第五章 冒口设计
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式中: Mr、Mc—分别为冒口模数和铸件模数； Kr、Kc—冒口、铸件的凝固系数。 对于普通冒口，Kr=Kc，因而上式可写成Mr= f Mc 式中 f —冒口的安全系数，f≥1。
在冒口补给铸件的过程中，冒口中的金属逐渐减少，顶面形成 缩孔使散热表面积增大，因而冒口模数不断减小；铸件模数由 于得到炽热的金属液的补充，模数相对地有所增大。根据试 验，冒口模数相对减小值约为原始模数的17%，一般取安全百度文库系数f=1.2。安全系数过大，将使冒口尺寸增大，浪费金属， 加重铸件热裂和偏析倾向。 对于碳钢、低合金钢铸件，其冒口、冒口颈和铸件的模数 关系应符合下列关系。 对于侧冒口 Mc：Mn：Mr=1：1.1：1.2 （3-5-3） 内浇道通过冒口 Mc：Mn：Mr=1：（1～1.03）：1.2 （3-5-4） 对于顶冒口 Mr=（1.2～1）Mc （3-5-5） Mn---为冒口颈的模数。
第五章
冒口设计
第一节 冒口的种类及补缩原理
冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件的 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。
一、冒口的种类
顶冒口 依位置分 普通冒口 侧冒口 明冒口 暗冒口
依顶部覆盖分
通用冒口 （传统）
依加压方式分
特种冒口
冒口 依加热方式分 易割冒口
表3-5-2 铜合金冒口的补缩距离(mm)
合金种类 锡锌青铜 Sn8%,Zn4% 锰铁黄铜 Cu55%,Mn3%Fe1 % 铝铁青铜 Al9%,Fe4% 铸件形状 板件 杆件 板件 末端区长 4T 10T 5T 冒口区长 0 2.5T 补缩距离 4T 10T 7.5T
板件
5.5T
3T
8.5T
离数据见表3-5-2。 据另外资料， 黄铜冒口的补缩距离为 5～9T（T——铸件壁厚），铝青铜和锰青铜的冒口补缩距 离为5～8T。 共晶型铝合金的冒口补缩距离为4.5T； 非共晶型铝合 金的冒口补缩距离位T。这种铝合金中，对于Ｗsi≈7%、 Ｗcu≈4%的成分，无法测出冒口补缩距离（等于零），剖 开铸件，断面上均匀出现不同程度的缩松。这与合金的糊状 凝固特性、密度小和导热快有关。
1.铸钢件冒口的补缩距离
碳钢铸件的冒口补缩距离如图3-5-5所示。更精确的 数据可依图3-5-6曲线查出。这些曲线是用Wc=0.2%～ 0.3%的碳铸钢件的试验取得的。(注意有效补缩距离)
扩张角φ1与φ2
结果表明，冒口区长度和末端区长度都随铸件厚度增大 而增加，且随截面的宽厚比减少而减少。说明薄壁件比厚壁 件更难于消除轴线缩松 ，而杆件比板件补缩难度大。 阶梯形铸钢件冒口补缩距离比板形件的大（见图3-5-7）。 冒口的垂直补缩距离至少等于冒口的水平补缩距离。
＜200 25 250 30 300 33 400 35 500～1000 40 ＞1000 45
3. 冒口设计步骤
1）把铸件划分为几个补缩区，计算各区的铸件模数Mc。 2）计算冒口及颈的模数。 3）确定冒口形状和尺寸（应尽量采用标准系列冒口尺寸） 4）检验顺序凝固条件，如补缩距离是否足够，补缩通道是 否畅通。 5）校核冒口补缩能力。
（一）基本条件
通用冒口适用于所有合金铸件，它遵循顺序凝固的 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，冒口的被补缩部位之间存在补缩通道， 扩张角向着冒口。 为实现顺序凝固，要注意冒口位置的选择，冒口有 效补缩距离是否足够，并充分利用补贴和冷铁的作用。
K (0.9～1.26) 10
3米 / 秒1 / 2
（或K 0.75～ 0.98厘米 / 分1 / 2 ）
2. 基本原理
遵守顺序凝固的基本条件。首先，冒口的凝固时间τr 应大于于铸件被补缩部位年凝固时间τc。运用Chvorinov 公式τ =（Mr/Kr）2和τc=（Mc/Kc）2 ，于是得:
25.40
38.10 50.80
114.3
127.0
165.1
228.6
可锻铸铁冒口的补缩距离为4～4.5倍壁厚。
3.有色合金冒口补缩距离
锡青铜和磷青铜合金凝固范围一般较宽，呈糊状凝固 特性，冒口的有效补缩距离短，易出现分散缩松；无锡青 铜和黄铜一般凝固范围窄，其冒口补缩距离大。铜合金冒 口的补缩距。
在113～5000范围内。在其他条件相同时， q值大则冒口 补缩效率高。表3-5-7为保温冒口补缩效率η和铸件形状系 数q的关系。在设计和校核冒口时，q值大的铸件应选取冒口 补缩效率的上限值；对q值小的铸件应选取η的下限值。
表3-5-7
铸件形状系数q 冒口补缩效率η（%）
保温冒口补缩效率η与铸件形状系数q的关系
大气压力冒口 压缩空气冒口 发气压力冒口 保温冒口 发热冒口 加氧冒口 电弧加热冒口、煤气加热冒口
直接实用冒口（浇注系统当冒口）
铸铁件的实用冒 口（均衡凝固）
控制压力冒口 冒口无补偿
冒口的种类有圆柱形、球顶圆柱形、长（腰）圆 柱 形、球形及扁球形等多种。图3-5-1为常用冒口种类。
二、通用冒口补缩原理
2.铸铁件通用冒口的补缩距离
灰铸铁件通用冒口的补缩距离如图3-5-8所示。高牌 号灰铸铁的共晶度低，结晶温度范围宽，共晶转变前析出奥 氏体阻碍补缩，故冒口补缩距离较小。
球墨铸铁具有糊状凝固特性，采用通用冒口补缩效果较差。 应指出：只在用湿型或壳型铸造较厚的球铁件时才有必 要使用传统的冒口补缩。这是由于铸型刚度差，无法充分利 用石墨化共晶膨胀压力来克服缩松。球铁冒口的补缩距离参 看表3-5-1中数据。
依在铸件上的位置，补贴又分为垂直补贴和水平补贴。 水平补贴（图3-5-12）的最大长度为冒口模数的4.7倍， I-I端面处的补贴模数M1=ab/[2（a+b-c）]应按照冒口 颈模数计算。
I-I端面
垂直补贴的尺寸可依照图3-5-13确定。 该图是对板型碳钢铸件进行顶注、立浇试验，后经过X光透 视检查而总结出来的关系曲线—补贴厚度a和铸件壁高H， 厚度T之间的关系曲线。（断面板型件—宽厚比＞5：1）
为了反映铸件体积和表面积对凝固时间的影响，引用了模数 的概念，其数学表达式为
M ( 模数) V（体积） （厘米） A（冷却表面积）
用各种形状、重量和用途不相同的铸钢件进行试验发现，不 管管件形状如何，只要它们的模数相等，其凝固时间就相等 或接近。铸件的模数和凝固时间τ之间的关系服从平方根定 律 M 2 ( ) K 式中 K—凝固系数，与铸件金属、铸型的热物理性能、铸 件形状、浇注温度等有关。对碳钢和低合金钢而言，
表3-5-1
铸件壁厚
6.35 12.70 15.86 19.05 101.6～ 127.0 139.7～ 152.4 228.6 101.6～ 114.3 湿 型
球铁冒口的补缩距离(mm)
水 平 湿 壁 型 厚 湿 型 垂直补贴 壳 型
31.75 101.6 88.9 127.0 133.4 88.9
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。通用冒口的计算方法很多，现仅介绍 几种常用的冒口计算方法。
一.模数法
1.模数的定义
在铸件材质、铸型性质和浇注条件确定之后，铸件的凝 固时间主要决定于铸件的结构形状和尺寸。而千差万别的铸 件形体，对凝固时间的影响主要表现在铸件体积和表面积的 关系上。铸件体积愈大，则金属液愈多，它所包含的热量也 愈多，凝固时间就长。铸件体积相等，液体金属的重量及所 含的热量就相等，如果铸件的结构不一样，则散热表面积就 不相等。显然，表面积愈大，散热就愈快，凝固时间愈短； 反之，表面积愈小，凝固时间就愈长。
ε（Vc+Vr）+Ve≤Vrη
2.铸件形状系数的影响
以Chvorinov 公式为基础的模数法忽略了铸件形状对凝 固时间的影响，而实际上，在其他条件（模数、合金、铸型等） 相同时，球体件凝固时间最短。圆柱体次之，平板件最长。这 一结论已被铸件凝固传热计算证明。铸件凸形表面的凝固层增 长速度高于平面和凹形表面。说明铸件形状对其凝固和补缩有 影响。 铸件形状系数（shape coefficent）q又名周界商，定 义为铸件体积Vc与其模数 Vc3 之比值，即: M c3 q=Vc/ M c3 （3-5-7） q值使铸件形状数量化，q值的大小表明了铸件形状的特征 —形状越接近于简单的实心球体，q值越小；反之，铸件形状 越接近展开的大平板，q 值越大。实心球体q值最小，这时候 qmin=113。而大平板件q 值非常之大。生产中铸件的q 值多
4.外冷铁的影响
试验证明，在两个冒口之间安放冷铁，相当于在铸件中 间增加了激冷端，使冷铁两端向着两个冒口方向的温度梯度 扩大，形成两个冷铁末端区，显著地增大了冒口的有效补缩 距离，如图3-5-9所示。当把冷铁置于板或杆件末端时, 会 使铸件的末端区长度略有增加。
用多边形布置多块外冷铁的方法可以大大延长冷铁末 端区的长度，如图3-5-10所示，因采用多边外冷铁，铸件 只用一个冒口。外冷铁之间的距离为0.5～1倍于冷铁的长 度。图下部示出其等温线分布。
当生产条件同上述试验条件有差别时，如用于杆件（断面宽 厚比＜5：1），采用低注式浇注系统，高合金钢铸件等， 都需要将图3-5-13给出的补贴厚度数据乘以补偿系数。铸 钢件垂直补贴的补偿系数见表3-5-3。
表3-5-3
补偿原因
垂直补贴的补偿系数
补偿条件 补偿系数 4：1 1.0 1.25 1.5
杆件断面厚度比 杆件比板件的冒口补缩距 离小，有较大的补贴厚度 才能保证铸件致密。 3：1 2：1
（二）选择冒口位置的原则
1. 冒口就近设在铸件热节的上方或侧旁。 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（见图3-5-2） 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 止组织粗大降低强度。 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 （图3-5-3）。
5.补贴的应用
为了实现顺序性凝固和增强补贴效果,铸造工艺人员 在靠近冒口的铸件壁厚上补加的倾斜的金属块称为补贴 （增肉）。冒口附近有热节或铸 件尺寸超过冒口补贴距离时， 利用补贴可造成向冒口的补 贴通道，实现补缩。应用补 贴可消除铸件下部热节处的 缩孔，还可延长补缩距离， 减少冒口数目。
补贴分类：
其次，冒口必须能提供足够的金属液，以补偿铸件和冒 口在凝固完毕前的体收缩和因型腔移动而扩大的容积，使缩 孔不致伸入铸件内，为满足此条件应有:
（3-5-6） 式中: Vc、Vr、Ve—铸件体积、冒口体积和因型壁移动 而扩大的体积。Ve值对舂砂紧实的干型近似为零。对受热后 易软化的铸型或松软的湿型，应根据实际情况确定； ε—金属从浇完到凝固完毕的体收缩，具体值见表3-5-4、 表3-5-5。 η—冒口的补缩效率， η=（补缩体积/冒口体积）×100%。 各种冒口的补缩效率值见表3-5-6。 ε、η值对冒口体积的影响如图3-5-15所示。 通常依公式（3-5-3～5）确定冒口尺寸，而用公式（35-6）校核冒口的补缩能力。此外，保证冒口和被补缩之间 存在补缩通道，扩张角应向冒口敞开。利用补贴和冷铁常可 实现这一目的。
1.5:1
1.1:1 低注式
1.7
2.0 1.25 1.251.25X1.25=1. 58 1.25X1.25=1.58
充型方式和化学成分不同
顶注式 底注式
球铁曲轴工艺冷铁
铸件充型过程色温图
铸件凝固过程色温图
铸件凝固过程液相分布图
在铸件上确定局部热节补贴的方法—滚圆法
对于重要部位的热节用扩大滚圆法；而对于次要部位的 热节用不扩大滚圆法。图3-5-14示出铸齿轮毛坯的轮缘和 轮毂处补贴的具体方法。
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 （图3-5-4）。
（三）冒口有效补缩距离的确定
冒口有效补缩距离=冒口作用区与末端区长度之 和。 它是确定冒口数目的依据。
有效补缩距离与铸件结构、合金成分、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。
式中: Mr、Mc—分别为冒口模数和铸件模数； Kr、Kc—冒口、铸件的凝固系数。 对于普通冒口，Kr=Kc，因而上式可写成Mr= f Mc 式中 f —冒口的安全系数，f≥1。
在冒口补给铸件的过程中，冒口中的金属逐渐减少，顶面形成 缩孔使散热表面积增大，因而冒口模数不断减小；铸件模数由 于得到炽热的金属液的补充，模数相对地有所增大。根据试 验，冒口模数相对减小值约为原始模数的17%，一般取安全百度文库系数f=1.2。安全系数过大，将使冒口尺寸增大，浪费金属， 加重铸件热裂和偏析倾向。 对于碳钢、低合金钢铸件，其冒口、冒口颈和铸件的模数 关系应符合下列关系。 对于侧冒口 Mc：Mn：Mr=1：1.1：1.2 （3-5-3） 内浇道通过冒口 Mc：Mn：Mr=1：（1～1.03）：1.2 （3-5-4） 对于顶冒口 Mr=（1.2～1）Mc （3-5-5） Mn---为冒口颈的模数。
第五章
冒口设计
第一节 冒口的种类及补缩原理
冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件的 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。
一、冒口的种类
顶冒口 依位置分 普通冒口 侧冒口 明冒口 暗冒口
依顶部覆盖分
通用冒口 （传统）
依加压方式分
特种冒口
冒口 依加热方式分 易割冒口
表3-5-2 铜合金冒口的补缩距离(mm)
合金种类 锡锌青铜 Sn8%,Zn4% 锰铁黄铜 Cu55%,Mn3%Fe1 % 铝铁青铜 Al9%,Fe4% 铸件形状 板件 杆件 板件 末端区长 4T 10T 5T 冒口区长 0 2.5T 补缩距离 4T 10T 7.5T
板件
5.5T
3T
8.5T
离数据见表3-5-2。 据另外资料， 黄铜冒口的补缩距离为 5～9T（T——铸件壁厚），铝青铜和锰青铜的冒口补缩距 离为5～8T。 共晶型铝合金的冒口补缩距离为4.5T； 非共晶型铝合 金的冒口补缩距离位T。这种铝合金中，对于Ｗsi≈7%、 Ｗcu≈4%的成分，无法测出冒口补缩距离（等于零），剖 开铸件，断面上均匀出现不同程度的缩松。这与合金的糊状 凝固特性、密度小和导热快有关。
1.铸钢件冒口的补缩距离
碳钢铸件的冒口补缩距离如图3-5-5所示。更精确的 数据可依图3-5-6曲线查出。这些曲线是用Wc=0.2%～ 0.3%的碳铸钢件的试验取得的。(注意有效补缩距离)
扩张角φ1与φ2
结果表明，冒口区长度和末端区长度都随铸件厚度增大 而增加，且随截面的宽厚比减少而减少。说明薄壁件比厚壁 件更难于消除轴线缩松 ，而杆件比板件补缩难度大。 阶梯形铸钢件冒口补缩距离比板形件的大（见图3-5-7）。 冒口的垂直补缩距离至少等于冒口的水平补缩距离。
＜200 25 250 30 300 33 400 35 500～1000 40 ＞1000 45
3. 冒口设计步骤
1）把铸件划分为几个补缩区，计算各区的铸件模数Mc。 2）计算冒口及颈的模数。 3）确定冒口形状和尺寸（应尽量采用标准系列冒口尺寸） 4）检验顺序凝固条件，如补缩距离是否足够，补缩通道是 否畅通。 5）校核冒口补缩能力。
（一）基本条件
通用冒口适用于所有合金铸件，它遵循顺序凝固的 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，冒口的被补缩部位之间存在补缩通道， 扩张角向着冒口。 为实现顺序凝固，要注意冒口位置的选择，冒口有 效补缩距离是否足够，并充分利用补贴和冷铁的作用。
K (0.9～1.26) 10
3米 / 秒1 / 2
（或K 0.75～ 0.98厘米 / 分1 / 2 ）
2. 基本原理
遵守顺序凝固的基本条件。首先，冒口的凝固时间τr 应大于于铸件被补缩部位年凝固时间τc。运用Chvorinov 公式τ =（Mr/Kr）2和τc=（Mc/Kc）2 ，于是得:
25.40
38.10 50.80
114.3
127.0
165.1
228.6
可锻铸铁冒口的补缩距离为4～4.5倍壁厚。
3.有色合金冒口补缩距离
锡青铜和磷青铜合金凝固范围一般较宽，呈糊状凝固 特性，冒口的有效补缩距离短，易出现分散缩松；无锡青 铜和黄铜一般凝固范围窄，其冒口补缩距离大。铜合金冒 口的补缩距。
在113～5000范围内。在其他条件相同时， q值大则冒口 补缩效率高。表3-5-7为保温冒口补缩效率η和铸件形状系 数q的关系。在设计和校核冒口时，q值大的铸件应选取冒口 补缩效率的上限值；对q值小的铸件应选取η的下限值。
表3-5-7
铸件形状系数q 冒口补缩效率η（%）
保温冒口补缩效率η与铸件形状系数q的关系
大气压力冒口 压缩空气冒口 发气压力冒口 保温冒口 发热冒口 加氧冒口 电弧加热冒口、煤气加热冒口
直接实用冒口（浇注系统当冒口）
铸铁件的实用冒 口（均衡凝固）
控制压力冒口 冒口无补偿
冒口的种类有圆柱形、球顶圆柱形、长（腰）圆 柱 形、球形及扁球形等多种。图3-5-1为常用冒口种类。
二、通用冒口补缩原理
2.铸铁件通用冒口的补缩距离
灰铸铁件通用冒口的补缩距离如图3-5-8所示。高牌 号灰铸铁的共晶度低，结晶温度范围宽，共晶转变前析出奥 氏体阻碍补缩，故冒口补缩距离较小。
球墨铸铁具有糊状凝固特性，采用通用冒口补缩效果较差。 应指出：只在用湿型或壳型铸造较厚的球铁件时才有必 要使用传统的冒口补缩。这是由于铸型刚度差，无法充分利 用石墨化共晶膨胀压力来克服缩松。球铁冒口的补缩距离参 看表3-5-1中数据。
依在铸件上的位置，补贴又分为垂直补贴和水平补贴。 水平补贴（图3-5-12）的最大长度为冒口模数的4.7倍， I-I端面处的补贴模数M1=ab/[2（a+b-c）]应按照冒口 颈模数计算。
I-I端面
垂直补贴的尺寸可依照图3-5-13确定。 该图是对板型碳钢铸件进行顶注、立浇试验，后经过X光透 视检查而总结出来的关系曲线—补贴厚度a和铸件壁高H， 厚度T之间的关系曲线。（断面板型件—宽厚比＞5：1）
为了反映铸件体积和表面积对凝固时间的影响，引用了模数 的概念，其数学表达式为
M ( 模数) V（体积） （厘米） A（冷却表面积）
用各种形状、重量和用途不相同的铸钢件进行试验发现，不 管管件形状如何，只要它们的模数相等，其凝固时间就相等 或接近。铸件的模数和凝固时间τ之间的关系服从平方根定 律 M 2 ( ) K 式中 K—凝固系数，与铸件金属、铸型的热物理性能、铸 件形状、浇注温度等有关。对碳钢和低合金钢而言，
表3-5-1
铸件壁厚
6.35 12.70 15.86 19.05 101.6～ 127.0 139.7～ 152.4 228.6 101.6～ 114.3 湿 型
球铁冒口的补缩距离(mm)
水 平 湿 壁 型 厚 湿 型 垂直补贴 壳 型
31.75 101.6 88.9 127.0 133.4 88.9
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。通用冒口的计算方法很多，现仅介绍 几种常用的冒口计算方法。
一.模数法
1.模数的定义
在铸件材质、铸型性质和浇注条件确定之后，铸件的凝 固时间主要决定于铸件的结构形状和尺寸。而千差万别的铸 件形体，对凝固时间的影响主要表现在铸件体积和表面积的 关系上。铸件体积愈大，则金属液愈多，它所包含的热量也 愈多，凝固时间就长。铸件体积相等，液体金属的重量及所 含的热量就相等，如果铸件的结构不一样，则散热表面积就 不相等。显然，表面积愈大，散热就愈快，凝固时间愈短； 反之，表面积愈小，凝固时间就愈长。
ε（Vc+Vr）+Ve≤Vrη
2.铸件形状系数的影响
以Chvorinov 公式为基础的模数法忽略了铸件形状对凝 固时间的影响，而实际上，在其他条件（模数、合金、铸型等） 相同时，球体件凝固时间最短。圆柱体次之，平板件最长。这 一结论已被铸件凝固传热计算证明。铸件凸形表面的凝固层增 长速度高于平面和凹形表面。说明铸件形状对其凝固和补缩有 影响。 铸件形状系数（shape coefficent）q又名周界商，定 义为铸件体积Vc与其模数 Vc3 之比值，即: M c3 q=Vc/ M c3 （3-5-7） q值使铸件形状数量化，q值的大小表明了铸件形状的特征 —形状越接近于简单的实心球体，q值越小；反之，铸件形状 越接近展开的大平板，q 值越大。实心球体q值最小，这时候 qmin=113。而大平板件q 值非常之大。生产中铸件的q 值多
4.外冷铁的影响
试验证明，在两个冒口之间安放冷铁，相当于在铸件中 间增加了激冷端，使冷铁两端向着两个冒口方向的温度梯度 扩大，形成两个冷铁末端区，显著地增大了冒口的有效补缩 距离，如图3-5-9所示。当把冷铁置于板或杆件末端时, 会 使铸件的末端区长度略有增加。
用多边形布置多块外冷铁的方法可以大大延长冷铁末 端区的长度，如图3-5-10所示，因采用多边外冷铁，铸件 只用一个冒口。外冷铁之间的距离为0.5～1倍于冷铁的长 度。图下部示出其等温线分布。
当生产条件同上述试验条件有差别时，如用于杆件（断面宽 厚比＜5：1），采用低注式浇注系统，高合金钢铸件等， 都需要将图3-5-13给出的补贴厚度数据乘以补偿系数。铸 钢件垂直补贴的补偿系数见表3-5-3。
表3-5-3
补偿原因
垂直补贴的补偿系数
补偿条件 补偿系数 4：1 1.0 1.25 1.5
杆件断面厚度比 杆件比板件的冒口补缩距 离小，有较大的补贴厚度 才能保证铸件致密。 3：1 2：1
（二）选择冒口位置的原则
1. 冒口就近设在铸件热节的上方或侧旁。 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（见图3-5-2） 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 止组织粗大降低强度。 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 （图3-5-3）。
5.补贴的应用
为了实现顺序性凝固和增强补贴效果,铸造工艺人员 在靠近冒口的铸件壁厚上补加的倾斜的金属块称为补贴 （增肉）。冒口附近有热节或铸 件尺寸超过冒口补贴距离时， 利用补贴可造成向冒口的补 贴通道，实现补缩。应用补 贴可消除铸件下部热节处的 缩孔，还可延长补缩距离， 减少冒口数目。
补贴分类：
其次，冒口必须能提供足够的金属液，以补偿铸件和冒 口在凝固完毕前的体收缩和因型腔移动而扩大的容积，使缩 孔不致伸入铸件内，为满足此条件应有:
（3-5-6） 式中: Vc、Vr、Ve—铸件体积、冒口体积和因型壁移动 而扩大的体积。Ve值对舂砂紧实的干型近似为零。对受热后 易软化的铸型或松软的湿型，应根据实际情况确定； ε—金属从浇完到凝固完毕的体收缩，具体值见表3-5-4、 表3-5-5。 η—冒口的补缩效率， η=（补缩体积/冒口体积）×100%。 各种冒口的补缩效率值见表3-5-6。 ε、η值对冒口体积的影响如图3-5-15所示。 通常依公式（3-5-3～5）确定冒口尺寸，而用公式（35-6）校核冒口的补缩能力。此外，保证冒口和被补缩之间 存在补缩通道，扩张角应向冒口敞开。利用补贴和冷铁常可 实现这一目的。
1.5:1
1.1:1 低注式
1.7
2.0 1.25 1.251.25X1.25=1. 58 1.25X1.25=1.58
充型方式和化学成分不同
顶注式 底注式
球铁曲轴工艺冷铁
铸件充型过程色温图
铸件凝固过程色温图
铸件凝固过程液相分布图
在铸件上确定局部热节补贴的方法—滚圆法
对于重要部位的热节用扩大滚圆法；而对于次要部位的 热节用不扩大滚圆法。图3-5-14示出铸齿轮毛坯的轮缘和 轮毂处补贴的具体方法。
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 （图3-5-4）。
（三）冒口有效补缩距离的确定
冒口有效补缩距离=冒口作用区与末端区长度之 和。 它是确定冒口数目的依据。
有效补缩距离与铸件结构、合金成分、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。