鑄造中澆注系統(tǒng)設(shè)計.ppt

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第四章澆注系統(tǒng),,澆注系統(tǒng)的作用：將液態(tài)金屬引入鑄型。,典型澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)a)封閉式b)開放式1-澆口杯，2-直澆道，3-直澆道窩，4-橫澆道，5-末端延長段，6-內(nèi)澆道,對澆注系統(tǒng)的基本要求,1.所確定的內(nèi)澆道的位置、方向和個數(shù)應(yīng)符合鑄件的凝固原則或補縮方法。2.在規(guī)定的澆注時間內(nèi)充滿型腔。3.提供必要的充型壓力頭，保證鑄件輪廓、棱角清晰。4.使金屬液流動平穩(wěn)，避免嚴重紊流。防止卷入、吸收氣體和使金屬過度氧化。5.具有良好的阻渣能力。6.金屬液進人型腔時線速度不可過高，避免飛濺、沖刷型壁或砂芯。7.保證型內(nèi)金屬液面有足夠的上升速度，以免形成夾砂結(jié)疤、皺皮、冷隔等缺陷。,第一節(jié)、澆注系統(tǒng)各單元的作用：,1、澆口杯的作用：①承接來自澆包的金屬液，防止金屬液飛濺和溢出，便于澆注；②減輕液流對型腔的沖擊、分離渣滓和氣泡，阻止其進入型腔；③增加充型壓力頭。,2、直澆道的功用：①從澆口杯引導金屬向下，進入橫澆道、內(nèi)澆道或直接導入型腔。②提供足夠的壓力頭，使金屬液在重力作用下能克服各種流動阻力，在規(guī)定時間內(nèi)充滿型腔。,直澆道窩,作用：1、緩沖作用2、縮短直-橫拐彎處的高度紊亂區(qū)3、改善內(nèi)澆道的流量分布4、減小直-橫拐彎處的局部阻力系數(shù)和水頭損失5、浮出金屬液中的氣泡,3、橫澆道的功用①向內(nèi)澆道分配潔凈的金屬液②儲留最初澆入的含氣量和渣污的低溫金屬液并阻留渣滓③使金屬液流平穩(wěn)和減少產(chǎn)生氧化夾渣物,橫澆道的阻渣原理,橫澆道內(nèi)，在內(nèi)澆道入口周圍存在一個區(qū)域，被稱為內(nèi)澆道的吸動區(qū)，只要金屬進入該區(qū)就會自動流入內(nèi)澆道。顯然，進入該區(qū)的渣團也將會流入型腔。,橫澆道發(fā)揮阻渣作用應(yīng)具備的條件①橫澆道應(yīng)成充滿流態(tài)，即滿足充滿的條件②流速應(yīng)盡可能低③內(nèi)澆道的位置關(guān)系要正確,a)內(nèi)澆道距直澆道應(yīng)足夠遠，使渣固有條件浮起到超過內(nèi)澆道的吸動區(qū)。b)有正確的橫澆道末端延長段c)封閉式澆注系統(tǒng)的內(nèi)澆道應(yīng)位于橫澆道的下部，且和橫澆道具有同一底面。d）封閉式澆注系統(tǒng)的橫澆道應(yīng)高而窄，一般取高度為寬度之2倍。內(nèi)澆道宜扁而薄，以降低其吸動區(qū)。e)內(nèi)澆道應(yīng)遠離橫澆道的彎道；應(yīng)盡量使用直的橫澆道；內(nèi)澆道同橫澆的連接，呈銳角時初期進渣較多；呈鈍角時增加紊流程度。,4、內(nèi)澆道的功用控制充型速度和方向，分配金屬，調(diào)節(jié)鑄件各部位的溫度和凝固順序，澆注系統(tǒng)的金屬液通過內(nèi)澆道對鑄件有一定補縮作用。設(shè)計內(nèi)澆道時還應(yīng)避免流入型腔時的噴射現(xiàn)象和飛濺，使充型平穩(wěn)。,第二節(jié)、澆注系統(tǒng)的基本類型及選擇,一、按澆注系統(tǒng)的引入位置分類,1、頂注式澆注系統(tǒng),頂注式澆注系統(tǒng),容易充滿，可減少薄壁件澆不到、冷隔方面的缺陷充型后上部溫度高于底部，有利于鑄件自下而上的順序凝固和冒口的補縮冒口尺寸小，節(jié)約金屬內(nèi)澆道附近受熱較輕結(jié)構(gòu)簡單，易于清除,易造成沖砂缺陷金屬，液下落過程中接觸空氣，出現(xiàn)飛濺、氧化、卷入空氣等現(xiàn)象，使充型不平穩(wěn)易產(chǎn)生砂孔、鐵豆、氣孔和氧化夾雜物缺陷，大部分澆注時間，內(nèi)澆道工作在非淹沒狀態(tài)，橫澆道阻渣條件相對較差,優(yōu)點:,缺點:,2、底注式澆注系統(tǒng)---內(nèi)澆道設(shè)在鑄件底部,,底注式澆注系統(tǒng)的優(yōu)點：,內(nèi)澆道基本在淹沒狀態(tài)下工作，充型平穩(wěn)。可避免金屬液發(fā)生飛濺、氧化。無論澆口比是多大，橫澆道基本工作在充滿狀態(tài)下，有利于阻渣。型腔內(nèi)的氣體容易排出。缺點：充型后金屬的溫度分布不利于順序凝固和冒口補縮；內(nèi)澆道附近容易過熱，導致縮孔、縮松和晶粒粗大等缺陷；金屬液面在上升中容易結(jié)皮，難于保證高大的薄壁鑄件充滿，易形成澆不到、冷隔等缺陷。金屬消耗大；,應(yīng)用:主要用于結(jié)構(gòu)復雜的各種黑色金屬鑄件和易氧化的有色金屬鑄件。,3、中間注入式澆注系統(tǒng),對內(nèi)澆道以下的型腔部分為頂注式；對內(nèi)澆道以上的型腔部分相當于底注式。故它兼有頂注式和底注式澆注系統(tǒng)的優(yōu)缺點。由于內(nèi)澆道在分型面上開設(shè)，故極為方便，廣為應(yīng)用。適用于高度不大的中等壁厚的鑄件。,4、階梯式澆注系統(tǒng),階梯式澆注系統(tǒng)適用于高度大的中、大型鑄件。具有垂直分型面的中大件可優(yōu)先采用,二、按澆鑄系統(tǒng)各基本組元截面積比例分類,1、封閉式澆注系統(tǒng)：阻流－在一個澆注系統(tǒng)中截面積最小的澆道∑S內(nèi)≤∑S橫≤S直，例如1:1.2:1.5或半封閉式：S內(nèi)≤S直≤S橫,封閉式澆注系統(tǒng)可理解為正常澆注條件下，所有組元能被金屬液充滿的澆注系統(tǒng)，也稱為充滿式澆注系統(tǒng)。,優(yōu)點封閉式澆注系統(tǒng)有較好的阻渣能力，可防止金屬液卷入氣體，消耗金屬少，清理方便缺點進入型腔的金屬液流速度高，易產(chǎn)生噴濺和沖砂，使金屬氧化，使型內(nèi)金屬液發(fā)生擾動、渦流和不平靜,用于不易氧化的金屬鑄件。,2、開放式澆注系統(tǒng)：∑S內(nèi)≥∑S橫≥S直；例如1.5:1.2:1或半開放式：∑S內(nèi)≥S直≥∑S橫,在正常澆注條件下，金屬液不能充滿所有組元的澆注系統(tǒng)，又稱為非充滿式澆注系統(tǒng)。,主要優(yōu)點進入型腔時金屬液流速度小，充型平穩(wěn)，沖刷力小，金屬氧化輕。主要缺點阻渣效果稍差，內(nèi)澆道較大，金屬消耗略多,適用于易氧化的有色金屬鑄件(如輕合金鑄件)、球鐵件等、漏包澆注的鑄鋼件也宜采用開放式澆注系統(tǒng)，但直澆道不能成充滿態(tài)，以防鋼水外溢，造成事故。,