《浇注系统设计》PPT课件.ppt

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1、浇注系统设计3.1浇注系统的基本类型及选择一、按内浇道在铸件上的位置分类顶注式浇注系统顶注式浇注系统容易充满，可减少薄壁件浇不到、冷隔方面的缺陷充型后上部温度高于底部，有利于铸件自下而上的顺序凝固和冒口的补缩冒口尺寸小，节约金属内浇道附近受热较轻结构简单，易于清除易造成冲砂缺陷金属，液下落过程中接触空气，出现飞溅、氧化、卷入空气等现象，使充型不平稳易产生砂孔、铁豆、气孔和氧化夹杂物缺陷，大部分浇注时间，内浇道工作在非淹没状态，横浇道阻渣条件相对较差优点:缺点:应用:主要用于结构复杂的各种黑色金属铸件和易氧化的有色金属铸件。中间注入式浇

2、注系统对内浇道以下的型腔部分为顶注式；对内浇道以上的型腔部分相当于底注式。故它兼有顶注式和底注式浇注系统的优缺点。由于内浇道在分型面上开设，故极为方便，广为应用。适用于高度不大的中等壁厚的铸件。阶梯式浇注系统阶梯式浇注系统适用于高度大的中、大型铸件。具有垂直分型面的中大件可优先采用二、按浇铸系统各基本组元截面积比例分类封闭式浇注系统：阻流－在一个浇注系统中截面积最小的浇道∑S内≤∑S横≤S直，例如1:1.2:1.5或半封闭式：S内≤S直≤S横封闭式浇注系统可理解为正常浇注条件下，所有组元能被金属液充满的浇注系统，也称为充满式浇注系统。

3、（因全部截面上的金属液压力均高于型壁气体压力，故是有压或正压系统）优点封闭式浇注系统有较好的阻渣能力，可防止金属液卷入气体，消耗金属少，清理方便缺点进入型腔的金属液流速度高，易产生喷溅和冲砂，使金属氧化，使型内金属液发生扰动、涡流和不平静用于不易氧化的金属铸件。开放式浇注系统：∑S内≥∑S横≥S直；例如1.5:1.2:1或半开放式：∑S内≥S直≥∑S横在正常浇注条件下，金属液不能充满所有组元的浇注系统，又称为非充满式或非压力式浇注系统。完全开放式浇注系统在内浇道被淹没之前，各组元均呈非充满流态，几乎不能阻渣而且会带入大量气体。因此，使

4、用转包浇注的铸铁件上不宜应用这种浇注系统。主要优点进入型腔时金属液流速度小，充型平稳，冲刷力小，金属氧化轻。主要缺点阻渣效果稍差，内浇道较大，金属消耗略多适用于易氧化的有色金属铸件(如轻合金铸件)、球铁件等、漏包浇注的铸钢件也宜采用开放式浇注系统，但直浇道不能成充满态，以防钢水外溢，造成事故。3.2液态金属在浇注系统基本组元中的流动型壁的多孔性、透气性和合金液的不相润湿性，给合金液的运动以特殊边界条件在充型过程中，合金液和铸型之间有着激烈的热作用、机械作用和化学作用浇注过程是不稳定流动过程在型内合金液淹没了内浇道之后，随着合金液面上升

5、，充型的有效压力头渐渐变小型腔内气体的压力并非恒定浇注操作不可能保持浇口杯内液面的绝对稳定合金液在浇注系统中一般呈紊流状态多相流动一般合金液总含有某些少量固相杂质、液相夹杂和气泡，在充型过程中还可能析出晶粒及气体，故充型时合金液属于多相流动浇口杯中的流动浇口杯的作用：承接来自浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢是出，便于浇注；减轻液流对型腔的冲击、分离渣滓和气泡，阻止其进入型腔；增加充型压力头。只有浇口杯的结构正确，配合恰当的浇注操作，才能实现上述功能。浇口杯中的流动浇口杯中的流动浇注方向的影响见图3-4-8。逆向浇注较顺向浇注为佳，侧向

6、浇注介乎两者之间。浇口杯的挡渣直浇道中的流动直浇道的功用：从浇口杯引导金属向下，进入横浇道、内浇道或直接导入型腔。提供足够的压力头，使金属液在重力作用下能克服各种流动阻力，在规定时间内充满型腔。二、液态金属在直浇道中的流动1．直浇道入口处的形状影响液流分布2．直浇道形状影响液流的内部压力。(二)直浇道的吸气问题金属液在直浇道中的流动的特点1)液态金属在直浇道中存在两种流态：充满式流动或非充满式流动。2)在非充满的直浇道中，金属液以重力加速度向下运动，流股呈渐缩形，流股表面压力接近大气压力，微呈正压。流股表面会带动表层气体向下运动，并能

7、冲入型内上升的金属液内，由于流股内部和砂型表层气体之间无压力差，气体不可能被“吸人”流股，故在直浇道中气体可被金属表面所吸收和带走。3)直浇道入口形状影响金属流态。当入口为尖角时，增加流动阻力和断面收缩率，常导致非充满式流动。实际砂型中尖角处的型砂会被冲掉引起冲砂缺陷。4)砂型中直浇道的充满式流动的理论条件尽管非充满的直浇道有带气的缺点，但在特定条件下也会采用。如阶梯式浇注系统中为了实现自下而上地逐层引入金属的目的而采用；又如用底注包浇注的条件下，为了防止钢液溢至型外而使用非充满态的直浇道。(三)直浇道结构设计防止液流带入气体和冲砂，

8、设计直浇道时应注意以下几点：1．入口处的连接2．直浇道的形状3.直浇道与横浇道的连接直浇道窝作用：1、缓冲作用2、缩短直-横拐弯处的高度紊乱区3、改善内浇道的流量分布4、减小直-横拐弯处的局部阻力系数和水头损失5、浮出金