冒口套基础知识

1、Httenes-Albertus Group 4/23/2022HA CHINAPage 1发热发热/ /保温冒口套的讨论题目保温冒口套的讨论题目1. 收缩机理2. 补缩3. 砂冒口和加套冒口4. 加套冒口的优点5. 冒口套的特点6. 冒口套7. 估算冒口数量及补缩距离8. 冒口套计算9. 冒口套选择Httenes-Albertus Group 4/23/2022HA CHINAPage 2收收 缩缩 在冷凝过程中,大多数铸造合金都要减少体积 自由收缩会产生缩孔和缩松,使铸件无法使用 在球铁和灰铁中的石墨尽管最终会膨胀,但在相变过程,经历收缩和膨胀,仍然会出现缩孔、缩松 至于有色金属如铝合金,

2、其凝固区间的大小由成份确定Httenes-Albertus Group 4/23/2022HA CHINAPage 3补 缩 在凝固期间, 由冒口向铸件补充液态金属 恰当的补缩取决于凝固时间、补缩量和补缩位置或距离 凝固时间Tc按照Chvorinov公式, Tc = k(Mc)2 其中Mc为铸件的几何模数, Mc=Vc铸件体积/A冷却表面积 收缩量和必要的补缩量应根据合金的体收缩率、浇注温度和铸件的尺寸以及形状确定 补缩位置决定了冒口的最大补缩范围Httenes-Albertus Group 4/23/2022HA CHINAPage 4砂冒口和加套冒口 砂冒口只有6-14%的体积补充,发热/

3、保温冒口套可达到75%的体积补充。Httenes-Albertus Group 4/23/2022HA CHINAPage 5冒口套的优点 减小冒口尺寸 冒口尺寸小使整体模具小 减少了冒口的金属用量 提高工艺出品率 由于压力低，降低了铸件表面粗糙度 降低了清理费用 减少了金属熔化量及相关处理费用Httenes-Albertus Group 4/23/2022HA CHINAPage 6冒口套的特点除了减少热损失，冒口套本身还有下列性能： 高耐火度抵抗金属侵渗 不污染型砂和金属，易于铸件清理 装卸和运输不破损 不释放有毒有害气体 质量稳定可靠Httenes-Albertus Group 4/23

4、/2022HA CHINAPage 7冒口套 模数 tc=k(Vc/Ac)2=k(Mc)2 tc： 铸件凝固时间 Vc：铸件体积 Ac：铸件冷却表面积 k： 模具和铸件的热性能 Mc：铸件的几何模数 冒口必须比铸件晚凝固，所以冒口模数Mf=1.2 x Mc 对灰铁和球铁而言，考虑石墨膨胀，安全系数1.2 降为0.6-0.8Httenes-Albertus Group 4/23/2022HA CHINAPage 8冒口套 冒口套的模数扩展系数（MEF） ftF = k (MF)2 , k 由铸件材质和模具确定 k= c f2 , c由铸件材质确定, f2由模具确定tF = c (f MF)2,

5、f MF 是表观模数,f是模数扩展系数上式是不同的冒口套得到最大模数扩展系数的量化公式设定砂冒口的模数扩展系数为1,通过将各种不同材料的冒口套与相同大小的砂冒口对比得出模数扩展系数Httenes-Albertus Group 4/23/2022HA CHINAPage 9冒口套 举例: 半径16x高32cm的砂冒口模数 MF(砂) =V/A=r2h/(2rh+r2) = 2r / 5 = 6.4cm 当砂冒口和加套冒口模数相等时,一个模数扩展系数为 1.6的加套冒口能保持同样的液态,即相同的凝固时间。 因为MF(砂) = f MF (套), 即: MF (套) = MF(砂) / f=6.4

6、/ 1.6 = 4.0cm 因此,加套的圆柱体冒口的h = 2r, 即20cm直径x 20cm高 即2r / 5 = 4, 2r = d = 20cmHttenes-Albertus Group 4/23/2022HA CHINAPage 10冒口套 加套冒口的体积只有原来的25%。 模数扩展系数随冒口的品种、尺寸和形状而变化砂冒口模数 6.4cm冒口体积:25.7dm3发热冒口模数 4.0cm冒口体积: 6.3dm3Httenes-Albertus Group 4/23/2022HA CHINAPage 11 冒口数量和补缩距离的估算 补缩距离：板(宽:厚5) ，杆(宽:厚5) 每个冒口的补

7、缩距离是有限的,它受制于3个因素: E 在边,角和末端冷却速度快 A 靠近冒口处铸件冷却缓慢 添加冷铁在冒口之间或者在末端,补缩距离相应增加X1和X 所以补缩距离可以是: A+E, A+E+X, A, A+X1 铸件材质同样影响补缩距离Httenes-Albertus Group 4/23/2022HA CHINAPage 12冒口数量和补缩距离的估算 E 在边,角和末端冷却速度快 A 靠近冒口处铸件冷却缓慢 X1 添加冷铁在冒口之间的效果 X 添加冷铁在末端的效果With Chill (W:T 5)1.5 t b. Bar ( W:T 5 )A+EA6t EA1.5 t A2.5 t 2 t

8、 2 t 5 t 6t 2 t 2 t 2.5 t 6t + tA+E+XX1+AA+E+X6t + tX1+At t 补缩距离 (FD) 为f ( 铸件形状和材质 )Httenes-Albertus Group 4/23/2022HA CHINAPage 13冒口套计算 将铸件分为几个部分,分别计算铸件模数MC 计算冒口模数MF =1.2 x MC 选择大于冒口模数的冒口套型号 计算每个部分所需补缩量 注意：铸件材质决定了体收缩率: 白口铁5%, 碳钢6%, 合金钢9%,高合金钢10% 检查冒口的补给量是否足够 可利用的补缩率f(冒口位置)侧冒口颈的补缩比率:MC:MN:MF=1.0:1.1:1.2砂冒口砂冒口120