浇注系统设计的原理.docx

浇注系统设计的原理熔模铸造干得好不好在很大程度上取决于铸件合格率高不高。要做到这一点，铸造工艺人员必须能熟练地设计铸造工艺一一确定蜡件的浇口、组合方案、铸件的浇注温度和浇注速度，以及型壳焙烧温度等参数。铸件工艺设计必须首先进行铸件浇注系统设计和浇注参数确定,确保金属液在凝固前能迅速充满型壳。保证金属液充填型壳时，一定不能与空气中的氧气发生反应，形成非金属夹杂物。最后金属液在凝固时不形成缩孔。本章的主题是使用凝固、热力学和流体流动的原理来设计满足这些条件的熔模铸造工艺。凝固原理熔模铸件液态金属在型壳中凝固形成的。通过对浇注系统的设计实现对凝固过程的控制。在讨论浇注系统设计原理之前，我们先回顾浇注系统设计对铸件凝固的影响。在凝固过程中，液态金属在型壳中冷却凝固，形成铸件。在金属液凝固过程中，在液态金属中随机排列的金属原子在固体晶格中占据了固定的位置。金属原子有序排列，释放出能量，这就是结晶热能。金属液凝固后，金属原子在固体中所占的空间也小于在液体中所占的空间，如果这种体积差异没有得到补缩，就会导致铸件收缩（这种收缩是金属收缩，它会导致铸件出现缩孔，而不是“模型收缩”。这是指固体铸件在进一步冷却期间的收缩，可以通过使用加大模型来补偿）。图5-6钢中集中缩孔的形成过程示意至宿骸券适厚为学对于纯金属来说，凝固温度是确定的。图1是铝的典型冷却曲线。TimeFig 1 Cooling curve (temperature v$. time) of pure aluminium. '二 思 溟分豆:手2201X0101液态铝在660。C冷却直到凝固。实际上，金属液过冷几度，然后回到熔点，温度不会进一步改变，直到所有的金属液凝固。在此期间,铝晶体从型壁向中心生长。这些晶体被称为树枝晶。当金属液凝固变为固体后，温度将继续下降到常温。当铸件凝固时，型腔内的金属液高度下降，当铸件凝固后，在铸件会产生一个缩孔，这说明固体比液体密度大，凝固时金属会收缩。低碳钢，几乎跟纯铁一样，凝固也是这种方式。大多数铸件不是用纯金属或接近纯金属制成的，而是用合金制成的,合金在液态和固态中形成溶液或者固溶体。当合金凝固时，它们会在一定的温度区间内凝固。比如图2铝-4.5%铜合金的冷却凝固曲线，该合金正常铸造条件下，直到共晶温度达到548°C时才会完全凝固。Fig 2 Cooling curve (temperature us. time) oj Al -4.5% Cu alley S式戏堂畛手OS-SOaEQH在这种情况下的凝固，金属液中树枝晶不是从型壁两侧开始生长，而是在整个金属液中形成许多小晶体而凝固。这些晶体生长在金属液中,当它们冷却时，金属液包围着它们。因此，液体和固体都以糊状或糊状的混合物的形式存在，在这一温度区域被称为“糊状区”。（图2中548°C640°C这个范围）大多数有色合金、不锈钢和高温合金都是以这种方式凝固的。以上节选自英国材料协会编写的INVESTMENTCASTING一书。后期将会陆续更新翻译内容。以上就是今天的分享，谢谢大家！