小型球墨铸铁内浇道怎样设计才有利铸件质量?覆膜砂浇注小球铁件内浇道怎样设计?

科技   2024-11-08 17:08   河南  

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内浇道设计对小型球墨铸铁件质量有哪几方面的影响?

充型方面

充型速度和稳定性:合理的内浇道尺寸和数量能控制铁水的充型速度。如果内浇道面积过大,铁水充型速度过快,容易产生紊流,使气体卷入铁水,导致铸件产生气孔缺陷。而面积过小,充型过慢,铁水温度下降过多,流动性变差,可能出现浇不足的情况。

充型方向:内浇道位置决定了铁水的充型方向。合适的充型方向能使铁水平稳地充满型腔,例如设计成让铁水自下而上或水平方向充型,避免出现垂直落下冲击型壁的情况,减少氧化夹杂物的产生。

温度分布方面

温度梯度控制:内浇道的分布会影响铸件的温度梯度。合理分布内浇道可以使铁水热量分布更均匀,减少局部过热。比如对于有薄壁和厚壁部分的铸件,通过合理设计内浇道位置,可让铁水先流经薄壁部分,再流向厚壁部分,平衡温度差异,防止厚壁处因过热产生缩松等缺陷。

凝固方面

凝固顺序:内浇道位置和尺寸会影响铸件的凝固顺序。适当的内浇道设计可以引导铁水凝固,使铸件从远离内浇道的部位开始凝固,最后在浇口处凝固,有利于补缩。例如,采用顺序凝固原则设计内浇道,将内浇道设置在铸件厚壁部位附近,让薄壁部分先凝固,厚壁部分后凝固,从而利用厚壁部分的液态金属对薄壁部分进行补缩。

组织和性能方面

石墨球形态和分布:良好的内浇道设计有助于获得均匀的温度场和凝固速度,这对石墨球的形态和分布有积极影响。如果温度场和凝固速度均匀,石墨球会更加细小、均匀地分布,从而提高铸件的力学性能。相反,不合理的内浇道设计可能导致局部凝固速度差异过大,影响石墨球的正常生长和分布,降低铸件的质量。

覆膜砂浇注小型球墨铸铁件,内浇道怎样设计?

1. 考虑充型要求

充型速度:对于小件球墨铸铁,为避免冷隔,内浇道总面积与铸件表面积之比可控制在0.4 - 0.6。覆膜砂铸型有较好的透气性和溃散性,适当的内浇道面积能使铁水快速平稳地充型。例如,一个小件表面积为100平方厘米,内浇道总面积可设计为40 - 60平方厘米。

充型方向:设计内浇道位置应使铁水充型方向合理。可以将内浇道设置在铸件底部或侧面,让铁水自下而上或水平地进入型腔。对于叠浇的小件,要考虑每层铸件的充型情况,使铁水能均匀地流入每层型腔。如采用多层叠浇时,内浇道可设计成垂直方向上有分支,能同时为上下层铸件提供铁水。

2. 结合凝固特点

凝固顺序控制:遵循顺序凝固原则。对于有不同壁厚的小件,内浇道应靠近厚壁部分,使薄壁部分先凝固,厚壁部分后凝固,以减少缩松和缩孔。在叠浇情况下,要注意每层铸件间的凝固顺序相互影响,通过内浇道设计引导铁水在各层间合理流动,确保每层铸件都能得到有效补缩。

与冒口配合(如有冒口):如果有冒口,内浇道要与冒口协同工作。内浇道的方向应能引导铁水在凝固过程中向冒口方向流动,保证冒口对铸件进行补缩。对于叠浇小件,冒口可以设置在叠浇组合体的顶部,内浇道则从底部或侧面引导铁水向上流动至冒口。

3. 内浇道自身设计

形状和尺寸:内浇道形状可以是圆形或矩形。圆形内浇道水力半径大、流动阻力小;矩形内浇道便于加工和布置。根据计算出的总面积确定其尺寸。例如,若设计圆形内浇道,根据面积公式A=\pi r^{2}(A为面积,r为半径)计算半径。

数量确定:根据铸件的形状和叠浇方式确定内浇道数量。对于简单形状的小件,单根或两根内浇道可能就足够;如果是形状复杂或多层叠浇的小件,可能需要更多的内浇道来保证铁水均匀地流入每个型腔。并且要合理分配每个内浇道的流量,可通过调整内浇道的尺寸或形状来实现。

覆膜砂小件内浇道厚度设计在多少合适?

1. 考虑铸件重量和壁厚

对于小型球墨铸铁件,内浇道厚度一般随着铸件重量和壁厚的增加而适当增加。如果铸件较轻(如小于1kg)且壁厚较薄(小于5mm),内浇道厚度可以在3 - 5mm。当铸件重量达到5 - 10kg,壁厚在5 - 10mm时,内浇道厚度可能需要增加到5 - 8mm。

2. 结合浇注速度和铁水流量

若要求较高的浇注速度和较大的铁水流量,内浇道厚度应相应增大。因为较厚的内浇道可以提供更大的通道截面积,减少铁水流动的阻力,使铁水能够更快地流入型腔。例如,在快速浇注工艺中,为了保证铁水能够在短时间内充满型腔,内浇道厚度可能会比普通浇注工艺厚1 - 2mm。

3. 考虑铸型材料和工艺特性

覆膜砂铸型有较好的透气性和溃散性。在这种铸型中,内浇道厚度可以根据覆膜砂的强度来确定。如果覆膜砂强度较高,内浇道厚度可以适当减小;反之,如果覆膜砂强度稍低,为了防止在浇注过程中内浇道被冲垮,厚度应适当增加。一般来说,内浇道厚度要保证在铁水冲刷下能够保持完整的形状,直到浇注结束。



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