铸造工(初级)第七章课件.ppt

1、 了解浇注系统、冒口、冷铁的作用、类型和设置，掌握铸件浇注常用的设备和浇注方法。图7-1浇注系统1砂芯2铸件3出气孔4浇口盆5直浇道6直浇道窝7横浇道8内浇道1.浇口盆图7-2漏斗形浇口盆(1)漏斗形浇口盆漏斗形浇口盆的形状见图7-2。图7-3池型浇口盆(2)池形浇口盆其容积大，能储存一定量的金属液，可防止气体和熔渣卷入型腔；但消耗金属液较多，适宜于浇注中型和大型铸件。当浇注一些质量要求高的铸件时，还用到一些特殊的浇口盆，如闸门浇口盆、拔塞浇口盆、熔化铁隔片浇口盆及滤网浇口盆等。直浇道是浇注系统中的垂直通道，通常带有一定的锥度。2.直浇道(1)直浇道的作用直浇道的作用是从浇口盆向下引导金属液进

2、入浇注系统其它组元或直接导入型腔，并提供足够的压力头，使金属液在重力作用下能克服流动过程中的各种阻力，充满型腔的各个部分。图7-4常用直浇道类型a)上大下小圆锥形b)上小下大倒锥形c)圆管形d)蛇形(2)直浇道的形状直浇道的形状见图7-4。(3)直浇道与横浇道的连接金属液由直浇道流入横浇道时，流动方向急剧改变，出现极度的紊流，如果用图7-5所示的直浇道底部伸到横浇道内部的连接方式，就容易引起冲砂和卷入气体。图7-5直浇道与横浇道的简单连接图7-6直浇道窝座3.横浇道横浇道是指浇注系统中连接直浇道和内浇道的水平通道部分。(1)横浇道的作用横浇道用以连接直浇道和内浇道，将金属液平稳而均匀地分配给各

3、个内浇道，并起挡渣作用。(2)横浇道的截面形状图7-7所示是常用横浇道的截面形状。图7-7横浇道的截面形状a)梯形b)圆顶梯形c)圆形(3)横浇道中的液流分配横浇道充满之后，进入不同位置内浇道金属液的量，取决于内浇道附近横浇道中金属液压力的大小及内浇道的位置等因素。生产中许多小型铸件，常采用一型多铸，这时应将内浇道对称设置，以利于均衡各个型腔的金属液流，见图7 9。图7-8改变截面积的图7-9左右型腔浇道的开设方法(4)加强横浇道的挡渣作用为了防止由夹渣引起的铸件缺陷，必须加强横浇道的挡渣作用。图7-10缓流式横浇道1直浇道2横浇道3内浇道1)缓流式横浇道，见图7-10。图7-11阻流式横浇道

4、1横浇道2内浇道3垂直阻流片4水平阻流片2)阻流式横浇道，见图7-11。3)带滤网式横浇道，见图7-12。图7-12带滤网式横浇道1滤渣网2直浇道3横浇道4内浇道4)集渣包式浇注系统。图7-13锯齿形集渣包图7-14离心集渣包4.内浇道在浇注系统中，引导液态金属进入型腔的部分称为内浇道。(1)内浇道的作用内浇道的作用是控制金属液的充型速度和方向，使之平稳地充填型腔，并调节铸型和铸件各部分的温差和凝固顺序。(2)内浇道的截面形状常用的内浇道截面形状见图7-15。图7-15内浇道的截面形状a)扁平梯形b)新月形c)三角形d)方梯形e)半圆形f)圆形(3)内浇道的开设为了避免铸型局部过热，在内浇道附

5、近引起粘砂、缩松、晶粒粗大等缺陷，除小型铸件只开设一个内浇道外，大多数铸件常开设两个或多个内浇道，使金属液均匀分散地充填型腔。内浇道开设的位置和方向，应使液流顺型壁流入，不冲击型壁和砂芯。图7-16浇注系统位置1直浇道2横浇道3内浇道4冒渣口1)内浇道不能开在直浇道的正下方，应使直浇道中心到第一个内浇道的距离l5h横。2)内浇道的开设方向不能顺着横浇道液流方向开设，应和液流方向成直角，最好逆金属液流方向开设，见图7-17，以防最初进入横浇道的杂质进入型腔。图7-17内浇道的开设方向a)较好b)最好c)不好1直浇道2横浇道3内浇道图7-18浇注系统的类型a)顶注式b)底注式c)中注式d)阶梯式1

6、.浇注系统类型的选择各种类型的浇注系统都有其特点和应用范围，下面分别进行介绍。(1)按截面比例关系分类1)封闭式浇注系统。封闭式浇注系统因充满快，故在浇注后不久就有较好的挡渣能力，可减少金属液的消耗，且清理方便。2)开放式浇注系统。开放式浇注系统挡渣能力很差，消耗的金属液也较多，但充型平稳，主要用于易氧化的有色金属铸件、球墨铸铁件及使用漏包浇注的铸钢件。3)半封闭式浇注系统。这样的浇注系统对铸型的冲刷比封闭式浇注系统小得多，挡渣作用则比开放式好，因此在各类铸铁件上，尤其在球墨铸铁件及表面干型中广泛应用。图7-19顶注式浇注系统(2)按内浇道相对位置分类1)顶注式浇注系统。顶注式浇注系统有如下特

7、点：对铸型底部冲击力大，流股与空气接触面积大，金属液会产生激溅、氧化，易造成砂眼、铁豆、气孔、氧化夹渣等缺陷。利于顶部冒口对铸件的补缩，减少轴向缩松的倾向及冒口的体积。可减少薄壁铸件浇不到、冷隔等缺陷，浇注系统的结构简单而紧凑，便于造型，金属消耗量也少。压边浇口和雨淋浇口是顶注式浇注系统的两种特殊结构形式。图7-20压边浇口图7-21雨淋式浇注系统1出气冒口2横浇道3直浇道4内浇道5铸件2)底注式浇注系统。图7-22底注式浇注系统图7-23牛角浇注系统a)正牛角b)反牛角3)中注式浇注系统。图7-24反雨淋浇注系统图7-25中注式浇注系统图7-26阶梯式浇注系统4)阶梯式浇注系统在铸件的高度方

8、向上开设若干内浇道，使熔融金属从底部开始，逐层地从若干不同高度引入型腔的浇注系统，见图7-26。阶梯式浇注系统的特点是：平稳充型，避免因压头过高或流股从高处落下冲击型腔，造成严重的喷射和激溅；金属液自下而上地充满型腔，有利于排气，而且铸件上部的温度高于下部，有利于实现顺序凝固，可使冒口充分补缩铸件；内浇道分散，减轻了局部过热现象。确定内浇道在铸件上的具体位置，应遵循下面一些原则：2.内浇道位置的选择1)对要求同时凝固的铸件，内浇道应开在铸件壁薄的地方。2)对要求顺序凝固的铸件，内浇道应开设在铸件厚壁的地方。图7-27内浇道不要开在铸件重要部位上3)内浇道不要开设在铸件的重要部位，因为在浇注过程

9、中，高温金属液流经内浇道使其附近的砂型局部过热，易引起铸件组织局部晶粒粗大或产生缩松、热裂等缺陷。4)应使金属液沿着型壁注入型腔，而不要从正面冲击砂型或砂芯，尤其是不能冲击型腔中薄弱的突出部分，防止冲坏而产生砂眼缺陷。5)内浇道不应开在靠近冷铁和芯撑的地方，以免削弱冷铁的激冷作用，防止芯撑熔化而失去支撑作用，造成砂芯漂浮。6)对旋转体铸件，内浇道开设应使金属液沿着铸件切线方向注入，并力求方向一致，便于杂质上浮和气体的排除，见图7-28。图7-28金属液沿切线方向注入a)不合理b)合理7)浇道开设不应妨碍铸件收缩。8)浇道开设应使落砂和清理方便。图7-29浇道设置使落砂困难图7-30浇道设置使精

10、整困难1)可起排气作用。2)有聚集浮渣的作用，从而避免造成铸件夹渣、砂眼等缺陷。3)明冒口可作为浇满铸型的标记。4)合型时，可以通过冒口检查定位情况。顶冒口一般设置在铸件最高和最厚的部位上方，利用重力作用能有效地补缩铸件。(1)明顶冒口其特点是：便于检查合型情况；有利于浇注时型腔内气体的排除；便于补缩金属液和加保温剂；便于观察浇注情况；造型方便；但消耗的金属量多，且杂物易落入型腔。1.顶冒口图7-31冒口的形状a)、d)明顶冒口b)、e)暗顶冒口c)球形冒口f)特种冒口g)压边冒口h)暗侧冒口(2)暗顶冒口其特点正好与明顶冒口相反。(3)球形冒口属于特殊形式的暗冒口，见图7-31c，由于其散热

11、面积最小，能有效地利用冒口中的金属液实现对铸件的补缩，故铸件工艺出品率高，但造型时冒口模样须做成可拆卸式的。(4)压边冒口可做成明或暗的两种形式，常用于热节不大的小型铸铁件，其形状见图7-31g。又称边冒口，是指设置在铸型被补缩部分侧面的冒口。2.侧冒口常用的特种冒口有加压冒口和发热冒口。3.特种冒口1)冒口应尽量放在铸件被补缩部位的上部或最后凝固的热节点旁边。2)冒口应尽量放在铸件最高最厚的地方，以利于金属液的重力补缩。3)在铸件的不同高度上有热节需要补缩时，可在不同水平面安放冒口。图7-32不等高冒口的隔离a)阶梯形热节b)上下有热节1明顶冒口2铸件3侧冒口4外冷铁图7-33钢锚的两种浇注

12、方式a)集中引入b)分散引入1冒口2浇注系统4)冒口应尽可能不阻碍铸件收缩，冒口不应放在铸件应力集中处，以免引起裂纹。5)力求用一个冒口同时补缩一个铸件的几个热节，或者几个铸件的热节，见图7-34。图7-34一个冒口补缩几个热节a)补缩三个热节b)补缩四个铸件的热节1冒口2铸件3浇道6)冒口最好安放在铸件需要机械加工的表面上，以减少精整的工作量。7)为了加强铸件的顺序凝固，应尽可能实施内浇道靠近冒口或通过冒口，见图7-34。与冒口配合使用，加强铸件的顺序凝固，提高冒口的补缩效率，防止铸件产生缩孔或缩松；加快铸件局部的冷却速度，使铸件倾向于同时凝固，防止铸件产生变形和裂纹；加快铸件某些特殊部位的

13、冷却，以达到细化基体组织，提高铸件表面硬度和耐磨性的目的；在铸件难以设置冒口的部位，尤其是铸件局部肥厚的突出部位，放置冷铁可以防止缩孔或缩松。(1)按所处位置分 有布置在铸件的搭子和法兰平面上的；T形接头处平面上的；十字及T形转角处的以及其它不规则形状表面的。图7-35外冷铁形状a)、b)平面直线形的c)带切口平面的d)平面棱形的e)圆柱形的f)异形的1.外冷铁的分类方法(2)按制造方式分有钢材轧制的外冷铁，以及铸造成形和冲压成形的外冷铁。(3)按所起作用分有直接作用和间接作用的外冷铁。1)外冷铁紧贴铸件表面的地方应光洁，需去除锈污等脏物。2)设在铸钢件外侧的冷铁四周应有一定的斜度，以免型砂和

14、冷铁分界处冷却速度差别过大，而导致铸件裂纹的产生。2.使用外冷铁的注意事项图7-36外冷铁的形状a)不合理b)、c)合理图7-37圆角处外冷铁形状1、2冷铁3铸件3)外冷铁边缘与砂型接触处不应有尖角砂，见图7-37，冷铁1不合理，冷铁2合理。4)应合理选择外冷铁的厚度，太薄的冷铁只在凝固初期发生微弱的激冷作用，甚至与铸件熔合在一起；但冷铁过厚易使铸件产生裂纹。5)当外冷铁位于铸件壁的顶部或侧部时，需用吊钩把冷铁固定在砂型上；当放置数量较多时，冷铁必须交错地排列，并在冷铁之间的砂型上割出铸肋，防止铸件产生裂纹。此外，也可以用导热性较高的造型材料混合料来代替外冷铁，如石墨、镁砂或混有铁屑、铁砂的造

15、型材料。图7-38常用内冷铁形状和安放方法1)使用前，内冷铁要经过喷砂或喷丸处理，除去表面铁锈和油污，必要时可镀锡或镀锌来防止氧化。2)放好内冷铁合型后，应在34h内浇注，防止冷铁聚集水分而使铸件产生气孔。3)对壁较薄的铸件一般不放内冷铁；对承受高温、高压和质量要求很高的铸件，也不宜放内冷铁。4)在放内冷铁铸件的正上方，应开设出气孔，如上方是暗冒口，冒口上的出气孔应增大一些。5)当采用栅状内冷铁时，单根冷铁直径不宜超过30mm。6)需要加工的铸件，内冷铁在加工后不得暴露，以免影响铸件的力学性能。(1)手端包其形状见图7-39。(2)抬包其形状见图7-40。图7-39手端包图7-40抬包图7-4

16、1大型吊包1吊架2挡渣板3传动系统4包体(3)吊包大型吊包的形状见图7-41，吊包的容量一般在200kg以上，大的可达几十吨，因此，需用吊车进行浇注。大型吊包的包侧吊轴端部，装有蜗轮和一个与其啮合的蜗杆，蜗杆又通过一对斜齿轮与浇包手轮连接。图7-42茶壶式浇包(4)茶壶式浇包其形状见图7-42。(5)底注式浇包又称柱塞式浇包，见图7-43。图7-43底注式浇包1锁紧螺钉2支架3手柄4滑杆5滑块6横梁7塞杆8吊杆1)金属液从底部流出，速度较大，容易形成蜗流，吸力很大，所以浇注时要严格控制，不让浇包中的金属液全部放完，以免将熔渣吸入铸型中。2)金属液从底部流出时的冲击力很大，为了避免飞溅，浇注时应

17、使塞孔中心线与直浇道的中心线对准。底注式浇包一般用来浇注铸钢件及钢锭。浇包在使用过程中都有不同程度的烧损，浇注完毕后底部残留有金属液和熔渣。1)包衬太薄、损坏严重或局部严重侵蚀。2)包衬未烘干或未加热到烘干温度范围。3)转动机构或其它运转机构失灵，以及吊架和吊耳有损伤、裂纹。4)底注式浇包的浇注口和塞杆的安装不符合技术要求等。通常情况下，为了保护浇包的外壳不被烧穿，以及延长其使用寿命，都要搪上一定厚度的内衬。1.浇包的准备检查项目如下：(1)通道检查运送金属液和浇注的必由之路，要排除障碍物，保证畅通无阻。(2)工具检查浇注时常用的工具有扒渣用的渣耙、渣勺；挡渣用的挡渣棒、挡渣钩；取样和观察钢液

18、结膜用的样勺和火钳；检查试样用的锤子和卡规；浇注用的引火工具以及铁铲、搅棒等工具。(3)防护检查浇注人员要穿戴好防护用品，以免被飞溅的金属液烫伤。2.浇注前的检查(4)铸型检查铸型的通气道是否畅通，有无标记，浇口盆是否掉入杂物，箱缝是否堵好，紧固是否可靠，铸型引火排气是否方便等。同期浇注的铸件大小不一，牌号也有所不同。铸件浇注重量的理论值是工艺人员按图样计算得来的，但造型生产时，特别是砂型铸造，铸件的尺寸及壁厚都存在一定的误差，另外，木模变形也会影响铸件的重量，因此实际浇注重量与理论值可能有出入。3.浇注顺序4.浇注重量的确定较高的浇注温度能保证金属液的流动性，利于夹杂物的积集和上浮，可减少气

19、孔和夹渣等缺陷。较快的浇注速度，可使金属液很快地充满型腔，减少其氧化程度，型腔中各部位金属液的温差小，有利于铸件同时凝固。浇注操作包括以下内容：(1)扒渣从熔池或包内清除熔渣的操作称为扒渣。1.浇注温度2.浇注速度3.浇注操作扒渣操作要迅速，防止因扒渣时间过长，导致金属液温度下降。(2)浇注浇注时浇包嘴要靠近浇口盆，挡渣棒放在浇包嘴附近的金属液面上，防止熔渣进入浇口盆。浇注开始时，应缓慢以细流金属液注入，防止金属液飞溅，随后快速充满浇口盆，并保持充满状态，不可断流，以免浇口盆中的熔渣进入铸型。(3)引火在出气孔和冒口附近点火引气，以利于型腔和砂型(芯)中因受热而产生的气体迅速排出。(4)去压铁载荷浇注后，应按规定的时间及时去除压铁或卸下螺栓及其它卡紧装置，以保证铸件能自由受缩，防止铸件产生裂纹。