大家經(jīng)常購(gòu)買球鐵鑄造，但是您知道他的澆冒口設(shè)計(jì)原理是什么嗎？

球鐵凝固時(shí)的體積變化

球鐵共晶凝固時(shí)析出奧氏體和石墨伴隨的體積膨脹，應(yīng)與灰鐵數(shù)據(jù)相同。但是，用濕型澆注的直徑50 mm鑄件檢測(cè)結(jié)果如圖1所示，即球鐵的膨脹比灰鐵大得多。

球鐵石墨析出膨脹與共晶度的關(guān)系，球鐵的膨脹量比灰鐵膨脹量大得多。灰鑄鐵的共晶膨脹約為0.3%，而球鐵的共晶膨脹約為1.5%-2.0%。

灰鐵共晶凝固時(shí)，表層形成硬殼逐漸加厚(殼形凝固)，可以承受共晶膨脹壓力，內(nèi)部液態(tài)部分則與冒口連通，不斷得到補(bǔ)縮鐵水，因而可以得到無(wú)縮孔缺陷的致密鑄件。球鐵在開(kāi)始凝固100 s后表層仍無(wú)硬殼形成(粥樣凝固)，共晶膨脹壓力直接作用于鑄型表面，為了抵抗共晶膨脹壓力造成的型壁遷移、漲箱等現(xiàn)象的負(fù)面作用，球鐵鑄型應(yīng)有足夠的剛性。

增加型內(nèi)壓力可使縮孔面積大幅度縮小。

任何一家球鐵鑄造生產(chǎn)廠都會(huì)發(fā)現(xiàn)，利用灰鐵鑄件同樣的補(bǔ)縮方法，解決不了球鐵鑄造的縮孔、縮松問(wèn)題，因?yàn)樵谥鄻幽痰那蜩F鑄造中，無(wú)通道可以把補(bǔ)縮鐵水傳送到二次收縮產(chǎn)生縮孔缺陷的部位。

S. I. Karsay根據(jù)多年的研究成果和大量球鐵鑄造生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出一項(xiàng)“實(shí)用補(bǔ)縮技術(shù)”，其基本原理是利用球鐵的共晶膨脹壓力，而不是補(bǔ)縮鐵水，來(lái)消除二次收縮過(guò)程形成的縮孔類缺陷。因此，設(shè)計(jì)冒口和澆注系統(tǒng)的出發(fā)點(diǎn)，不是“補(bǔ)”而是“堵”。冒口頸和內(nèi)澆口的模數(shù)都必須控制在一定的范圍以內(nèi)，確保在共晶膨脹以前堵住鐵水的所有出路。

到目前為止，還不能充分精確描述或解釋這一過(guò)程，但是越來(lái)越多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明這一方法是有效的，并且經(jīng)過(guò)許多國(guó)家的權(quán)威專家參與驗(yàn)證和推廣，目前己經(jīng)成為工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家中流行最廣的一種實(shí)用技術(shù)體系。

冒口的設(shè)計(jì)與計(jì)算

控制壓力冒口

鑄型沒(méi)有足夠的剛度抵抗共晶膨脹壓力造成

型壁遷移、漲箱等現(xiàn)象時(shí)，可利用控制壓力冒口釋放部分壓力。濕型、殼型及壁厚在8-10 mm及以上的鑄件可以采用這種方法，其原理如圖5所示。圖5(a)說(shuō)明內(nèi)澆口凝固時(shí)鑄件和冒口組合成一體;圖5(b)為液態(tài)金屬產(chǎn)生最大收縮階段;圖5(c)鑄件和冒口中液態(tài)金屬膨脹而使冒口重新充滿。進(jìn)一步膨脹可增加組合體內(nèi)的壓力，但不超過(guò)鑄型的承載能力。

冒口和冒口頸的尺寸基礎(chǔ)是MT，它取決于鑄件厚大部分的模數(shù)Ms，圖6表示其最大值和最小值以及推薦的工作范圍(陰影部分)。冶金質(zhì)量高選低的MT值，反之則選高的MT值。選擇冒口模數(shù)MR與MT相等，冒口頸的模數(shù)可取MN=0.67MR 。

冒口的數(shù)量可由工藝員決定，或根據(jù)補(bǔ)縮距離進(jìn)行核算。冶金質(zhì)量差時(shí)補(bǔ)縮半徑R=8Ms;冶金質(zhì)量好時(shí)補(bǔ)縮半徑R=16Ms。

實(shí)際上控制壓力冒口并不向鑄件內(nèi)部補(bǔ)縮鐵水，而是向冒口反饋一部分鐵水，減緩鑄型承受的共晶膨脹壓力。

要利用球鐵的共晶膨脹壓力消除二次收縮過(guò)程形成的縮孔類缺陷，冒口頸和內(nèi)澆口的模數(shù)都必須控制在一定的范圍以內(nèi)，以確保在共晶膨脹以前堵住鐵水的所有出路。為了便于排出氣體和非金屬夾雜物，仍需要用于灰鐵鑄件的出氣孔、明冒口。

以上就是球鐵鑄造澆冒口設(shè)計(jì)的原理，希望對(duì)您有所幫助。