铸造中浇注系统设计【业界研究】

1、第四章 浇注系统,1,专业倾力,浇注系统的作用：将液态金属引入铸型。,典型浇注系统的结构 a)封闭式 b)开放式 1-浇口杯，2-直浇道，3-直浇道窝，4-横浇道，5-末端延长段，6-内浇道,2,专业倾力,对浇注系统的基本要求,1.所确定的内浇道的位置、方向和个数应符合铸件的凝固原则或补缩方法。 2.在规定的浇注时间内充满型腔。 3.提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓、棱角清晰。 4.使金属液流动平稳，避免严重紊流。防止卷入、吸收气体和使金属过度氧化。 5.具有良好的阻渣能力。 6.金属液进人型腔时线速度不可过高，避免飞溅、冲刷型壁或砂芯。 7.保证型内金属液面有足够的上升速度，以免形成夹砂结

2、疤、皱皮、冷隔等缺陷。,3,专业倾力,第一节、浇注系统各单元的作用：,1、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。,4,专业倾力,2、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。,5,专业倾力,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、浮出金属液中的气泡,6,专业倾力,3、横浇道的功用

3、向内浇道分配洁净的金属液 储留最初浇入的含气量和渣污的低温金属液并阻留渣滓 使金属液流平稳和减少产生氧化夹渣物,7,专业倾力,横浇道的阻渣原理,横浇道内，在内浇道入口周围存在一个区域，被称为内浇道的吸动区，只要金属进入该区就会自动流入内浇道。显然，进入该区的渣团也将会流入型腔。,8,专业倾力,横浇道发挥阻渣作用应具备的条件 横浇道应成充满流态，即满足充满的条件 流速应尽可能低 内浇道的位置关系要正确,a)内浇道距直浇道应足够远，使渣固有条件浮起到超过内浇道的吸动区。 b)有正确的横浇道末端延长段 c)封闭式浇注系统的内浇道应位于横浇道的下部，且和横浇道具有同一底面。 d）封闭式浇注系统的横浇道

4、应高而窄，一般取高度为宽度之2倍。内浇道宜扁而薄，以降低其吸动区。 e)内浇道应远离横浇道的弯道；应尽量使用直的横浇道；内浇道同横浇的连接，呈锐角时初期进渣较多；呈钝角时增加紊流程度。,9,专业倾力,4、内浇道的功用 控制充型速度和方向，分配金属，调节铸件各部位的温度和凝固顺序，浇注系统的金属液通过内浇道对铸件有一定补缩作用。设计内浇道时还应避免流入型腔时的喷射现象和飞溅，使充型平稳。,10,专业倾力,第二节、浇注系统的基本类型及选择,一、按浇注系统的引入位置分类,1、顶注式浇注系统,11,专业倾力,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

5、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:,12,专业倾力,2、底注式浇注系统 -内浇道设在铸件底部,13,专业倾力,底注式浇注系统的优点：,内浇道基本在淹没状态下工作，充型平稳。 可避免金属液发生飞溅、氧化。 无论浇口比是多大，横浇道基本工作在充满状态下，有利于阻渣。 型腔内的气体容易排出。 缺点： 充型后金属的温度分布不利于顺

6、序凝固和冒口补缩； 内浇道附近容易过热，导致缩孔、缩松和晶粒粗大等缺陷； 金属液面在上升中容易结皮，难于保证高大的薄壁铸件充满，易形成浇不到、冷隔等缺陷。 金属消耗大；,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。,14,专业倾力,3、中间注入式浇注系统,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。,15,专业倾力,4、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,16,专业倾力,二、

7、按浇铸系统各基本组元截面积比例分类,1、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。,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。,17,专业倾力,2、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