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浇注系统设计

2013-07-20 10:19:00      点击:

金属液在充型时的状态获得优质铸件有很大影响,一些铸件缺陷如气孔、裂纹、冷隔、浇不到、砂眼、夹砂扥都是在充型不利的情况下产生的。而金属液的充型要靠浇注系统来实现。所以浇注系统设计是否合理将直接影响铸件的质量。石墨铜套

液态金属的充型

一、液态金属充型能力的概念

1)液态金属的充型能力,液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力,称为液态金属的充型能力。金属液大多是在纯液态下充满型腔的,但也有在充型的同时伴随着结晶的情况。如果结晶的晶粒在金属液未充满型腔以前堵塞了浇注系统的通道,将会使铸件产生浇不到等缺陷。

2)液态金属的流动性,液态金属本身的流动能力,称为流动性。它是金属的铸造性能之一,与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。

3)金属液的流动性对铸型中气体和杂质的排出以及对铸件的补缩和防止裂纹等有很大的影响。衡量液态金属流动性的大小,通常采用浇注流动性试样来获得。流动性试样的类型很多,应用最多的事螺旋形试样。

二、影响充型能力的因素

液态金属的充型能力受金属性质、铸型性质、浇注条件和铸件结构四个方面的影响

1)金属性质方面,这类因素是内因,决定着金属本身的流动能力-流动性。影响金属流动性的因素有合金成分、结晶潜热、金属的比热容、密度和热导率、液态金属的粘度和表面张力等。合金的流动性与成分之间存在着一定的对应关系。对应着纯金属、共晶成分的合金流动性出现最大值,而有结晶温度范围的合金流动性下降,且在最大结晶温度范围的合金流动性出现最小值。合金成分与流动性的这种对应关系,主要是由成分不同时,合金的结晶特点不同决定的。铸铁结晶温度范围比铸钢宽,但流动性却比铸钢好,这是由于铸钢的熔点高,钢液过热度一般都比铸铁的小,保持液态流动的时间较短;另外,由于钢液的温度高,在铸型中的散热速度快,很快就析出一定数量的晶粒,使钢液失去流动能力。高碳钢的结晶温度范围虽然比低碳钢的宽,可是由于液相线温度低,容易过热,所以流动性并不比低碳钢差。石墨铜套批发

2)铸型性质方面

铸型对金属液的流动阻力和金属液热交换的强度都对金属液的充型能力有重要影响。铸型的蓄热系数表示铸型从其中的金属吸取并储存在本身中的热量的能力。蓄热系数越大,铸型的激冷能力越强,金属液在铸型中保持的液态时间就越短,充型能力下降。一般情况下,砂型比金属型、干型比湿型、热性比冷型的充型能力要好。预热铸型可以减小金属液与铸型的温差,使充型能力提高。如金属型在浇注前预热,熔模铸造在浇注前型壳的高温焙烧等,都是为了提高充型能力。

3)浇注条件方面

浇注温度,浇注温度对液态金属的充型能力有决定性的作用。浇注温度越高,充型能力越好。但浇注温度过高,易吸气且氧化严重。充型压头,液态金属在流动方向上所受的压力越大,充型能力就越好。但压头过大就充型速度过高时,不仅会发生喷射和飞溅现象,使金属氧化而产生铁豆缺陷,而且会因型中的气体来不及排出,反应增加,从而形成浇不到或冷隔等缺陷。浇注系统结构,浇注系统的结构越复杂,流动阻力就越大,充型能力越低。所以,在保证铸件质量的前提下,浇注系统的结构越简单越好。

4)铸件结构方面

铸件结构特点的因素主要是铸件的模数和复杂程度,如果铸件的体积相同,在同样的浇注条件下,模数大的铸件,由于与铸型的接粗面积相对较小,热量散失比较慢,则充型能力较好。铸件的壁越薄、模数越小,则充型能力越差。铸件结构复杂,则型腔结构复杂,对金属液流动的阻力大,铸型的填充就困难。石墨铜套厂家