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铸造浇注系统常见问题汇总 ,详细解答直浇道的作用及设计原因

发布时间:2020-04-28来源:点击:666

一、浇口杯在浇注系统中有什么作用?

浇口杯是漏斗形的外浇口,单独制造或直接在铸型内形成,成为直浇道顶部的扩大部分。其作用是承接来自浇包的金属液,防止飞溅和溢出,方便浇注;减少金属液对铸型的直接冲击;可能撇去部分熔渣、杂质、阻止其进入直浇道内;提高金属液静压力。浇口杯分为漏斗形浇口杯和浇口盆两类。漏斗形浇口杯结构简单,节约金属,但撇渣效果差。为了撇渣,一般常配合过滤网使用。浇口盆效果较好,底部设置堤坝有利于浇注操作,使金属液达到适宜的浇注速度后再流入直浇道。这样浇口杯内液体深度大,可阻止水平漩涡的产生而形成垂直漩涡,从而有利于分离渣滓和气泡。 

二、直浇道的作用及设计

直浇道的功能是:从浇口杯引导金属向下,进入横浇道、内浇道或直接导人型腔。提供足够的压力,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。直浇道常做成上大下小的锥形,等断面的柱形和上小下大的倒锥形。对铝、镁合金铸件,也用蛇形、片状和缝隙式的直浇道。

直浇道是金属液进入模具型腔时首先经过的通道,也是压力传递的首要部位,因而其大小会影响金属液的流动速度和填充时间。

1、结构

这种直浇道一般由压室和浇口套组成 。

压室和浇口套宜制成一体,如果分开制造时应选择合理的配合精度和配合间隙,以保持压室与浇口套的同轴度。

2、尺寸

直浇道的直径D一般与压室直径一致,根据压铸件所需的压射比压确定,直浇道长度H一般取直径D的1/2~1/3。直浇道上的这段金属通常又称为余料。为了使余料从浇口套中顺利脱出,在靠近分型面一端长度为15~25mm范围的内孔处设计成1°30'~2°的脱模斜度。 

试验结果表明:上大下小的锥形(锥度1/50)直浇道呈充满流态,而在等截面的圆柱形和上小下大的倒锥形直浇道中呈非充满状态。

1、直浇道中液态金属分两种流态: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“吸入”流股,但在直浇道中气体可被金属表面所吸附并带走。

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。要使直浇道呈充满流态,要求入口处圆角半径r≥d/4(d为直浇道上口直径)。

4、生产中主要应用带有横浇道和内浇道的浇注系统,由于横浇道和内浇道的流动阻力,常使等截面的,上小下大的直浇道均能满足充满条件而呈充满式流态。 

尽管非充满的直浇道有带气的缺点,但在特定条件下不能不用,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***型外而使用非充满态的直浇道。

浇注铸铁件时,对湿砂型内等截面的直浇道中的上、中、下三点进行过压力测定(条件为:直浇道高400mm、直径为30mm、浇注温度为1300℃),结果证明:直浇道内金属压力为接近大气压力的微正压,压力值一般在50Pa~1kPa范围内,靠近浇口杯处压力值偏高,在浇注初的瞬间压力zui高可达1.8kPa。

热压室压铸机模具用直浇道

热压室压铸机用模具上的直浇道结构形式,它是由压铸机上的喷嘴5和压铸模上的浇口套6及分流锥2等组成。

分流锥较长,用于调整直浇道的截面积,改变金属液的流向,也便于从定模中带出直浇道凝料。分流锥的圆角半径R常取4mm~5mm,直浇道锥角口通常取4°~12°,分流锥的锥角口7取4°~6°,分流锥顶部附近直浇道环形截面积为内浇口截面积的2倍,而分流锥根部直浇道环形截面积为内浇口截面积的3倍~4倍。直浇道小端直径d一般比压铸机喷嘴出口处的直径大1mm左右,浇口套与喷嘴的连接形式按具体使用压铸机喷嘴的结构而定。为了适应热压室压铸机高效率生产的需要,通常要求在浇口套及分流锥的内部设置冷却系统。

直浇道窝

金属液对直底部有强烈的冲击作用,并产生涡流和紊流区,常引起冲砂、渣孔和大量氧化夹杂物等铸造缺陷。设直浇道窝可改善金属液的流动状况,直浇道窝的作用如下:

(1)有缓冲作用。

(2)缩短直浇道一横浇道拐弯处的高度紊流区。

(3)改善内浇道的流量分布。

(4)减小直浇道一横浇道拐弯处的局部阻力系数和压头损失。

(5)注入型内的zui初金属液中,常带有一定量的气体,在直浇道窝内可以浮出去。

直浇道窝的大小、形状应适宜,砂型应紧实。在底部放置干砂芯片、耐火砖等可防止冲砂。直浇道窝常做成半球形、圆锥台等形状。 

横浇道

横浇道的作用是什么?

1.将金属液从直浇道引入内浇口;

2.可以借助横浇道中的大体积金属液来预热模具;

3.当铸件冷却收缩时用来补缩和传递静压力。

横浇道的设计要点

1.横浇道截面积应从直浇道向内浇道逐渐缩小,不应突然变化;

2.横浇道截面积都应不小于内浇道截面积;

3.横浇道应具有一定的厚度和长度;

4.金属液通过横浇道时的热损失应尽可能地小,保证横浇道比压铸件和内浇口后凝固;

5.根据工艺需要可设置盲浇道,以达到改善模具热平衡,容纳冷污金属液、涂料残渣和空气的目的。

横浇道尺寸的计算

横浇道的长度计算公式如下:

L=0.5D+(25~35)(mm)

上式中,L——横浇道长度,mm

D——直浇道导入口处直径,mm

内浇道

浇注系统是铸型中液态金属进入型腔的通道之总称,基本组元有:浇口杯、直浇道、直浇道窝、横浇道和内浇道。内浇道是液态金属进入铸型型腔的zui后一段通道,主要作用:控制金属液充填铸型的速度和方向,调节铸型各部分的温度和铸件的凝固顺序,并对铸件有一定的补缩作用。可以有单个也可以设计多个内浇道。

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