澆注工藝
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-10-28
澆注工藝的實例教程
大型鑄件的特點是尺寸大，即體積大、質(zhì)量重、澆注的鐵液多、壁厚相對較厚，形狀有的簡單、有的復雜；不同領域的鑄件，具有不同的要求。大型鑄件澆注系統(tǒng)設計及澆注需掌握的主要原則為分散底注（分層注人效果最好），快速澆注（多加出氣冒口），高溫澆注（加強芯子排氣）。
1．分散底注式澆注
圖2為分散底注式澆注系統(tǒng)圖。優(yōu)點：有利于金屬液平穩(wěn)地充滿鑄型；減少金屬液氧化，對型、芯沖擊力小；防止造成沖砂，減小紊流，減少氣體裹人；有利于型腔氣體的排出：有利于除渣：避免各部溫差過大，有利于減少鑄件收縮應力，對長、薄鑄件有利于減小變形量，有利于防止裂紋缺陷發(fā)生。
缺點：如果充型時間過長，金屬液在型腔上升中長時間與空氣接觸，表面易生成氧化皮（需快速澆注予以克服）；鑄件下部溫度高，不利于補縮（對灰鑄鐵件影響不大）。
2．快速澆注
優(yōu)點：鐵液上升速度快，不容易氧化：鐵液對型腔的烘烤時間短，減小涂層開裂、脫落的可能性，減少鑄件夾渣等缺陷的產(chǎn)生；防止出現(xiàn)澆不足、冷隔缺陷；使型腔內(nèi)氣壓增大，迫使氣體容易從鑄型向外排出，鑄件不容易產(chǎn)生氣孔等孔洞類缺陷：鑄件各部的溫度差小，防止裂紋發(fā)生。
缺點：低強度類型的砂型易產(chǎn)生沖砂類缺陷，對于樹脂砂等強度較高的砂型，影響較小：澆注系統(tǒng)的截面積有所增大，鑄件工藝出品率有所降低。
3．合理澆鑄時間的確定
生產(chǎn)中常用澆注時間表示澆注速度。對鑄件而言，澆注時間長，意味著澆注速度慢：反之，意味著澆注速度快。適宜的澆注時間應根據(jù)鑄件質(zhì)量、壁厚、結(jié)構、技術要求等綜合考慮而定。表1為鑄鐵件澆注速度的一般原則。
展開 大型鑄件的特點是尺寸大，即體積大、質(zhì)量重、澆注的鐵液多、壁厚相對較厚，形狀有的簡單、有的復雜；不同領域的鑄件，具有不同的要求。大型鑄件澆注系統(tǒng)設計及澆注需掌握的主要原則為分散底注（分層注人效果最好），快速澆注（多加出氣冒口），高溫澆注（加強芯子排氣）。
1．分散底注式澆注
圖2為分散底注式澆注系統(tǒng)圖。優(yōu)點：有利于金屬液平穩(wěn)地充滿鑄型；減少金屬液氧化，對型、芯沖擊力小；防止造成沖砂，減小紊流，減少氣體裹人；有利于型腔氣體的排出：有利于除渣：避免各部溫差過大，有利于減少鑄件收縮應力，對長、薄鑄件有利于減小變形量，有利于防止裂紋缺陷發(fā)生。
缺點：如果充型時間過長，金屬液在型腔上升中長時間與空氣接觸，表面易生成氧化皮（需快速澆注予以克服）；鑄件下部溫度高，不利于補縮（對灰鑄鐵件影響不大）。
2．快速澆注
優(yōu)點：鐵液上升速度快，不容易氧化：鐵液對型腔的烘烤時間短，減小涂層開裂、脫落的可能性，減少鑄件夾渣等缺陷的產(chǎn)生；防止出現(xiàn)澆不足、冷隔缺陷；使型腔內(nèi)氣壓增大，迫使氣體容易從鑄型向外排出，鑄件不容易產(chǎn)生氣孔等孔洞類缺陷：鑄件各部的溫度差小，防止裂紋發(fā)生。
缺點：低強度類型的砂型易產(chǎn)生沖砂類缺陷，對于樹脂砂等強度較高的砂型，影響較小：澆注系統(tǒng)的截面積有所增大，鑄件工藝出品率有所降低。
3．合理澆鑄時間的確定
生產(chǎn)中常用澆注時間表示澆注速度。對鑄件而言，澆注時間長，意味著澆注速度慢：反之，意味著澆注速度快。適宜的澆注時間應根據(jù)鑄件質(zhì)量、壁厚、結(jié)構、技術要求等綜合考慮而定。表1為鑄鐵件澆注速度的一般原則。
展開 大型鑄件的特點是尺寸大，即體積大、質(zhì)量重、澆注的鐵液多、壁厚相對較厚，形狀有的簡單、有的復雜；不同領域的鑄件，具有不同的要求。大型鑄件澆注系統(tǒng)設計及澆注需掌握的主要原則為分散底注（分層注人效果最好），快速澆注（多加出氣冒口），高溫澆注（加強芯子排氣）。
1．分散底注式澆注
圖2為分散底注式澆注系統(tǒng)圖。
優(yōu)點：有利于金屬液平穩(wěn)地充滿鑄型；減少金屬液氧化，對型、芯沖擊力小；防止造成沖砂，減小紊流，減少氣體裹人；有利于型腔氣體的排出：有利于除渣：避免各部溫差過大，有利于減少鑄件收縮應力，對長、薄鑄件有利于減小變形量，有利于防止裂紋缺陷發(fā)生。
缺點：如果充型時間過長，金屬液在型腔上升中長時間與空氣接觸，表面易生成氧化皮（需快速澆注予以克服）；鑄件下部溫度高，不利于補縮（對灰鑄鐵件影響不大）。
2．快速澆注
優(yōu)點：鐵液上升速度快，不容易氧化：鐵液對型腔的烘烤時間短，減小涂層開裂、脫落的可能性，減少鑄件夾渣等缺陷的產(chǎn)生；防止出現(xiàn)澆不足、冷隔缺陷；使型腔內(nèi)氣壓增大，迫使氣體容易從鑄型向外排出，鑄件不容易產(chǎn)生氣孔等孔洞類缺陷：鑄件各部的溫度差小，防止裂紋發(fā)生。
缺點：低強度類型的砂型易產(chǎn)生沖砂類缺陷，對于樹脂砂等強度較高的砂型，影響較小：澆注系統(tǒng)的截面積有所增大，鑄件工藝出品率有所降低。
3．合理澆鑄時間的確定
生產(chǎn)中常用澆注時間表示澆注速度。對鑄件而言，澆注時間長，意味著澆注速度慢：反之，意味著澆注速度快。適宜的澆注時間應根據(jù)鑄件質(zhì)量、壁厚、結(jié)構、技術要求等綜合考慮而定。表
1為鑄鐵件澆注速度的一般原則。
澆注時間與鑄件結(jié)構、材質(zhì)、鑄型條件、澆注溫度等因素有關，每一個鑄件都有一個合理的澆注時間與其對應。
展開 (4)柴油發(fā)動機曲軸箱
鑄件質(zhì)量29000 kg;澆冒口質(zhì)量15500 kg;澆注質(zhì)量44500 kg；最小壁厚25mm；牌號GC；澆注溫度140℃；澆注時間86s;采用自硬砂手工造型；內(nèi)澆口位置參照圖6所示。
結(jié)論
對于使用強度較高的鑄型生產(chǎn)的大型鑄鐵件，在澆注工藝上采用分散、底注的澆注方式，同時輔以適當提高澆注速度、適當提高澆注溫度的方法，可以大大減少鑄件孔眼類缺陷（氣孔、渣眼、鐵豆）、裂紋類缺陷（熱裂、冷裂）、表面類缺陷（冷隔、澆不足）、組織及性能類缺陷（孕育衰退）的產(chǎn)生，提高鑄件的成品率，減少廢品損失，降低鑄件加工過程中由于鑄件內(nèi)部缺陷的原因報廢而造成的機械加工損失。
文章來源鑄造工業(yè)網(wǎng)
展開 大型鑄件的特點是尺寸大，即體積大、質(zhì)量重、澆注的鐵液多、壁厚相對較厚，形狀有的簡單、有的復雜；不同領域的鑄件，具有不同的要求。大型鑄件澆注系統(tǒng)設計及澆注需掌握的主要原則為分散底注（分層注人效果最好），快速澆注（多加出氣冒口），高溫澆注（加強芯子排氣）。
1．分散底注式澆注
圖2為分散底注式澆注系統(tǒng)圖。優(yōu)點：有利于金屬液平穩(wěn)地充滿鑄型；減少金屬液氧化，對型、芯沖擊力小；防止造成沖砂，減小紊流，減少氣體裹人；有利于型腔氣體的排出：有利于除渣：避免各部溫差過大，有利于減少鑄件收縮應力，對長、薄鑄件有利于減小變形量，有利于防止裂紋缺陷發(fā)生。
缺點：如果充型時間過長，金屬液在型腔上升中長時間與空氣接觸，表面易生成氧化皮（需快速澆注予以克服）；鑄件下部溫度高，不利于補縮（對灰鑄鐵件影響不大）。
2．快速澆注
優(yōu)點：鐵液上升速度快，不容易氧化：鐵液對型腔的烘烤時間短，減小涂層開裂、脫落的可能性，減少鑄件夾渣等缺陷的產(chǎn)生；防止出現(xiàn)澆不足、冷隔缺陷；使型腔內(nèi)氣壓增大，迫使氣體容易從鑄型向外排出，鑄件不容易產(chǎn)生氣孔等孔洞類缺陷：鑄件各部的溫度差小，防止裂紋發(fā)生。
缺點：低強度類型的砂型易產(chǎn)生沖砂類缺陷，對于樹脂砂等強度較高的砂型，影響較小：澆注系統(tǒng)的截面積有所增大，鑄件工藝出品率有所降低。
3．合理澆鑄時間的確定
生產(chǎn)中常用澆注時間表示澆注速度。對鑄件而言，澆注時間長，意味著澆注速度慢：反之，意味著澆注速度快。適宜的澆注時間應根據(jù)鑄件質(zhì)量、壁厚、結(jié)構、技術要求等綜合考慮而定。表1為鑄鐵件澆注速度的一般原則。
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澆注工藝的最新內(nèi)容
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目前這套新的設計方式已經(jīng)廣泛的使用于通用汽車的澆注工藝中。
采用適流澆注系統(tǒng)，通過控制內(nèi)澆口入口速度和橫澆道流速，計算澆道截面積，再結(jié)合鑄造仿真計算結(jié)果對澆注系統(tǒng)進行模擬工藝設計可行性等措施提高產(chǎn)品工藝質(zhì)量。經(jīng)過批量生產(chǎn)驗證，鑄件廢品率控制在4.02%，滿足產(chǎn)品廢品率低于5%的要求。
（3）澆注溫度和澆注系統(tǒng)及澆注工藝。白模沒有完全分解，裂解，氣化EPS，StMMA，導致出現(xiàn)焦化狀的夾渣，從而形成炭黑，尤其是使用EPS白模，球墨鑄鐵薄壁和沖天爐熔煉處理的球墨鑄鐵的鐵液，更易產(chǎn)生炭黑。鑒于此，建議企業(yè)在選擇白模時盡量采用StMMA。
（4）砂型的緊實度和透氣性，真空泵抽氣。
基于上述缺陷，建立充型流動過程夾雜運動預測模型，將此模擬結(jié)果與實驗缺陷進行了對比，驗證了夾雜運動預測模型的準確性，在此基礎上，通過數(shù)值模擬手段進行下環(huán)鑄鋼件充型流動過程的工藝優(yōu)化，并將工藝優(yōu)化后的方案進行實際澆注，驗證了工藝優(yōu)化方案的正確性。
4）澆注
離心鑄造時，澆注工藝有其本身的特點，首先由于鑄件的內(nèi)表面是自由表面，而鑄件厚度的控制全由所澆注液體金屬的數(shù)量決定，故離心鑄造澆注時，對所澆注金屬的定量要求較高。此外由于澆注是在鑄型旋轉(zhuǎn)情況下進行的，為了盡可能地消除金屬飛濺的現(xiàn)象，要很好控制金屬進入鑄型時的方向。
液體金屬的定量有重量法、容積法和定自由表面高度（液體金屬厚度）法等。
圖2 是鑄件自然凝固（僅模擬鑄件本體，未設置冒口、補貼、冷鐵、澆注系統(tǒng)等鑄造工藝）過程模擬，可以確定鑄件凝固的先后順序和最后凝固部位，為放置冒口、補貼和冷鐵提供了依據(jù)。
2.2 分型方案確定
通常的鑄鋼汽缸為方便補縮水平中分面法蘭，是以水平中分面為分型面，整個鑄件位于下箱。
因此該支架的澆注系統(tǒng)工藝方案能夠保證鑄件的質(zhì)量，模具可以按照此工藝方案進行設計、加工。
3、產(chǎn)品試生產(chǎn)
模具制作完成后，進行試生產(chǎn)。經(jīng)熔煉、澆注、鋸切工序完成后，對試生產(chǎn)的產(chǎn)品進行X-Ray探傷檢查，X射線發(fā)射管設置電壓90KV，探傷效果如圖所示，產(chǎn)品內(nèi)部無氣孔、縮孔缺陷。
表5灰鑄鐵件的澆注溫度
表6建議灰鑄鐵件的澆注溫度
5．不同大型鑄鐵件澆注工藝舉例
(1)葉片環(huán)狀支架
鑄件質(zhì)量25800 kg;澆冒口質(zhì)量4200 kg;澆注質(zhì)量30000 kg;最小壁厚80mm;牌號GGG-40:澆注溫度138℃：澆注時間50s;采用白硬砂手工造型；內(nèi)澆口位置為底部側(cè)面（如圖3所示）。
