材料液态成型技术
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8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe+3243×103焦 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe+838×103焦 2Si+Fe3O4=2SiO2+3Fe+557×103焦 3Si+2Fe2O3=3SiO2+4Fe+1379×103焦
二、冒口的种类及位置
保温剂：一般用木炭粒、锯木屑。其导热系数小， 作用是延长发热剂的燃烧时间和具有保温作用。 粘结剂：水玻璃和膨润土，将发热剂和保温剂的混 合料作成发热套。
第八章 冒口设计
一、冒口的作用
由于冒口设计不当所造成的缺陷主要有缩孔和缩松。缩孔、缩 松的存在减少了铸件的有效受力面积，降低铸件的强度。 特别是隐藏在铸件内部的缩孔，对质量要求高，机械加工量大 的铸件危险很大，有些要求耐压的铸件，因缩孔、缩松的存在经 受不住液体的压力而发生渗漏现象，以致报废。 2.冒口的作用： 1）主要作用就是补缩铸件; 2）出气和集渣。 要达到补缩的目的，冒口必须满足以下三个基本条件： 1）冒口的凝固时间必须大于或至少等于铸件（或铸件被补缩部 分）的凝固时间； 2）冒口中必须储存足够的金属液补充铸件（或铸件被补缩部分） 的收缩； 3）冒口与铸件被补缩的部位之间必须存在良好的补缩通道。
二、冒口的种类及位置
3.冒口的位置： 冒口的位置设置不当，就不能有效的消除缩孔和缩松，有时 还会引起裂纹等铸造缺陷。 在确定浇注位置时就应考虑冒口的位置，应以下面的基本原 则确定冒口的位置：
1）冒口应尽量放在铸件补缩 部分的上部或热节点的旁边。
2）冒口应放置在铸件最高最 厚的部位，以便利用金属液的 自重力补缩。
第八章 冒口设计
3.冒口的设计内容 1）选择冒口的形状及安放位置； 2）初步确定冒口的数量； 3）计算冒口的尺寸； 4）校核冒口的最大补缩能力； 5）校核冒口工艺出品率。
二、冒口的种类及位置
二、冒口的种类及位置
1.冒口的类型： 1）按位置分类：顶冒口和边冒口； 2）按覆盖情况分类：明冒口和暗冒口。
材料科学与工程学院
材料成型工艺学
大连理工大学 张兴国 Dalian University of Technology
第八章 冒口设计
一、冒口的作用 1.冒口：铸型中能储存一定的金属液，可以对铸件进行补缩的 专门工艺“空腔”称之为冒口。 铸件在凝固过程中需要补偿的体积变化有：
1）铸型的胀大（体积膨胀）； 2）金属液的液态收缩（高温到低温）； 3）金属的凝固收缩（液态到固态）。
3.冒口的位置
3）在铸件不同高度上有热节需要补缩时，可按不同水平面放置 冒口，并配合使用冷铁。
3.冒口的位置
4）冒口应尽可能不阻碍铸件的收缩，不应放在应力集中处， 以免引起裂纹； 5）力求用一个冒口同时补缩一个铸件的几个热节或几个铸件 的热节。
3.冒口的Baidu Nhomakorabea置
6）冒口最好布置在需进行机械加工的表面，以减少精整工 件的工时。 7）为加强铸件的顺序凝固，应尽可能使内浇道靠近或通过 冒口，以造成对冒口有利的温度分布。 8）应避免在重要部位放置冒口，因冷却缓慢，晶粒粗大， 造成性能下降。
发热剂：用铝粉、硅铁粉、氧化铁皮等。其混合物称为铝硅热 剂。铝粉与氧化铁皮组成的混合物叫做铝热剂。 在金属液的热作用下，当发热剂的温度超过12500C时，铝和硅 都可以被激烈氧化而放出大量的热量，化学反应生成物的温度可 达30000C以上，冒口中金属液被剧烈加热，开始温度升高，而后 缓慢冷却，延长了冒口的凝固时间，大大提高冒口的补缩效率。 化学反应式：
热节。 6)冒口最好布置在需进行机械加工的表面，以减少精整工件的
工时。 7)为加强铸件的顺序凝固，应尽可能使内浇道靠近或通过冒口，
3.冒口位置的选择原则-总结
1)冒口应尽量放在铸件补缩部分的上部或热节点的旁边。 2)冒口应放置在铸件最高最厚的部位，以便利用金属液的自重
力补缩。 3)在铸件不同高度上有热节需要补缩时，可按不同水平面放置
冒口，并配合使用冷铁。 4)冒口应尽可能不阻碍铸件的收缩，不应放在应力集中处，以
免引起裂纹； 5)力求用一个冒口同时补缩一个铸件的几个热节或几个铸件的
二、冒口的种类及位置
整体冒口：整个铸件浇注位置的上部 均为冒口。 如“30万千瓦汽轮机缸体外缸下半” 铸件，铸件重58吨，冒口重达26吨。
二、冒口的种类及位置
特种冒口 1）大气压力冒口：
二、冒口的种类及位置
2）压缩空气冒口--冒口中通入压缩空气提高补缩效率； 3）气弹冒口（发气压力冒口）：将混合物（弹药）外层由耐火 粘土包裹，在8600C发生如下反应：
CaCO3(85%)+煤粉(15%)—CaO+CO2（达4-5个大气压） 4）煤气加热冒口； 5）电弧加热冒口； 6）加氧冒口；
7）发热保温冒口： 利用保温剂和发热剂等专门材料制成发热套，构成冒口型腔内
表面，浇注后发热套材料产生化学反应激烈发热，使冒口中的金 属液温度提高，凝固时间延长。
二、冒口的种类及位置
二、冒口的种类及位置
明冒口的优点： 造型方便，便于观察铸型中金属液的上升情况，可
以向冒口中补浇金属液，在冒口顶面散发热剂、保温 剂等来延长冒口的凝固时间。 明冒口的缺点：因顶部敞开，散热较快，同样体积的 冒口，明冒口比暗冒口的补缩效率低。
二、冒口的种类及位置
边冒口：当热节在铸件浇注位置的侧面时，常采用边冒口。 边冒口的优点：补缩效果好，造型方便，冒口的清理也容易， 应用广泛。 边冒口分明边冒口和暗边冒口，多采用暗边冒口。 暗边冒口的优点：不受铸件上热节点位置的限制，可依热节点 就近设置冒口。 暗边冒口的缺点：占砂箱面积大。当热节点不在分型面时，造 型麻烦。
二、冒口的种类及位置
• 8）易割冒口：在冒口根部放置一块由耐火材料或 油砂芯制成的冒口隔片，隔片中有一小于冒口直 径的补缩圆孔，形成暗冒口根部的缩颈，使冒口 易于从铸件上去除。
• 隔片厚度：0.1d冒；冒口颈尺寸：d0=0.4d冒；
二、冒口的种类及位置
2.冒口的形状 使用时，在相同体积的条件下，选用散热面积最小的形状。 这样散热慢，凝固时间长，补缩效果好。 球形的散热表面积最小，但造型麻烦，常用冒口的形状如图 所示。
二、冒口的种类及位置
保温剂：一般用木炭粒、锯木屑。其导热系数小， 作用是延长发热剂的燃烧时间和具有保温作用。 粘结剂：水玻璃和膨润土，将发热剂和保温剂的混 合料作成发热套。
第八章 冒口设计
一、冒口的作用
由于冒口设计不当所造成的缺陷主要有缩孔和缩松。缩孔、缩 松的存在减少了铸件的有效受力面积，降低铸件的强度。 特别是隐藏在铸件内部的缩孔，对质量要求高，机械加工量大 的铸件危险很大，有些要求耐压的铸件，因缩孔、缩松的存在经 受不住液体的压力而发生渗漏现象，以致报废。 2.冒口的作用： 1）主要作用就是补缩铸件; 2）出气和集渣。 要达到补缩的目的，冒口必须满足以下三个基本条件： 1）冒口的凝固时间必须大于或至少等于铸件（或铸件被补缩部 分）的凝固时间； 2）冒口中必须储存足够的金属液补充铸件（或铸件被补缩部分） 的收缩； 3）冒口与铸件被补缩的部位之间必须存在良好的补缩通道。
二、冒口的种类及位置
3.冒口的位置： 冒口的位置设置不当，就不能有效的消除缩孔和缩松，有时 还会引起裂纹等铸造缺陷。 在确定浇注位置时就应考虑冒口的位置，应以下面的基本原 则确定冒口的位置：
1）冒口应尽量放在铸件补缩 部分的上部或热节点的旁边。
2）冒口应放置在铸件最高最 厚的部位，以便利用金属液的 自重力补缩。
第八章 冒口设计
3.冒口的设计内容 1）选择冒口的形状及安放位置； 2）初步确定冒口的数量； 3）计算冒口的尺寸； 4）校核冒口的最大补缩能力； 5）校核冒口工艺出品率。
二、冒口的种类及位置
二、冒口的种类及位置
1.冒口的类型： 1）按位置分类：顶冒口和边冒口； 2）按覆盖情况分类：明冒口和暗冒口。
材料科学与工程学院
材料成型工艺学
大连理工大学 张兴国 Dalian University of Technology
第八章 冒口设计
一、冒口的作用 1.冒口：铸型中能储存一定的金属液，可以对铸件进行补缩的 专门工艺“空腔”称之为冒口。 铸件在凝固过程中需要补偿的体积变化有：
1）铸型的胀大（体积膨胀）； 2）金属液的液态收缩（高温到低温）； 3）金属的凝固收缩（液态到固态）。
3.冒口的位置
3）在铸件不同高度上有热节需要补缩时，可按不同水平面放置 冒口，并配合使用冷铁。
3.冒口的位置
4）冒口应尽可能不阻碍铸件的收缩，不应放在应力集中处， 以免引起裂纹； 5）力求用一个冒口同时补缩一个铸件的几个热节或几个铸件 的热节。
3.冒口的Baidu Nhomakorabea置
6）冒口最好布置在需进行机械加工的表面，以减少精整工 件的工时。 7）为加强铸件的顺序凝固，应尽可能使内浇道靠近或通过 冒口，以造成对冒口有利的温度分布。 8）应避免在重要部位放置冒口，因冷却缓慢，晶粒粗大， 造成性能下降。
发热剂：用铝粉、硅铁粉、氧化铁皮等。其混合物称为铝硅热 剂。铝粉与氧化铁皮组成的混合物叫做铝热剂。 在金属液的热作用下，当发热剂的温度超过12500C时，铝和硅 都可以被激烈氧化而放出大量的热量，化学反应生成物的温度可 达30000C以上，冒口中金属液被剧烈加热，开始温度升高，而后 缓慢冷却，延长了冒口的凝固时间，大大提高冒口的补缩效率。 化学反应式：
热节。 6)冒口最好布置在需进行机械加工的表面，以减少精整工件的
工时。 7)为加强铸件的顺序凝固，应尽可能使内浇道靠近或通过冒口，
3.冒口位置的选择原则-总结
1)冒口应尽量放在铸件补缩部分的上部或热节点的旁边。 2)冒口应放置在铸件最高最厚的部位，以便利用金属液的自重
力补缩。 3)在铸件不同高度上有热节需要补缩时，可按不同水平面放置
冒口，并配合使用冷铁。 4)冒口应尽可能不阻碍铸件的收缩，不应放在应力集中处，以
免引起裂纹； 5)力求用一个冒口同时补缩一个铸件的几个热节或几个铸件的
二、冒口的种类及位置
整体冒口：整个铸件浇注位置的上部 均为冒口。 如“30万千瓦汽轮机缸体外缸下半” 铸件，铸件重58吨，冒口重达26吨。
二、冒口的种类及位置
特种冒口 1）大气压力冒口：
二、冒口的种类及位置
2）压缩空气冒口--冒口中通入压缩空气提高补缩效率； 3）气弹冒口（发气压力冒口）：将混合物（弹药）外层由耐火 粘土包裹，在8600C发生如下反应：
CaCO3(85%)+煤粉(15%)—CaO+CO2（达4-5个大气压） 4）煤气加热冒口； 5）电弧加热冒口； 6）加氧冒口；
7）发热保温冒口： 利用保温剂和发热剂等专门材料制成发热套，构成冒口型腔内
表面，浇注后发热套材料产生化学反应激烈发热，使冒口中的金 属液温度提高，凝固时间延长。
二、冒口的种类及位置
二、冒口的种类及位置
明冒口的优点： 造型方便，便于观察铸型中金属液的上升情况，可
以向冒口中补浇金属液，在冒口顶面散发热剂、保温 剂等来延长冒口的凝固时间。 明冒口的缺点：因顶部敞开，散热较快，同样体积的 冒口，明冒口比暗冒口的补缩效率低。
二、冒口的种类及位置
边冒口：当热节在铸件浇注位置的侧面时，常采用边冒口。 边冒口的优点：补缩效果好，造型方便，冒口的清理也容易， 应用广泛。 边冒口分明边冒口和暗边冒口，多采用暗边冒口。 暗边冒口的优点：不受铸件上热节点位置的限制，可依热节点 就近设置冒口。 暗边冒口的缺点：占砂箱面积大。当热节点不在分型面时，造 型麻烦。
二、冒口的种类及位置
• 8）易割冒口：在冒口根部放置一块由耐火材料或 油砂芯制成的冒口隔片，隔片中有一小于冒口直 径的补缩圆孔，形成暗冒口根部的缩颈，使冒口 易于从铸件上去除。
• 隔片厚度：0.1d冒；冒口颈尺寸：d0=0.4d冒；
二、冒口的种类及位置
2.冒口的形状 使用时，在相同体积的条件下，选用散热面积最小的形状。 这样散热慢，凝固时间长，补缩效果好。 球形的散热表面积最小，但造型麻烦，常用冒口的形状如图 所示。