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鑄造澆注系統常見問題匯總
作者: 發布于:2019-7-1 8:47:01 點擊量:

 

一、澆口杯在澆注系統中有什么作用?

澆口杯是漏斗形的外澆口,單獨制造或直接在鑄型內形成,成為直澆道頂部的擴大部分。其作用是承接來自澆包的金屬液,防止飛濺和溢出,方便澆注;減少金屬液對鑄型的直接沖擊;可能撇去部分熔渣、雜質、阻止其進入直澆道內;提高金屬液靜壓力。澆口杯分為漏斗形澆口杯和澆口盆兩類。漏斗形澆口杯結構簡單,節約金屬,但撇渣效果差。為了撇渣,一般常配合過濾網使用。澆口盆效果較好,底部設置堤壩有利于澆注操作,使金屬液達到適宜的澆注速度后再流入直澆道。這樣澆口杯內液體深度大,可阻止水平漩渦的產生而形成垂直漩渦,從而有利于分離渣滓和氣泡。

 

二、直澆道的作用及設計

直澆道的功能是:從澆口杯引導金屬向下,進入橫澆道、內澆道或直接導人型腔。提供足夠的壓力,使金屬液在重力作用下能克服各種流動阻力,在規定時間內充滿型腔。直澆道常做成上大下小的錐形,等斷面的柱形和上小下大的倒錐形。對鋁、鎂合金鑄件,也用蛇形、片狀和縫隙式的直澆道。

直澆道是金屬液進入模具型腔時首先經過的通道,也是壓力傳遞的首要部位,因而其大小會影響金屬液的流動速度和填充時間。

1、結構

這種直澆道一般由壓室和澆口套組成,其結構如下圖所示。

壓室和澆口套宜制成一體,如果分開制造時應選擇合理的配合精度和配合間隙,以保持壓室與澆口套的同軸度。

2、尺寸

直澆道的直徑D一般與壓室直徑一致,根據壓鑄件所需的壓射比壓確定,直澆道長度H一般取直徑D1/2~1/3。直澆道上的這段金屬通常又稱為余料。為了使余料從澆口套中順利脫出,在靠近分型面一端長度為15~25mm范圍的內孔處設計成1°30'~2°的脫模斜度。

液態金屬在砂型直澆道中的流動狀態如下圖所示。

 

試驗結果表明:上大下小的錐形(錐度1/50)直澆道呈充滿流態,而在等截面的圓柱形和上小下大的倒錐形直澆道中呈非充滿狀態。

1、直澆道中液態金屬分兩種流態:充滿式流動或非充滿式流動。

2、在非充滿的直澆道中,金屬液以重力加速度向下運動,流股呈漸縮形,流股表面壓力接近大氣壓力,微呈正壓。流股表面會帶動表層氣體向下運動,并能沖入型內上升的金屬液內,由于流股內部和砂型表層氣體之間無壓力差,氣體不可能被吸入流股,但在直澆道中氣體可被金屬表面所吸附并帶走。

3、直澆道入口形狀影響金屬流態。當入口為尖角時,增加流動阻力和斷面收縮率,常導致非充滿式流動。實際砂型中尖角處的型砂會被沖掉引起沖砂缺陷。要使直澆道呈充滿流態,要求入口處圓角半徑r≥d/4d為直澆道上口直徑)。

4、生產中主要應用帶有橫澆道和內澆道的澆注系統,由于橫澆道和內澆道的流動阻力,常使等截面的,甚至上小下大的直澆道均能滿足充滿條件而呈充滿式流態。 [1] 

盡管非充滿的直澆道有帶氣的缺點,但在特定條件下不能不用,如:階梯式澆注系統中,為了實現自下而上地逐層引入金屬的目的而采用;又如用底注包澆注的條件下,為了防止鋼液溢至型外而使用非充滿態的直澆道。

澆注鑄鐵件時,對濕砂型內等截面的直澆道中的上、中、下三點進行過壓力測定(條件為:直澆道高400mm、直徑為30mm、澆注溫度為1300℃),結果證明:直澆道內金屬壓力為接近大氣壓力的微正壓,壓力值一般在50Pa~1kPa范圍內,靠近澆口杯處壓力值偏高,在澆注初的瞬間壓力最高可達1.8kPa

熱壓室壓鑄機模具用直澆道

熱壓室壓鑄機用模具上的直澆道結構形式如下圖所示,它是由壓鑄機上的噴嘴5和壓鑄模上的澆口套6及分流錐2等組成。

分流錐較長,用于調整直澆道的截面積,改變金屬液的流向,也便于從定模中帶出直澆道凝料。分流錐的圓角半徑R常取4mm~5mm,直澆道錐角口通常取4°~12°,分流錐的錐角口74°~6°,分流錐頂部附近直澆道環形截面積為內澆口截面積的2倍,而分流錐根部直澆道環形截面積為內澆口截面積的3~4倍。直澆道小端直徑d一般比壓鑄機噴嘴出口處的直徑大1mm左右,澆口套與噴嘴的連接形式按具體使用壓鑄機噴嘴的結構而定。為了適應熱壓室壓鑄機高效率生產的需要,通常要求在澆口套及分流錐的內部設置冷卻系統。

直澆道窩

金屬液對直底部有強烈的沖擊作用,并產生渦流和紊流區,常引起沖砂、渣孔和大量氧化夾雜物等鑄造缺陷。設直澆道窩可改善金屬液的流動狀況,直澆道窩的作用如下:

(1)有緩沖作用。

(2)縮短直澆道一橫澆道拐彎處的高度紊流區。

(3)改善內澆道的流量分布。

(4)減小直澆道一橫澆道拐彎處的局部阻力系數和壓頭損失。

(5)注入型內的最初金屬液中,常帶有一定量的氣體,在直澆道窩內可以浮出去。

直澆道窩的大小、形狀應適宜,砂型應緊實。在底部放置干砂芯片、耐火磚等可防止沖砂。直澆道窩常做成半球形、圓錐臺等形狀。 

橫澆道

橫澆道的作用是什么?

1.將金屬液從直澆道引入內澆口;

2.可以借助橫澆道中的大體積金屬液來預熱模具;

3.當鑄件冷卻收縮時用來補縮和傳遞靜壓力。

橫澆道的設計要點

1.橫澆道截面積應從直澆道向內澆道逐漸縮小,不應突然變化;

2.橫澆道截面積都應不小于內澆道截面積;

3.橫澆道應具有一定的厚度和長度;

4.金屬液通過橫澆道時的熱損失應盡可能地小,保證橫澆道比壓鑄件和內澆口后凝固;

5.根據工藝需要可設置盲澆道,以達到改善模具熱平衡,容納冷污金屬液、涂料殘渣和空氣的目的。

橫澆道尺寸的計算

橫澆道的長度計算公式如下:

L=0.5D+25~35)(mm

上式中,L——橫澆道長度,mm

D——直澆道導入口處直徑,mm

內澆道

澆注系統是鑄型中液態金屬進入型腔的通道之總稱,基本組元有:澆口杯、直澆道、直澆道窩、橫澆道和內澆道。內澆道是液態金屬進入鑄型型腔的最后一段通道,主要作用:控制金屬液充填鑄型的速度和方向,調節鑄型各部分的溫度和鑄件的凝固順序,并對鑄件有一定的補縮作用。可以有單個也可以設計多個內澆道。




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