鑄造工(初級(jí))第七章課件

1、第七章 澆注系統(tǒng)設(shè)置及澆注 了解澆注系統(tǒng)、冒口、冷鐵的作用、類型和設(shè)置，掌握鑄件澆注常用的設(shè)備和澆注方法。第七章 澆注系統(tǒng)設(shè)置及澆注一、澆注系統(tǒng)的組成和作用圖7-1澆注系統(tǒng)1砂芯2鑄件3出氣孔4澆口盆5直澆道6直澆道窩7橫澆道8內(nèi)澆道第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置1.澆口盆圖7-2漏斗形澆口盆第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置(1)漏斗形澆口盆漏斗形澆口盆的形狀見圖7-2。圖7-3池型澆口盆第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置(2)池形澆口盆其容積大，能儲(chǔ)存一定量的金屬液，可防止氣體和熔渣卷入型腔；但消耗金屬液較多，適宜于澆注中型和大型鑄件。當(dāng)澆注一些質(zhì)量要求高的鑄件時(shí)，還用到一些特殊的澆口盆，如閘門澆口盆、拔塞澆口盆、熔化鐵隔片澆

2、口盆及濾網(wǎng)澆口盆等。直澆道是澆注系統(tǒng)中的垂直通道，通常帶有一定的錐度。2.直澆道第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置(1)直澆道的作用直澆道的作用是從澆口盆向下引導(dǎo)金屬液進(jìn)入澆注系統(tǒng)其它組元或直接導(dǎo)入型腔，并提供足夠的壓力頭，使金屬液在重力作用下能克服流動(dòng)過程中的各種阻力，充滿型腔的各個(gè)部分。圖7-4常用直澆道類型a)上大下小圓錐形b)上小下大倒錐形c)圓管形d)蛇形第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置(2)直澆道的形狀直澆道的形狀見圖7-4。(3)直澆道與橫澆道的連接金屬液由直澆道流入橫澆道時(shí)，流動(dòng)方向急劇改變，出現(xiàn)極度的紊流，如果用圖7-5所示的直澆道底部伸到橫澆道內(nèi)部的連接方式，就容易引起沖砂和卷入氣體。圖7-5直澆道

3、與橫澆道的簡單連接第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置圖7-6直澆道窩座3.橫澆道第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置橫澆道是指澆注系統(tǒng)中連接直澆道和內(nèi)澆道的水平通道部分。(1)橫澆道的作用橫澆道用以連接直澆道和內(nèi)澆道，將金屬液平穩(wěn)而均勻地分配給各個(gè)內(nèi)澆道，并起擋渣作用。(2)橫澆道的截面形狀圖7-7所示是常用橫澆道的截面形狀。圖7-7橫澆道的截面形狀a)梯形b)圓頂梯形c)圓形第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置(3)橫澆道中的液流分配橫澆道充滿之后，進(jìn)入不同位置內(nèi)澆道金屬液的量，取決于內(nèi)澆道附近橫澆道中金屬液壓力的大小及內(nèi)澆道的位置等因素。生產(chǎn)中許多小型鑄件，常采用一型多鑄，這時(shí)應(yīng)將內(nèi)澆道對稱設(shè)置，以利于均衡各個(gè)型腔的金屬液流，見圖79

4、。圖7-8改變截面積的第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置圖7-9左右型腔澆道的開設(shè)方法(4)加強(qiáng)橫澆道的擋渣作用為了防止由夾渣引起的鑄件缺陷，必須加強(qiáng)橫澆道的擋渣作用。第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置圖7-10緩流式橫澆道1直澆道2橫澆道3內(nèi)澆道第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置1)緩流式橫澆道，見圖7-10。圖7-11阻流式橫澆道1橫澆道2內(nèi)澆道3垂直阻流片4水平阻流片第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置2)阻流式橫澆道，見圖7-11。3)帶濾網(wǎng)式橫澆道，見圖7-12。圖7-12帶濾網(wǎng)式橫澆道1濾渣網(wǎng)2直澆道3橫澆道4內(nèi)澆道第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置4)集渣包式澆注系統(tǒng)。圖7-13鋸齒形集渣包第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置圖7-14離心集渣包4.內(nèi)澆道第一節(jié)澆注

5、系統(tǒng)的設(shè)置在澆注系統(tǒng)中，引導(dǎo)液態(tài)金屬進(jìn)入型腔的部分稱為內(nèi)澆道。(1)內(nèi)澆道的作用內(nèi)澆道的作用是控制金屬液的充型速度和方向，使之平穩(wěn)地充填型腔，并調(diào)節(jié)鑄型和鑄件各部分的溫差和凝固順序。(2)內(nèi)澆道的截面形狀常用的內(nèi)澆道截面形狀見圖7-15。圖7-15內(nèi)澆道的截面形狀a)扁平梯形b)新月形c)三角形d)方梯形e)半圓形f)圓形第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置(3)內(nèi)澆道的開設(shè)為了避免鑄型局部過熱，在內(nèi)澆道附近引起粘砂、縮松、晶粒粗大等缺陷，除小型鑄件只開設(shè)一個(gè)內(nèi)澆道外，大多數(shù)鑄件常開設(shè)兩個(gè)或多個(gè)內(nèi)澆道，使金屬液均勻分散地充填型腔。內(nèi)澆道開設(shè)的位置和方向，應(yīng)使液流順型壁流入，不沖擊型壁和砂芯。圖7-16澆注系統(tǒng)

6、位置1直澆道2橫澆道3內(nèi)澆道4冒渣口第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置1)內(nèi)澆道不能開在直澆道的正下方，應(yīng)使直澆道中心到第一個(gè)內(nèi)澆道的距離l5h橫。2)內(nèi)澆道的開設(shè)方向不能順著橫澆道液流方向開設(shè)，應(yīng)和液流方向成直角，最好逆金屬液流方向開設(shè)，見圖7-17，以防最初進(jìn)入橫澆道的雜質(zhì)進(jìn)入型腔。圖7-17內(nèi)澆道的開設(shè)方向a)較好b)最好c)不好1直澆道2橫澆道3內(nèi)澆道第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置二、澆注系統(tǒng)的類型和位置選擇圖7-18澆注系統(tǒng)的類型a)頂注式b)底注式c)中注式d)階梯式1.澆注系統(tǒng)類型的選擇第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置各種類型的澆注系統(tǒng)都有其特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，下面分別進(jìn)行介紹。(1)按截面比例關(guān)系分類1)封閉式澆注系

7、統(tǒng)。封閉式澆注系統(tǒng)因充滿快，故在澆注后不久就有較好的擋渣能力，可減少金屬液的消耗，且清理方便。2)開放式澆注系統(tǒng)。開放式澆注系統(tǒng)擋渣能力很差，消耗的金屬液也較多，但充型平穩(wěn)，主要用于易氧化的有色金屬鑄件、球墨鑄鐵件及使用漏包澆注的鑄鋼件。3)半封閉式澆注系統(tǒng)。第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置這樣的澆注系統(tǒng)對鑄型的沖刷比封閉式澆注系統(tǒng)小得多，擋渣作用則比開放式好，因此在各類鑄鐵件上，尤其在球墨鑄鐵件及表面干型中廣泛應(yīng)用。圖7-19頂注式澆注系統(tǒng)第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置(2)按內(nèi)澆道相對位置分類1)頂注式澆注系統(tǒng)。頂注式澆注系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：對鑄型底部沖擊力大，流股與空氣接觸面積大，金屬液會(huì)產(chǎn)生激濺、氧化，易造成砂

8、眼、鐵豆、氣孔、氧化夾渣等缺陷。利于頂部冒口對鑄件的補(bǔ)縮，減少軸向縮松的傾向及冒口的體積?？蓽p少薄壁鑄件澆不到、冷隔等缺陷，澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單而緊湊，便于造型，金屬消耗量也少。第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置壓邊澆口和雨淋澆口是頂注式澆注系統(tǒng)的兩種特殊結(jié)構(gòu)形式。圖7-20壓邊澆口第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置圖7-21雨淋式澆注系統(tǒng)1出氣冒口2橫澆道3直澆道4內(nèi)澆道5鑄件第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置2)底注式澆注系統(tǒng)。圖7-22底注式澆注系統(tǒng)第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置圖7-23牛角澆注系統(tǒng)a)正牛角b)反牛角3)中注式澆注系統(tǒng)。第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置圖7-24反雨淋澆注系統(tǒng)第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置圖7-25中注式澆注系統(tǒng)第一節(jié)澆注系統(tǒng)

9、的設(shè)置圖7-26階梯式澆注系統(tǒng)4)階梯式澆注系統(tǒng)在鑄件的高度方向上開設(shè)若干內(nèi)澆第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置道，使熔融金屬從底部開始，逐層地從若干不同高度引入型腔的澆注系統(tǒng)，見圖7-26。階梯式澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)是：平穩(wěn)充型，避免因壓頭過高或流股從高處落下沖擊型腔，造成嚴(yán)重的噴射和激濺；金屬液自下而上地充滿型腔，有利于排氣，而且鑄件上部的溫度高于下部，有利于實(shí)現(xiàn)順序凝固，可使冒口充分補(bǔ)縮鑄件；內(nèi)澆道分散，減輕了局部過熱現(xiàn)象。確定內(nèi)澆道在鑄件上的具體位置，應(yīng)遵循下面一些原則：2.內(nèi)澆道位置的選擇第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置1)對要求同時(shí)凝固的鑄件，內(nèi)澆道應(yīng)開在鑄件壁薄的地方。2)對要求順序凝固的鑄件，內(nèi)澆道應(yīng)開設(shè)在鑄

10、件厚壁的地方。圖7-27內(nèi)澆道不要開在鑄件重要部位上第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置3)內(nèi)澆道不要開設(shè)在鑄件的重要部位，因?yàn)樵跐沧⑦^程中，高溫金屬液流經(jīng)內(nèi)澆道使其附近的砂型局部過熱，易引起鑄件組織局部晶粒粗大或產(chǎn)生縮松、熱裂等缺陷。4)應(yīng)使金屬液沿著型壁注入型腔，而不要從正面沖擊砂型或砂芯，尤其是不能沖擊型腔中薄弱的突出部分，防止沖壞而產(chǎn)生砂眼缺陷。5)內(nèi)澆道不應(yīng)開在靠近冷鐵和芯撐的地方，以免削弱冷鐵的激冷作用，防止芯撐熔化而失去支撐作用，造成砂芯漂浮。第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置6)對旋轉(zhuǎn)體鑄件，內(nèi)澆道開設(shè)應(yīng)使金屬液沿著鑄件切線方向注入，并力求方向一致，便于雜質(zhì)上浮和氣體的排除，見圖7-28。圖7-28金屬液沿

11、切線方向注入a)不合理b)合理第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置7)澆道開設(shè)不應(yīng)妨礙鑄件收縮。8)澆道開設(shè)應(yīng)使落砂和清理方便。圖7-29澆道設(shè)置使落砂困難第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置圖7-30澆道設(shè)置使精整困難第一節(jié)澆注系統(tǒng)的設(shè)置一、冒口的作用1)可起排氣作用。2)有聚集浮渣的作用，從而避免造成鑄件夾渣、砂眼等缺陷。3)明冒口可作為澆滿鑄型的標(biāo)記。4)合型時(shí)，可以通過冒口檢查定位情況。第二節(jié)冒口的設(shè)置二、冒口的種類頂冒口一般設(shè)置在鑄件最高和最厚的部位上方，利用重力作用能有效地補(bǔ)縮鑄件。(1)明頂冒口其特點(diǎn)是：便于檢查合型情況；有利于澆注時(shí)型腔內(nèi)氣體的排除；便于補(bǔ)縮金屬液和加保溫劑；便于觀察澆注情況；造型方便；但消耗

12、的金屬量多，且雜物易落入型腔。1.頂冒口第二節(jié)冒口的設(shè)置圖7-31冒口的形狀a)、d)明頂冒口b)、e)暗頂冒口c)球形冒口f)特種冒口g)壓邊冒口h)暗側(cè)冒口第二節(jié)冒口的設(shè)置(2)暗頂冒口其特點(diǎn)正好與明頂冒口相反。(3)球形冒口屬于特殊形式的暗冒口，見圖7-31c，由于其散熱面積最小，能有效地利用冒口中的金屬液實(shí)現(xiàn)對鑄件的補(bǔ)縮，故鑄件工藝出品率高，但造型時(shí)冒口模樣須做成可拆卸式的。(4)壓邊冒口可做成明或暗的兩種形式，常用于熱節(jié)不大的小型鑄鐵件，其形狀見圖7-31g。又稱邊冒口，是指設(shè)置在鑄型被補(bǔ)縮部分側(cè)面的冒口。2.側(cè)冒口第二節(jié)冒口的設(shè)置常用的特種冒口有加壓冒口和發(fā)熱冒口。3.特種冒口第二

13、節(jié)冒口的設(shè)置三、冒口位置的選擇1)冒口應(yīng)盡量放在鑄件被補(bǔ)縮部位的上部或最后凝固的熱節(jié)點(diǎn)旁邊。2)冒口應(yīng)盡量放在鑄件最高最厚的地方，以利于金屬液的重力補(bǔ)縮。3)在鑄件的不同高度上有熱節(jié)需要補(bǔ)縮時(shí)，可在不同水平面安放冒口。圖7-32不等高冒口的隔離a)階梯形熱節(jié)b)上下有熱節(jié)1明頂冒口2鑄件3側(cè)冒口4外冷鐵第二節(jié)冒口的設(shè)置圖7-33鋼錨的兩種澆注方式a)集中引入b)分散引入1冒口2澆注系統(tǒng)第二節(jié)冒口的設(shè)置4)冒口應(yīng)盡可能不阻礙鑄件收縮，冒口不應(yīng)放在鑄件應(yīng)力集中處，以免引起裂紋。5)力求用一個(gè)冒口同時(shí)補(bǔ)縮一個(gè)鑄件的幾個(gè)熱節(jié)，或者幾個(gè)鑄件的熱節(jié)，見圖7-34。圖7-34一個(gè)冒口補(bǔ)縮幾個(gè)熱節(jié)a)補(bǔ)縮三個(gè)

14、熱節(jié)b)補(bǔ)縮四個(gè)鑄件的熱節(jié)1冒口2鑄件3澆道第二節(jié)冒口的設(shè)置6)冒口最好安放在鑄件需要機(jī)械加工的表面上，以減少精整的工作量。7)為了加強(qiáng)鑄件的順序凝固，應(yīng)盡可能實(shí)施內(nèi)澆道靠近冒口或通過冒口，見圖7-34。第二節(jié)冒口的設(shè)置與冒口配合使用，加強(qiáng)鑄件的順序凝固，提高冒口的補(bǔ)縮效率，防止鑄件產(chǎn)生縮孔或縮松；加快鑄件局部的冷卻速度，使鑄件傾向于同時(shí)凝固，防止鑄件產(chǎn)生變形和裂紋；加快鑄件某些特殊部位的冷卻，以達(dá)到細(xì)化基體組織，提高鑄件表面硬度和耐磨性的目的；在鑄件難以設(shè)置冒口的部位，尤其是鑄件局部肥厚的突出部位，放置冷鐵可以防止縮孔或縮松。第三節(jié)冷鐵的設(shè)置一、外冷鐵(1)按所處位置分 有布置在鑄件的搭子和

15、法蘭平面上的；T形接頭處平面上的；十字及T形轉(zhuǎn)角處的以及其它不規(guī)則形狀表面的。圖7-35外冷鐵形狀a)、b)平面直線形的c)帶切口平面的d)平面棱形的e)圓柱形的f)異形的1.外冷鐵的分類方法第三節(jié)冷鐵的設(shè)置(2)按制造方式分有鋼材軋制的外冷鐵，以及鑄造成形和沖壓成形的外冷鐵。(3)按所起作用分有直接作用和間接作用的外冷鐵。1)外冷鐵緊貼鑄件表面的地方應(yīng)光潔，需去除銹污等臟物。2)設(shè)在鑄鋼件外側(cè)的冷鐵四周應(yīng)有一定的斜度，以免型砂和冷鐵分界處冷卻速度差別過大，而導(dǎo)致鑄件裂紋的產(chǎn)生。2.使用外冷鐵的注意事項(xiàng)第三節(jié)冷鐵的設(shè)置圖7-36外冷鐵的形狀a)不合理b)、c)合理第三節(jié)冷鐵的設(shè)置圖7-37圓角

16、處外冷鐵形狀1、2冷鐵3鑄件第三節(jié)冷鐵的設(shè)置3)外冷鐵邊緣與砂型接觸處不應(yīng)有尖角砂，見圖7-37，冷鐵1不合理，冷鐵2合理。4)應(yīng)合理選擇外冷鐵的厚度，太薄的冷鐵只在凝固初期發(fā)生微弱的激冷作用，甚至與鑄件熔合在一起；但冷鐵過厚易使鑄件產(chǎn)生裂紋。5)當(dāng)外冷鐵位于鑄件壁的頂部或側(cè)部時(shí)，需用吊鉤把冷鐵固定在砂型上；當(dāng)放置數(shù)量較多時(shí)，冷鐵必須交錯(cuò)地排列，并在冷鐵之間的砂型上割出鑄肋，防止鑄件產(chǎn)生裂紋。第三節(jié)冷鐵的設(shè)置此外，也可以用導(dǎo)熱性較高的造型材料混合料來代替外冷鐵，如石墨、鎂砂或混有鐵屑、鐵砂的造型材料。第三節(jié)冷鐵的設(shè)置二、內(nèi)冷鐵圖7-38常用內(nèi)冷鐵形狀和安放方法1)使用前，內(nèi)冷鐵要經(jīng)過噴砂或噴丸

17、處理，除去表面鐵銹和油污，必要時(shí)可鍍錫或鍍鋅來防止氧化。2)放好內(nèi)冷鐵合型后，應(yīng)在34h內(nèi)澆注，防止冷鐵聚集水分而使鑄件產(chǎn)生氣孔。第三節(jié)冷鐵的設(shè)置3)對壁較薄的鑄件一般不放內(nèi)冷鐵；對承受高溫、高壓和質(zhì)量要求很高的鑄件，也不宜放內(nèi)冷鐵。4)在放內(nèi)冷鐵鑄件的正上方，應(yīng)開設(shè)出氣孔，如上方是暗冒口，冒口上的出氣孔應(yīng)增大一些。5)當(dāng)采用柵狀內(nèi)冷鐵時(shí)，單根冷鐵直徑不宜超過30mm。6)需要加工的鑄件，內(nèi)冷鐵在加工后不得暴露，以免影響鑄件的力學(xué)性能。第三節(jié)冷鐵的設(shè)置一、澆包的分類(1)手端包其形狀見圖7-39。(2)抬包其形狀見圖7-40。圖7-39手端包第四節(jié)澆注圖7-40抬包第四節(jié)澆注圖7-41大型吊包

18、1吊架2擋渣板3傳動(dòng)系統(tǒng)4包體第四節(jié)澆注(3)吊包大型吊包的形狀見圖7-41，吊包的容量一般在200kg以上，大的可達(dá)幾十噸，因此，需用吊車進(jìn)行澆注。大型吊包的包側(cè)吊軸端部，裝有蝸輪和一個(gè)與其嚙合的蝸桿，蝸桿又通過一對斜齒輪與澆包手輪連接。圖7-42茶壺式澆包第四節(jié)澆注(4)茶壺式澆包其形狀見圖7-42。(5)底注式澆包又稱柱塞式澆包，見圖7-43。圖7-43底注式澆包1鎖緊螺釘2支架3手柄4滑桿5滑塊6橫梁7塞桿8吊桿第四節(jié)澆注1)金屬液從底部流出，速度較大，容易形成蝸流，吸力很大，所以澆注時(shí)要嚴(yán)格控制，不讓澆包中的金屬液全部放完，以免將熔渣吸入鑄型中。2)金屬液從底部流出時(shí)的沖擊力很大，為

19、了避免飛濺，澆注時(shí)應(yīng)使塞孔中心線與直澆道的中心線對準(zhǔn)。底注式澆包一般用來澆注鑄鋼件及鋼錠。第四節(jié)澆注二、澆注前的準(zhǔn)備工作澆包在使用過程中都有不同程度的燒損，澆注完畢后底部殘留有金屬液和熔渣。1)包襯太薄、損壞嚴(yán)重或局部嚴(yán)重侵蝕。2)包襯未烘干或未加熱到烘干溫度范圍。3)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)或其它運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)失靈，以及吊架和吊耳有損傷、裂紋。4)底注式澆包的澆注口和塞桿的安裝不符合技術(shù)要求等。通常情況下，為了保護(hù)澆包的外殼不被燒穿，以及延長其使用壽命，都要搪上一定厚度的內(nèi)襯。1.澆包的準(zhǔn)備第四節(jié)澆注檢查項(xiàng)目如下：(1)通道檢查運(yùn)送金屬液和澆注的必由之路，要排除障礙物，保證暢通無阻。(2)工具檢查澆注時(shí)常用的工具有扒渣用的渣耙、渣勺；擋渣用的擋渣棒、擋渣鉤；取樣和觀察鋼液結(jié)膜用的樣勺和火鉗；檢查試樣用的錘子和卡規(guī)；澆注用的引火工具以及鐵鏟、攪棒等工具。(