汽车球铁件冒口补缩设计方法及其评价(2)

综述当今国内外流行的球铁件冒口补缩工艺的几种设计方法,结合具体实例,对各种方法进行了比较和评述。认为湿砂型铸造汽车球铁件冒口补缩工艺的设计必须遵循的基本要点是:(1)铸件需要依靠外部补缩源进行补缩;(2)明冒口、冷冒口补缩作用差,应当采用热暗冒口补缩;(3)冒口应设在铸件热节处,冒口及冒口颈必须足够大;(4)进入冒口的内浇道在浇注结束时必须及时封闭;(5)要尽量扩大冒口和冒口颈的作用范围;(6)当铸件存在冒口无法补缩的孤立热节时必须采取局部激冷措施。     

圆筒形球铁件铸造工艺的改进

以往，我厂对圆筒形球铁铸件采用顶部设置大冒口的立流方案，如国1所示。结果是在冒日根部与铸件相接处产生严重的缩孔（松）缺陷。另外，原工艺中冒口直接与铸件相交所形成的接触热节，远大于铸件原来的几何热节，如图2所示。因此，冒口补缩量也就相对增大。同时，分层浇注时的高温铁水通过冒口预充填型胶和补缩铸件产生的“流通效应”，致使冒口颈处铁水温度相应偏高。综合作用的结果：铸件与冒口预接触处铁水凝固速度最慢，最后在冒口颈处形成缩孔（松）缺陷。对圆筒形球铁件重新进行工艺设计，以空心管为例，其材质为球铁420－10，单重…     

球铁齿轮箱体铸造工艺的优化

采用带气流预紧实的KW高压造型机生产地铁齿轮箱上箱体球铁件。由于按原工艺方案生产的铸件多处厚大部位均出现了缩孔、缩松缺陷,利用华铸CAE软件进行了工艺模拟,结果显示：由于冒口颈凝固封闭的时间过早,远离冒口处的热节不能补缩,导致缩松、缩孔缺陷的形成。通过调整冒口尺寸和冒口颈尺寸,在砂芯中部设置冷铁以及进行浇注系统改进等工艺措施,延长了冒口补缩通道畅通时间,提高了补缩效率。试产铸件经解剖和X光探伤确认,缩孔和缩松已被消除,铸件已成功地进行批量生产。     

球铁件应当如何补缩?

由于球铁的收缩大于膨胀，球铁件铸造必需外部补缩。后凝固部位必然是先凝固部位的补缩源，因此，要使冒口具有补缩作用，必须使冒口迟于铸件凝固。为增强外补与自补，冒口颈宜适当厚大，内浇道、排气眼及冷冒口均应在浇注结束时尽快封闭，以增加进铁量，减少排铁量，增大铸件材料含量。实现“均衡凝固”会减少铸件材料含量和膨胀量，对防止缩孔、缩松不利。     

球墨铸铁件冒口补缩失败原因分析--球墨铸铁缩松、缩孔问题探讨(二)

除铸型刚度和铁液冶金质量外．球铁件冒口补缩失败的原因主要是：①采用冷冒口和明冒口；⑦冒口设置位置不当：③冒日直径或，和高度偏小；④内浇道不能在浇注结束时及时凝固；⑤铸件存在与冒口补缩通道不相通的孤立热节；⑥薄、小件补缩通道窄小．冒口补缩不进等。     

球铁后盖铸件缩孔缺陷的消除措施

分析认为球铁后盖铸件热节部位产生缩孔的原因是：原工艺在热节部位设置冒口,使热节增大;而且由于冒口颈偏小,早于铸件热节凝固封闭,使铸件热节不可能通过冒口颈获得补缩。为此采取如下改进措施：1）使冒口远离铸件热节,避免热节增大;2）在热节处设置厚大冷铁,使热节提早凝固收缩,从而可以通过冒口颈获得补缩。改进工艺后,缩孔问题得到了解决。     

中小型球铁件压边冒口的探讨

在实际生产中,球铁件经常使用压边冒口。由于压边宽度较窄,它在球铁件凝固的液态收缩阶段有一定的补缩能力,而在共晶结晶阶段压边处凝固,使铸件完全封闭而能充分利用其自身膨胀,对凝固末期的第二阶段收缩进行补缩,以获得健全铸件。因此压边冒口的补缩作用与中小球铁件的凝固——收缩特性相吻合。当然它也具有自身的一定特点:压边冒口没有明显的冒口颈,这对冒口——铸件补缩系统的冷却——凝固条件和铸型温度场的分布产生影响,给工艺设计带来了新因素。本文对压边冒口的大小、压边宽度、铸型及原材料条件和冒口设计进行讨论。试验是在生产条件下进行的。熔炼设备为2.5吨热风水冷冲天炉。出炉温度1380～1420℃。炉渣氧化铁含量<5％。采用稀土镁硅铁合金球化剂,球铁化学成份为(％):C3.7～3.9。终Si2.7～2.9,Mn<0.5,S<0.03,     

DISA铸造生产线工艺冒口设计的探究

采用CAD/CAE与实验相结合的方法对DISA铸造生产线工艺冒口进行了研究,对比了均衡凝固冒口与控制压力冒口、热冒口与冷冒口在DISA铸造生产线球铁件生产中的补缩效果。实验铸件采用垂直分型浇注方法。首先进行三维工艺造型和凝固数值模拟,观察了铸件中的缩孔、缩松缺陷,并统计缩松体积值。然后进行浇注实验,对铸件产生的收缩体积进行了汇总并与模拟结果进行对比。结果表明,DISA铸造生产线工艺冒口应选择热冒口工艺下的均衡凝固冒口。     

冷铁在我厂球铁件上的应用

球墨铸铁易产生缩松、缩孔缺陷,过去沿用铸钢工艺,靠加大冒口来进行补缩,结果不但使铸件收得率大大降低,而且还很难完全消除缩孔、缩松缺陷。我厂根据球铁凝固特性,通过生产实践,掌握了冒口和冷铁相结合的造型工艺,提高了球铁件的质量和铸件收得率。一、使用冷铁目的1.由于冷铁的激冷作用,可以调整铸件各部位的冷却速度,使易产生缩松、缩孔的热节处加快冷却,从而消除缩孔、缩松缺陷,得到致密的优质铸件,并可用小冒口或无冒口铸造。2.大断面球铁的冷却凝固时间较长,由于孕育衰退造成球墨畸变产生球化不良、用冷铁后,加     

铸钢件锚的动态顺序凝固浇冒口设计

按传统的铸钢件冒口设计工艺方法设计了铸钢件锚的两种生产工艺。传统设计工艺是冒口必须放在铸钢件的热节处,冒口模数必须大干铸件模数,或者冒口直径必须大干铸件热节圆直径,工艺出品率仅为47％和53％。新的设计工艺是冒口离开热节而又靠近热节,四件合用一个浇冒口,提高了冒口温度,形成从铸件远端到冒口颈再到冒口的温度梯度和凝固顺序,以动态顺序凝固提高冒口的补缩能力,工艺出品率提高到74．4％。     

轴承盖缩孔缺陷的防止措施

介绍了轴承盖铸件的结构及技术要求,详细阐述了该件的生产工艺及铸件冒口颈位置出现的缩孔、缩松问题,经过分析,采取了以下改进措施:(1)#5和#6铸件的独立冒口尺寸根部直径由55 mm增大至65 mm;(2)冒口颈参照共用冒口,尺寸改至40 mm×9 mm;(3)补缩距离适当缩短,冒口与热节的距离由53.4 mm改为43.4 mm。生产结果显示:解剖铸件后,铸件内部没有缩孔、缩松缺陷,冒口颈也没有缩孔,冒口补缩效果很好,沿着中心线向铸件进行补缩,最后冒口残留的铁液液位高于分型面20 mm,为铸件最后凝固阶段的补缩提供一部分压力。     

有限补缩原理在拖拉机球铁件上的应用

均衡凝固有限补缩原理,在我厂拖拉机球铁件上已用于10多种零件,发挥了明显的效力,提高了球铁件的质量,降低了废品率,提高了工艺出品率,节省大量的能源和材料。取得了显著的经济效益。车架前梁,材质QTS00—7,重量136kg,湿砂型。铸件基本壁厚12～15mm,最大热节φ50,原工艺两个冒口,其中有一个正对热节补缩,但有时热节内部缩     

摊铺机左右悬臂铸造工艺优化设计研究

介绍了摊铺机左右悬臂铸件的结构及技术要求,针对原工艺铸件的缩松缺陷和材质金相不良问题,提出了改进和优化措施:(1)将原大平板朝下工艺改朝上工艺浇注,并加设发热保温冒口,提高了铸件的补缩压力及补缩能力;将原侧边浇冒口的补缩冒口颈改在2个热节之间,方便浇冒口直接补缩热节;(2)优化球墨铸铁熔炼工艺及成分配料,采用低碳中硅无...     

球墨铸铁件的补缩

结合铸造生产实践,总结了几种行之有效的球墨铸铁件补缩方法,分析了一种有效冷冒口的作用机制,指出树脂砂芯在金属液的热作用下产生的大量气体进入冒口,对其中的金属液进行了物理搅拌,并与其发生放热化学反应,推迟了冒口颈及冒口本体的凝固进程;当厚大热节存在于铸件最高处时,冷铁和冒口并用是既经济又有效的工艺方法。     

锥形冒口在球铁件上的应用

介绍了球铁件锥形冒口的原理和设计方法。试验表明,锥形冒口比普通冒口更有效地消除铸件缩松缺陷,并提高金属补缩率。     

铸钢件冒口离开热节补缩机理的研究

文章在综述了铸钢件顺序凝固补缩理论和目前生产中常用的模数法、补缩液量法、比例法、工艺出品率验算法、冒口三次方程计算法等冒口设计方法之后,分析了铸钢件冒口尺寸、位置及其形成的顺序凝固模式与铸件收缩缺陷的关系,即冒口设计过大和冒口放在热节上,导致热量过分集中,形成较大的接触热节,并不能实现凝固全程的顺序凝固补缩,造成铸件与冒口邻接处常常发生缩孔、缩松、热裂、晶粒粗大、偏析等缺陷.在冒口离开热节工艺实践和动态顺序凝固理论研究工作的基础上,本文首先对5t～10t铸钢半齿圈冒口离开热节工艺进行了分析研究,统计计算了半齿圈轮缘和轮毂薄壁分析的物理模数、冒口偏移距离、冒口有效补缩距离与冒口有效补缩范围,得出了轮缘上冒口离开热节后中间薄壁处的效应增大系数厂=1.17,冒口偏离系数S=3.04,并推导出了半齿圈类铸钢件冒口偏离系数、冒口偏移距离与冒口有效补缩范围以及铸件结构之间的定量关系式.然后按照结构对称性,截取半齿圈铸件轮缘的一部分,将其简化成"T”型试样,轮缘作为主壁,轮辐简化成"T”型试样的辅壁,利用计算机凝固数值模拟,得出了每一厚度的辅壁在凝固初期,对主壁都起到加热作用,即为热筋,当辅壁完全凝固后,对主壁又会起到冷却作用,即变为冷筋,也就是在试样凝固过程中,都有一个从热筋到冷筋的转变过程,"T”型试样随着凝固时间的推移,由于辅壁凝固后期对主壁的冷却作用,两壁相交区域的几何热节由辅壁下部一分为二向两侧推移,铸件热节这种随凝固时间的变化而变化的性质称为热节的动态性.随着辅壁厚度的增大,热节分裂越来越晚,凝固最后两个热节中心距离也越近,铸件热节随铸件几何尺寸以及铸件一铸型系统内其它各构成因素变化而变化的性质,称为热节的系统性.当铸件的几何节最后凝固为永久热节时,冒口离开几何热节才是真正的冒口离开热节.对21511半齿圈铸件轮缘上5种冒口位置的模拟方案中,冒口偏移距离570mm为推荐的工艺方案,冒口离开热节后,靠接触热节和流通效应的作用,维持了中间薄壁部分补缩通道的畅通.对于21511半齿圈冒口离开热节后,冒口补缩时间可缩短11%,冒口模数可减小5.7%,冒口体积可减少16%,冒口补缩效率可提高2%,铸件工艺出品率可提高3.4%,平均生产每吨铸件节约冒口消耗钢水84kg.通过生产统计与数值模拟,最后对铸钢半齿圈给出了冒口离开热节补缩工艺设计的一般方法,使铸钢件冒口离开热节动态顺序凝固理论实用化向前迈进了一步.     

用均衡凝固技术解决球墨铸铁件缩孔

以前我厂球铁件均采用顺序凝固原则,如球铁件下支座甲,材质QT500-5,重4.7kg。浇注系统采用中注方式,在两个热节处分别放侧冒口,铸造工艺方案为图1,铸件质量很不稳定,常在铸件的冒口根部和热节处产生缩孔、缩松。废品率达17％左右,甚至有的炉次操作稍微不注意,缩孔和缩松的废品率高达30％。加大冒口,使冒口重量与铸件重量达到1∶1仍不能解决     

应用均衡凝固理论设计灰铁圆轮铸件的浇注系统

出口欧洲的灰铁铸件圆轮,采用传统顺序凝固理论,正对热节开设冒口补缩的铸造工艺,铸件在补缩的冒口颈处产生缩松缺陷,废品率80%,而且铸件的硬度不均匀,不能满足客户对铸件硬度范围的技术要求。按照均衡凝固理论重新设计浇注系统,冒口不开设在铸件的几何热节处,冒口颈的设计为短薄宽的形式,加大浇口的总截面实现快浇,缩松缺陷得到解决,同时解决了铸件硬度不均匀的问题。生产实践表明,利用均衡凝固理论设计圆轮类铸件的浇注系统工艺,不仅能够解决缩松问题,而且能够使得铸件的硬度更加均匀。     

厚大断面球铁件的无冒口铸造工艺

一、前言我厂生产的Z41—28—30螺母冷(?)机主滑块、飞轮等铸件均属于厚大断面球铁件。过去生产这些铸件采用冒口补缩工艺,以消除缩孔缺陷(工艺简图见图1a和图2a)。但是,由于     

保温冒口在大型球铁件生产中的应用

以４５０ｍ２烧结机台车体球铁件为例，介绍了保温冒口的设计过程。实践表明，大型球铁件保温冒口的有效补缩距离远大于计算值，只要冒口的有效模数和补缩铁水量足够大，就能生产出无收缩缺陷的铸件。