垂直分型無箱射壓造型線應(yīng)用中的幾個(gè)工藝問題

1、垂直分型無箱射壓造型線應(yīng)用中的幾個(gè)工藝問題一、前言最近 30 年來，從通過機(jī)械化、自動(dòng)化以求提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，到著重于降低生產(chǎn)成本和提高鑄件的尺寸精度，粘土濕砂造型技術(shù)有了重大的發(fā)展。目前， 又進(jìn)一步以實(shí)現(xiàn)鑄造產(chǎn)品的近凈形化和改善作業(yè)環(huán)境為目標(biāo)， 并取得了可喜的進(jìn)展?，F(xiàn)代粘土濕砂造型工藝和設(shè)備是多種多樣的， 并各有所長(zhǎng)， 但其共同的特點(diǎn)則是制造高緊實(shí)度的鑄型、提高生產(chǎn)率和降低造型作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的噪音。垂直分型無箱擠壓造型機(jī)是有代表性的現(xiàn)代造型設(shè)備中的一種， 尤適用于生產(chǎn)小型和中等偏小的鑄件， 已為世界各國(guó)廣泛采用。 到目前為止， 我國(guó)采用此類造型設(shè)備的鑄造廠估計(jì) 在 100 家以上。為使造型設(shè)備充分

2、發(fā)揮其能力并保證生產(chǎn)高質(zhì)量的鑄件， 一切工藝措施和控制都應(yīng)從設(shè)備的特點(diǎn)出發(fā)。 以下就型砂、模具和澆注系統(tǒng)等三方面， 對(duì)若干要點(diǎn)加以評(píng)述，供有關(guān)鑄造 廠的人員參考。二、型砂型砂是影響鑄件質(zhì)量的重要因素之一，型砂控制是鑄造廠生產(chǎn)過程控制中的重要環(huán)節(jié)。1、對(duì)原材料的要求（ 1）原砂垂直分型無箱造型工藝和類似的射壓造型工藝， 對(duì)原砂的粒度并無特別嚴(yán)格的要求。 但是，為使鑄件表面粗糙度較細(xì)， 一般不宜采用太粗的原砂。鑄型的尺寸愈大，則澆注時(shí)鑄型中的靜壓頭愈高， 為減輕粘砂傾向， 反而應(yīng)采用稍細(xì)一些的原砂。 我國(guó)鑄造工人往往持一種似是而非的觀點(diǎn)，以為鑄件大些就應(yīng)該用較粗的砂，實(shí)際上是不合適的。對(duì)于較小的機(jī)

3、型，建議采用平均粒度為0.140.20mm 的原砂。按我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB9442-88，約相當(dāng)于15組的原砂，按JB2488-78,則相當(dāng)于約 75/150,且偏粗的原砂。對(duì)于較大的機(jī)型，建議采用平均粒度為0.140.18的原砂，按我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB9442-88,約相當(dāng)于15組偏細(xì)的原砂，按 JB2488-78,則相當(dāng)于約75/150,且偏細(xì)的原砂原砂的粒度分布，以集中于 34 篩者為好。對(duì)原砂的顆粒形狀，一般不作限定，但是，對(duì)于有深砂臺(tái)、脫模困難的鑄型，則應(yīng)采用圓形的原砂。用圓形砂配制的型砂，其脫模性能比用多角形原砂都好得多。用于制造鑄鐵件的原砂，燒結(jié)溫度應(yīng)不低于1400 Co與此相應(yīng)，其Si。含量一

4、般應(yīng)在90%以上，個(gè)別情況下，可允許降到85%。生產(chǎn)鑄鋼件時(shí)，原砂的SiO2含量一般應(yīng)不低于96%。原砂的含泥量應(yīng)在0.5%以下，這對(duì)控制型砂的總含泥量是有益的。（ 2）膨潤(rùn)土鈉膨潤(rùn)土有很多優(yōu)異的性能，如膨潤(rùn)值高（用以配成的型砂有較好的抗夾砂能力） ，熱穩(wěn)定性好 （鑄型澆注后， 型砂中的膨潤(rùn)土因受熱而成為死粘土的份額較少， 即膨潤(rùn)土的耐用性好）等，都是鈣膨潤(rùn)土所不及的。但是與鈉膨潤(rùn)土相比， 鈣膨潤(rùn)土也有不少長(zhǎng)處， 如： 用鈣膨潤(rùn)土配砂時(shí)所需的混砂時(shí)間較短，型砂的濕抗壓強(qiáng)度較高，型砂的流動(dòng)性較好，鑄型澆注后落砂性能較好等。因此，不能籠統(tǒng)地說鈉膨潤(rùn)土比鈣膨潤(rùn)土好，要視具體情況和特定要求有分析地選用

5、。即使在鈉膨潤(rùn)土資源豐富的美國(guó)， 采用粘土濕砂工藝的鑄造廠， 一般也不全用鈉膨潤(rùn)土， 通 常多同時(shí)采用兩種膨潤(rùn)土，適當(dāng)?shù)嘏溆?，以各取其所長(zhǎng)。對(duì)于制造高緊實(shí)度的鑄型，型砂的流動(dòng)性和澆注后的落砂性能是十分重要的，選用鈣膨潤(rùn)土作粘結(jié)材料顯然是適宜的。特別是垂直分型無箱造型設(shè)備，每一造型循環(huán)終了， 都要經(jīng)過剛制成的鑄型推動(dòng)線上的一組鑄型前進(jìn)，故要求型砂的濕抗壓強(qiáng)度高。新型設(shè)備兩側(cè)裝有夾緊板，將一組鑄型夾緊后推進(jìn)，不由鑄型推動(dòng)鑄型，采用這種方式，也對(duì)鑄型強(qiáng)度有很高的要求。在此種條件下，采用鈣膨潤(rùn)土就更有其獨(dú)到之處。在我國(guó)目前尚缺乏鈉膨潤(rùn)土的條件下，建議選用質(zhì)量?jī)?yōu)良、 性能穩(wěn)定的鈣膨潤(rùn)土作型砂粘結(jié)劑。具體

6、要求是：蒙脫石含量不應(yīng)低于 75%;水分不高于12%;95% （重量）以上能通過 0.075mm的標(biāo)準(zhǔn)篩；膨潤(rùn)質(zhì)（或膠值價(jià)）和試樣的強(qiáng)度性能穩(wěn)定； 吸藍(lán)量數(shù)值穩(wěn)定。（3）煤粉型砂中的煤粉應(yīng)符合以下要求：灰分<10%;水分W 3%;揮發(fā)分 3040%;含硫量W1%；關(guān)于煤粉的粒度要求，我國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T9222-1999中規(guī)定：“應(yīng)有95%以上的顆粒通過 0.106mm的篩孔”。實(shí)際上，采用這種細(xì)粉的負(fù)面作用很多，最好采用粒度在 0.425mm篩和0.075mm之間的粒狀煤粉，以不同的粒度級(jí)配適應(yīng)不同的生產(chǎn)條件。2、對(duì)型砂性能的要求此種造型設(shè)備所用的型砂，對(duì)其性能的要求是由此種工藝的

7、特點(diǎn)所決定的。在許多方面都不同于一般使用的粘土濕型砂。確保型砂性能符合要求， 是保證鑄件質(zhì)量并使設(shè)備在良好的狀態(tài)下運(yùn)行所必需的。為確保型砂的質(zhì)量穩(wěn)定、一致，還需嚴(yán)格規(guī)定各項(xiàng)性能的檢測(cè)頻次。（1）型砂的性能各種型號(hào)的造型設(shè)備對(duì)型砂性能的要求基本上是相同的，但是，制造的鑄型尺寸不同， 性能要求也隨之小有差別，見表1。表1造型設(shè)備對(duì)型砂性能的要求型砂性能不向型號(hào)設(shè)備要求的指標(biāo)鑄型尺寸較小的設(shè)備鑄型尺寸較大的設(shè)備濕抗壓強(qiáng)度（kPa）167206216245濕抗拉強(qiáng)度（kPa）>19.6>24.0濕抗劈強(qiáng)度（kPa）>29.4>37.3透氣性>50>50可緊實(shí)性（）4

8、0±540±5水分不具體限定，以保證可緊實(shí)性符合要求為原則含泥量（）11131114活性膨潤(rùn)土含量（）>7>8揮發(fā)分（%）1.53.01.53.0925 c的灼燒減量（%）3.57.53.57.5（2）各項(xiàng)性能的檢測(cè)頻次根據(jù)型砂性能檢測(cè)的常規(guī)和應(yīng)用此種造型設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)，作如下規(guī)定。每小時(shí)檢測(cè)一次的項(xiàng)目：可緊實(shí)性；濕抗壓強(qiáng)度；水分。每一工作日檢測(cè)一次的項(xiàng)目：活性膨潤(rùn)土含量；濕抗拉強(qiáng)度可抗劈強(qiáng)度；透氣性。每周檢測(cè)一次的項(xiàng)目：含泥量；灼燒減量；揮發(fā)分；基砂粒度（積累數(shù)據(jù)，供分析研究用）。3、對(duì)一些主要性能的說明（1）可緊實(shí)性粘土濕型砂的可緊實(shí)性直接反映型砂的混制程度，其

9、測(cè)定方法簡(jiǎn)便，可得到量化的數(shù)據(jù)以代替手感，是廣泛采用的控制型砂性能的重要指標(biāo)之一。測(cè)定方法參見圖1。田立前定可蠢其性的示意度）埸砂 卜）例軍士）卷其并溪數(shù)使型砂通過3mm的篩網(wǎng)松散地填入50mm,高100mm的試樣筒，將試樣筒上端的余 砂用刮板刮去，然后用壓頭給型砂施以 1MPa的壓力或用標(biāo)準(zhǔn)重錘打擊 3次，測(cè)定試樣筒內(nèi) 型砂經(jīng)緊實(shí)后高度下降的毫米數(shù)。由于試樣筒高100mm ,這一讀數(shù)也就是其高度下降的百分?jǐn)?shù)，即可堅(jiān)實(shí)性數(shù)值。在不同的造型條件下，對(duì)型砂可緊實(shí)性的要求是不同的。用射壓造型機(jī)造型時(shí)，填砂空間的容積是固定的，壓實(shí)時(shí)壓頭的行程基本上也是一定的。 如果型砂的可緊實(shí)性太高，則會(huì)出現(xiàn)壓頭加壓

10、行程已經(jīng)到位而鑄型仍未達(dá)到預(yù)期緊實(shí)度的情 況，這就會(huì)導(dǎo)致鑄件上產(chǎn)生沖砂或粘砂等缺陷。用垂直分型造型機(jī)造型時(shí)，雖然射砂后壓實(shí)的行程并不固定，而是以一定的壓強(qiáng)壓實(shí)鑄型，但是，即使在此種情況下，型砂的可緊實(shí)性太高，除導(dǎo)致鑄型厚度減小外，也會(huì)使鑄型 的緊實(shí)度降低，在砂臺(tái)部位及射砂的盲區(qū)尤為顯著。按照實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，型砂可緊實(shí)性的指標(biāo)最好是40±2%。在實(shí)際生產(chǎn)條件下，將可緊實(shí)性控制在如此窄的范圍內(nèi)是有困難的，但無論如何都應(yīng)控制在40 ± 5%的范圍內(nèi)。如果回收舊砂的溫度、水分變化較大，混砂條件又不盡相同，則型砂自混砂機(jī)放出后，在輸送及存貯過程中，其可緊實(shí)性會(huì)有頗大的改變。通常，在鑄造

11、廠的生產(chǎn)條件下，型砂自并控制其值在40%左右，實(shí)際這樣，從記錄上看， 型砂 不少鑄造廠對(duì)此種情況未予并控制其值符合表1的規(guī)混砂機(jī)放出后，在用皮帶輸送器送到造型機(jī)的過程中， 可緊實(shí)性的數(shù)值會(huì)因輸送距離不同而 降低36個(gè)單位，如舊砂溫度太高，還可能降低 610個(gè)單位。如果型砂的水分太高，也 有在型砂輸送過程中可緊實(shí)性增高的情況。如果鑄造廠在混砂機(jī)放出口取砂樣檢測(cè)型砂的可緊實(shí)性, 上進(jìn)入造型機(jī)的型砂的可緊實(shí)性，卻可能與規(guī)定值有頗大的差別。 的可緊實(shí)性符合要求， 而實(shí)際上造型所用的型砂卻是不合格的。 注意，這往往是鑄件產(chǎn)生沖砂或粘砂等缺陷的原因。因此，鑄造廠應(yīng)規(guī)定在造型機(jī)上方取樣測(cè)定型砂的可緊實(shí)性,

12、定。如果受條件的限制，只能在混砂機(jī)放出口取樣， 則控制值的具體數(shù)據(jù)應(yīng)由多次試驗(yàn)求得,務(wù)使進(jìn)入造型機(jī)的型砂的可緊實(shí)性符合表1的要求，且應(yīng)經(jīng)常校核。(2)濕抗壓強(qiáng)度采用此種造型設(shè)備時(shí)，型砂的濕抗壓強(qiáng)度應(yīng)比一般的粘土濕型砂高很多。這里，決定的因素不是鑄型脫模所需的強(qiáng)度，不是鑄型耐受搬運(yùn)所需的強(qiáng)度，也不是澆注時(shí)耐受液態(tài)金屬作用所需的強(qiáng)度，而是型塊傳送過程的需求。在造型線上，全部鑄型(包括澆注帶上和冷卻帶上的鑄型組)的運(yùn)行，是通過制成的型塊推動(dòng)的，型塊所受的壓力甚高， 故型砂必須有相當(dāng)高的濕抗壓強(qiáng)度?？梢愿鶕?jù)澆注帶的長(zhǎng)度、型塊的尺寸，在澆注帶上推動(dòng)時(shí)的磨擦系數(shù)、冷卻帶的長(zhǎng)度、推動(dòng)冷卻輸送器所需的力、 型

13、塊實(shí)際可承受壓力的面積(型塊截面積減去其中空腔的投影面積)核算型砂應(yīng)具有的濕抗壓強(qiáng)度。由兩側(cè)夾緊板夾緊后推動(dòng)，鑄型也要承受夾緊板的壓力。(3)水分粘土濕型砂中，實(shí)際上起粘結(jié)作用的是粘土和水經(jīng)調(diào)制而成的膏狀物質(zhì)，水分是使粘土具有粘結(jié)能力和可塑性的要素。加入不同量粘土的濕型砂，得到峰值的水分是不同的，見圖2。二 daM一H9四坦范圖2型砂的水分對(duì)其濕抗壓強(qiáng)度的影響1-加膨潤(rùn)土 7.45%2-加膨潤(rùn)土 10%如果將型砂中的水分換算為粘土膏的水分，則無論型砂中粘土含量如何，強(qiáng)度峰值所對(duì)應(yīng)的粘土膏的水分基本上是相同的。圖 2中數(shù)據(jù)換算后的情況見圖 3.二 dew*H里3圖3 型砂粘土膏的水分對(duì)型砂濕抗壓

14、強(qiáng)度的影響1-加膨潤(rùn)土 7.45%2-加膨潤(rùn)土 10%當(dāng)水分很少，不足以充分浸潤(rùn)膨潤(rùn)土?xí)r， 水分增加有利于粘土膏的形成，型砂的強(qiáng)度也隨之提高。水分增加到剛能完全浸潤(rùn)膨潤(rùn)土?xí)r，全部膨潤(rùn)土和水成為粘稠的粘土膏，涂布于砂粒表面，型砂的強(qiáng)度達(dá)到峰值。超過這一點(diǎn)后，繼續(xù)增加水分，則粘土膏變稀了，粘度下 降，抗剪強(qiáng)度下降，型砂的強(qiáng)度也隨之急劇下降。試驗(yàn)證明，用膨潤(rùn)土配制濕型砂時(shí)，在常規(guī)加入范圍內(nèi)， 不管膨潤(rùn)土加入量如何， 型砂濕抗壓強(qiáng)度峰值大致都出現(xiàn)在粘土膏的水分為25%時(shí)(參見圖3),即含水量和有效粘土含量之比大體上是1: 3。采用此種造型設(shè)備時(shí)，基本上應(yīng)使型砂的濕抗壓強(qiáng)度在峰值附近，所以，水分大致上應(yīng)

15、是型砂中有效膨潤(rùn)土含量的三分之一。型砂中含有死粘土，還要增加一點(diǎn)為死粘土所吸收的水分。水分為上述值時(shí)，型砂比較松散，流動(dòng)性良好，也容易控制可緊實(shí)性在規(guī)定的范圍內(nèi)。死粘土所吸收的水分見下節(jié)。(4)活性膨潤(rùn)土含量活性膨潤(rùn)土是相對(duì)于受熱后失效的死粘土而言的。鑄型澆注后，靠近鑄件的型砂受熱，其中部分膨潤(rùn)土因脫除了結(jié)晶水而失去粘結(jié)能力， 成為惰性的粉狀物質(zhì)，通常稱之為死粘土。死粘土是多孔性物質(zhì)，因有毛細(xì)管作用，吸水能力很強(qiáng)，其所需的水量大約是其量的20%。規(guī)定型砂中的活性膨潤(rùn)土含量，是為了保證型砂有必要的強(qiáng)度和較好的抗夾砂能力。如只從滿足強(qiáng)度要求來考慮，型砂中的活性膨潤(rùn)土含量，是可以低于規(guī)定值的。 規(guī)定

16、活性膨潤(rùn)土的最低含量， 更重要的是為了確保型砂有足夠高的抗夾砂能力，以免鑄件上出現(xiàn)膨脹缺陷(夾砂或鼠尾紋)。所以，不可以用“型砂的強(qiáng)度夠高”作為容允活性膨潤(rùn)土含量不足的借口。死粘土沒有吸附能力，故可以用吸附亞甲基藍(lán)的方法測(cè)定型砂中的活性膨潤(rùn)土含量。(5)濕抗拉強(qiáng)度和抗劈強(qiáng)度評(píng)定型砂的粘結(jié)狀況，最直接的辦法是測(cè)定其抗拉強(qiáng)度?？估瓘?qiáng)度值只決定于型砂粘結(jié)的強(qiáng)弱，可以綜合地反映緊實(shí)狀況（粘結(jié)橋的數(shù)量）。粘結(jié)劑的分布和粘結(jié)劑對(duì)砂粒的附著等因素，基本上不受砂粒形狀的影響。但是粘土濕型砂的抗粒強(qiáng)度值很低，不及其抗壓強(qiáng)度1/10,測(cè)定時(shí)對(duì)操作者的要求甚高，稍一不慎，就會(huì)導(dǎo)致很大的誤差。而且，一般的型砂強(qiáng)度試驗(yàn)

17、機(jī)不能用來測(cè)定抗拉強(qiáng)度，需配備專用的裝置。實(shí)際上，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)很少測(cè)定濕抗拉強(qiáng)度，多用于研究工作。粘土濕型砂的濕抗劈強(qiáng)度值與濕抗拉強(qiáng)度值有很好的相關(guān)性，且其試驗(yàn)筒簡(jiǎn)便易行，可用生產(chǎn)條件下的型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測(cè)定，因而，可以用濕抗劈強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)代替濕抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)。測(cè)定濕抗劈強(qiáng)度的情形見圖 4.圖4, 瀏定抗罪強(qiáng)度示意國(guó)1一眇樣拉伸葩斷面 之一初壓后忌成的尖舞 3一支承根說用50 X 50標(biāo)準(zhǔn)圓柱體試樣， 橫置于測(cè)定濕抗壓強(qiáng)度的壓頭之間，在其直徑方向加壓。起始時(shí)，試樣與壓頭之間為線接觸，其接觸面積甚小，稍稍施壓，就會(huì)使接觸處的型砂受很大的壓實(shí)力，結(jié)果，該條接觸帶上的型砂被壓平，試樣兩側(cè)各形成緊實(shí)度很高的三角

18、形壓實(shí)區(qū)。繼續(xù)施壓，這兩個(gè)三角形砂條就起尖劈的作用，將試樣沿直徑方向劈開，試樣是受拉應(yīng) 力而被劈開的。試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使試驗(yàn)的直徑與兩端壓頭的中心線對(duì)準(zhǔn)，為此，可用一定位支承楔塊托住試樣，然后加一很小的預(yù)負(fù)荷，待試驗(yàn)機(jī)上壓應(yīng)力讀數(shù)到3kPa時(shí)，即可取下支承楔塊，并繼續(xù)加負(fù)荷，直到試樣破裂。最后，將試樣破裂時(shí)所受的總負(fù)荷除以破裂處的截面積（即試樣直徑x試樣高度），求得型砂的濕抗劈強(qiáng)度。1963年，F(xiàn). Hofmann開始測(cè)定型砂抗劈強(qiáng)度，隨后， H.W. Dietert和A.L. Graham等研究 了粘土濕型砂抗劈強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的相關(guān)性。D. Boenisch由試驗(yàn)求得濕抗拉強(qiáng)度 =0.65濕抗劈強(qiáng)

19、度。三、澆注系統(tǒng)對(duì)于垂直分型的鑄型，有多種澆注系統(tǒng)可供選用。有的企業(yè)根據(jù)多年的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了一套專供垂直分型無箱鑄型用的封閉澆注系統(tǒng)，現(xiàn)已成為此種造型工藝的重要組成部分。采用此種澆注系統(tǒng)，有以下優(yōu)點(diǎn)： 能制造致密的鑄件； 工藝出品率高； 澆注時(shí)間可滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求； 鑄件的顯微組織均勻； 清磨內(nèi)澆口的工作量??； 鑄件的尺寸精度高； 適用于各種鑄造合金。建議鑄造廠認(rèn)真地理解并正確地采用各種澆注系統(tǒng)。1、澆注系統(tǒng)的基本特點(diǎn)認(rèn)真地理解此種澆注系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，才能在實(shí)際生產(chǎn)中正確的加以利用，從而取得應(yīng)有的效果。 1)嚴(yán)格的封閉式澆注系統(tǒng)封閉式澆注系統(tǒng)大家都是知道的，塞流組元必定是內(nèi)澆口。 在封

20、閉式澆注系統(tǒng)中， 內(nèi)澆口的截面面積最小，由內(nèi)澆口逆推到澆口杯，澆注系元各組元的截面積依次增大。我們?cè)谶@里說“嚴(yán)格的封閉式澆注系統(tǒng)”，意思是：必須確保澆注時(shí)整個(gè)澆注系統(tǒng)很快充滿。為此，除設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)滿足上述條件外，還應(yīng)該把澆包的流嘴視為澆注系統(tǒng)的一部分，在流嘴結(jié)構(gòu)上和澆注操作方面，都應(yīng)保證澆注時(shí)很快使整個(gè)澆注系統(tǒng)充滿金屬液。如果澆注時(shí)液流不夠大，則塞流組元是澆包的流嘴而不是內(nèi)澆口。 在此情況下，不管如 何精心設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，都不能實(shí)現(xiàn)封閉，封閉式澆注系統(tǒng)的各種優(yōu)點(diǎn)蕩然無存。圖5a)的情形是正常的，澆包供給的金屬液保證了系統(tǒng)的封閉，從而也保證了鑄件的質(zhì)量。圖5b)的情形是：澆包流嘴供給的金屬液不足

21、， 澆注系統(tǒng)實(shí)際上是開放的， 臟物和氣泡會(huì)進(jìn)入鑄件。圖5澆包流嘴的作用因此，采用此種工藝時(shí)，除正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)各組元外，要特別注意澆包流嘴的修筑， 并嚴(yán)格要求澆注作業(yè)符合要求。 2) 一個(gè)鑄型中的多個(gè)型腔同時(shí)充滿采用此種造型系統(tǒng)的鑄造廠中， 相當(dāng)多的工廠都是用以生產(chǎn)小型鑄件的，為充分利用設(shè)備的能力，往往在一個(gè)鑄型中制多個(gè)鑄件。在此種情況下，澆注系統(tǒng)應(yīng)保證澆注時(shí)各個(gè)型腔都同時(shí)充滿，這對(duì)于縮短澆注時(shí)間和保證鑄件質(zhì)量的一致都是重要的?，F(xiàn)以圖6為例，說明如下：圖6一型鑄造12個(gè)鑄件的鑄型在同一鑄型中，安排了 12個(gè)相同的鑄件。在澆注系統(tǒng)充滿而且封閉的情況下，要使各 個(gè)型腔同時(shí)注滿，就必須使通過各內(nèi)澆口

22、進(jìn)入各型腔的金屬液的體積流率相同。金屬液的體積流率=v . F式中v金屬液的流速（mm/s）F內(nèi)澆口的截面積（mm2）鑄型中處于不同高度的內(nèi)澆口，由于金屬液的壓頭不同，通過的金屬的流速各不相同，大體上可用下式表述：v=72gh式中h為金屬液的平均壓頭（mm）。要使進(jìn)入各內(nèi)澆口的金屬液的體積流率相同，就應(yīng)滿足VlFl=V2F2=V3F3即：由此可知，要使各型腔同時(shí)充滿， 在鑄造相同的鑄件時(shí)， 應(yīng)使各處內(nèi)澆口的截面積與該處金屬液的平均壓頭成反比。如一個(gè)鑄型中安排不同的鑄件， 則應(yīng)根據(jù)各鑄件的重量和內(nèi)澆口的位置進(jìn)行計(jì)算，此處不再舉例。2、確定澆注系統(tǒng)各組元的截面積為便于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)確定澆注系統(tǒng)的尺寸，已

23、有人根據(jù)前節(jié)所選的原理，制成了查定內(nèi)澆口截面積的列線圖，規(guī)定了根據(jù)內(nèi)澆口截面積推算澆注系統(tǒng)中其他組元的方法。（1）由列線圖查定內(nèi)澆口的截面積圖7是確定內(nèi)澆口面積的列線圖。確定內(nèi)澆口的截面積，需用以下的數(shù)據(jù)：a.每一個(gè)鑄件的重量 G （kg）,由計(jì)算或稱樣件求得；b.充滿每型腔所需的時(shí)間 T,因?yàn)楦餍颓煌瑫r(shí)充滿，T也是整個(gè)鑄型的澆注時(shí)間，一般應(yīng)比生產(chǎn)每一鑄型的節(jié)拍短 4秒左右；c.因金屬液與鑄型間的摩擦而致的流速損失，簡(jiǎn)稱摩擦系數(shù)的，一般可取值 0.5;d.內(nèi)澆口處的金屬液平均壓頭h (mm)。金晶由不足先h一午堂£無卑口磯丁50 70 ICO MO 80 500700圖7確定內(nèi)澆口截

24、面積的列線圖現(xiàn)仍以圖6所示的鑄型為例，說明如何用圖7確定內(nèi)澆口的截面積。由圖6得知：G=2kgT=6sm 取 0.5;hi=100mm； h2=250mm; h3=350mm首先，在左邊的座標(biāo)上找到G=2kg的一點(diǎn)。從這一點(diǎn)順斜線向右下方移動(dòng)，到與T=6s的垂直線交于一點(diǎn)。由此交點(diǎn)水平向右移動(dòng)，到與m =0.5的垂直線交于一點(diǎn)。再由此交點(diǎn)順斜線向右下方移動(dòng)，到與hi=100, h2=250和h3=350等垂直線相交，由各交點(diǎn)分別水平向右移動(dòng)，即得到處于不同位置的內(nèi)澆口的截面積：Fi=70mm2； F2=45mm2； F3=38mm2實(shí)際上澆注時(shí)，有向下引流的作用， 如按這些理論值定內(nèi)澆口截面積

25、，則下層型腔的充 填會(huì)稍快一些，而上層則稍慢。為彌補(bǔ)這種差異，下層型腔的內(nèi)澆口可取稍小的值，而上層內(nèi)澆口的截面則取稍大的值。圖6所示的鑄型，實(shí)際上宜選取的F值如下的內(nèi)澆口截面積：Fi=80mm2； F2=45mm2； F3=30mm2(2)直澆道圖6所示鑄型，共設(shè)2個(gè)直澆道，每一直線道供給6個(gè)內(nèi)澆口。這6個(gè)內(nèi)澆口的總截面積匯 F=2F1+2F2+2F3=2X 80+2X45+2X 302=310mm每一直澆道的截面積比內(nèi)澆口總面積增加20%。F 直=1.2X310=370 mm2(3)橫澆道一般情況下，橫澆道的截面積比其供給的直澆道的總截面積大30%。如橫澆道距鑄型頂部的距離小于75mm,固其

26、中金屬液的壓頭小，截面積應(yīng)比直澆道大100%。(4)內(nèi)澆口的形狀為使鑄件致密，對(duì)于鑄鐵件，應(yīng)充分利用石墨化膨脹而產(chǎn)生的自補(bǔ)縮作用。因此，內(nèi)澆口應(yīng)在鑄件發(fā)生石墨化膨脹前凝固，以免石墨化膨脹時(shí)將鐵水從內(nèi)澆口擠出。建議采用薄內(nèi)澆口，其厚度視鑄件壁厚而定，參見表 2.表2按鑄件壁厚選定內(nèi)澆口厚度鑄件壁厚(mm)內(nèi)澆口厚度(mm)3101.510152.015202.520253.0采用薄內(nèi)澆口，也利于鑄件與澆注系統(tǒng)分離，并可減輕打磨澆口的工作量。3、澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化組件根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了典型的澆注系統(tǒng)，對(duì)于采用垂直分型無箱造型設(shè)備的鑄造 廠，是方便而實(shí)用的。在此基礎(chǔ)上還設(shè)計(jì)了澆注系統(tǒng)各組

27、元的標(biāo)準(zhǔn)。澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見圖 8。兩種澆口杯,圖8 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)橫澆道，橫澆道,T形接頭,直澆道,直澆道(1)澆口杯澆口杯有兩種形式：一種供自動(dòng)澆注用，見圖9;另一種供人工澆注用，見圖 10。每種澆口杯各有4種規(guī)格，供選用，以保證金屬液的流率與鑄件相適應(yīng)。圖9和圖10中的澆注流率都是鑄鐵的質(zhì)量流率，其他鑄造合金可參照，并按相同的體 積流率核算。圖9自動(dòng)澆注用澆口杯(本圖只表示半)澆口杯編 號(hào)澆注流率(kg/s)澆口杯重量(kg)尺寸(mm)ABC1<334030152354453515357650402247119604522件號(hào)數(shù)量名稱材料12澆口杯體鑄鐵22易損片鑄鐵34M6X 1

28、8螺釘鋼425X20定位銷鋼56M6 X 40螺釘鋼圖10人工澆注用澆口杯(本圖只表示一半)澆口杯編 號(hào)澆注流率(kg/s)澆口杯重里(kg)尺寸(mm)ABCD1<22.550301530222.83.06040153032.83.84.07050224043.855.580552245件號(hào)數(shù)量名稱材料12澆口杯體鑄鐵22易損片鑄鐵34M6X 18螺釘鋼425X20定位銷鋼56M6 X 30螺釘鋼(2)內(nèi)澆口由圖7確定內(nèi)澆口面積后，請(qǐng)參照?qǐng)D11選定其具體結(jié)構(gòu)。對(duì)于灰鑄鐵件，應(yīng)力求不用冒口，以提高工藝出品率，并減少鑄件修整的工作量。為此,最好采用頂注方案，在采用頂注方案有困難時(shí)，建議采用

29、側(cè)注方案。©77工E喟'<4 F上t *HJ1stoU)25 106035-103045-JDm55J012065 10凡07510田。854。160is5如 2OQjo5Jt)220lljiM 海凡傕媼以圖11內(nèi)澆口(3)直澆道直澆道的截面積算出后,可根據(jù)鑄型中安排鑄件的情況， 選用圖12或圖13中的直澆道。和a (mm Jii?VjC (EE)157515afl1QA153?U715Ig忤之15s9ISaIQ30022711mtTe1:1 432129S072210以MH12M1，m2212珈2213174722uiaI 37215的'1083ZZt8：c1

30、20022圖12 和澆口杯相連的直澆道' k q t iX./? ( Ef > ( FIT；1 : J 7£25 ：】羽_ ：r 4 一 號(hào)",5 TO 300 I7U 363 fi 12329門 50?：0 JiE 能!：1歸 575_：2體 75013 T7 SG79 ：a ，9"r5 W : WSJ - -,r < fcv - n*16 p 20；20c圖13和T形接頭相連的直澆道(4) T形接頭直澆道選定以后，可按直澆道相同的序號(hào)自圖14中選取下列T形接頭。4"(EE )ip虻(mm J )b mmimmfj5756?0826

31、 1IQS7工737a192士Bq2435g243R300510300H3637_36312432121458g913507恰1 67510s&a1676&1115&7517 1867Q恪76Bm972131786?嗚)08314國(guó)972浦12001S191003箝20庫(kù)20120022 U6O圖14 T形接頭(5)橫澆道橫澆道的結(jié)構(gòu)和尺寸見圖 15。直澆道選定后，按直澆道的序號(hào)選橫澆道。bC! EEJ(mm J J(EE J I61527T475_ 3a19215£9(5S舊3QQ1S6113&32271222B22g15675n101i768221

32、1n36722ia97222131910932220T2D022154!02022.任i22 "6022-一一圖15 橫澆道四、模具1、模板造型系統(tǒng)所用的模板，一般用灰鑄鐵鑄造，也可以用鋼制或鋁合金制的模板。為減輕重量，厚模板宜用鋁合金制造，其外框鑲鋼。厚模板也可以用焊接結(jié)構(gòu)件制成，一定條件下還可采用框架結(jié)構(gòu)，中間用石膏或環(huán)氧樹脂填充。模板工作面和底面的不平行度一般應(yīng)不大于0.05mm。2、模樣(1)模樣材料模樣可用多種材料制造，常用的材料及模樣的使用壽命如下：模樣材料使用壽命(射砂次數(shù))硬木5001000環(huán)氧樹脂、石膏500050000銅合金2000050000鋁合金2000060000鋅、鋁、銅合金灰鑄鐵低合金鋼400006000020000030000030000050000040 Co如采用環(huán)氧樹脂模樣，