铸造中浇注系统设计.ppt

1、第四章第四章 浇注系统浇注系统浇注系统的作用：将液态金属引入铸型。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典型浇注系统的结构a)封闭式封闭式b)开放式开放式1-浇口杯，浇口杯，2-直浇道，直浇道，3-直浇道窝，直浇道窝，4-横浇道，横浇道，5-末端延长段，末端延长段，6-内浇道内浇道对浇注系统的基本要求对浇注系统的基本要求n1.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。方法。n2.在规定的浇注时间内充满型腔。在规定的浇注时间内充满型腔。n3.提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓、棱角清晰。提供必要的充型

2、压力头，保证铸件轮廓、棱角清晰。n4.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。过度氧化。n5.具有良好的阻渣能力。具有良好的阻渣能力。n6.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。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。n7.保证型内金属液面有足够的上升速度，以免形成夹砂结疤、皱皮、保证型内金属液面有足够的上升速度，以免形成夹砂结疤、皱皮、冷隔等缺陷。冷隔等缺陷。第一节、浇注系统各单元的作用：第一节、浇注系统各单元的作用：1 1、浇口杯的作用、浇口杯的作用、浇口杯的作用、浇

3、口杯的作用：承接来自浇包的金属液，防止金属液承接来自浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢出，便于浇注；飞溅和溢出，便于浇注；减轻液流对型腔的冲击、分离减轻液流对型腔的冲击、分离渣滓和气泡，阻止其进入型腔；渣滓和气泡，阻止其进入型腔；增加充型压力头。增加充型压力头。2 2、直浇道的功用、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。直浇道窝直浇道窝作用：作用：1、缓冲作用、缓冲作用2、缩短直、缩短直-横拐弯处的高度紊乱区横拐弯处的高度紊乱区3、改善内浇道的流量分布、改善内浇道的流量分布4、减小直、

4、减小直-横拐弯处的局部阻力系数和水头损失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、浮出金属液中的气泡3、横、横浇道的功用道的功用向内向内浇道分配道分配洁净的金属液的金属液储留最初留最初浇入的含气量和渣入的含气量和渣污的低温的低温金属液并阻留渣滓金属液并阻留渣滓使金属液流平使金属液流平稳和减少和减少产生氧化生氧化夹渣渣物物横横浇道的阻渣原理道的阻渣原理横浇道内，在内浇道入口周围存在一个区域，被称为横浇道内，在内浇道入口周围存在一个区域，被称为内浇道内浇道内浇道内浇道的吸动区的吸动区的吸动区的吸动区，只要金属进入该区就会自动流入内浇道。显然，只要金属进入该区就会自动流入内浇道。显然，

5、进入该区的渣团也将会流入型腔。进入该区的渣团也将会流入型腔。横浇道发挥阻渣作用应具备的条件横浇道发挥阻渣作用应具备的条件 横浇道应成充满流态，即满足充满的条件横浇道应成充满流态，即满足充满的条件 流速应尽可能低流速应尽可能低 内浇道的位置关系要正确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。的吸动区。b)有正确的横浇道末端延长段有正确的横浇道末端延长段有正确的横浇道末端延长段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，且和横浇道封闭式浇注系统的内浇道应位于横浇道的下部，且和

6、横浇道具有同一底面具有同一底面。d）封闭式浇注系统的横浇道应高而窄，一般取高度为宽度之）封闭式浇注系统的横浇道应高而窄，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。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。程度。4、内浇道的功用、内浇道的功用 控制充型速度和方向控制充型速度和方向，分配金属分配金属，调节铸件各部位的温度和凝固顺序调节铸件各部位的温度和凝固顺序，浇注系统的

7、金属液通过内浇道对铸件浇注系统的金属液通过内浇道对铸件有一定补缩作用有一定补缩作用。设计内浇道时还应。设计内浇道时还应避免流入型腔时的喷射现象和飞溅，避免流入型腔时的喷射现象和飞溅，使使充型平稳充型平稳。第二节、浇注系统的基本类型及选择一、按浇注系统一、按浇注系统的引入位置分类的引入位置分类1 1、顶注式浇注、顶注式浇注系统系统顶注式浇注系统顶注式浇注系统容易充满，可减少薄壁容易充满，可减少薄壁件浇不到、冷隔方面的件浇不到、冷隔方面的缺陷缺陷充型后上部温度高于底充型后上部温度高于底部，有利于铸件自下而部，有利于铸件自下而上上 的顺序凝固和冒口的的顺序凝固和冒口的补缩补缩冒口尺寸小，节约金属冒口

8、尺寸小，节约金属内浇道附近受热较轻内浇道附近受热较轻结构简单，易于清除结构简单，易于清除易造成冲砂缺陷金属，易造成冲砂缺陷金属，液下落过程中接触空气，液下落过程中接触空气，出现飞溅、氧化、出现飞溅、氧化、卷入卷入空气等现象，使充型不空气等现象，使充型不平稳平稳易产生砂孔、铁豆、气易产生砂孔、铁豆、气孔和氧化夹杂物缺陷，孔和氧化夹杂物缺陷，大部分浇注时间，内浇大部分浇注时间，内浇道工作在非淹没状态，道工作在非淹没状态，横浇道阻渣条件相对较横浇道阻渣条件相对较差差优点优点:缺点缺点:2、底注式浇注系统、底注式浇注系统 -内浇道设在铸件底部内浇道设在铸件底部底注式浇注系统的优点：底注式浇注系统的优点

9、：内浇道基本在淹没状态下工作，充型平稳。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。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。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。型腔内的气体容易排出。缺点：缺点：充型后金属的温度分布不利于顺序凝固和冒口补缩；充型后金属的温度分布不利于顺序凝固和冒口补缩；内浇道附近容易过热，导致缩孔、缩松和晶粒粗大等缺陷；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，易形成浇金属液面在上升中容易结皮，难于保证高

10、大的薄壁铸件充满，易形成浇不到、冷隔等缺陷。不到、冷隔等缺陷。金属消耗大；金属消耗大；应用应用:主要用于结构复杂的各种黑色金属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。铸件和易氧化的有色金属铸件。3、中、中间注入式注入式浇注系注系统对内浇道以下的型腔部对内浇道以下的型腔部分为顶注式；对内浇道分为顶注式；对内浇道以上的型腔部分相当于以上的型腔部分相当于底注式。故它兼有顶注底注式。故它兼有顶注式和底注式浇注系统的式和底注式浇注系统的优缺点。由于内浇道在优缺点。由于内浇道在分型面上开设，故极为分型面上开设，故极为方便，广为应用。适用方便，广为应用。适用于高度不大的中等壁厚于高度不大的

11、中等壁厚的铸件。的铸件。4、阶梯式浇注系统、阶梯式浇注系统阶梯梯式式浇注注系系统适适用用于于高高度度大大的的中中、大大型型铸件件。具具有有垂垂直直分分型型面面的的中中大大件件可可优先采用先采用二、按浇铸系统各基本组元截面积比例分类二、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：、封闭式浇注系统：阻流阻流阻流阻流在一个浇注系统中截面积最小的浇道在一个浇注系统中截面积最小的浇道S内内 S横横 S直直，例如，例如1:1.2:1.5或半封闭式：或半封闭式：S内内 S直直 S横横封闭式浇注系统可理解为正常浇注条件下，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，也所有

12、组元能被金属液充满的浇注系统，也称为称为充满式浇注系统。充满式浇注系统。优点点封封闭式式浇注系注系统有有较好的阻渣能力，可防止金属液卷入气好的阻渣能力，可防止金属液卷入气体，消耗金属少，清理方便体，消耗金属少，清理方便缺点缺点进入型腔的金属液流速度高，易入型腔的金属液流速度高，易产生生喷溅和冲砂，使金属和冲砂，使金属氧化，使型内金属液氧化，使型内金属液发生生扰动、涡流和不平静流和不平静用于不易氧化的金属铸件。用于不易氧化的金属铸件。2、开放式浇注系统：、开放式浇注系统：S内内S横横 S直；例如直；例如1.5:1.2:1或半开放式：或半开放式：S内内 S直直 S横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，又称为称为非充满式浇注系统非充满式浇注系统。主要主要优点点进入型腔入型腔时金属液流金属液流速度小，充型平速度小，充型平稳，冲，冲刷力小，金属氧化刷力小，金属氧化轻。主要缺点主要缺点阻渣效果稍差，内阻渣效果稍差，内浇道道较大，金属消耗略多大，金属消耗略多适用于适用于易氧化的有色金属铸易氧化的有色金属铸件件(如如轻合金合金铸件件)、球、球铁件件等、等、漏包漏包浇注注的的铸钢件也宜件也宜采用开放式采用开放式浇注系注系统，但直，但直浇道不能成充道不能成充满态，以防，以防钢水外溢，造成事故。水外溢，造成事故。