【正文】 前述的兩種計算方法，都是在一定的生產(chǎn)條件下，經(jīng)過大量生產(chǎn)驗證而獲得的結(jié)論。但是，鑄件熱截處短邊為16m，此處之水口勢必為矩形，因此，反過來在圖33中，a標(biāo)在線取點16，D標(biāo)在線取19，連此二點并將其延長與b標(biāo)線相交于23，于是得此鑄件之水口為16mm23mm。圖中標(biāo)線a和b表示鑄件熱戴部位最小矩形熱截面的長與寬，D線表示當(dāng)量熱截圓直徑。令此單元與熱截具有相同的凝固模數(shù)和重量，此單元圓柱體的直徑稱為當(dāng)量熱截直徑。從表中可以看出，~,即d=(~）D熱截面。確定水(澆)口尺寸一殺可用兩種方法,一種是熱截圓比例法，另一種是模數(shù)法，它們都以鑄件補縮為基點。 一般在工廠中使用最多的澆道系統(tǒng)是工件直接焊在直澆道的方案，今將常用的多澆道組合參考尺寸列舉于表七中以供參考運用。采用切割砂輪片切割時，其長度多為8~10mm。其次，澆口長度短在鑄件上的殘留量很小，這就大大減少了鑄件澆口表面的打磨工作量，與一般用功割砂輪片切割相比，此種澆口可省去大量的切割砂輪片，切割工時，并可防止因切割作業(yè)不當(dāng)，所引起的鑄件割傷及人員受傷事件。原方案是采用三個水(澆)口從鑄件上、中、下三處引入金屬(圖27b) 。圓形水(澆)口(圖26b)的凝固模數(shù)大，補縮效果很妤。從上面二圖可以有一個結(jié)論，水口距圓孔愈遠，對孔徑變形的影響愈小。水口設(shè)計包括確定其位置、數(shù)量、形狀、長度和截面尺寸等內(nèi)容。圖21顯示鑄件“l(fā)”焊在澆道“2”上，右側(cè)部分的焊接法，所占之空間較小，單位長度澆道上，可焊工件件數(shù)較多，換言之，就是鋼水利用率較高，但是因扭曲變形而造成不良率卻又高達50%左右,倘若改為左側(cè)的組樹方案，雖然鋼水利用率較低，但是，鑄件良品率卻高達100%。以避免因相對運動而產(chǎn)生亂流減速現(xiàn)象。橫澆道道形狀可為環(huán)形、圓盤形、方塊形和條形等。第一類是下澆道本身直接當(dāng)冒口供應(yīng)鑄件補縮之所需，而鑄件與澆道連接的通路，就同時肩負水口及冒口頸的功能。尚有部分廠商采用預(yù)鑄型澆口杯，因為預(yù)鑄類似耐火磚，杯口完全無缺損，浸漿祗浸到澆口杯的一半，亦可防止落砂。此外，還附設(shè)一些其它的單元如撇渣器、緩沖器、排氣口等。各種不同組合之結(jié)論列于表三，總結(jié)有井之結(jié)構(gòu)，下澆道井的截面積應(yīng)為下澆道的5倍,其深度與直徑相同時，其靜止期最短。所以這種最被鑄造廠喜愛采用的澆道系統(tǒng)，竟然是最容易產(chǎn)生氣孔的組合。g.)澆注時,隨金屬液澆入爐渣及除渣劑。若改為typeⅢ的組樹，工件不焊在下澆道上，而是焊在經(jīng)過橫澆道后逆向的直澆道上，這個系統(tǒng)有一個集渣的橫澆道尾緩沖區(qū)K，工件如E、F、L的焊在可做冒口補縮作用的直澆道上，雖然工藝出品率下降了，但鑄件的干凈度卻大大的提高了，若鑄件表面有細紋則更相對的提高了良品率。在直澆道系統(tǒng)中，充填性最佳的是在中間偏下部位，上面部位可能壓頭高度不夠，亦即靜壓不足，而最大部位可能是金屬液的穩(wěn)流狀態(tài)不佳及初入之金屬液溫度較低之故。金屬液的靜壓力對是否能完全充滿模穴，有密切的關(guān)系，一般以壓頭高Hp示之
上式中 σ———表面張力，熔融中碳鋼約為1500dyn/cm ———鑄件肉厚，cm
γ———金屬液的表面張力，gm/cm3
g———重力加速度，cm/sec2
從上式中加以計算，其壓頭高要3cm，其壓頭高要9cm才足夠。形成半徑Rm的凸出面和與陶瓷模壁產(chǎn)生θ的接觸角,在厚件中 ＞2Rm式中 ———鑄件肉厚
Rm———自由表面與模壁之間的圓弧半徑
θ———金屬液與陶瓷模壁的接觸角，對鋼液而言，模壁的潤濕性約為θ~180。如圖所示，為一由17–22AS不銹鋼制造的支撐圈，其直徑為28吋，而中間連接的腹板(web)，在生產(chǎn)時，澆不足及熱裂(hot tearing)的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，甚至在熱處理時，經(jīng)常有發(fā)絲狀裂紋(hairline crack)出現(xiàn)，就可解法這種疵病，但受重量的限制而不可行，最后，鑄造工桯師用了56個冒口才解決這個問題。實例2 在實際生產(chǎn)的情況下，往往是鑄件壁厚的區(qū)域，被薄壁分割，會造成澆滿及凝固補縮的困繞。表62和39。三、孔 和 糟熔模鑄造可鑄出比其它任何精密鑄造法都復(fù)雜的孔型和內(nèi)腔，從而可以大大節(jié)約加工工時和金屬，并可減輕零件重量。F孔不鑄，澆口設(shè)在此處。b)壁的連接當(dāng)兩壁相接便會產(chǎn)生圖中所示的熱截圓的變化，d大于a，b，c，換言之，就是d處熱儲量最大，凝固最慢，因此，在d處自然在沒有冒口補充的情況下，非常容易產(chǎn)生縮孔。在Fig. 7 的上圖表顯示一個在最小厚度與最大長度的相互關(guān)系，而下圖表則顯示在鑄件有通孔或盲孔時，孔徑與孔深的關(guān)系。177。圖2系一個有弧形通道的工件，同樣如圖2(a) 的設(shè)計也無法用金屬抽芯來制模，若改為圖2(b) 的設(shè)計，將內(nèi)圓角改為尖角，則可以用兩支抽芯做出弧形通道的內(nèi)孔。 根據(jù)熔模鑄造生產(chǎn)特點，零件結(jié)構(gòu)工藝性要考慮以下要求。只有做好這兩個方面的調(diào)查研究，才能使設(shè)計符合生產(chǎn)實際情況。按每公斤的價格來說，包模鑄件與同類型鍛件相近甚至還高些，但是由于大幅度減少了加工量，因而零件最終成本還是低的。不少鍛件、焊接件、沖壓件和切削加工件，都可以用熔模鑄造方法生產(chǎn)。 對于鑄件質(zhì)量上的要求，一般是包括兩個方面，一是保證技術(shù)要求的尺寸精度、幾何精度和表面光潔度，二是保證機械性能和其它工作性能等內(nèi)在質(zhì)量方面的要求。 熔模鑄造雖然可以鑄造形狀十分復(fù)雜的、加工量甚少甚至不加工的零件，但零件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和重量等，必須符合熔模鑄造本身的工藝要求。還要力求使設(shè)計符合實踐性、科學(xué)性。結(jié)構(gòu)工藝性不好的鑄件，往往孕育著產(chǎn)生缺陷和廢品的可能性，也會增加制造成本。至于其它的制模問題，用于砂模鑄造的原理同樣適用于包模鑄造 圖2 鑄件內(nèi)角的重設(shè)計(2)在圖1中，一個包模鑄件因為內(nèi)圖1 鑄件內(nèi)角的重設(shè)計(1) 部有一圓角，而且需要用兩個抽芯，A及B兩個芯子進出的方向如圖1(a) 所示，要想將有倒鉤的芯子抽出而又不傷損工件是根本不可能。當(dāng)鑄件芯子部位因受熾熱的金屬圍繞，內(nèi)外部份的散熱狀況不一致，內(nèi)部陶瓷受高溫而膨脹，但外部因有金屬包覆又無法自由伸展，陶瓷材料因而有強烈的彎曲變形的應(yīng)力，此時，外部熱的不均勻分布，芯部自然向高溫部分扭曲變形，便使鑄件的壁厚產(chǎn)生了不均勻的結(jié)果。表 2 。不過在澆注薄件時，為求延長金屬液在注滿模穴的過程中開始凝固的時間，往往還是以提高模溫及金屬液溫來達到目的。后改成b圖所示，即將上述五處壁厚減薄，形39。圖63所示零件在A、B、C處均有大平面,C處有盲孔。, 零件上要力求避免盲孔。例如 圖66所示的車床手柄原由三個機械加工件組成，改為整體熔模鑄件后，且節(jié)約了許多金屬材料。實例3 圖是一個兩端及中間部份都是厚而卻被厚度僅的薄壁部份連接的8620低合金鋼鑄件，在原設(shè)計的條件下，雖然用了6個澆口及兩條小的連接肋，但鑄件的結(jié)果并不理想。:圖l 金屬液在模穴中其自由表面的形狀(l)把液體金屬引入型腔 因此對于易氧化的合金應(yīng)盡量要求充填平穩(wěn)，不產(chǎn)生噴射、飛濺和渦流以及因之而引起的卷入氣體、夾雜物和合金二次氧化等缺陷。
金屬液在模穴中的充填工作，共分為四個階段。僅可澆到數(shù)mm長。上注法雖然對金屬液的充填性有很大的助力，但隨之而來的因渦流產(chǎn)生的卷氣造成鑄件氣孔，金屬氧化夾雜物等疵病相對增加。d.)浸漿制殼作業(yè)時有局部不堅實現(xiàn)象。表一是36種39。橫澆道下澆道下澆道下澆道下澆道寬(吋)高(吋)澆口比靜止期(秒)澆口比靜止期(秒)澆口比靜止期(秒)澆口比靜止期(秒)加大處直徑(吋)加大處直徑(吋)加大處直徑(吋)加大處直徑(吋)1212122正方形橫澆道1:3:3∞——————————————11—————1:4:4—1::———∞1::——∞—————1:9:9———921:6:6——∞1:4:4—∞∞22—————1:16:16————1::———1::——∞寬、扁橫澆道11:4:4—∞∞1:3:3—∞1:2:2———∞1::——∞—————1:4:4——∞—————————1—————1:6:6——∞∞1:4:4——∞∞1::——∞21—————1:8:8———∞1::———∞1::——∞2———————————————1:4:4——2—————1:12:12———1:8:8———1::——窄、高橫澆道11:4:4∞1:3:31:2:2———1::———————1:4:4∞—————————2—————1:6:6∞∞1:4:4∞∞1::——1—————1:6:6—1:4:4—∞∞1::——12—————1:8:8———1::—∞∞1::∞∞2———————————————1:4:4∞∞∞2—————1:12:12———1:8:8———451::—∞∞表二　　加大下澆道底座對靜止期的影響第三種組合則是在下澆道加一井，稱之為有下澆道井之橫澆道組