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球墨铸铁件的补缩 聂爽 吴忠亮 孟君 ( 沈阳机床银丰铸造公司 E-mail:nieshuang6666@163.com ) 摘 要:分析和总结了几种被铸造实践证明为行之有效的球墨铸铁件的补缩方法及其作用机理。(1)认为一 种有效的冷冒口的作用机理为树脂砂芯在热金属液的热作用下裂解产生大量气体,对其上的冒口颈及冒口体中 的金属液进行了物理搅拌以及气体与金属液发生了放热化学反应,从而推迟了冒口颈及冒口体的凝固和结壳进 程;(2)指出当厚大热节存在于铸件最高处时,采用冷铁和冒口并用的方法是既经济又有效的工艺措施。 关键词:球墨铸铁件;缩孔;缩松;冒口 球墨铸铁件的补缩(包括以浇 正是使用了一个冷冒口成功地对 面均需要进行局部深入加工,几乎 注系统补缩)措施是否得当,不仅是 其进行了补缩。铸件重量22kg, 要求该厚实部位为无缺陷。此部 获得合格铸件的重要前提,也是铸 材质QT500-7,浇注温度约1350- 位厚实,热节大,若不采取措施极 造实践中关乎成本和效率的主要 1370℃,一箱四件,中间注入式浇注, 易产生缩松而报废。根据以往的 设计内容之一,不容忽视。实践中 树脂砂手工造型。 经验和一般原则,我们优先考虑采 使用的补缩方法很多,诸如利用浇 此铸件在图1上部φ40铸出 用热冒口直接对厚实部位进行补 注系统补缩,冷铁、冒口等,措施灵 孔内部及其两侧面和孔的上下端 缩,但由于厚大部位为斜面,位置及 活多变,必须根据不同的铸件结构 及其质量要求因地制宜地而不是 墨守成规地采取一种或多种工艺 方法,同时又要遵守一些固有的规 律。以下是笔者在铸造生产实践 中的一些经验和思考总结。 1 “器质性冷冒口” 许多铸造前辈都一致认为冷 冒口是不起作用的,甚至起坏作 用 [1,2] 。但笔者曾经开发过如图1 图1 支座铸件简图 所示的某机床用的支座铸件,却 1 形状均很特殊,实践上很难实现。 制,验证结果仍然令人满意。最后 度较低。冒口体温度与铸件无明 因此采取的方案为将φ40孔不铸 全部取消发热冒口套,一律采用普 显差别。 出,在此部位的两侧及上下端面均 通树脂砂冷冒口铸造,生产100余 图2c凝固过程的数值模拟,显 布置明冷铁激冷,以将收缩缺陷留 箱,加工后没有一件事因为此处收 示固相率小于0.7的熔池。学术界 在中心部位待加工时去除,不设置 缩缺陷造成的废品。 一般认为金属液中的固相率大于约 补缩冒口;在厚实部位的对面以两 那么冷冒口为什么会突然在 0.7时,金属将失去流动动性[3],即补 道薄內浇道分散地浇注铁液,中注 这个部件上起作用了呢？我们不 缩通道封闭,因此0.7就是此种金属 式。此方案试制后UT检测指示心 得不对这样的结果进行详细的思 液能够补缩的最大固相率—临界固 部确实有缺陷,加工可去除。然而 考和研究。 相率。数值模拟指示,在凝固即将 实际加工后,由于此处缺陷引起的 图2a是工艺方案的有限元网 结束时,冒口颈已先于铸件及冒口 废品率高达55%。 格模型。局部厚大的凸台上放置 凝固,铸件出现了孤立熔池;换言之, 于是我们将工艺作了如图1 明冷铁,出气眼一根,φ90/φ80×90 铸件此部位将要产生收缩缺陷。 右图所示的修改:φ40孔铸出,单独 的树脂砂冷冒口