铸件均衡凝固理论及应用

1、 铸件均衡凝固理论及应用铸件均衡凝固理论及应用 大孔出流理论与设计大孔出流理论与设计陕西金鼎铸造有限公司陕西金鼎铸造有限公司式中的Hp取的是直浇道的压头，按浇注位置的不同取不同的值。顶注： Hp =H0中注：HP=H0-HC/8底注： HP=H0-HC/2其中H0为内浇道以上浇口的高度，HC为内浇道以上铸件的高度以往计算浇注系统面积根据伯努利公式以往计算浇注系统面积根据伯努利公式pHtGA31. 0内 在浇注系统各组元截面积比A1/A210（也即小孔出流）时，此公式适用，因为此时内浇口相对尺寸很小，出流速度只跟直浇道的压头有关。 铸造生产中的浇注系统，一般截面积比A1/A25，此时内浇道相对于

2、横浇道和直浇道已不能算小孔出流。此时孔口的出流不仅跟压头有关，而且跟截面比A1/A2的大小有关系。 如果此时再按小孔出流的公式计算浇注系统的截面积，由于未考虑截面比的影响，Hp 的值偏大，导致计算后的浇注系统面积偏小，最终使浇注时间难以保证。以下是大孔出流浇注系统的计算公式以下是大孔出流浇注系统的计算公式phtGA331. 0内式中式中 A A内：内：内浇道截面积，内浇道截面积，cm2 （过去是过去是F阻阻） 33：内浇道流量系数，内浇道流量系数， （ 过去是过去是） hphp ：内浇道平均压头内浇道平均压头, cm （过去是过去是Hp) G G ：金属液重量：金属液重量 kgkg t ：浇注

3、时间，浇注时间，s 式中的式中的hp是内浇道平均压头，不单考虑了压头是内浇道平均压头，不单考虑了压头Hp而且考而且考虑了各组元的截面比。虑了各组元的截面比。 以铸造桥壳为实例计算浇注系统：以铸造桥壳为实例计算浇注系统： 铸造桥壳浇注重量510kg，一型2件，采用中注浇注系统，直浇道Hp=35cm，铸件高度27cm（内浇道以上铸件高度HC=9.6cm)。一、以小孔出流计算一、以小孔出流计算 浇注时间t=22.4s（单件）t=31.6s(2件） 取平均值t=27s计算HP采用中注式，故 HP=H0-HC/8=35-9.6/8=33.8cm按公式计算pHtGA31. 0内取0.55，计算得到A内=1

4、9 浇注系统截面积取A直：A横：A内=1:2:1.5,得到A直=12.7，A横=25.3 由此推出，直浇道直径为40，横浇道尺寸为30X40(取宽度30），内浇道各分四道共八道进水，面积为19/8=2.375，取2.4，取宽度40，则厚度为6。二、按大孔出流计算二、按大孔出流计算 浇注时间取27s 初定浇注系统（L型或T型）如果选择如果选择L型的浇注系统，计算型的浇注系统，计算后后F2即为横浇道截面积即为横浇道截面积如果选择如果选择T型的浇注系统，计型的浇注系统，计算后算后F2为两段横浇道截面积之为两段横浇道截面积之和，单段面积应除以和，单段面积应除以2此件选择T型浇注系统此件取A直：直： A

5、横：横：A内内= 1 ： 2 ： 1.5 初定截面比初定截面比 A直：直： A横：横：A内内 小件封闭小件封闭 2 ： 1.5 ： 1 1.5 ： 1.2 ： 1 1.2 ： 1.1 ： 1 中件半封闭中件半封闭 1 ： 2 ： 1 4 ： 8 ： 3 1.5 ： 2 ： 1 大件开放大件开放 1 ： 2 ：1.5 1 ： 1.5 ：1.2 1 : 2 : 2选流量系数选流量系数 1 、2 、3 三单元三单元 1 0.600.65 2 0.550.60 四单元四单元 1 0.500.65 取0.6 2 0.500.65 取0.6 3 0.450.60 取0.5计算计算 k1 , k2 计算平均

6、压头计算平均压头hp5 . 0)26 . 0() 16 . 0(22111AAk8 . 0)5 . 15 . 0() 16 . 0(33112AAk 9 .148 .3344. 01222122ppHkkkh计算内浇道截面积计算内浇道截面积 A内内6 .3231. 0phtGA内由A直：A横：A内=1:2:1.5 得到A直=21.7； A横=43.4； A内=32.6计算得到：直浇道直径为52，单侧横浇道尺寸为45X48(由于采用T型浇道，面积应取0.5 A横），内浇道各分四道共八道进水，面积为32.6/8=4.075，取4，取宽度40，则度为10。将小孔出流和打孔出流浇注系统作以下对比将小孔

7、出流和打孔出流浇注系统作以下对比浇注时间平均压头直浇道横浇道内浇道小孔出流2733.8403040406大孔出流2714.95245484010通过对比，同样是27s浇注时间，小孔出流计算的浇注系统尺寸远小于大孔出流。我们可以生产验证的方式来确定到底哪种浇注系统符合实际。对一些易发生冷隔、浇不足等的薄壁件，可以按大孔出流的方式重新计算浇注系统，然后通过生产来验证。总结总结浇注系统截面比浇注系统截面比是重要工艺参数；是重要工艺参数；浇注系统浇注系统截面比决定浇注的流态截面比决定浇注的流态，浇注系统最小截，浇注系统最小截面决定浇注时间；面决定浇注时间；采用大孔出流理论设计，可以采用大孔出流理论设计，可以解决解决浇注系统截面积浇注系统截面积计算值偏小计算值偏小的问题；的问题；通过控制浇注过程的流速、流量和流态，实现通过控制浇注过程的流速、流量和流态，实现大流大流量，低流速量，低流速，洁净快速洁净快速充型，可以提高铸