【正文】 (4)澆往系統(tǒng)也是脫臘時(shí)液體模料流出的信道所以澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地排除臘料,不致脹裂型殼。 (6)在保證鑄件質(zhì)量和工藝操作方便的前提下,要盡可能減小澆注系統(tǒng)的重量,提高工藝出品率,節(jié)約金屬和減小模塊外形尺寸。此外，還附設(shè)一些其它的單元如撇渣器、緩沖器、排氣口等。 澆口杯的作用是盛接來自澆包的液態(tài)金屬，并使整個(gè)澆注系統(tǒng)建立一定壓力以進(jìn)行充填和補(bǔ)縮。為了固定掛鉤及防止浸漿時(shí)，漿液進(jìn)入澆口杯中，在浸漿制殼作業(yè)時(shí)，澆口杯上通常有一塊封口鐵片，澆口杯杯口外緣設(shè)計(jì)有三種形式的邊緣。(b)示澆口杯在杯口處有一凸緣，陶殼在凸緣外與澆口杯相連，換言之,其破斷面亦在凸緣外，杯口部分是完整無缺，砂礫較不易進(jìn)入澆道。尚有部分廠商采用預(yù)鑄型澆口杯，因?yàn)轭A(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。 澆道系統(tǒng)第二項(xiàng)主要結(jié)構(gòu)就是直圖12小澆口杯外形有飛刺澆道，直澆這是制殼操作中的支柱，且多數(shù)情況下兼有冒口的作用，所以直澆道設(shè)計(jì)很重要。特別是產(chǎn)品名目繁多時(shí)，為便于組織生產(chǎn)，簡化設(shè)計(jì)，通常根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn),把直澆道做成幾種規(guī)格,當(dāng)組焊熔模時(shí),根據(jù)零件特點(diǎn)進(jìn)行選擇,對(duì)于特殊零件則可單獨(dú)設(shè)計(jì)直澆道。表四可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。第一類是下澆道本身直接當(dāng)冒口供應(yīng)鑄件補(bǔ)縮之所需，而鑄件與澆道連接的通路，就同時(shí)肩負(fù)水口及冒口頸的功能。金屬液的流速與澆注速度關(guān)系密切，不過我們可以用茶壺型澆斗過濾爐渣，也可從前述的澆道組合方式加以改善，使二次渣減到最少，雜質(zhì)被澆道系統(tǒng)阻攔，不易進(jìn)入模穴，并可改變水口的尺寸來改變澆注速度，減低對(duì)澆注速度的關(guān)連。用四種不同的組合,其產(chǎn)生的密度與機(jī)械性質(zhì)的差異,如表五方案類別密度降伏點(diǎn)抗拉強(qiáng)度伸長率斷面縮減率A頂注B底注C側(cè)注D葉片部側(cè)注 gm/cm3 kg/mm2 kg/mm232 ％39 ％第三類型澆道系統(tǒng)如圖16所示，有一個(gè)與澆口杯連為一體的大型冒口，金屬液直接由中間冒口澆入，使其保有最熱的金屬液以供補(bǔ)縮之用。用于頂注法時(shí)，它是補(bǔ)縮鑄件的主要金屬來源，故其截面積較大。橫澆道道形狀可為環(huán)形、圓盤形、方塊形和條形等。圖17所示的條形橫澆口形式可根據(jù)鑄件形狀和大小選擇。除了前述的三大類澆道系統(tǒng)，用于一般重力鑄造法外，尚有一些產(chǎn)品因紋路細(xì)致，或是過于薄小，難以用重力鑄造法來生產(chǎn)，需借助離心鑄造法。改良的水口布置如右側(cè)2部分，金屬液剛好順著切線方向非常穩(wěn)定又迅速的注入模穴中。以避免因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生亂流減速現(xiàn)象。至于單向結(jié)晶鑄件，如鋁、鎳、鈷磁鐵，鎳基耐熱超合金渦輪葉片?！?”是銅制的水冷板(chill plate)，整個(gè)型殼“2”套架在水冷板上，外層有管狀“4”石墨感應(yīng)發(fā)熱體，在石墨管外有“3”高周波感應(yīng)圈，當(dāng)型殼套在水冷板上后，型商就靠石墨管吸收高周波磁場的電磁能發(fā)熱，來加熱型殼使其能保持在金屬熔點(diǎn)以上的溫度。然后，水冷板向下(或者感應(yīng)爐圈及石墨管向上)使型殼緩慢的離開高溫區(qū)，鑄伴逐步的由水冷板向澆口杯方向凝固，結(jié)晶也就一點(diǎn)一點(diǎn)的從水冷板上的初晶向上朝一個(gè)固定的方向生長，最后便生產(chǎn)出單向(unidirectional)結(jié)晶產(chǎn)品，倘若初晶核僅祗有一個(gè)時(shí)，隨后生長的便是單晶產(chǎn)品。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(dá)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(dá)100%。同理圖22為一長條形圓棒亦是左側(cè)方案垂直組焊，優(yōu)于右側(cè)方案之水平組焊。但是，因?yàn)槭謾M澆道堵住了管口，造成浸漿沾砂制殼時(shí)，物料進(jìn)入困難，致使內(nèi)部型殼的強(qiáng)度、密度不足，鑄造后易因液體壓力使內(nèi)部型殼變形，而影響內(nèi)部的平整。水口是直澆道或橫澆道與型腔連接的通道，它不僅影響著鑄型的充填、凝固、補(bǔ)縮、鑄造應(yīng)力和由這些原因所引起的縮孔、縮松、熱裂和變形等缺陷，而且還影響著鑄件的尺寸精度、清理、加工和表面質(zhì)量。水口設(shè)計(jì)包括確定其位置、數(shù)量、形狀、長度和截面尺寸等內(nèi)容。從型殼充填方面考慮，水口位置設(shè)置要力求避免液流沖擊型芯、型殼中的凸起和細(xì)薄部分，以防止金屬飛濺和噴射引起的渦流、吸氣和夾渣，并可避免這些部分被沖壞或產(chǎn)生過熱而軟化變形。所以為了實(shí)現(xiàn)順序凝固，水口宜設(shè)在鑄件最后凝固處。水口的位置,對(duì)鑄件尺寸也有密切的關(guān)系,圖24顯示當(dāng)水口位置變動(dòng),則圓孔之真圓度雖然都不佳均為橢圓形，不過長徑的位置及長短徑之差卻有所變化，左圖因水口較偏離孔洞，雖長徑仍偏向水口方向，但與短徑的差異不大。從上面二圖可以有一個(gè)結(jié)論，水口距圓孔愈遠(yuǎn)，對(duì)孔徑變形的影響愈小。從圖25的圓形銅鎳蒙納合金鑄件來看，用四個(gè)水口的原設(shè)計(jì)，其尺寸分布遠(yuǎn)大于改為一個(gè)水口從中而澆，原設(shè)計(jì)大約有一半超出公差，若要合用，則必須增加加工量，經(jīng)過車床加工，而經(jīng)改良過的設(shè)計(jì)，則均在公差范圍之內(nèi)，中孔部分可由沖床加工，二者之生產(chǎn)效率及成本差異，有很大的落差。在用精密鑄造法生產(chǎn)表殼時(shí)。其優(yōu)點(diǎn)是易清除，補(bǔ)縮效果也較好。圓形水(澆)口(圖26b)的凝固模數(shù)大，補(bǔ)縮效果很妤。扇形水(澆)口(圖26c)是矩形水(澆)口的變形，適用于帶法蘭盤的鑄件，水(澆)口從法蘭盤端面注入。還有一種垂直縫式水(澆)口(圖27)，它與鑄件相連處是一條狹長的垂直縫。由于液流連續(xù)地自下而上進(jìn)入型腔，從而可防止單個(gè)水(澆)口產(chǎn)生局部過熱和因之而引起的縮裂缺陷。原方案是采用三個(gè)水(澆)口從鑄件上、中、下三處引入金屬(圖27b) 。經(jīng)改為垂直縫式水(澆)口(圖27c)后，完全消除了這些缺陷。 對(duì)于中碳鋼鑄件，為便于切除澆口，許多工廠廣泛地采用了易割澆口(也稱為縮頸澆口)。這種澆口的突出優(yōu)點(diǎn)是—鑄件清砂后，用銅錘或鋁錘很容易將澆口打斷，有時(shí)甚至用震殼機(jī)清砂時(shí)鑄件即可脫落。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(shí)，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。澆口縮頸處截面雖小，但由于澆口短，且該處型殼溫度很高形成熱點(diǎn)，故當(dāng)設(shè)計(jì)合理時(shí)，不但不致阻塞補(bǔ)縮通路，更可因?yàn)闊狳c(diǎn)效應(yīng)，使縮頸部分產(chǎn)生熱裂或縮松現(xiàn)象，更易于在震殼時(shí)斷落，而鑄件完好無傷。下表列舉兩種易割澆口的常用規(guī)格。 在包模鑄造中，澆口在多數(shù)情況下起著冒口頸的作用。采用切割砂輪片切割時(shí)，其長度多為8~10mm。 (l)撇渣器 撇渣器的作用是阻擋熔渣和氣泡，并具有緩沖作用，以避免金屬液的沖擊和飛濺。 (2)出氣孔 出氣孔用于澆注時(shí)排出型腔內(nèi)的氣體，并兼有脫蠟時(shí)排除蠟料之用。如圖27所示 (3)型殼連接橋采用直澆道直接組焊大型鑄件以及帶有輔助直澆道時(shí)，為了加強(qiáng)直澆道與蠟型或過渡直澆道連接強(qiáng)度，可在直澆道上設(shè)連接橋(圖29)。 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(yùn)用。但由于澆注過程發(fā)生的現(xiàn)象比較復(fù)雜，變化的因素較多，要把合金充填鑄型過程中的各種因素的影響都考慮在內(nèi)是不可能的。目前主要是用一些簡化的公式或經(jīng)驗(yàn)圖表來決定其尺寸，再通過生產(chǎn)條件下的工藝實(shí)踐。澆口杯和直澆道的尺寸，目前工廠中均己標(biāo)準(zhǔn)化了，可根據(jù)鑄件選用。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(bǔ)縮為基點(diǎn)。處有縮裂的疵病，(b)在內(nèi)角部分加上1/2R圓角，雖然減少了因尖角熱點(diǎn)而產(chǎn)生的熱裂，但是，3/4吋厚度不變的鑄件，熱截圓的直徑卻增為l。設(shè)鑄件熱截圓直徑為D，水(澆)口直徑為d，則有 d＝KD
式中K為比例系數(shù)，~。原始生產(chǎn)條件是采用高強(qiáng)度型殼，鑄件重量在6~2000gm范圍內(nèi),壁厚3～5mm至30~40mm(多數(shù)為6~10mm)應(yīng)用直澆道組焊和縮頸水(內(nèi))澆口，直澆道直徑用ψ3ψ4ψ50三種規(guī)格，水(澆)口數(shù)量1~2個(gè)。從表中可以看出，~,即d=(~）D熱截面。熱截圓直徑D mm水(澆)口諸元尺寸mmbdhltα176。但此法的比例系數(shù)一般需在生產(chǎn)條件下長期積累經(jīng)驗(yàn)和分析統(tǒng)計(jì)，才能靈活應(yīng)用。 熱截圓直徑D mm水(澆)口諸元尺寸mmα176。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。設(shè)換算的單元圓柱體長度為L，直徑為D（即當(dāng)量熱截直徑），由圖可知，L＝ND，因此單元圓柱體的凝固模數(shù)M柱為 化簡為 若水口直徑為d，因?yàn)槠湟欢藶殍T件另一端為直澆道，少了二個(gè)散熱面，故其模數(shù)為M=d/4為能有效地進(jìn)行補(bǔ)縮，令M水口＝M柱，則得 即 d＝KD式中 d———水口尺寸，對(duì)于圓截面，即為其直徑，對(duì)于矩形或腰圓形截面，為水口當(dāng)量熱截直徑mm。 K———重量系數(shù)，若單元圓柱體長度等于其直徑時(shí)的重量為(即L=D時(shí)的重量)。生產(chǎn)中為簡化計(jì)算，可利用按上述原理設(shè)計(jì)的洛謨圖計(jì)算，計(jì)算步驟如下:（1） 確定鑄件熱截部位最小熱截面,對(duì)于形狀不規(guī)則的截面,可簡化成一些簡單的矩形截面。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。（4）將K，D值代入公式d=KD，求出水口直徑d。計(jì)算范例。鑄件熱截面定為1630，亦即a＝30，b＝16，在圖33上,用直尺連接a與b兩點(diǎn)，此線與D(d)標(biāo)線相交于21，就是這一鑄件熱截面處之當(dāng)量熱截直徑。但是，鑄件熱截處短邊為16m，此處之水口勢(shì)必為矩形，因此，反過來在圖33中，a標(biāo)在線取點(diǎn)16，D標(biāo)在線取19，連此二點(diǎn)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。熱截面取鑄件最厚處為1415，在圖33中，a標(biāo)線取14，b標(biāo)線取15，連接a與b兩點(diǎn)，與D(d)相交，求得D＝。由于水口為腰圓形，其短邊直徑為10mm，于是，利用圖33，在b標(biāo)在線取10，在D(d) ，連接兩點(diǎn)與a標(biāo)線相交行點(diǎn)22，因此，其腰圓形水口尺寸為10mmx22mm。當(dāng)量熱截計(jì)算法適用于水口長度15mm以內(nèi)，單件重量在1kg以內(nèi)的碳鋼及低合金鋼鑄件，經(jīng)過實(shí)踐對(duì)不銹鋼鑄件亦適用，圖37求出的直澆道直徑，適用于鑄件形狀比較簡單，熱裁集中，補(bǔ)縮量要求大的情況。前述的兩種計(jì)算方法，都是在一定的生產(chǎn)條件下，經(jīng)過大量生產(chǎn)驗(yàn)證而獲得的結(jié)論。但是兩種方法皆以工件的補(bǔ)縮為主要考慮，并沒有考慮到制殼和鑄件變形等問題。