鑄造工藝學(xué)考題

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1、 鑄造工藝學(xué)考題（考試總結(jié)） 一，冷鐵：為增加鑄件局部冷卻速度，在型腔內(nèi)部及工作表面安放的金屬塊 作用： ①在冒口難于補(bǔ)縮的部位防止縮孔 縮松。 ②防止壁厚交叉部位及急劇變化部位產(chǎn)生裂紋。 ③與冒口配合使用，能加強(qiáng)鑄件的順序凝固條件，擴(kuò)大冒口補(bǔ)縮距離或范圍，減少冒口數(shù)目或體積。 ④用冷鐵加速個(gè)別熱節(jié)的冷卻，使整個(gè)鑄件接近于同時(shí)凝固，既可防止或減輕鑄件變形，又可提高工藝出品率。 ⑤改善鑄件局部的金相組織和力學(xué)性能。如細(xì)化基體組織，提高鑄件表面硬度和耐磨性。 ⑥減輕和防止厚壁鑄件中的偏析。 二，分型面及選擇原則 分型面是兩半鑄型接

2、觸的的表面，分型面在很大程度上影響鑄件的尺寸精度，成本和生產(chǎn)率。 選擇原則： ①應(yīng)使鑄件全部或大部分位于同一砂型內(nèi) ②應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)目 ③分型面應(yīng)盡量選用平面 ④便于下芯，合箱和檢查型腔尺寸 ⑤不使砂箱過(guò)高 ⑥受力件的分型面的選擇不應(yīng)削弱鑄件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 ⑦注意減輕鑄件清理和機(jī)械加工量 三鈉水玻璃砂硬化機(jī)理 硬化機(jī)理：因?yàn)樗Ａе斜緛?lái)就有下列平衡，硅酸鈉水解，Na2OmSiO2nH2O=2NaOH+mSiO2nH2O 向水玻璃中吹入二氧化碳時(shí)，由于二氧化碳是酸性氧化物其余水解反應(yīng)NaoH+CO2=Na2co3+H2O促進(jìn)水解反應(yīng)向右進(jìn)行，硅酸分子增多，其發(fā)生縮聚反應(yīng)≡Si

3、-O-H+H-O-Si≡→≡Si-O-Si≡+H2O其還會(huì)進(jìn)一步縮聚，形成凝膠。鈉水玻璃的物理脫水作用，由（液態(tài)到固態(tài)）和化學(xué)反應(yīng)（形成新物質(zhì)）的結(jié)果。 目前鑄造生產(chǎn)中常用的一些硬化方法，都是加入能直接或間接影響上述反應(yīng)平衡點(diǎn)的氣態(tài)、液態(tài)或粉狀硬化劑，與OH-作用，從而降低pH值，或靠失水，或靠上述兩者的復(fù)合作用來(lái)達(dá)到硬化。（1分）a失水發(fā)生由液態(tài)到固態(tài)的轉(zhuǎn)變：凡是能去除水玻璃中水分的方法，如加熱烘干，吹熱空氣或干燥的壓縮空氣，真空脫水，微波照射以及加入產(chǎn)生放熱反應(yīng)的化合無(wú)等都可以使鈉水玻璃硬化。（2分） b化學(xué)反應(yīng)，形成新的產(chǎn)物：鈉水玻璃在加入酸性或具有潛在酸性的物質(zhì)時(shí)，其pH值降低，穩(wěn)

4、定性下降，使得其水解和縮聚過(guò)程加速進(jìn)行。（2分） 目前存在的問(wèn)題及解決方法： ①出砂性差——a）在鈉水玻璃中加入附加物；b）減少鈉水玻璃的用量；c）減低易熔融物質(zhì)的含量；d）采用以石灰石作原砂的鈉水玻璃CO2自硬砂。 ②鑄鐵件粘砂——a）刷涂料，最好使用醇基涂料；b）一般鑄鐵件也可以在鈉水玻璃中加入適量的煤粉或者適量具有填料性能的高嶺土式粘土 ③型、芯表面粉化（白霜）——a）控制鈉水玻璃的水分不要偏高，吹CO2的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，型、芯不要放置太久；b）據(jù)有關(guān)工廠的經(jīng)驗(yàn)，在鈉水玻璃中加入占砂質(zhì)量1%左右，密度為1.3克∕立方厘米的糖漿，可以有效防止粉化。 ④砂芯抗吸濕性差——a）在鈉水玻

5、璃砂中加入鋰水玻璃或在鈉水玻璃中加入Li2CO3、CaCO3、ZnCO3等無(wú)機(jī)附加物；b）在鈉水玻璃中加入少量有機(jī)材料或加入具有表面活性劑作用的有機(jī)物，粘結(jié)劑。 ⑤此外，還存在發(fā)氣量大（注意排氣；先烘干砂芯再澆注）、舊砂再生和回用困難、熱膨脹（加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%的高嶺土粘土形式的鋁土）等問(wèn)題。 四. 闡述用濕型砂鑄造時(shí)出現(xiàn)水分遷移現(xiàn)象時(shí)，其傳熱、傳質(zhì)有何特征？ 答：1）熱通過(guò)兩種方式傳遞，一是通過(guò)溫度梯度進(jìn)行導(dǎo)熱，未被吸收的熱通過(guò)干砂區(qū)傳導(dǎo)至蒸發(fā)界面使水分汽化；二是靠蒸汽相傳遞。蒸汽的遷移依賴于蒸汽的壓力梯度。2）干砂區(qū)的外側(cè)為蒸發(fā)界面及水分凝聚區(qū)，沒(méi)有溫度梯度。3）鑄件表面溫度與干砂區(qū)的

6、厚度及蓄熱系數(shù)有關(guān)。 五. 澆注系統(tǒng)的基本類(lèi)型有哪幾種? 各有何特點(diǎn)？ 答：1.封閉式澆注系統(tǒng) 特點(diǎn)：封閉式澆注系統(tǒng)有較好的阻渣能力，可防止金屬液卷入氣體，消耗金屬少，清理方便。主要缺點(diǎn)是：進(jìn)入型腔的金屬液流速度高，易產(chǎn)生噴濺和沖砂，使金屬氧化，使型內(nèi)金屬液發(fā)生擾動(dòng)、渦流和不平靜。因此，主要應(yīng)用于不易氧化的各種鑄鐵件。對(duì)容易氧化的輕合金鑄件，采用漏包澆注的鑄鋼件和高大的鑄鐵件，均不宜使用。 2.開(kāi)放式澆注系統(tǒng) 主要優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)入型腔時(shí)金屬液流速度小，充型平穩(wěn)，沖刷李小，金屬氧化輕。適用于輕合金鑄件、球鐵件等。漏包澆注的鑄鋼件也宜采用開(kāi)放式澆注系統(tǒng)，但直澆道不能呈充滿態(tài)，以防鋼水外溢，造成

7、事故。主要缺點(diǎn)是，阻渣效果稍差，內(nèi)澆道較大，金屬消耗略多。 按內(nèi)澆道在鑄件上的位置分為（一）頂注式澆注系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)是容易充滿，可減少薄壁件澆不到、冷隔的方面的缺陷；充型后上部溫度高于底部，有利于鑄件自下而上的順序凝固和冒口的補(bǔ)縮；冒口尺寸小，節(jié)約金屬；內(nèi)澆道附近受熱較輕；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于清除。缺點(diǎn)是易造成沖砂缺陷；金屬液下落過(guò)程中接觸空氣，出現(xiàn)激濺、氧化、卷入空氣等現(xiàn)象，使充型不平穩(wěn)。易產(chǎn)生砂孔、鐵豆、氣孔和氧化夾雜物缺陷；大部分澆注時(shí)間，內(nèi)澆道工作在非淹沒(méi)狀態(tài)，相對(duì)地說(shuō)，橫澆道阻渣條件較差。 （二）底注式澆注系統(tǒng) 特點(diǎn)是充型后金屬的溫度分布不利于順序凝固和冒口補(bǔ)縮；內(nèi)澆道附近容易過(guò)熱，導(dǎo)致縮

8、孔、縮松和結(jié)晶粗大等缺陷；金屬液面在上升中容易結(jié)皮，難保證高達(dá)的薄壁鑄件充滿，易形成澆不到、冷隔等缺陷，金屬消耗量澆道。（三）中間注入式澆注系統(tǒng)它兼有頂注式和底注式澆注系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。由于內(nèi)澆道在分型面上開(kāi)設(shè)，故極為方便，廣為應(yīng)用。適用于高度不大的中等壁厚的鑄件。（四）階梯式澆注系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)是金屬液首先由最低層內(nèi)澆道充型，隨著型內(nèi)液面上升，自下而上地、順序地流經(jīng)各層內(nèi)澆道。因而充型平穩(wěn)，型腔內(nèi)氣體排出順利。充型后，上部金屬液溫度高于下部，有利于順序凝固和冒口的補(bǔ)縮，鑄件組織致密。易避免縮孔、縮松。冷隔和澆不到等鑄造缺陷利用多內(nèi)澆道，可減輕內(nèi)澆道附近的局部過(guò)熱現(xiàn)象。主要缺點(diǎn)是：造型復(fù)雜，有時(shí)要求幾個(gè)

9、水平分型面，要求正確的計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 六. 何謂冒口、冒口有效補(bǔ)縮距離？請(qǐng)畫(huà)出鑄鋼板件、桿件、階梯形鑄鋼件，加 與不加冷鐵有效補(bǔ)縮距離示意圖。 答：1）設(shè)置冒口是常用的鑄造工藝措施，冒口常設(shè)置在鑄件的厚壁處或熱節(jié)部位，主要用于防止縮孔、縮松、裂紋和變形等鑄件缺陷。（2分） 2）冒口的有效補(bǔ)縮距離為冒口作用區(qū)與末端區(qū)長(zhǎng)度之和，它是確定冒口數(shù)目的依據(jù)，與鑄件結(jié)構(gòu)、合金成分及凝固特性、冷卻條件、對(duì)鑄件質(zhì)量要求的高低等各種因素有關(guān)，簡(jiǎn)稱為冒口補(bǔ)縮距離。（2分） 3）（5分） 板件及桿件鑄鋼冒口的補(bǔ)縮距離

10、 a) 板形件 b)桿形件 階梯形鑄鋼件冒口補(bǔ)縮距離 1-冒口 2-鑄件 l1=3.5T2 l2=3.5T3-T1 l3=3.5T3-T1+110mm 冷鐵對(duì)冒口補(bǔ)縮距離的影響 a)板件 b) 桿件 1-冒

11、口 2-冷鐵 3-鑄件23 八，冒口的功用是什么？常用哪幾種冒口？冒口的形狀？ 冒口是鑄型內(nèi)用以儲(chǔ)存金屬液的空腔，在鑄件形成時(shí)補(bǔ)給金屬，有防止縮孔，縮松，排氣和 集渣的作用。 常用冒口種類(lèi)：明頂冒口，暗頂冒口，側(cè)冒口。 冒口形狀：圓柱形、球頂圓柱形、長(zhǎng)(腰)圓柱形、球 形及局球形等多種。 七.侵入性氣孔與反應(yīng)性氣孔的本質(zhì)區(qū)別是什么？分析兩種氣孔的形成條件及形成過(guò)程，并提出防止措施。 答：（1）侵入性氣孔與反應(yīng)性氣孔的形成原因不同。前者是由于砂型（芯）空隙中蒸發(fā)出的氣體進(jìn)入鑄型中來(lái)不及逸出形成的較大的不圓整，梨形的氣孔；后者是由于鑄件與砂型中的物質(zhì)反應(yīng)，生成的氣體在型中形核

12、長(zhǎng)大，來(lái)不及逸出，在鑄件表面形成的針狀或蝌蚪狀垂直于鑄件壁的氣孔。（2分） （2）侵入性氣孔形成的條件： 形成過(guò)程：氣體在空隙內(nèi)有氣相處形成氣核，氣體逐漸向氣泡核中聚集，使氣泡長(zhǎng)大，壓力增大，當(dāng)氣泡長(zhǎng)到一定大小時(shí)，下部出現(xiàn)腰或頸，最后斷開(kāi)，逃離型壁進(jìn)入金屬液中。（1分） 防止措施：a減少鑄型發(fā)氣量；b提高金屬液的靜壓力，即形成時(shí)的阻力；c使砂型的緊實(shí)度適中，有利于氣體排出。（1分） （3）反應(yīng)性氣孔的形成條件：金屬液或金屬液的氧化物與型內(nèi)的附加物或加熱時(shí)生成的氣體反應(yīng)，生成較多的氣體。（1分） 形成過(guò)程：（2分） a CO形成學(xué)說(shuō)：Fe與金屬液中的CO2反應(yīng)生成CO，CO不溶于金屬

13、液，在固相或夾雜物上成核，生成的氣體聚集，沿阻力小，柱狀晶方向生長(zhǎng)，來(lái)不及逸出，形成氣孔； b氫引起學(xué)說(shuō)：FeO與金屬液中的H反應(yīng)生成H2O，鋼液脫氧不好時(shí)，生成的H2O質(zhì)點(diǎn)為氣泡核，氣體聚集來(lái)不及逸出時(shí)，形成氣孔； c氮引起學(xué)說(shuō)：有機(jī)粘結(jié)劑砂型中，各組分發(fā)生反應(yīng)生成NH3等氣體，分解形成[N][H]，吸附、溶解、聚集，打一定量時(shí)，金屬液溫度降低，氮?dú)馕龀龀蔀闅馀莺?，氣體聚集，來(lái)不及析出時(shí)形成氣孔。 防止措施：a防止金屬液與鑄型發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；b盡量減少有機(jī)粘結(jié)劑的使用，或用涂料或添加劑等；c避免鑄型發(fā)生吸氣；d在保證砂型強(qiáng)度的基礎(chǔ)上盡量降低型中水分含量。（1分） 九，澆注位置的選擇

14、或確定為何受到鑄造工藝人員的重視？應(yīng)遵循哪些原則？ 確定澆注位置是鑄造工藝設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)，關(guān)系到鑄件的內(nèi)在質(zhì)量、鑄件的尺寸精度鑄造 工藝過(guò)程中的難易，因此往往須制定出幾種方案加以分析，對(duì)此擇優(yōu)選用。 應(yīng)遵循的原則為： 1、鑄件的重要部分應(yīng)盡量置于下部 2、重要加工面應(yīng)朝下或呈直立狀態(tài) 3、使鑄件的大平面朝下，避免夾砂傷疤類(lèi)缺陷 4、應(yīng)保證鑄件能充滿 5、應(yīng)有利于鑄件的補(bǔ)縮 6、避免用吊砂，吊芯或懸臂式砂芯，便于下芯，合箱及檢驗(yàn) 7、應(yīng)使合箱位置，澆注位置和鑄件冷卻位置相一致 十，用模數(shù)法計(jì)算冒口的原理，澆冒口設(shè)計(jì)步驟 遵守順序凝固的基本原理，冒口的凝固時(shí)間τr應(yīng)大

15、于等于鑄件被補(bǔ)縮部位的凝固時(shí)間τc ，遵循公式(Mr/Kr) ≧(Mc/ Kc)，Mr 、Mc 分別為冒口模數(shù)，鑄件模數(shù)Kr 、Kc分別為冒口、鑄件的凝固系數(shù)。在鑄件補(bǔ)縮過(guò)程中冒口金屬逐漸減少，頂面形成縮孔，散熱表面積增大，因而冒口模數(shù)逐漸減少。鑄件模數(shù)由于得到熾熱金屬液的補(bǔ)充模數(shù)相對(duì)的有所增大。 澆冒口設(shè)計(jì)步驟： 1)把鑄件分為幾個(gè)補(bǔ)縮區(qū)，按簡(jiǎn)單幾何體即熱節(jié)點(diǎn)模數(shù)公式計(jì)算各區(qū)模數(shù) 2）計(jì)算冒口及冒口頸的模數(shù) 3） 確定冒口的形狀和尺寸 4） 檢查順序凝固條件，如補(bǔ)縮液是否足夠，補(bǔ)縮通道是否暢通。 5） 校核冒口補(bǔ)縮能力 十一、怎樣發(fā)揮橫澆道阻渣作用 1）橫澆道應(yīng)呈充滿液態(tài)，

16、即滿足充滿條件 2）流速應(yīng)盡可能低 3）內(nèi)澆道的位置關(guān)系要正確a內(nèi)澆道距直澆道應(yīng)足夠遠(yuǎn)，使渣團(tuán)有條件浮起到超過(guò)內(nèi)澆道的吸動(dòng)區(qū)b有正確的橫澆道末端延長(zhǎng)段c封閉式澆鑄系統(tǒng)的內(nèi)澆道應(yīng)位于橫澆道的下部，且和橫澆道同一底面d封閉式澆注系統(tǒng)的橫澆道應(yīng)高而窄，一般取高度為寬度的2倍e內(nèi)澆道應(yīng)遠(yuǎn)離橫澆道的彎道；用直的橫澆道；內(nèi)澆道同橫澆道的鏈接，呈銳角時(shí)初期進(jìn)渣較多；呈鈍角時(shí)增加紊流程度。19. 十二，鑄件的內(nèi)澆道開(kāi)設(shè)的原則是什么？ 答：內(nèi)澆道設(shè)計(jì)的基本原則 （1） 內(nèi)澆道在鑄件上的位置和數(shù)目應(yīng)服從所選定的凝固順序或補(bǔ)縮方法a 同時(shí)凝固：內(nèi)澆道在薄壁處，數(shù)量多且分散分布。b 順序凝固：內(nèi)澆道開(kāi)

17、在厚壁或冒口處c 復(fù)雜鑄件：采用順序凝固與同時(shí)凝固相結(jié)合的原則。 （2） 方向不要沖著細(xì)小砂芯、型壁、冷鐵和芯撐 （3） 內(nèi)澆道應(yīng)盡量薄。 （4） 對(duì)薄鑄件可用多內(nèi)澆道的澆注系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮。 （5） 內(nèi)澆道避免開(kāi)設(shè)在鑄件品質(zhì)要求很高的部位。 （6）各內(nèi)澆道中金屬液的流向應(yīng)盡量一致。 （7）盡量開(kāi)在分型面上。 （8）對(duì)收縮大易裂紋的合金鑄件，內(nèi)澆道的設(shè)置不應(yīng)阻礙收縮。 十三、濕型砂中加入煤粉起什么作用、對(duì)煤粉有什么要求？ 作用：（1）、產(chǎn)生大量還氧性氣體，防止金屬液被氧化并使鐵液表面的氧化鐵被還原和提高型砂的背壓，有利于防止粘砂缺陷（2）煤粉受熱形成的半焦充填堵塞型砂表面顆粒間的

18、孔隙，阻礙金屬液的滲透防止粘砂缺陷 （3） 煤粉受熱后變成膠質(zhì)體，具有可塑性，可吸收原砂的受熱膨脹力，減少夾砂結(jié)疤類(lèi)缺陷（4）煤粉在高溫下受熱分解在鑄型界面上析出光亮碳，使型砂不為金屬液所潤(rùn)濕減少粘砂類(lèi)缺陷 要求：揮發(fā)分含量，灰分、固定碳、光亮碳析出能力，不能太細(xì)。 十四，覆膜砂： 砂粒表面在造型前即覆有一層固體樹(shù)脂膜的型砂或芯砂。有冷法和熱法兩種覆膜工藝：冷法用乙醇將樹(shù)脂溶解，并在混砂過(guò)程中加入烏洛托品，使二者包覆在砂粒表面，乙醇揮發(fā)，得覆膜砂；熱法把砂預(yù)熱到一定溫度，加樹(shù)脂使其熔融，攪拌使樹(shù)脂包覆在砂粒表面，加烏洛托品水溶液及潤(rùn)滑劑，冷卻、破碎、篩分得覆膜砂。 用于鑄鋼件、鑄鐵件。

19、 特點(diǎn)：版本1 1) 具有適宜的強(qiáng)度性能，對(duì)于高強(qiáng)度的殼芯砂，對(duì)于中強(qiáng)度的熱芯盒砂、低強(qiáng)度的有色合金砂均能滿足要求。 2) 流動(dòng)性優(yōu)良，砂芯成型性好、輪廓清晰，能夠制造最復(fù)雜的砂芯，如缸蓋缸體等水套芯。 3) 鑄件表面質(zhì)量好，致密無(wú)疏松，不用涂料也能得到較好的鑄件表面質(zhì)量。 4) 潰散性好，有利于鑄件清理，提高產(chǎn)品使用性能。 5) 砂芯不易吸潮，長(zhǎng)時(shí)間存放后強(qiáng)度不易下降，有利于儲(chǔ)存運(yùn)輸及使用。 6) 覆膜砂可作為商品供應(yīng)，使用單位有較大的選擇余地。 7) 缺點(diǎn)是成本相對(duì)較高；能耗較大；在造型、制芯、及澆筑過(guò)程中產(chǎn)生的刺激性氣味較大，覆膜砂在高溫、高濕季節(jié)儲(chǔ)存時(shí)易結(jié)塊，影響使用等

20、。 版本二：1、振動(dòng)清砂、高強(qiáng)度、低發(fā)氣、低膨脹； 2、渙散性好、鑄件表面光潔度高； 3、殼型不起層、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱性好、流動(dòng)性好,鑄件表面平整； 4、高強(qiáng)度、耐高溫、低膨脹、.脫模性好、抗粘砂性好； 5、殼層均勻不脫殼、固化速度快； 十五，型砂結(jié)構(gòu)組元及作用 各組元的作用 原紗：為鑄型提供必要的耐高溫性能和熱物理性能，有助于高溫金屬液順利充型，以及使金屬液在鑄型中冷卻、凝固并得到所要求形狀和性能的鑄件。 粘結(jié)劑：主要起粘結(jié)沙粒的作用，對(duì)金屬流變性起著主要作用。 附加物：煤粉、渣油、淀粉等，使型砂具有特定性能，并改善鑄件表面質(zhì)量。 微孔：由原紗砂粒提

21、供，保證型芯具有一定的透氣性，在澆注過(guò)程中，使金屬液受熱急劇膨脹形成的氣體和鑄型本身產(chǎn)生的氣體能順利逸出。 十六、何為澆口比，吸動(dòng)區(qū) 澆口比指的是澆注系統(tǒng)中直澆道，橫澆道，內(nèi)澆道的截面積之比（即S直：S橫：S內(nèi)）橫澆道內(nèi)，在內(nèi)澆道入口周?chē)嬖谝粋€(gè)區(qū)域只要金屬液進(jìn)入該區(qū)就會(huì)自動(dòng)流入內(nèi)澆道，該區(qū)域稱為吸動(dòng)區(qū)。 十七、橫澆道為何要有末端延長(zhǎng)端。第一個(gè)內(nèi)澆道為何不能緊臨直澆道？ 末端延長(zhǎng)段作用：1）容納最初澆鑄的低溫，含氣及渣污的金屬液，防止其進(jìn)入型腔；吸收液流動(dòng)能，使金屬液流入型腔平穩(wěn)。末端呈坡形可阻止金屬液流到末端時(shí)出現(xiàn)折返現(xiàn)象。 內(nèi)澆道應(yīng)距直澆道足夠遠(yuǎn)，使渣團(tuán)有條件浮起到超過(guò)內(nèi)澆道的吸

22、動(dòng)區(qū)。 非重點(diǎn)部分 一 闡述應(yīng)用奧贊(Osann)公式進(jìn)行鑄鐵件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟。 答：通常在確定鑄造方案的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，用奧贊(Osann)公式進(jìn)行鑄鐵件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟如下： 1)選擇澆注系統(tǒng)類(lèi)型（封閉式、開(kāi)放式、半封閉式、頂注式、中間注入式等）。 2)確定內(nèi)澆道在鑄件上的位置、數(shù)目和金屬引方向； 3)決定直澆道的位置和高度。 一般應(yīng)使直澆道高度等于上砂箱高度，為了保證金屬液能充滿離直澆道最遠(yuǎn)的鑄件最高部位，鑄件高點(diǎn)離澆口杯內(nèi)液面的高度必須有一最小值ＨＭ，（稱為剩余壓力頭，ＨＭ＝Ｈ０－Ｐ）。

23、 4)計(jì)算澆注時(shí)間并核算金屬上升速度 核算鑄件最大橫截面處的型內(nèi)金屬液上升速度。當(dāng)不滿足要求時(shí)，應(yīng)縮短澆注時(shí)間或改變澆注位置。 5)計(jì)算阻流截面積：依水力學(xué)公式（奧贊公式）計(jì)算阻流截面積S阻。 6）確定澆口比并計(jì)算各組元截面積 ：澆注系統(tǒng)中主要組元的截面的截面積比例關(guān)系 稱為澆口比。以阻流截面積為基數(shù)（作為１）計(jì)算其他組元的斷面積。 7）繪出澆注系統(tǒng)圖形 二，內(nèi)冷鐵的熔接過(guò)程 1）澆注后，在很短的時(shí)間內(nèi)，冷鐵吸熱升溫，使靠近冷鐵表面的金屬液過(guò)冷，產(chǎn)生類(lèi)似純金屬組織的粒狀等軸晶； 2）自粒狀等軸晶表面陸續(xù)生長(zhǎng)樹(shù)枝晶，隨時(shí)間延長(zhǎng)，結(jié)晶速度減小， 直到結(jié)晶前沿停止前進(jìn)，

24、此時(shí)，冷鐵的溫度已上升到固相線附近。 3）冷鐵作用區(qū)溫度升高，冷鐵周?chē)研纬傻臉?shù)枝晶重新熔化，冷鐵表面達(dá)到熔點(diǎn) 4）內(nèi)冷鐵局部或完全融化，最后由于鑄件外壁結(jié)晶前沿向中心推進(jìn)而使凝固結(jié)束 三、澆注系統(tǒng)的組成及各部分的作用 1.澆口杯：承受來(lái)自澆包的金屬液，防止金屬液飛濺和溢出，便于澆注；減輕液流對(duì)型腔的沖擊；分離渣滓和氣泡，阻止其進(jìn)入型腔；增加充型的壓力頭 2.直澆道：從澆口杯引導(dǎo)金屬向下，進(jìn)入橫澆道、內(nèi)澆道或直澆道導(dǎo)入型腔。提供足夠的壓力頭，使金屬液在重力作用下能克服各種流動(dòng)阻力，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)充滿型腔 3.直澆道窩：緩沖作用；縮短直—橫拐彎處的高度紊流區(qū)；改善內(nèi)澆道的流量分布；減

25、小直—橫澆道拐彎處的局部阻力系數(shù)和水頭損失；浮出金屬液中的氣泡 4.橫澆道：向內(nèi)澆道分配潔凈的金屬液；儲(chǔ)留最初澆入的含氣和渣污的低溫金屬液并阻留渣滓；使金屬液流平穩(wěn)和減少產(chǎn)生氧化夾渣物 5.內(nèi)澆道：控制充型速度和方向，分配金屬，調(diào)節(jié)鑄件各部位的溫度和凝固順序，澆注系統(tǒng)的金屬液通過(guò)內(nèi)澆道對(duì)鑄件有一定的補(bǔ)縮作用 四、芯頭的組成、作用和設(shè)計(jì) 芯頭組成：芯頭長(zhǎng)度、斜度、間隙、壓環(huán)、防壓環(huán)和積砂槽等結(jié)構(gòu) 作用：固定型芯，避免型芯漂浮，將芯子中澆注時(shí)產(chǎn)生的氣體導(dǎo)出 設(shè)計(jì)1芯頭高度： 對(duì)于細(xì)而高的砂芯，上下都應(yīng)留有芯頭，以免在液體金屬?zèng)_擊下發(fā)生偏斜，而且下芯頭應(yīng)取高一些。對(duì)于濕型可不留間隙，以

26、便下芯后能使砂芯保持直立，便于合箱 對(duì)于粗而矮的砂芯，常不可用上芯頭（高度為零），這可使造型、合箱方便 3）對(duì)于等截面的或上下對(duì)稱的砂芯，上下芯頭可用相同的高度和斜度，而對(duì)需要區(qū)分上下芯頭的砂芯，一般應(yīng)使下芯頭高度高于上芯頭的。 2芯頭斜度：為合箱方便，避免上下芯頭和鑄型相碰，上芯頭和上芯頭座的斜度應(yīng)大些。對(duì)水平芯頭，如果造芯時(shí)芯頭不留斜度就能順利從芯盒中取出，那么芯頭可不留斜度。芯座—模樣的芯頭總是留有斜度的，至少在斷面上要留有斜度，上箱斜度比下箱的大，以免合箱 時(shí)和砂芯相碰 3芯頭間隙：為下芯方便，通常在芯頭和芯座之間留有間隙。機(jī)器造型、制芯時(shí)間隙一般較小，而手工造型、制芯

27、則間隙較大，濕型的間隙小，干砂型、自硬型的間隙大；芯頭尺寸大，間隙大 五、鑄造工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 1.鑄件尺寸公差：鑄件尺寸公差是指鑄件各部分尺寸允許的極限偏差，取決于鑄造工藝方法等多種因素 2.機(jī)械加工余量：為保證鑄件的加工面尺寸和零件精度，應(yīng)有加工余量，即在鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加的，而后在機(jī)械加工時(shí)又被切去的金屬層厚度，成為機(jī)械加工余量，簡(jiǎn)稱加工余量。 3.鑄造收縮率：K=[（Lm-Lj）/Lj]*100% Lm—模樣（或芯盒）工作面的尺寸 Lj—鑄件尺寸 起模斜度：為了方便起模，在模樣、芯盒的出模方向留有一定的斜度，以免損壞砂型或砂芯，這個(gè)斜度稱為起模斜度。 反變形量：鑄造較大

28、的平板類(lèi)、床身類(lèi)等鑄件時(shí)，由于冷卻速度的不均勻性，鑄件冷卻后常出現(xiàn)變形。為了解決撓曲變形問(wèn)題，在制造模樣時(shí)，按鑄件可能產(chǎn)生變形的相反方向做出反變形模樣，使其于變形量抵消，這樣在模樣上做出的預(yù)變形量稱為反變形量。而支座沒(méi)有較大平板故基本不會(huì)產(chǎn)生撓曲變形，所以不用設(shè)置反變形量。 6分型負(fù)數(shù)：干砂型、表面烘干型以及尺寸較大的濕砂型，分型面由于烘烤，修整等原因一般都不很平整，上下型接觸面很不嚴(yán)。為了防止?jié)沧r(shí)炮火，合箱前需要在分型面之間墊以石棉繩、泥條等，這樣在分型面處明顯增加了鑄件的尺寸。為了保證鑄件尺寸精確，在擬定工藝時(shí)為抵掉鑄件增加的尺寸而在模樣上減去相應(yīng)的尺寸稱為分型負(fù)數(shù)。而支座是濕型且是小

29、型鑄件故不予考慮分型負(fù)數(shù)。 7工藝補(bǔ)正量：為防止鑄件局部尺寸由于選擇的鑄造收縮率不合適、砂型和砂芯對(duì)鑄件的阻礙、錯(cuò)箱、砂芯上浮等原因造成超差，在相應(yīng)的非加工面上增厚的金屬層。 8砂芯負(fù)數(shù)：大型粘土砂芯在春砂過(guò)程中砂芯向四周漲開(kāi)，刷涂料以及在烘干過(guò)程中發(fā)生的變形，使砂芯四周尺寸增大。為了保證鑄件尺寸準(zhǔn)確，將芯盒的長(zhǎng)、寬尺寸減去一定量，這個(gè)被減去的量叫做砂芯負(fù)數(shù)。 六、提高通用冒口補(bǔ)縮效率的措施 a）提高冒口中金屬液的補(bǔ)縮壓力，如采用大氣壓力冒口等 b）延長(zhǎng)冒口中金屬液的保持時(shí)間，如采用保溫冒口、發(fā)熱冒口等 七、冒口補(bǔ)充 3.通用冒口補(bǔ)縮原理1）基本條件a)冒口凝固時(shí)間不小于鑄件（被補(bǔ)縮部分）的凝固時(shí)間b)有足夠的金屬液補(bǔ)充鑄件的液態(tài)收縮和凝固收縮，補(bǔ)償澆注后型腔擴(kuò)大的面積c)在凝固期間，冒口和被補(bǔ)縮部分之間存在補(bǔ)縮通道，擴(kuò)張角向著冒口 2）選擇冒口位置的原則 a）冒口應(yīng)就近設(shè)在鑄件熱節(jié)的上方或側(cè)旁 b）冒口應(yīng)盡量設(shè)在鑄件最高、最厚的部位。對(duì)低處的熱節(jié)增設(shè)補(bǔ)貼或使用冷鐵，造成補(bǔ)縮的有利條件 c）冒口不應(yīng)設(shè)在鑄件重要的、受力大的部位 d）冒口位置不要選在鑄造應(yīng)力集中處 e）盡量用一個(gè)冒口同時(shí)補(bǔ)縮幾個(gè)熱節(jié)或鑄件 f）冒口布置在加工面上，可節(jié)約鑄件精整工時(shí)，零件外觀好 g)不同高度上的冒口，應(yīng)用冷鐵使各個(gè)冒口的補(bǔ)縮范圍隔開(kāi)