第八章冒口设计.ppt

第八章 冒口、冷铁和铸筋 冒口设计 一、冒口的作用 1、冒口：铸型中能储存一定的金属液，可对铸件进行补缩的专门工艺“空腔”称之为冒口。 铸件在凝固过程中需要补偿的体积变化有： （1）铸型的胀大（体积膨胀） （2）金属液的液态收缩（高温到低温） （3）金属的凝固收缩（液态到固态） 一、冒口的作用 由于冒口的设计不当所造成的缺陷主要有缩孔和缩松。缩孔和缩松的存在减少了铸件的有效受力面积，降低了铸件的强度。特别是隐藏在铸件内部的缩孔，对质量要求高，机械加工量大的铸件危险很大，有些要求耐压的铸件，因缩孔的存在经受不住液体的压力而发生渗漏现象，以致报废。 2.冒口的作用： 1)冒口的主要作用是补缩铸件; 2)此外还有出气和集渣的作用。 一、冒口的作用 要达到补缩的目的，冒口必须满足以下基本条件： （1）冒口的凝固时间必须大于或至少等于铸件（或铸件被补缩部分）的凝固时间。 （2）冒口中必须储存足够的金属液补充铸件（或铸件被补缩的部分）的收缩。 （3）冒口与铸件被补缩的部位之间必须存在良好的补缩通道。 冒口设计 3.冒口的设计内容 （1）选择冒口的形状及安放位置； （2）初步确定冒口的数量； （3）计算冒口的尺寸； （4）校核冒口的补缩能力； （5）校核工艺出品率。 二 、冒口的种类及位置 1.冒口的类型： 1)按位置分类：顶冒口和边冒口； 2)按覆盖情况分类：明冒口和暗冒口。 二 、冒口的种类及位置 明冒口的优点： 造型方便，并便于观察铸型中金属液的上升情况，向冒口中补浇金属液，在冒口顶面散发热剂、保温剂等。 明冒口的缺点：因顶部敞开，散热较快，同样体积的冒口，明冒口较暗冒口的补缩效率低。 二 、冒口的种类及位置 边冒口—当热节在铸件的侧面时，常采用边冒口。 边冒口的优点：补缩效果好，造型方便，冒口的清理也容易，应用广泛。 边冒口也分为明边冒口和暗边冒口，生产中多用暗边冒口。 暗边冒口的优点：不受铸件上热节点的位置的限制，可依热节点的就近设置冒口。缺点：占砂箱面积大。当热节点不在分型面时，造型麻烦。 二 、冒口的种类及位置 整体冒口：整个铸件 浇注位置的上部均为冒口。 铸件重58吨，冒口重26吨。 二 、冒口的种类及位置 特种冒口主要有： 1）大气压力冒口： 二 、冒口的种类及位置 2）压缩空气冒口； 3）气弹冒口（发气压力冒口）：将混合物（弹药）外层由耐火粘土包裹，在8600C发生如下反应： CaCO3（85%）+煤粉（15%）—CaO+CO2（4-5大气压） 4）煤气加热冒口； 5）电弧加热冒口； 6）发热保温冒口： 利用保温剂和发热剂等专门材料制成发热套，构成冒口型腔内表面，浇注后发热套材料产生化学反应激烈发热，使冒口金属液温度提高，凝固时间延长。 发热剂：用铝粉、硅铁粉、氧化铁皮等。其混合物称为铝硅热剂。铝粉与氧化铁皮组成的混合物叫做铝热剂。在金属液的热作用下，当发热剂的温度超过1523K时，铝和硅都可以被激烈氧化而放出大量的热量，化学反应生成物的温度可达3273K以上，冒口中金属液被剧烈加热，开始温度升高，而后缓慢冷却，延长了冒口的凝固时间，大大提高冒口的补缩效率。 化学反应式： 8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe+3243×103焦 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe+838 ×103焦 2Si+Fe3O4=2SiO2+3Fe+557 ×103焦 3Si+2 Fe2O3 =3SiO2+4Fe+1379 ×103焦 二 、冒口的种类及位置 保温剂：一般用木炭粒、锯木屑。其导热系数小，作用是延长发热剂的燃烧时间和具有保温作用。 粘结剂：水玻璃和膨润土，将发热剂和保温剂的混合料作成发热套。 7）易割冒口：在冒口根部放置一块由耐火材料或油砂芯制成的冒口隔片，隔片中有一小于冒口直径的补缩圆孔，形成暗冒口根部的缩颈，使冒口易于从铸件上去除。 隔片厚度：0.093d冒； 冒口颈尺寸：d0=0.39d冒； 二 、冒口的种类及位置 2.冒口的形状 使用时，在相同体积的条件下，选用散热面积最小的形状。这样散热慢，凝固时间长，补缩效果好。球形的散热表面积最小，但造型麻烦，常用的冒口的形状如图所示 二 、冒口的种类及位置 3、冒口的位置： 冒口的位置设置不当，就不能有效的消除缩孔和缩松，有时还会引起裂纹等铸造缺陷。 在确定浇注位置时就应考虑冒口的位置，应以下面的基本原则确定冒口的位置： 1）冒口应尽量放在铸件补 缩部分的上部或热节点的旁边。 2）冒口应放置在铸件最高 最厚的部位，以便利用金属液 的自重力补缩。 3、冒口的位置 3）在铸件不同高度上有热节需要补缩时，可按不