铸钢件冒口的设计规范Word文件下载.docx

1、3、设计冒口尺寸的方法3.1、模数法在铸件的材料、铸型的性质和浇注条件确定之后，铸件的凝固时间决定于铸件的模数。模数M=V/A（厘米），V体积（厘米3）；A散热面积（厘米2）。随着办公条件的改善，计算机的普及，模数可以用计算机进行计算。方法是：用SolidWorks软件画出铸件（或铸件被补缩部分）的立体图，计算出铸件的体积和散热面积，然后用公式M=V/A计算模数。冒口的凝固时间大于铸件的凝固时间，冒口的模数一般是铸件模数的1.11.2倍，M冒=1.11.2M铸对于厚实铸件，如：圆柱体、块状铸件，用模数法确定的冒口往往偏大，故必须采取一些方法加快铸件的凝固，同时延长冒口的凝固时间。通常采用以下方

2、法：1、加放、外冷铁；2、补浇冒口；3、采用保温冒口。采用以上措施后，M冒=KM铸，K按下表进行选择。铸件壁厚铸件模数冷铁及冒口补浇情况K100不下冷铁1.251.2局部下冷铁1.21.1100200下冷铁，冒口不补浇1.11.0200下较多冷铁，冒口不补浇114.5下满冷铁，冒口补浇一次0.923下满冷铁，冒口补浇二次0.90.8528.5下满冷铁，冒口补浇34次0.850.80注：对于要求比较高的铸件、探伤件，尽量不放冷铁。3.2、热节圆法根据铸件壁厚部位热节圆的大小来确定冒口尺寸的一种方法。热节圆法主要适用于轮形铸件，一般冒口与热节不连通，需要用滚热节圆的方法确定冒口增肉，然后确定冒口尺

3、寸。可以用绘图软件画出铸件热节的形状，然后画出热节的切圆，即为热节圆。4、钢的体收缩率碳钢的体收缩率C的大小与碳钢的含碳量和浇注温度有关。如下图：合金钢的体收缩率比碳钢大，它既与含碳量和浇注温度有关也与合金元素及其含量有关。合金元素对铸钢体收缩率的影响如下：合金元素WNiMnCrSiAl修正系数Ki-0.53-0.03540.05850.121.031.7合金钢的体收缩率=C+KiXi Xi为合金元素的含量以上修正系数只适用于低于1600时的体收缩。5、冒口的有效补缩距离冒口区与末端区之和称为冒口补缩距离，超出该距离，在铸件中间区产生轴线缩松。5.1、板件和杆件的补缩距离通常把断面的宽厚比为5

4、：1以上的称为板型件；断面的宽厚比为5：1以下的称为杆型件。下图为碳钢（C=0.200.30%），板型件的厚度175mm、杆型件的厚度200mm的冒口有效补缩距离。在铸件的末端区和冒口之间放外冷铁，冒口有效补缩距离如下：从以上可以看出：（1）冒口对板型件的有效补缩距离大于杆型件的有效补缩距离。（2）杆型件的末端区长度远大于冒口区长度。（3）使用外冷铁，可以有效的提高冒口的有效补缩距离。另外，冒口的有效补缩距离还受以下因素的影响：（1）厚实铸件的凝固区域变宽，冒口的有效补缩距离相对较小。（2）结晶温度围较宽的铸钢，冒口的有效补缩距离较小；结晶温度围较窄的铸钢，冒口的有效补缩距离较大。例如，含碳量

5、为0.15%的碳素钢比含碳量为0.30%的碳素钢的结晶温度围较窄，冒口的有效补缩距离较后者大30%。（3）使用发热冒口，可以增加冒口的有效补缩距离。5.2、轮型件冒口的有效补缩距离轮型件讲究冒口的延续度。冒口的延续度为冒口根部长度（沿轮型周向）之和与轮形周长的比率，称为冒口的延续度。延续度的大小取决于轮缘的厚度与其在质量的要求程度。如铣齿齿轮、缸体其延续度适当增加，不重要的且厚壁轮型件可适当减少。（1）一般小件（600mm）不铣齿的轮型件，冒口的延续度取2535%。（2）中等高度和大小齿轮和齿圈（铣齿深度不超度4/10轮缘厚度），冒口的延续度取3640%。（3）轮缘较高的双辐板、三辐板齿轮，冒

6、口的延续度取3842%。（4）高压缸类的受压与有探伤要求件，冒口延续度可取100%。6、冒口补贴对于致密度要求高的铸件，当冒口的补缩距离达不到时，应在冒口处设置补贴造成向冒口方向的顺序凝固，以增加冒口的补缩距离。6.1、水平补贴 水平补贴可以按下图进行计算6.2、垂直补贴对于壁厚100mm碳素钢板状铸件，浇注系统为上注时，铸件的补贴厚度如下图：根据铸钢件的形状、浇注位置和钢种的不同，补贴厚度=K1K2a，K1 为杆状件补贴的补偿系数，K2 为铸件材质和浇注方式的补偿系数。杆状件补贴的补偿系数K1横断面的宽厚比4.0：1.03.0：2.0：1.5：1.0：补偿系数1.251.52.0铸件材质和浇

7、注方式的补偿系数K2材质和浇注方式碳钢及低合金钢高合金钢上注底注1.56厚实铸件的轴线缩松是很难消除的，对于一般铸件，轴线缩松只要不被切削加工所显露，则不影响它的使用性能。对于压力容器铸件和用于承受疲劳冲击应力的铸件，一般均随其工矿压力、温度、应力状况和铸件壁厚的不同，而分别允许存在射线探伤等级13级的轴线缩松。一般铸钢件的轴线缩松允许45级。据厚度为100150mm介于杆-板之间的铸钢试验件的试验结果，射线探伤质量等级与补贴斜率存在如下关系：射线探伤质量等级2345补贴斜率（%）1011910896857对大型汽轮机缸体、泵体类薄壁型打压、探伤铸件的补缩，根据日本室兰的经验，UT按ASTM标

8、准，RT按ASME标准，对不同补缩斜度的铸件进行无损检测的结果，补缩斜度可按：补缩斜度8%（1：12.5）可达1级补缩斜度6%（1：16.6）可达2级补缩斜度3%（1：33.3）可达3级7、冒口的补缩效率不同类型的冒口的补缩效率为：冒口类型明冒口、边冒口暗顶冒口球形暗冒口保温冒口（%）1415202545另外，冒口覆盖剂也能提高冒口的补缩效率。好的覆盖剂可以提高冒口的补缩效率5%。8、保温冒口目前，保温套主要分成：珍珠岩复合型保温套、纤维复合型保温套、空心微珠复合型保温套和粒保温套。后两种可以做较大铸钢件的保温套。 保温套的堆密度一般控制在0.60.8g/cm3。保温套的厚度一般取保温冒口模数

9、的11.5倍，保温效果好的取下限。保温剂的用量约为冒口重量的1.01.7%，冒口的上部不见红时，保温效果比较理想。在此条件下，保温冒口的模数约为普通冒口模数的1.31.4倍，补缩效率为2545。9、冒口的形状与尺寸按照冒口的保温性能可分为普通冒口和保温冒口；按照冒口的形状可分为圆冒口和矩形冒口；按照冒口是否被砂型所覆盖可分为明冒口和暗冒口。目前，在我厂铸钢件的生产过程中，直径小于（或等于）1600mm圆冒口，一般采用保温冒口，直径大于1600mm圆冒口，一般采用普通冒口。为了提高冒口的补缩距离（或延续度），可采用矩形冒口。在铸件的上部一般采用明冒口，在铸件的下部一般采用暗冒口。编号D（mm）H

10、（mm）R（mm）重量（kg）模数（cm）90130431001404871.911015053912016058112.2170632.4618068172.619073212.7820078252.922081303.11024086373.326091443.512280563.713310106724.1340116954.53501261174.8163801361445.23004001451745.5183204101555.8194202656.24301956.94507.59.1、圆形暗冒口9.2、矩形明冒口矩形明冒口的重量和模数：ABH250500550600700800961984.44.64.7178212285326