鑄造中澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、2021/8/21 1第四章第四章 澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)2021/8/22澆注系統(tǒng)的作用：將液態(tài)金屬引入鑄型。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)典型澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)a)封閉式封閉式 b)開放式開放式1-澆口杯，澆口杯，2-直澆道，直澆道，3-直澆道窩，直澆道窩，4-橫澆道，橫澆道，5-末端延長段，末端延長段，6-內(nèi)澆道內(nèi)澆道2021/8/23對(duì)澆注系統(tǒng)的基本要求對(duì)澆注系統(tǒng)的基本要求n1.所確定的內(nèi)澆道的位置、方向和個(gè)數(shù)應(yīng)符合鑄件的凝固原則或補(bǔ)縮所確定的內(nèi)澆道的位置、方向和個(gè)數(shù)應(yīng)符合鑄件的凝固原則或補(bǔ)縮方法。方法。n2.在規(guī)定的澆注時(shí)間內(nèi)充滿型腔。在規(guī)定的澆注時(shí)間內(nèi)充滿型腔。n3.

2、提供必要的充型壓力頭，保證鑄件輪廓、棱角清晰。提供必要的充型壓力頭，保證鑄件輪廓、棱角清晰。n4.使金屬液流動(dòng)平穩(wěn)，避免嚴(yán)重紊流。防止卷入、吸收氣體和使金屬使金屬液流動(dòng)平穩(wěn)，避免嚴(yán)重紊流。防止卷入、吸收氣體和使金屬過度氧化。過度氧化。n5.具有良好的阻渣能力。具有良好的阻渣能力。n6.金屬液進(jìn)人型腔時(shí)線速度不可過高，避免飛濺、沖刷型壁或砂芯。金屬液進(jìn)人型腔時(shí)線速度不可過高，避免飛濺、沖刷型壁或砂芯。n7.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、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。冷隔等缺陷。2021/8/24第一節(jié)、澆注系統(tǒng)各單元的作用：第一

3、節(jié)、澆注系統(tǒng)各單元的作用：承接來自澆包的金屬液，防止金屬液承接來自澆包的金屬液，防止金屬液飛濺和溢出，便于澆注；飛濺和溢出，便于澆注；減輕液流對(duì)型腔的沖擊、分離減輕液流對(duì)型腔的沖擊、分離渣滓和氣泡，阻止其進(jìn)入型腔；渣滓和氣泡，阻止其進(jìn)入型腔；增加充型壓力頭。增加充型壓力頭。2021/8/25：從澆口杯引導(dǎo)金屬向下，進(jìn)入橫澆道、內(nèi)澆道或直接導(dǎo)入型腔。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(dòng)阻力，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)充滿型腔。2021/8/26直澆道窩直澆道窩作用：作用：1 1、緩沖作用、緩沖作用2 2、縮短直、縮短直- - 橫拐彎處的高度紊亂區(qū)橫拐彎處的高度紊亂區(qū)3 3、改善內(nèi)澆道的流量分布

4、、改善內(nèi)澆道的流量分布4 4、減小直、減小直- - 橫拐彎處的局部阻力系數(shù)和水頭損失橫拐彎處的局部阻力系數(shù)和水頭損失5 5、浮出金屬液中的氣泡、浮出金屬液中的氣泡2021/8/273、橫澆道的功用、橫澆道的功用2021/8/28橫澆道的阻渣原理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(gè)區(qū)域，被稱為橫澆道內(nèi)，在內(nèi)澆道入口周圍存在一個(gè)區(qū)域，被稱為，只要金屬進(jìn)入該區(qū)就會(huì)自動(dòng)流入內(nèi)澆道。顯然，只要金屬進(jìn)入該區(qū)就會(huì)自動(dòng)流入內(nèi)澆道。顯然，進(jìn)入該區(qū)的渣團(tuán)也將會(huì)流入型腔。進(jìn)入該區(qū)的渣團(tuán)也將會(huì)流入型腔。2021/8/29橫澆道發(fā)揮阻渣作用應(yīng)具備的條件橫澆道發(fā)揮阻渣作用應(yīng)具備的條件 a)a)內(nèi)澆道距直澆道

5、應(yīng)足夠遠(yuǎn)，使渣固有條件浮起到超過內(nèi)澆道內(nèi)澆道距直澆道應(yīng)足夠遠(yuǎn)，使渣固有條件浮起到超過內(nèi)澆道的吸動(dòng)區(qū)。的吸動(dòng)區(qū)。b)b)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）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(dòng)區(qū)。倍。內(nèi)澆道宜扁而薄，以降低其吸動(dòng)區(qū)。 e)內(nèi)澆道應(yīng)遠(yuǎn)離橫澆道的彎道；應(yīng)盡量使用直的橫澆道；內(nèi)澆內(nèi)澆道應(yīng)遠(yuǎn)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(shí)初期進(jìn)渣較多；呈鈍角時(shí)增加紊流道同

6、橫澆的連接，呈銳角時(shí)初期進(jìn)渣較多；呈鈍角時(shí)增加紊流程度。程度。2021/8/210 ，。設(shè)計(jì)內(nèi)澆道時(shí)還應(yīng)。設(shè)計(jì)內(nèi)澆道時(shí)還應(yīng)避免流入型腔時(shí)的噴射現(xiàn)象和飛濺，避免流入型腔時(shí)的噴射現(xiàn)象和飛濺，使使。 2021/8/21111第二節(jié)、澆注系統(tǒng)的基本類型及選擇一、按澆注系統(tǒng)一、按澆注系統(tǒng)的引入位置分類的引入位置分類1 1、頂注式澆注、頂注式澆注系統(tǒng)系統(tǒng)2021/8/21212頂注式澆注系統(tǒng)頂注式澆注系統(tǒng)容易充滿，可減少薄壁容易充滿，可減少薄壁件澆不到、冷隔方面的件澆不到、冷隔方面的缺陷缺陷充型后上部溫度高于底充型后上部溫度高于底部，有利于鑄件自下而部，有利于鑄件自下而上上 的順序凝固和冒口的的順序凝固和

7、冒口的補(bǔ)縮補(bǔ)縮冒口尺寸小，節(jié)約金屬冒口尺寸小，節(jié)約金屬內(nèi)澆道附近受熱較輕內(nèi)澆道附近受熱較輕結(jié)構(gòu)簡單，易于清除結(jié)構(gòu)簡單，易于清除易造成沖砂缺陷金屬，易造成沖砂缺陷金屬，液下落過程中接觸空氣，液下落過程中接觸空氣，出現(xiàn)飛濺、氧化、出現(xiàn)飛濺、氧化、 卷入卷入空氣等現(xiàn)象，使充型不空氣等現(xiàn)象，使充型不平穩(wěn)平穩(wěn)易產(chǎn)生砂孔、鐵豆、氣易產(chǎn)生砂孔、鐵豆、氣孔和氧化夾雜物缺陷，孔和氧化夾雜物缺陷， 大部分澆注時(shí)間，內(nèi)澆大部分澆注時(shí)間，內(nèi)澆道工作在非淹沒狀態(tài)，道工作在非淹沒狀態(tài)，橫澆道阻渣條件相對(duì)較橫澆道阻渣條件相對(duì)較差差優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): :缺點(diǎn)缺點(diǎn): :2021/8/2132、底注式澆注系統(tǒng)、底注式澆注系統(tǒng) -內(nèi)澆道設(shè)

8、在鑄件底部內(nèi)澆道設(shè)在鑄件底部2021/8/21414底注式澆注系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：底注式澆注系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)澆道基本在淹沒狀態(tài)下工作，充型平穩(wěn)。內(nèi)澆道基本在淹沒狀態(tài)下工作，充型平穩(wěn)?？杀苊饨饘僖喊l(fā)生飛濺、氧化?？杀苊饨饘僖喊l(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。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。型腔內(nèi)的氣體容易排出。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：充型后金屬的溫度分布不利于順序凝固和冒口補(bǔ)縮；充型后金屬的溫度分布不利于順序凝固和冒口補(bǔ)縮；內(nèi)澆道附近容易過熱，導(dǎo)致縮孔、縮松和晶粒粗大等缺陷；內(nèi)澆道附近容易過熱，導(dǎo)致縮孔、縮松和晶粒粗大等缺陷；金屬

9、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。不到、冷隔等缺陷。金屬消耗大；金屬消耗大；應(yīng)用應(yīng)用: :主要用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的各種黑色金屬主要用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的各種黑色金屬鑄件和易氧化的有色金屬鑄件。鑄件和易氧化的有色金屬鑄件。 2021/8/215153、中間注入式澆注系統(tǒng)、中間注入式澆注系統(tǒng)對(duì)內(nèi)澆道以下的型腔部分為頂注對(duì)內(nèi)澆道以下的型腔部分為頂注式；對(duì)內(nèi)澆道以上的型腔部分相式；對(duì)內(nèi)澆道以上的型腔部分相當(dāng)于底注式。故它兼有頂注式和當(dāng)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(diǎn)。由于底注式澆注系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。由

10、于內(nèi)澆道在分型面上開設(shè)，故極為內(nèi)澆道在分型面上開設(shè)，故極為方便，廣為應(yīng)用。適用于高度不方便，廣為應(yīng)用。適用于高度不大的中等壁厚的鑄件。大的中等壁厚的鑄件。2021/8/216164、階梯式澆注系統(tǒng)、階梯式澆注系統(tǒng)階梯式澆注系統(tǒng)適用于高度大階梯式澆注系統(tǒng)適用于高度大的中、大型鑄件。具有垂直分的中、大型鑄件。具有垂直分型面的中大件可優(yōu)先采用型面的中大件可優(yōu)先采用2021/8/21717二、按澆鑄系統(tǒng)各基本組元截面積比例分類二、按澆鑄系統(tǒng)各基本組元截面積比例分類1 1、封閉式澆注系統(tǒng)：、封閉式澆注系統(tǒng)：在一個(gè)澆注系統(tǒng)中截面積最小的澆道在一個(gè)澆注系統(tǒng)中截面積最小的澆道SS內(nèi)內(nèi) S S橫橫 S S直直，

11、例如，例如1: 1.2 : 1.51: 1.2 : 1.5或半封閉式：或半封閉式：S S內(nèi)內(nèi) S S直直 S S橫橫封閉式澆注系統(tǒng)可理解為正常澆注條件下，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)，也所有組元能被金屬液充滿的澆注系統(tǒng)，也稱為稱為充滿式澆注系統(tǒng)。充滿式澆注系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 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，清理方便體，消耗金屬少，清理方便缺點(diǎn)缺點(diǎn) 進(jìn)入型腔的金屬液流速度高，易產(chǎn)生噴濺和沖砂，使金屬進(jìn)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(dòng)、

12、渦流和不平靜氧化，使型內(nèi)金屬液發(fā)生擾動(dòng)、渦流和不平靜用于不易氧化的金屬鑄件。用于不易氧化的金屬鑄件。 2021/8/218182 2、開放式澆注系統(tǒng)：、開放式澆注系統(tǒng)：SS內(nèi)內(nèi) SS橫橫 S S直；例如直；例如1.5 : 1.2 : 11.5 : 1.2 : 1或半開放式：或半開放式： SS內(nèi)內(nèi) S S直直 S S橫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)，又稱為稱為非充滿式澆注系統(tǒng)非充滿式澆注系統(tǒng)。主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn) 進(jìn)入型腔時(shí)金屬液流進(jìn)入型腔時(shí)金屬液流速度小，充型平穩(wěn)，沖速度小，充型平穩(wěn)，沖刷力小，金屬氧化輕。刷力小，金屬氧化輕。主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn) 阻渣效果稍差，內(nèi)澆阻渣效果稍差，