程法，补缩液量法，比例法。

铸铁件因凝固方式特殊（受冶金质量和冷却速度影响），大多靠经验辅以模数法和比例法。

今天，只简单说说铸钢，公式就先都不写了。

第一，模数法模数指的是铸件被补缩部位的体积与散热表面积的比值称为模数。

模数基本等同于铸件的凝固时间，也就是说不同形状大小的铸件，只要模数相同，我们就认为他们的凝固时间几乎相等。

当我们使用模数法时，基本遵循两条原则。

1.冒口的模数需大于铸件被补缩区域的模数。

2.冒口必须有足够的金属溶液补充铸件收缩部分的体积收缩。

第二，三次方程法三次方程法是模数法的延伸，主要用于计算机辅助设计中。

板类铸铁件的冒口设计

我们首先求系统的第二段，即状态 B 到状态 4 / X 的情况。其时间为：
采用边冒口的工艺是按控制压力冒口原理设计冒口颈尺
型砂加热，铁水温度越高，补缩效果越好。压边冒口是一个缝隙，不增加铸件热节。在石墨化膨胀时，缝隙已凝固，可以充分利用石墨化膨胀进行自补缩。由于压边冒口小，工艺出品率高。采用以上工艺方法铸出的平板类铸铁件，经加工后，表面光滑，无任何铸造缺陷。提高了铸件质量，降低生产成本，提高生产效率。
! 板类铸铁件的缺陷分析
某厂生产的板类铸铁件的种类较多、规格尺寸不一，传统的生产工艺是，水平造型，倾斜浇注，中心设置较大的冒口对其重量为补缩。以生产的铸铁衬板为例，其材质为 6G!"" I %"" ，板厚为 H#"KK 以上，在生产过程中，虽然在平板的两端 #""J4 ，分别设置了一个圆形冒口，但由于板类铸铁件的散热面积较大，不能按照预定的设计原则实现由四周向中心的凝固顺序，最终使冒口部位的组织不致密。同时，较大冒口的设计加大了铸件的热节，又根据 6G!"" I %"" 的合金特性（含碳量高，接近共晶成分），其凝固过程基本是同时凝固，即：在完全凝固前，各枝状晶之间形成的小熔池，将液态金属分割开来，在进一步的凝固过程中，形成严重的疏松，导致产品报废。在传统的冒口设计中，为了让冒口直径晚于铸件凝固，达到向冒口方向的顺序凝固目的，冒口直径通常选取 HL ! I HL # 倍的热节圆直径，这样冒口根部就成为最后凝固区，这就是使冒口根部最后形成缩孔和疏松。
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铸件冒口计算

铸件冒口计算
Л.Ф.Вигоднер;阳光（译）
【期刊名称】《大型铸锻件》
【年(卷),期】1987(000)002
【摘要】砂型铸造时,冒口中形成的缩孔的容积为：V缩=β（V冒＋V件）（1）式中 V冒、V件分别为冒口和铸阵的容积;β为凝固时容积的收缩系数。

我们用 m 来表示冒口和缩孔高度相等时的 V冒/V缩值。

考虑到20%的冒口容积储备量,将式（1）变换后得：
【总页数】3页(P67-68,13)
【作者】Л.Ф.Вигоднер;阳光（译）
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG244.4
【相关文献】
1.合金白口铁铸件浇冒口系统的计算机辅助设计 [J], 郭宁;秦紫瑞
2.铸件浇冒口液压分离楔的设计计算 [J], 吴振卿
3.铸件浇冒口砂轮自适应切割 [J], 王维信;孟广耀;王哲;孙英暖
4.梯度冒口在高碳钢轧辊铸件生产中的应用 [J], 武瑞石;刘建宁
5.压边浇冒口与耳冒口在ZQAI 9-4铸件上的应用 [J], 王培清
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铸铁件收缩模数法冒口设计1

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＋
ＶｆＡｒ
＋
ＶｐＡｒ
＝ｆ１ｆ３Ｍｓ＝ｆ１ｆ２ｆ３Ｍｃ
，
（３）
式中：Ｍｒ — ——冒口模数，ｃｍ；Ｖｆ — ——补缩液量，ｃｍ３；Ａｒ — —— 冒口散热表面积，ｃｍ２；ＶＰ — ——形成补缩压力的安全液量，ｃｍ３；ｆ１ — ——补缩液量平衡系数。
对于组成铸件的各个结构分体，如果其分体的模数等于ＭＳ，则称该分体为铸件的均衡段。从接触热节的角度出发，作为补缩液源的冒口设置于均
衡段，不可避免地会出现接触热节，虽然延长了均衡段在冒口区域的凝固时间，但不会延长热节分体
的凝固时间，不会延长铸件的总体凝固时间，恰好利用了接触热节效应。因此，冒口的位置推荐为：
口联合补缩方式，浇注系统提供的补缩液量Ｖｇ占
Ｖｆ相当的比例；扣除浇注系统凝固之前提供的补缩液量，剩余的差额部分（Ｖｆ－Ｖｇ）才由冒口提供，
冒口实现可靠补缩的前提条件是：冒口能提供的补
缩液量不小于（Ｖｆ－Ｖｇ）。
浇注系统提供的补缩液量Ｖｇ用浇注系统保持
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｎｏｎ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｓｏｌｉｄｆｉｃａｓｉｏｎｌｉｍｉｔｅｄｆｅｅｄｉｎｇｔｈｅｏｒｙ，ｕｓｉｎｇｓｈｒｉｎｋａｇｅｔｉｍｅｏｆｃａｓｔｉｎｇｉｒｏｎｃａｓｔｉｎｇａｎｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｃｃｏｕｎｔｏｆｆｅｅｄｉｎｇｒａｔｅ，ｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｒｉｓｅｒｄｅｓｉｇｎｂｙｓｈｒｉｎｋａｇｅｍｏｄｕｌｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｉｒｏｎｃａｓｔｉｎｇ．

3.4.3及3.4.4 铸钢及铸铁件冒口设计

4. 圆筒壁
3.4.3 铸钢件冒口设计与计算
四、铸件模数的计算
1. 正立方体
2. 圆柱体
3. 具有“无限大”尺寸的物
体 4. 圆筒壁 5. 交接立方体
3.4.3 铸钢件冒口设计与计算
四、铸件模数的计算
4. 圆筒壁
5. 交接立方体
6. 冒口颈的模数（riser neck）
铸钢件：Mn＞Mc 铸铁件：Mn＜Mc
选择圆柱形冒口，由标准冒口表查得冒口尺寸：
D=160mm，H=24mm 校核冒口个数：估计冒口个数1000/（D+4.5a×2）≈1.6 ≈2 按两个冒口校核长度方向 4.5×50+4×50+4.5×50+2×160=970＜1000
增加一个冒口，按三个冒口校核 970+160+4×50=1330＞1000 宽度方向校核
4.5×50×2+160=610 ＞600
校核冒口最大补缩能力：
εv（Vr+Vc）=5%（100×60×5+π（16/2）2 ×24×3）
=2223（cm3）
Vrη=15 %π（16/2）2 ×24×3=2170 （cm3）
增大冒口尺寸，D=180mm
εv（Vr+Vc） = 2415 cm3 ＜Vrη=2746 cm3
有先有后，相互交错重叠，而铁水是相通的，这时膨胀、收缩就可以叠加相抵，铸件表现出来的收缩实质上是胀缩相抵的剩余量。然而就某一点而言，是收缩在前，膨胀在后，二者是不能相抵的。
3.4.4 铸铁件实用冒口设计
图3-3-24 铸铁件凝固时收缩和膨胀的叠加曲边三角形ABC—铸件的总收缩曲边三角形ADC —铸件总膨胀曲边三角形AB‘P—铸件的表观收缩 AC—铸件凝固时间 AP—铸件表观收缩时间（冒口作用时间） P—均衡点（收缩量等于膨胀量的时间）

铸钢件冒口的设计规范标准

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。

负压实型铸造技术中的铸钢件冒口设计

大量生产证明, EPC 法与普通砂型铸造的冒口设计相比, 其冒口的补缩能力明显有余, 在对相同铸件多次试验并调整冒口缩孔保险高度达 20~ 50 mm 时, 发现冒口体积可减小 20% ~ 30% 左右, 针对这一现象, 特从以下几方面进行探讨分析。 1 1 钢液注入型腔会使相应部位泡沫瞬时气化, 气化时是从炽热的钢水表面, 吸收所必需的热量, 钢液
负压实型铸造( 又称消失模铸造, 简称 EPC 法) , 是一项新技术。两年多来, 我厂应用 EPC 法生产了大量铸钢件, 由于有同时进行普通砂型铸造生产的对比条件, 因而在应用 EP C 法中对制模工艺、原料应用、浇冒口设计及真空负压浇注等项技术已日趋成熟, 本文主要介绍 EPC 法的冒口设计。 1 冒口设计依据的探讨
设置补贴会更好。
2 5 根据冒口散热应最慢的原则, EP C 法冒口形状
应以球形为最好, 但综合考虑通用化标准化及手工制
模难易程度, 生产中一般选圆柱形或椭圆形冒口, 如
图 2 所示。这种形状更易于在砂型铸造方法的基础上来设计。冒口最好放在铸件的最高位置, 以使其既
能补缩铸件又可起到集渣集气的作用。
图 2 冒口示图 F ig. 2 T he drawing of r iser
3 两个与冒口设计有关的措施 3 1 EPC 法的型腔是由泡沫模形成的, 填充砂是松散的, 在抽真空形成负压条件下才被紧实。因而对铸件厚大区采用内冷铁时安放不大方便, 实际操作常采用干净圆钉插入泡沫模作为激冷内冷铁, 但对大面积厚大部位效果甚微。另一个方法是采用外冷铁, 由于放置简单, 放安灵活, 泡沫模型又上了涂料, 因而对外冷铁表面锈蚀情况也不需作严格要求, 只要与铸件贴合处形状相同即可, 与普通砂型铸造方法不同的是泡

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。

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。

铸钢件冒口的设计与计算

铸钢件冒口的设计与计算一、设计原则1.冒口尺寸：冒口尺寸应根据铸件的形状、尺寸和质量要求来确定。

一般情况下，冒口的尺寸应为铸件尺寸的1-3倍。

不同形状的铸件，冒口尺寸也不同，一般来说，大件应配置大冒口，小件应配置小冒口。

2.冒口形式：根据铸件的形状，常见的冒口形式有楔形冒口、透镜形冒口、阶梯形冒口等。

选择合适的冒口形式可以保证铸件在凝固过程中得到充分供应的熔体，并且从冒口处排出熔体中的气体和杂质。

3.冒口位置：一般情况下，应将冒口位置选择在铸件最高点或最容易凝固的部分。

同时，冒口位置还应考虑到工艺操作的方便性，以及排气和填充模具的情况。

二、冒口形式1.楔形冒口：楔形冒口即将铸料与铸件连接的冒口，其形状呈楔形，冒口与铸件之间的连接处称为冒口头。

楔形冒口适用于形状简单的铸件，如块状、盘状等。

楔形冒口的计算公式为：冒口高度H=λ（64Q/πλ）^(1/3)；冒口底面积A=Q/H，其中Q为凝固收缩前后铸件的体积差，λ为凝固收缩系数。

2.透镜形冒口：透镜形冒口的形状呈透明透镜的样子，适用于中小型的铸件，其优点是能够提供均匀的供熔体，避免大量的气体和杂质混入。

透镜形冒口的计算公式为：冒口高度H=λ(256Q/πλ^2)^(1/4)；冒口底面积A=Q/H；3.阶梯形冒口：阶梯形冒口由多个楔形冒口组成，适用于尺寸较大、结构复杂的铸件。

阶梯形冒口的计算较为复杂，首先需要计算整个冒口的总高度和底面积，然后根据冒口内各个楔形冒口的高度和底面积之和来确定每个楔形冒口的尺寸。

三、计算方法在进行铸钢件冒口的设计与计算时，一般需要考虑以下几个参数：1.铸件尺寸：包括最大尺寸、最小尺寸、平均尺寸等。

2.凝固收缩率：铸钢件在凝固过程中会产生一定的收缩，该值一般根据实验数据来确定。

3.冒口高度与底面积：根据冒口形式选择相应的计算公式进行计算。

4.填充时间：铸钢件的填充时间一般根据模型铸造实验的经验确定。

以上是关于铸钢件冒口的设计与计算的详细介绍。