縮松的案例
金屬液壓力對縮松預測的影響
(s-9C)"Z/cm in taut aluminum alloy.The new criterion is,,accurate than the old
預測縮松的產生是鑄件凝固過程數值模擬在生產實際中具體應用的一個重要方面,它可以優化鑄造工藝,提高鑄件的合格率,具有直接的經濟效益.因此,預測縮松方法得到了廣泛的研究,如:溫度梯度法,導流法,固相A.;梯度法,壓力梯度法:'等.這些方法在實際應用中都取得了較好的效果,尤其是'111天法得到了廣泛應用,長期以來人們在鑄鋼件凝固過程數值模擬中一直使用此判據預測縮松的產生.這是因為它不但具有一定的準確性,而且計算比較簡單.fdla'ent V等將G,厲用于預測鋁合金凝固時產生的縮松,取得了較好的效果,其凡二0.851"1 0Suri V K等將'A/ R法發展為Porosity% = 9. 34 x ( G/丫頂)'一"55),并用此公式預測鋁合金中的縮松度"I.但是,在實際應用中,GAIR方法對于不同形狀的鑄件會得到不同的結果,也就是說G1,1-R對于鑄件的幾何形狀具有一定的敏感性.例如,雖然在鑄件的不同部位有著相同的GI驪,但是,是否產生縮松,情況不盡相同.在凝固時壓力高的部位不產生縮松,而壓力低的部位產生了縮松.這是因為縮松產生與否與凝固過程中金屬液所受的壓力有關15-8].而對于低壓鑄造,壓力對縮松的影響顯得尤為重要.因此,有必要將金屬液在凝固過程中所受的壓力引人縮松的判據中,以便得出一種不隨鑄件的幾何形狀和鑄件部位的改變而影響預測準確性的縮松預測方法,即新縮松判據的準確性不應隨著鑄件的幾何形
狀和部位的不同而改變.
展開 鑄鐵件縮孔和縮松缺陷防止方法及應用實例
縮松缺陷的解決方案是影響產品成本的重要因素，它直接影響鑄件的工藝出品率、生產效率。鑄件的補縮效果與鑄件材料和結構有直接的關系。雖然根據材料的凝固特點，灰鑄鐵件較易補縮，球墨鑄鐵件較難補縮，但如果沒有補縮通道，即使是灰鑄鐵，其補縮也較難實現。例如HT250材料的制動盤結構簡單，由于沒有補縮通道，常常產生縮松缺陷；而若有較好的補縮通道，球鐵曲軸也不易產生縮松缺陷。常用的消除或者減小縮松缺陷的方法一般有:冒口補縮、熔煉澆注工藝調整控制、冷鐵激冷以及采用冷卻筋、散熱片和導熱率高的型砂、芯砂局部加速冷卻等。以下是筆者公司使用這些方法解決縮孔縮松缺陷的實例。
1.胃口補縮
冒口補縮是優先考慮的方法，也是應用最廣泛的方法。在設計澆注系統時即須通過合理選擇鑄件、冒口頸、冒口三者的模數關系，達到用冒口補縮的目的；但由于鑄件形狀的復雜性，理論計算與實際情況有較大差異，冒口、冒口頸的大小要經過不斷地調整才能達到預期目標。
目前，保溫冒口和發熱冒口得到了廣泛應用。保溫冒口、發熱冒口不但能夠減小或消除縮松缺陷，還可以提高工藝出品率10%以上，尤其在生產中、大件時使用保溫或發熱冒口經濟性更好。
筆者公司生產轎車曲軸、叉車轉向橋鑄件時都使用保溫發熱冒口，在遇到解決縮松(孔)很困難的情況時，推薦的方法也是使用保溫發熱冒口。例如，生產轎車發動機球鐵軸承蓋時，因縮松很難消除，使用鑄件本體冒口，工藝出品率只有30%，而使用保溫冒口，出品率提高到了50%以上，有比較高的經濟性。
2 熔煉及澆注工藝的調整和控制
如果鑄件只有很小的微觀縮松或者顯微縮松，可以考慮通過調整和控制熔煉澆注工藝來解決。要注意的是，這種方法只適用于縮松或者顯微縮松比較輕微，x射線檢查沒有發現每個鑄件都有這種缺陷，也就是出現縮松缺陷的鑄件比例不高時。
2.1化學成分方面的控制
（1）適當提高CE。
展開 分析鑄件最頭疼的缺陷：縮松問題，實驗驗證改進方法
結合該產品結構，此缺陷處于兩個面的交接處，屬于該產品的熱節部位，因此，我們初步斷定此類缺陷為縮松缺陷。
三、試驗
3.1實驗一
3.1.1首先先對原工藝使用MAGMA軟件進行模擬分析，如圖4，模擬結果在圖示藍色位置出現縮松缺陷，其傾向較大，且與上述位置吻合。
3.2.2形成鑄件縮孔和縮松的總體積可用下式表示：
V（縮總）=V(液縮)+V（凝縮）-V(石脹)+V（壁移）
由于鐵液的澆注溫度直接影響到V（液縮）的大小，澆注溫度太高，將增大V（液縮）的值，會增大縮松的趨勢[1]。因此，我們在將澆注溫度適當降低，降至1400℃進行澆注，試驗結果較之前有所改善，但部分產品仍存在縮松問題。使用MAGMA模擬結果如圖5。
從試驗結果與模擬結果來看，縮松傾向較之前有所較小。
3.2實驗二：
3.2.1對整個凝固過程的溫度場變化進行模擬分析，在凝固后期，該部位位于最后凝固的部位，且無任何部位對其進行補縮。其澆口處通道關閉較早。見圖6。
3.2.2針對上述情況，將該工藝布置調整，將小端朝上進行模擬試驗，圖7
此更改后工藝，鐵水首先充滿凹面剎面，然后再通過砂芯充滿凸面剎面，因此，對比原來凸面進鐵水的正對澆口部位的小端根部熱解變小，縮松傾向也減小。
從模擬來看，在剎面根部部位其溫度場較圖5均勻。從模擬結果（圖8）看，其縮松趨勢明顯改善。
展開 壓鑄件及其它鑄造件縮孔縮松問題解決的終極方法
壓鑄件存在縮孔縮松問題是一個普遍的現象,有沒有徹底解決這個問題的方法?答案應該是有的,但它會是什么呢?
1.壓鑄件縮孔縮松現象存在的原因
壓鑄件縮孔縮松現象產生的原因只有一個,那就是由于金屬熔體充型后,由液相轉變成固相時必然存在的相變收縮.由于壓鑄件的凝固特點是從外向內冷卻,當鑄件壁厚較大時, 內部必然產生縮孔縮松問題.
所以,就壓鑄件來說,特別是就厚大的壓鑄件來說,存在縮孔縮松問題是必然的,是不可以解決的.
2.解決壓鑄件縮孔縮松缺陷的唯一途徑
壓鑄件縮孔縮松問題,不能從壓鑄工藝本身得到徹底解決,要徹底解決這個問題,只能超越該工藝,或者說是從系統外尋求解決的辦法.
這個辦法又是什么呢?
從工藝原理上說,解決鑄件縮孔縮松缺陷,只能按照通過補縮的工藝思想進行.鑄件凝固過程的相變收縮,是一種自然的物理的現象,我們不能逆這種自然現象的規律,而只能遵循它的規律,解決這個問題.
3.補縮的兩種途徑
對鑄件的補縮,有兩種途徑,一是自然的補縮,一是強制的補縮.
要實現自然的補縮,我們的鑄造工藝系統中,就要有能實現”順序凝固”的工藝措施.很多人直覺地以為,采用低壓鑄造方法就能解決鑄件的縮孔縮松缺陷,但事實并不是這么回事.運用低壓鑄造工藝,并不等于就能解決鑄件的縮孔縮松缺陷,如果低壓鑄造工藝系統沒有設有補縮的工藝措施,那么,這種低壓鑄造手段生產出來的毛坯,也是可能百分之一百存在縮孔縮松缺陷的.
由于壓鑄工藝本身的特點,要設立自然的”順序凝固”的工藝措施是比較困難的,也是比較復雜的.最根本的原因還可能是, ”順序凝固”的工藝措施,總要求鑄件有比較長的凝固時間,這一點,與壓鑄工藝本身有點矛盾.
展開 
鋁合金鑄造凝固過程中縮松缺陷預測
但是一旦采用鋁合金，縮松（Mirco-porosity）缺陷就可能形成；一旦形成縮松缺陷，零件的機械性能可能會發生問題（例如：疲勞壽命…等）。
理論導讀
鋁合金凝固過程（Solidification process of aluminum alloys）
縮松的形成原因
1.氣體造成的縮松
2. 收縮造成的縮松
FLOW-3D CAST 縮松計算原理
驗證一、CTIF Plate 溫度場計算驗證
操作畫面：
鑄造過程中數值模擬與實驗結果驗證對比
驗證二：汽缸頭（Cylinder head）鑄造對比
FLOW-3D CAST 模具熱循環（Thermal die cycling）模擬
FLOW-3D CAST 充型階段（Filling phase）模擬
FLOW-3D CAST 凝固過程中溫度分布
FLOW-3D CAST 冷卻過程中溫度驗證
FLOW-3D CAST 模擬結果與實測結果對比（模具內放置熱電偶 Thermo couple）
FLOW-3D CAST 縮松（Micro-porosity）分析結果
FLOW-3D CAST 縮松模擬結果對比
展開 鐵型覆砂鑄造球墨鑄鐵件縮松縮特性探索，數值模擬技術、實例講解6類補縮方法
摘要：根據球墨鑄鐵的凝固特點及其凝固過程的體積變化，提出鐵型覆砂鑄造工藝生產球墨鑄鐵件也需要補縮的觀點。在工藝設計時，要充分利用鐵型鑄型剛性好的特點，更加有效地發揮球墨鑄鐵石墨化膨脹的自補縮特性，并分別采用無冒口法、順序凝固法、直接實用冒口法、均衡凝固法、冷冒口法、激冷法及數值模擬技術，用幾個實例詳細闡述了防止鑄件產生縮松縮孔的工藝措施。
球墨鑄鐵具有強度高、韌性好、成本低等優點，廣泛應用于汽車、農機、船舶、管道、液壓機械等重要的制造業中，但是球墨鑄鐵件的縮松縮孔缺陷一直是生產中存在的一個突出問題。鐵型覆砂鑄造是在金屬型鑄造和殼型鑄造的基礎上發展起來的一種鑄造新技術。
由于鐵型和覆砂層組成的鑄型剛性好、冷卻快、覆砂層致密度好，生產的鑄件具有尺寸精度高、加工余量小、表面質量好、內部組織致密、產品質量一致性好等優點，尤其對于球墨鑄鐵件，可以充分利用石墨化膨脹，來發揮其自補縮特性。但這并不代表鐵型覆砂鑄造球墨鑄鐵件不會有縮松縮孔缺陷，都可以實現無冒口鑄造。本文以球墨鑄鐵的凝固特點為理論基礎，結合數值模擬技術，介紹了鐵型覆砂鑄造工藝防止鑄件縮孔縮松的各種方法及其成功案例。
1 球墨鑄鐵的凝固特點
國內外鑄造工作者對球墨鑄鐵進行了幾十年的研究，得出了它和其他合金不同的凝固特點，主要表現在以下方面：
（1）球墨鑄鐵的共晶凝固范圍較寬。球墨鑄鐵共晶結晶時，由于加鎂處理的結果，石墨核心在液相中長到一定尺寸時即被奧氏體包圍。
展開 球鐵縮孔縮松、夾渣、石墨漂浮3大常見缺陷如何解決？
當然，球鐵也不是十全十美的，它除了會產生一般的鑄造缺陷外，還會產生一些特有的缺陷，如縮松、夾渣、皮下氣孔、球化不良及衰退等。這些缺陷影響鑄件性能，使鑄件廢品率增高。為了防止這些缺陷的發生，有必要對其進行分析并且精密鑄造，總結出各種影響因素，提出防止措施，才能有效降低缺陷的產生，提高鑄件的力學性能及生產效益。本文將討論球鐵件的主要常見缺陷:縮孔、縮松、夾渣、皮下氣孔、石墨漂浮、球化不良及球化衰退。
1 縮孔縮松
1.1影響因素
(1)碳當量：提高碳量，增大了石墨化膨脹，可減少縮孔縮松。此外，提高碳當量還可提高球鐵的流動性，有利于補縮。生產優質鑄件的經驗公式為Ｃ%+1/7Ｓｉ%>3 9%。但提高碳當量時，不應使鑄件產生石墨漂浮等其他缺陷。
(2)磷：鐵液中含磷量偏高，使凝固范圍擴大，同時低熔點磷共晶在最后凝固時得不到補給，以及使鑄件外殼變弱，因此有增大縮孔、縮松產生的傾向。一般工廠控制含磷量小于0 08%。
(3)稀土和鎂：稀土殘余量過高會惡化石墨形狀，降低球化率，因此稀土含量不宜太高。而鎂又是一個強烈穩定碳化物的元素，阻礙石墨化。由此可見，殘余鎂量及殘余稀土量會增加球鐵的白口傾向，使石墨膨脹減小，故當它們的含量較高時，亦會增加縮孔、縮松傾向。
(4)壁厚：當鑄件表面形成硬殼以后，內部的金屬液溫度越高，液態收縮就越大，則縮孔、縮松的容積不僅絕對值增加，其相對值也增加。另外，若壁厚變化太突然，孤立的厚斷面得不到補縮，使產生縮孔縮松傾向增大。
(5)溫度：澆注溫度高，有利于補縮，但太高會增加液態收縮量，對消除縮孔、縮松不利，所以應根據具體情況合理選擇澆注溫度，一般以1300～1350℃為宜。
展開 球鐵成本低性能佳，分享預防縮松、夾渣、石墨漂浮等球鐵鑄件缺陷的方法
當然，球鐵也不是十全十美的，它除了會產生一般的鑄造缺陷外，還會產生一些特有的缺陷，如縮松、夾渣、皮下氣孔、球化不良及衰退等。這些缺陷影響鑄件性能，使鑄件廢品率增高。為了防止這些缺陷的發生，有必要對其進行分析并且精密鑄造，總結出各種影響因素，提出防止措施，才能有效降低缺陷的產生，提高鑄件的力學性能及生產效益。本文將討論球鐵件的主要常見缺陷:縮孔、縮松、夾渣、皮下氣孔、石墨漂浮、球化不良及球化衰退。
1 縮孔縮松
1.1影響因素
(1)碳當量：提高碳量，增大了石墨化膨脹，可減少縮孔縮松。此外，提高碳當量還可提高球鐵的流動性，有利于補縮。生產優質鑄件的經驗公式為Ｃ%+1/7Ｓｉ%>3 9%。但提高碳當量時，不應使鑄件產生石墨漂浮等其他缺陷。
(2)磷：鐵液中含磷量偏高，使凝固范圍擴大，同時低熔點磷共晶在最后凝固時得不到補給，以及使鑄件外殼變弱，因此有增大縮孔、縮松產生的傾向。一般工廠控制含磷量小于0 08%。
(3)稀土和鎂：稀土殘余量過高會惡化石墨形狀，降低球化率，因此稀土含量不宜太高。而鎂又是一個強烈穩定碳化物的元素，阻礙石墨化。由此可見，殘余鎂量及殘余稀土量會增加球鐵的白口傾向，使石墨膨脹減小，故當它們的含量較高時，亦會增加縮孔、縮松傾向。
(4)壁厚：當鑄件表面形成硬殼以后，內部的金屬液溫度越高，液態收縮就越大，則縮孔、縮松的容積不僅絕對值增加，其相對值也增加。另外，若壁厚變化太突然，孤立的厚斷面得不到補縮，使產生縮孔縮松傾向增大。
(5)溫度：澆注溫度高，有利于補縮，但太高會增加液態收縮量，對消除縮孔、縮松不利，所以應根據具體情況合理選擇澆注溫度，一般以1300～1350℃為宜。
展開 球鐵高性能低成本，但縮孔縮松、夾渣、石墨漂浮三大常見缺陷該如何解決？
當然，球鐵也不是十全十美的，它除了會產生一般的鑄造缺陷外，還會產生一些特有的缺陷，如縮松、夾渣、皮下氣孔、球化不良及衰退等。這些缺陷影響鑄件性能，使鑄件廢品率增高。為了防止這些缺陷的發生，有必要對其進行分析并且精密鑄造，總結出各種影響因素，提出防止措施，才能有效降低缺陷的產生，提高鑄件的力學性能及生產效益。本文將討論球鐵件的主要常見缺陷:縮孔、縮松、夾渣、皮下氣孔、石墨漂浮、球化不良及球化衰退。
1 縮孔縮松
1.1影響因素
(1)碳當量：提高碳量，增大了石墨化膨脹，可減少縮孔縮松。此外，提高碳當量還可提高球鐵的流動性，有利于補縮。生產優質鑄件的經驗公式為Ｃ%+1/7Ｓｉ%>3 9%。但提高碳當量時，不應使鑄件產生石墨漂浮等其他缺陷。
(2)磷：鐵液中含磷量偏高，使凝固范圍擴大，同時低熔點磷共晶在最后凝固時得不到補給，以及使鑄件外殼變弱，因此有增大縮孔、縮松產生的傾向。一般工廠控制含磷量小于0 08%。
(3)稀土和鎂：稀土殘余量過高會惡化石墨形狀，降低球化率，因此稀土含量不宜太高。而鎂又是一個強烈穩定碳化物的元素，阻礙石墨化。由此可見，殘余鎂量及殘余稀土量會增加球鐵的白口傾向，使石墨膨脹減小，故當它們的含量較高時，亦會增加縮孔、縮松傾向。
(4)壁厚：當鑄件表面形成硬殼以后，內部的金屬液溫度越高，液態收縮就越大，則縮孔、縮松的容積不僅絕對值增加，其相對值也增加。另外，若壁厚變化太突然，孤立的厚斷面得不到補縮，使產生縮孔縮松傾向增大。
(5)溫度：澆注溫度高，有利于補縮，但太高會增加液態收縮量，對消除縮孔、縮松不利，所以應根據具體情況合理選擇澆注溫度，一般以1300～1350℃為宜。
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當然，球鐵也不是十全十美的，它除了會產生一般的鑄造缺陷外，還會產生一些特有的缺陷，如縮松、夾渣、皮下氣孔、球化不良及衰退等。這些缺陷影響鑄件性能，使鑄件廢品率增高。為了防止這些缺陷的發生，有必要對其進行分析并且精密鑄造，總結出各種影響因素，提出防止措施，才能有效降低缺陷的產生，提高鑄件的力學性能及生產效益。本文將討論球鐵件的主要常見缺陷:縮孔、縮松、夾渣、皮下氣孔、石墨漂浮、球化不良及球化衰退。
1 縮孔縮松
1.1影響因素
(1)碳當量：提高碳量，增大了石墨化膨脹，可減少縮孔縮松。此外，提高碳當量還可提高球鐵的流動性，有利于補縮。生產優質鑄件的經驗公式為Ｃ%+1/7Ｓｉ%>3 9%。但提高碳當量時，不應使鑄件產生石墨漂浮等其他缺陷。
(2)磷：鐵液中含磷量偏高，使凝固范圍擴大，同時低熔點磷共晶在最后凝固時得不到補給，以及使鑄件外殼變弱，因此有增大縮孔、縮松產生的傾向。一般工廠控制含磷量小于0 08%。
(3)稀土和鎂：稀土殘余量過高會惡化石墨形狀，降低球化率，因此稀土含量不宜太高。而鎂又是一個強烈穩定碳化物的元素，阻礙石墨化。由此可見，殘余鎂量及殘余稀土量會增加球鐵的白口傾向，使石墨膨脹減小，故當它們的含量較高時，亦會增加縮孔、縮松傾向。
(4)壁厚：當鑄件表面形成硬殼以后，內部的金屬液溫度越高，液態收縮就越大，則縮孔、縮松的容積不僅絕對值增加，其相對值也增加。另外，若壁厚變化太突然，孤立的厚斷面得不到補縮，使產生縮孔縮松傾向增大。
(5)溫度：澆注溫度高，有利于補縮，但太高會增加液態收縮量，對消除縮孔、縮松不利，所以應根據具體情況合理選擇澆注溫度，一般以1300～1350℃為宜。
展開 球鐵鑄件常見缺陷的解決方法匯總，針對縮孔、縮松、夾渣、皮下氣孔、石墨漂浮、球化不良及球化衰退
當然，球鐵也不是十全十美的，它除了會產生一般的鑄造缺陷外，還會產生一些特有的缺陷，如縮松、夾渣、皮下氣孔、球化不良及衰退等。這些缺陷影響鑄件性能，使鑄件廢品率增高。為了防止這些缺陷的發生，有必要對其進行分析并且精密鑄造，總結出各種影響因素，提出防止措施，才能有效降低缺陷的產生，提高鑄件的力學性能及生產效益。本文將討論球鐵件的主要常見缺陷:縮孔、縮松、夾渣、皮下氣孔、石墨漂浮、球化不良及球化衰退。
1 縮孔縮松
1.1影響因素
(1)碳當量：提高碳量，增大了石墨化膨脹，可減少縮孔縮松。此外，提高碳當量還可提高球鐵的流動性，有利于補縮。生產優質鑄件的經驗公式為Ｃ%+1/7Ｓｉ%>3 9%。但提高碳當量時，不應使鑄件產生石墨漂浮等其他缺陷。
(2)磷：鐵液中含磷量偏高，使凝固范圍擴大，同時低熔點磷共晶在最后凝固時得不到補給，以及使鑄件外殼變弱，因此有增大縮孔、縮松產生的傾向。一般工廠控制含磷量小于0 08%。
(3)稀土和鎂：稀土殘余量過高會惡化石墨形狀，降低球化率，因此稀土含量不宜太高。而鎂又是一個強烈穩定碳化物的元素，阻礙石墨化。由此可見，殘余鎂量及殘余稀土量會增加球鐵的白口傾向，使石墨膨脹減小，故當它們的含量較高時，亦會增加縮孔、縮松傾向。
(4)壁厚：當鑄件表面形成硬殼以后，內部的金屬液溫度越高，液態收縮就越大，則縮孔、縮松的容積不僅絕對值增加，其相對值也增加。另外，若壁厚變化太突然，孤立的厚斷面得不到補縮，使產生縮孔縮松傾向增大。
(5)溫度：澆注溫度高，有利于補縮，但太高會增加液態收縮量，對消除縮孔、縮松不利，所以應根據具體情況合理選擇澆注溫度，一般以1300～1350℃為宜。
展開 
實例闡述，鐵型覆砂鑄造球墨鑄鐵件縮松縮孔的原因及改進工藝
?
?摘要：根據球墨鑄鐵的凝固特點及其凝固過程的體積變化，提出鐵型覆砂鑄造工藝生產球墨鑄鐵件也需要補縮的觀點。在工藝設計時，要充分利用鐵型鑄型剛性好的特點，更加有效地發揮球墨鑄鐵石墨化膨脹的自補縮特性，并分別采用無冒口法、順序凝固法、直接實用冒口法、均衡凝固法、冷冒口法、激冷法及數值模擬技術，用幾個實例詳細闡述了防止鑄件產生縮松縮孔的工藝措施。
球墨鑄鐵具有強度高、韌性好、成本低等優點，廣泛應用于汽車、農機、船舶、管道、液壓機械等重要的制造業中，但是球墨鑄鐵件的縮松縮孔缺陷一直是生產中存在的一個突出問題。鐵型覆砂鑄造是在金屬型鑄造和殼型鑄造的基礎上發展起來的一種鑄造新技術。
由于鐵型和覆砂層組成的鑄型剛性好、冷卻快、覆砂層致密度好，生產的鑄件具有尺寸精度高、加工余量小、表面質量好、內部組織致密、產品質量一致性好等優點，尤其對于球墨鑄鐵件，可以充分利用石墨化膨脹，來發揮其自補縮特性。但這并不代表鐵型覆砂鑄造球墨鑄鐵件不會有縮松縮孔缺陷，都可以實現無冒口鑄造。本文以球墨鑄鐵的凝固特點為理論基礎，結合數值模擬技術，介紹了鐵型覆砂鑄造工藝防止鑄件縮孔縮松的各種方法及其成功案例。
1 球墨鑄鐵的凝固特點
國內外鑄造工作者對球墨鑄鐵進行了幾十年的研究，得出了它和其他合金不同的凝固特點，主要表現在以下方面：
（1）球墨鑄鐵的共晶凝固范圍較寬。球墨鑄鐵共晶結晶時，由于加鎂處理的結果，石墨核心在液相中長到一定尺寸時即被奧氏體包圍。
展開 鑄鋼件易產生縮孔、縮松、裂紋和變形等缺陷，這些澆注系統設計經驗請收好
要使鑄鋼件在凝固過程中不產生縮孔及縮松缺陷，必須將鑄件最后凝固的部位引出鑄件本體，這就需要在鑄件內形成順序凝固的溫度梯度，使金屬液從較低溫度開始凝固， 而最后凝固的部位在冒口中。
鑄鋼件澆注系統的特點 鑄鋼的特性熔點高、流動性差、收縮大、易氧化，要求金屬液快速、平穩地充型。:
鑄鋼澆注系統有如下特點：
1、鑄鋼的體收縮大，鑄件易產生縮孔、縮松、裂紋和變形等缺陷。厚實和壁厚差別較大的鑄件采用定向凝固的原則設置澆冒口系統，液態最好流經冒口進入型腔，強化冒口的補縮能力；對于易產生裂紋、變形的殼體類鑄件，其內澆道應均布于鑄件的薄壁處，并盡量減少澆道對鑄件的機械阻礙。
2、鑄鋼的澆注溫度高、易氧化，通常采用漏包澆注。漏包澆注擋渣作用好，對澆注系統的擋渣作用要求不高，因此澆注系統截面積較大呈開放式，勿需高的擋渣功 能，但應快速平穩的充滿鑄型。漏包澆注壓力大，易沖壞澆道，因此，澆注系統應力求結構簡單、堅固耐沖擊。大中型鑄件的直澆道及鋼液流量超過1T的橫澆道和 內澆道，應由耐火磚管組成。小型鑄鋼件的澆注系統可采用水玻璃、樹脂砂或全部采用面砂組成，并保證具有足夠的強度。
澆注系統是對鑄鋼液體進行分配的過程，澆注系統的設置盡量減少對鑄件的沖刷，盡量減少鋼液在型腔里面的紊流，盡量遵循順序凝固的法則，讓鋼液在鑄件型腔里 平穩上升，其中內澆口的設置最為重要。
展開 鈦對灰鑄鐵件質量的影響
2.2 鈦、鋁對致密性的影響
熔煉中生鐵或廢鋼帶入的鈦不僅影響灰鑄鐵件的加工性能，產生的縮松缺陷，又對鑄件的致密性產生影響。試驗采用低鈦鐵液，通過添加一定量的鈦鐵，研究不同鈦含量下灰鐵件縮松出現的概率。由于鈦合金中含有一定量的鋁，而一定量的鋁也可能對鑄件的縮松產生影響，因此在影響因素分析和化學檢測中考慮了鋁的因素。
熔煉采用的主要爐料配比：生鐵45％，回爐料20％，廢鋼35％以及部分高溫石墨化增碳劑。每爐鐵液同時澆注3～4箱鑄件，以便分析鑄件出現縮松概率。鐵液成分與缺陷概率統計如表3、表4所示。
表3 鐵液成分 wB/％
表4 鑄件縮松概率
圖5 鑄件一般壁厚上的縮松
圖6 鑄件熱節部位的縮松
不同鈦含量對比試驗結果表明：較低鈦含量的灰鑄鐵件并未出現內部縮松，表面縮陷較輕，隨著鈦含量增加，鑄件內部縮松出現的概率不斷增加。在0.056％Ti、0.016％Al出現縮松概率較低，僅為50％。當灰鑄鐵件中鈦、鋁含量分別達到0.17％、0.023％時，鑄件出現內部縮松概率為75％。此時不僅鑄件熱節部位出現縮松，非熱節和小熱節部位也出現縮松。鑄件不同部位出現的縮松特征如圖5、圖6所示。
關于鈦產生縮松的原因，目前尚沒有明確機理分析。對于鋁的影響，資料指出鐵液中鋁含量的增加，與孕育劑、濕型砂中水分子在熾熱鐵液作用下發生反應，形成氫氣。金屬液含氫量較高，凝固過程中殘余液相中的溶解氫不斷地富集，使孤立的小熔池中液相的含氫量更高。小熔池由液相轉變成固相發生體積虧損的同時，溶解氫也會析出而占據小熔池的空間，成為析出氣孔。此時晶間縮松和氫析出氣孔兩種缺陷是共生的，難以區分。因此，要消除晶間縮松，還必須采取防止析出氣孔的對策，盡量減少金屬液含氫量。所以鈦和鋁的綜合作用下容易形成這種顯微縮松和顯微氣孔復合缺陷。
展開 鋁合金薄壁殼體低壓鑄造工藝方案設計
圖1 鋁合金薄壁殼體三維模型
圖2 初步澆注系統三維模型
1.2 原澆注系統數值模擬結果分析
數值模擬結果預測鑄件會產生如圖3所示的縮松、縮孔缺陷，通過分析得出，產生縮松、縮孔缺陷的原因可能有以下兩個：①鑄件中段以及右端某些位置離內澆道的距離過遠導致補縮路徑過長，使鑄件難以得到補縮產生縮松、縮孔；②鑄件結構上存在一些難以順序凝固的復雜結構。針對以上兩個問題，提出如下兩點解決方案：優化設計鑄件的澆注系統，設計保溫與冷卻措施確保鑄件可以順序凝固。
圖3 原始澆注系統縮松、縮孔預測圖
2 澆注系統優化設計
根據圖3所示，縮松、縮孔缺陷大多分布在鑄件中后段，中段缺陷產生的主要原因是金屬液從鑄件左右兩端充入，使得內澆道離鑄件中段距離過遠，進而補縮通路過長。所以應在鑄件中段添加如圖4所示鑄件中部的兩個內澆道。后端產生的缺陷是因為鑄件后端高度過高，這也使得充型和補縮困難。因此，設計了縫隙式澆注通道如圖4所示。根據澆道的分布，設計了T型橫澆道。
圖4 優化后的澆注系統圖
綜上所述，設計了如圖4的澆注系統，用此澆注系統在Procast中模擬得到如圖5所示的結果。通過澆注系統優化，鑄件缺陷從3.84 cm3減少到0.68 cm3，使鑄件缺陷減少了82.29%，大幅度減少了鑄件鑄造缺陷。
圖5 優化澆注系統后縮松縮孔預測圖
3 保溫措施與冷卻系統設計
由于鋁合金薄壁殼體結構復雜，鑄造過程中必然會產生熱節與冷節，難以順序凝固產生縮松、縮孔缺陷，為了使鋁合金薄壁殼體能夠順序凝固，需要對鑄件冷節處進行保溫，以及對與鑄件熱節處接觸的模具部位進行冷卻。
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