1、垂直分型無箱射壓造型線應(yīng)用中的幾個(gè)工藝問題最近30年來，從通過機(jī)械化、自動(dòng)化以求提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，到著重于降低生產(chǎn)成本和提高鑄件的尺寸精度，粘土濕砂造型技術(shù)有了重大的發(fā)展。目前，又進(jìn)一步以實(shí)現(xiàn)鑄造產(chǎn)品的近凈形化和改善作業(yè)環(huán)境為目標(biāo)，并取得了可喜的進(jìn)展。現(xiàn)代粘土濕砂造型工藝和設(shè)備是多種多樣的，并各有所長(zhǎng)，但其共同的特點(diǎn)則是制造高緊實(shí)度的鑄型、提高生產(chǎn)率和降低造型作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的噪音。垂直分型無箱擠壓造型機(jī)是有代表性的現(xiàn)代造型設(shè)備中的一種，尤適用于生產(chǎn)小型和中等偏小的鑄件，已為世界各國(guó)廣泛采用。 到目前為止，我國(guó)采用此類造型設(shè)備的鑄造廠估計(jì) 在100家以上。為使造型設(shè)備充分發(fā)揮其能力并保證生產(chǎn)高質(zhì)量的鑄

2、件，一切工藝措施和控制都應(yīng)從設(shè)備的特點(diǎn)出發(fā)。以下就型砂、模具和澆注系統(tǒng)等三方面， 對(duì)若干要點(diǎn)加以評(píng)述，供有關(guān)鑄造 廠的人員參考。二、型砂型砂是影響鑄件質(zhì)量的重要因素之一，型砂控制是鑄造廠生產(chǎn)過程控制中的重要環(huán)節(jié)。1、對(duì)原材料的要求(1)原砂垂直分型無箱造型工藝和類似的射壓造型工藝，對(duì)原砂的粒度并無特別嚴(yán)格的要求。但是，為使鑄件表面粗糙度較細(xì)，一般不宜采用太粗的原砂。鑄型的尺寸愈大，則澆注時(shí)鑄型中的靜壓頭愈高，為減輕粘砂傾向，反而應(yīng)采用稍細(xì)一些的原砂。我國(guó)鑄造工人往往持一種似是而非的觀點(diǎn)，以為鑄件大些就應(yīng)該用較粗的砂，實(shí)際上是不合適的。對(duì)于較小的機(jī)型，建議采用平均粒度為0.140.20mm的原砂

3、。按我國(guó)標(biāo)準(zhǔn) GB9442-88 ,約相當(dāng)于15組的原砂，按 JB2488-78,則相當(dāng)于約75/150,且偏粗的原砂。對(duì)于較大的機(jī)型，建議采用平均粒度為0.140.18的原砂，按我國(guó)標(biāo)準(zhǔn) GB9442-88,約相當(dāng)于15組偏細(xì)的原砂，按 JB2488-78,則相當(dāng)于約75/150,且偏細(xì)的原砂原砂的粒度分布，以集中于 34篩者為好。對(duì)原砂的顆粒形狀，一般不作限定，但是，對(duì)于有深砂臺(tái)、脫模困難的鑄型，則應(yīng)采用 圓形的原砂。用圓形砂配制的型砂，其脫模性能比用多角形原砂都好得多。用于制造鑄鐵件的原砂，燒結(jié)溫度應(yīng)不低于1400C。與此相應(yīng)，其 SiO2含量一般應(yīng)在90蛆上，個(gè)別情況下，可允許降到85

4、%生產(chǎn)鑄鋼件時(shí)，原砂的SiO2含量一般應(yīng)不低于 96%原砂的含泥量應(yīng)在 0.5%以下，這對(duì)控制型砂的總含泥量是有益的。(2)膨潤(rùn)土鈉膨潤(rùn)土有很多優(yōu)異的性能，如膨潤(rùn)值高(用以配成的型砂有較好的抗夾砂能力)，熱穩(wěn)定性好(鑄型澆注后，型砂中的膨潤(rùn)土因受熱而成為死粘土的份額較少，即膨潤(rùn)土的耐用性好)等，都是鈣膨潤(rùn)土所不及的。但是與鈉膨潤(rùn)土相比，鈣膨潤(rùn)土也有不少長(zhǎng)處，如：用鈣膨潤(rùn)土配砂時(shí)所需的混砂時(shí)間 較短，型砂的濕抗壓強(qiáng)度較高，型砂的流動(dòng)性較好，鑄型澆注后落砂性能較好等。因此，不能籠統(tǒng)地說鈉膨潤(rùn)土比鈣膨潤(rùn)土好，要視具體情況和特定要求有分析地選用。 即使在鈉膨潤(rùn)土資源豐富的美國(guó)，采用粘土濕砂工藝的鑄造廠

5、，一般也不全用鈉膨潤(rùn)土，通常多同時(shí)采用兩種膨潤(rùn)土，適當(dāng)?shù)嘏溆茫愿魅∑渌L(zhǎng)。對(duì)于制造高緊實(shí)度的鑄型，型砂的流動(dòng)性和澆注后的落砂性能是十分重要的，選用鈣膨潤(rùn)土作粘結(jié)材料顯然是適宜的。特別是垂直分型無箱造型設(shè)備，每一造型循環(huán)終了， 都要經(jīng)過剛制成的鑄型推動(dòng)線上的一組鑄型前進(jìn)，故要求型砂的濕抗壓強(qiáng)度高。新型設(shè)備兩側(cè)裝有夾緊板，將一組鑄型夾緊后推進(jìn)，不由鑄型推動(dòng)鑄型，采用這種方式，也對(duì)鑄型強(qiáng)度有很高的要求。在此種條件下，采用鈣膨潤(rùn)土就更有其獨(dú)到之處。在我國(guó)目前尚缺乏鈉膨潤(rùn)土的條件下，建議選用質(zhì)量?jī)?yōu)良、 性能穩(wěn)定的鈣膨潤(rùn)土作型砂粘結(jié)劑。具體要求是：蒙脫石含量不應(yīng)低于 75% ;水分不高于12%;95%

6、（重量）以上能通過 0.075mm的標(biāo)準(zhǔn)篩；膨潤(rùn)質(zhì)（或膠值價(jià)）和試樣的強(qiáng)度性能穩(wěn)定； 吸藍(lán)量數(shù)值穩(wěn)定。（3）煤粉型砂中的煤粉應(yīng)符合以下要求：灰分< 10%;水分W3%揮發(fā)分3040% ;含硫量W1%關(guān)于煤粉的粒度要求，我國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T9222-1999中規(guī)定：“應(yīng)有95%以上的顆粒通過 0.106mm的篩孔”。實(shí)際上，采用這種細(xì)粉的負(fù)面作用很多，最好采用粒度在 0.425mm篩和0.075mm之間的粒狀煤粉，以不同的粒度級(jí)配適應(yīng)不同的生產(chǎn)條件。2、對(duì)型砂性能的要求此種造型設(shè)備所用的型砂，對(duì)其性能的要求是由此種工藝的特點(diǎn)所決定的。在許多方面都不同于一般使用的粘土濕型砂。確保型砂性能

7、符合要求，是保證鑄件質(zhì)量并使設(shè)備在良好的狀態(tài)下運(yùn)行所必需的。為確保型砂的質(zhì)量穩(wěn)定、一致，還需嚴(yán)格規(guī)定各項(xiàng)性能的檢測(cè)頻次。（1）型砂的性能各種型號(hào)的造型設(shè)備對(duì)型砂性能的要求基本上是相同的，但是，制造的鑄型尺寸不同， 性能要求也隨之小有差別，見表1。表1造型設(shè)備對(duì)型砂性能的要求型砂性能不向型號(hào)設(shè)備要求的指標(biāo)鑄型尺寸較小的設(shè)備鑄型尺寸較大的設(shè)備濕抗壓強(qiáng)度（kPa）167206216245濕抗拉強(qiáng)度（kPa）>19.6>24.0濕抗劈強(qiáng)度（kPa）>29.4>37.3透氣性>50>50可緊實(shí)性（）40 ±540±5水分不具體限定，以保證可緊實(shí)性符

8、合要求為原則含泥量（）11131114活性膨潤(rùn)土含量（）>7>8揮發(fā)分（）1.53.01.53.0925c的灼燒減量（%）3.57.53.57.5(2)各項(xiàng)性能的檢測(cè)頻次根據(jù)型砂性能檢測(cè)的常規(guī)和應(yīng)用此種造型設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)，作如下規(guī)定。每小時(shí)檢測(cè)一次的項(xiàng)目：可緊實(shí)性；濕抗壓強(qiáng)度；水分。每一工作日檢測(cè)一次的項(xiàng)目：活性膨潤(rùn)土含量；濕抗拉強(qiáng)度可抗劈強(qiáng)度；透氣性。每周檢測(cè)一次的項(xiàng)目：含泥量；灼燒減量；揮發(fā)分；基砂粒度(積累數(shù)據(jù)，供分析研究用)。3、對(duì)一些主要性能的說明(1)可緊實(shí)性粘土濕型砂的可緊實(shí)性直接反映型砂的混制程度，其測(cè)定方法簡(jiǎn)便，可得到量化的數(shù)據(jù)以代替手感，是廣泛采用的控制型砂性能的重

9、要指標(biāo)之一。測(cè)定方法參見圖1。圖1,閱定可量至性的示意度)填砂 第利率 c)若文并派故使型砂通過3mm的篩網(wǎng)松散地填入50mm,高100mm的試樣筒，將試樣筒上端的余 砂用刮板刮去，然后用壓頭給型砂施以 1MPa的壓力或用標(biāo)準(zhǔn)重錘打擊 3次，測(cè)定試樣筒內(nèi) 型砂經(jīng)緊實(shí)后高度下降的毫米數(shù)。由于試樣筒高 100mm,這一讀數(shù)也就是其高度下降的百 分?jǐn)?shù)，即可堅(jiān)實(shí)性數(shù)值。在不同的造型條件下，對(duì)型砂可緊實(shí)性的要求是不同的。用射壓造型機(jī)造型時(shí)，填砂空間的容積是固定的，壓實(shí)時(shí)壓頭的行程基本上也是一定的。 如果型砂的可緊實(shí)性太高，則會(huì)出現(xiàn)壓頭加壓行程已經(jīng)到位而鑄型仍未達(dá)到預(yù)期緊實(shí)度的情 況，這就會(huì)導(dǎo)致鑄件上產(chǎn)生

10、沖砂或粘砂等缺陷。用垂直分型造型機(jī)造型時(shí)，雖然射砂后壓實(shí)的行程并不固定，而是以一定的壓強(qiáng)壓實(shí)鑄 型，但是，即使在此種情況下，型砂的可緊實(shí)性太高，除導(dǎo)致鑄型厚度減小外，也會(huì)使鑄型的緊實(shí)度降低，在砂臺(tái)部位及射砂的盲區(qū)尤為顯著。按照實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，型砂可緊實(shí)性的指標(biāo)最好是40±2%在實(shí)際生產(chǎn)條件下，將可緊實(shí)性控制在如此窄的范圍內(nèi)是有困難的，但無論如何都應(yīng)控制在40 ± 5%勺范圍內(nèi)。如果回收舊砂的溫度、水分變化較大，混砂條件又不盡相同，則型砂自混砂機(jī)放出后，在輸送及存貯過程中，其可緊實(shí)性會(huì)有頗大的改變。通常，在鑄造廠的生產(chǎn)條件下，型砂自混砂機(jī)放出后，在用皮帶輸送器送到造型機(jī)的過程中

11、，可緊實(shí)性的數(shù)值會(huì)因輸送距離不同而降低36個(gè)單位，如舊砂溫度太高，還可能降低610個(gè)單位。如果型砂的水分太高，也有在型砂輸送過程中可緊實(shí)性增高的情況。如果鑄造廠在混砂機(jī)放出口取砂樣檢測(cè)型砂的可緊實(shí)性，并控制其值在40函右，實(shí)際這樣，從記錄上看， 型砂 不少鑄造廠對(duì)此種情況未予并控制其值符合表1的規(guī)上進(jìn)入造型機(jī)的型砂的可緊實(shí)性，卻可能與規(guī)定值有頗大的差別。 的可緊實(shí)性符合要求， 而實(shí)際上造型所用的型砂卻是不合格的。 注意，這往往是鑄件產(chǎn)生沖砂或粘砂等缺陷的原因。因此，鑄造廠應(yīng)規(guī)定在造型機(jī)上方取樣測(cè)定型砂的可緊實(shí)性,定。如果受條件的限制，只能在混砂機(jī)放出口取樣， 則控制值的具體數(shù)據(jù)應(yīng)由多次試驗(yàn)求得

12、, 務(wù)使進(jìn)入造型機(jī)的型砂的可緊實(shí)性符合表1的要求，且應(yīng)經(jīng)常校核。(2)濕抗壓強(qiáng)度采用此種造型設(shè)備時(shí)，型砂的濕抗壓強(qiáng)度應(yīng)比一般的粘土濕型砂高很多。這里，決定的因素不是鑄型脫模所需的強(qiáng)度，不是鑄型耐受搬運(yùn)所需的強(qiáng)度，也不是澆注時(shí)耐受液態(tài)金屬作用所需的強(qiáng)度，而是型塊傳送過程的需求。在造型線上，全部鑄型(包括澆注帶上和冷卻帶上的鑄型組)的運(yùn)行，是通過制成的型塊推動(dòng)的，型塊所受的壓力甚高， 故型砂必須有相當(dāng)高的濕抗壓強(qiáng)度。可以根據(jù)澆注帶的長(zhǎng)度、型塊的尺寸，在澆注帶上推動(dòng)時(shí)的磨擦系數(shù)、冷卻帶的長(zhǎng)度、推動(dòng)冷卻輸送器所需的力、 型塊實(shí)際可承受壓力的面積(型塊截面積減去其中空腔的投影面積)核算型砂應(yīng)具有的濕抗壓

13、強(qiáng)度。由兩側(cè)夾緊板夾緊后推動(dòng)，鑄型也要承受夾緊板的壓力。(3)水分粘土濕型砂中，實(shí)際上起粘結(jié)作用的是粘土和水經(jīng)調(diào)制而成的膏狀物質(zhì)，水分是使粘土具有粘結(jié)能力和可塑性的要素。加入不同量粘土的濕型砂，得到峰值的水分是不同的，見圖2。圖2型砂的水分對(duì)其濕抗壓強(qiáng)度的影響1-加膨潤(rùn)土 7.45% 2-加膨潤(rùn)土 10%如果將型砂中的水分換算為粘土膏的水分，則無論型砂中粘土含量如何，強(qiáng)度峰值所對(duì)應(yīng)的粘土膏的水分基本上是相同的。圖2中數(shù)據(jù)換算后的情況見圖 3.二 dewttw思a圖3 型砂粘土膏的水分對(duì)型砂濕抗壓強(qiáng)度的影響1-加膨潤(rùn)土 7.45% 2-加膨潤(rùn)土 10%當(dāng)水分很少，不足以充分浸潤(rùn)膨潤(rùn)土?xí)r， 水分增

14、加有利于粘土膏的形成，型砂的強(qiáng)度也隨之提高。水分增加到剛能完全浸潤(rùn)膨潤(rùn)土?xí)r，全部膨潤(rùn)土和水成為粘稠的粘土膏，涂布于砂粒表面，型砂的強(qiáng)度達(dá)到峰值。超過這一點(diǎn)后，繼續(xù)增加水分，則粘土膏變稀了，粘度下 降，抗剪強(qiáng)度下降，型砂的強(qiáng)度也隨之急劇下降。試驗(yàn)證明，用膨潤(rùn)土配制濕型砂時(shí)， 在常規(guī)加入范圍內(nèi)， 不管膨潤(rùn)土加入量如何， 型砂 濕抗壓強(qiáng)度峰值大致都出現(xiàn)在粘土膏的水分為25%寸（參見圖3）,即含水量和有效粘土含量之比大體上是1 : 3。采用此種造型設(shè)備時(shí)，基本上應(yīng)使型砂的濕抗壓強(qiáng)度在峰值附近，所以，水分大致上應(yīng)是型砂中有效膨潤(rùn)土含量的三分之一。型砂中含有死粘土，還要增加一點(diǎn)為死粘土所吸收的水分。水分為

15、上述值時(shí)，型砂比較松散，流動(dòng)性良好，也容易控制可緊實(shí)性在規(guī)定的范圍內(nèi)。死粘土所吸收的水分見下節(jié)。（4）活性膨潤(rùn)土含量活性膨潤(rùn)土是相對(duì)于受熱后失效的死粘土而言的。鑄型澆注后，靠近鑄件的型砂受熱，其中部分膨潤(rùn)土因脫除了結(jié)晶水而失去粘結(jié)能力， 成為惰性的粉狀物質(zhì)，通常稱之為死粘土。死粘土是多孔性物質(zhì)，因有毛細(xì)管作用，吸水能力很強(qiáng)，其所需的水量大約是其量的20%規(guī)定型砂中的活性膨潤(rùn)土含量，是為了保證型砂有必要的強(qiáng)度和較好的抗夾砂能力。如只從滿足強(qiáng)度要求來考慮， 型砂中的活性膨潤(rùn)土含量，是可以低于規(guī)定值的。 規(guī)定活性膨潤(rùn)土的最低含量， 更重要的是為了確保型砂有足夠高的抗夾砂能力，以免鑄件上出現(xiàn)膨脹缺陷（

16、夾砂或鼠尾紋）。所以，不可以用“型砂的強(qiáng)度夠高”作為容允活性膨潤(rùn)土含量不足的借口。死粘土沒有吸附能力，故可以用吸附亞甲基藍(lán)的方法測(cè)定型砂中的活性膨潤(rùn)土含量。（5）濕抗拉強(qiáng)度和抗劈強(qiáng)度評(píng)定型砂的粘結(jié)狀況，最直接的辦法是測(cè)定其抗拉強(qiáng)度。抗拉強(qiáng)度值只決定于型砂粘結(jié)的強(qiáng)弱，可以綜合地反映緊實(shí)狀況（粘結(jié)橋的數(shù)量）。粘結(jié)劑的分布和粘結(jié)劑對(duì)砂粒的附著等因素，基本上不受砂粒形狀的影響。但是粘土濕型砂的抗粒強(qiáng)度值很低，不及其抗壓強(qiáng)度1/10,測(cè)定時(shí)對(duì)操作者的要求甚高，稍一不慎，就會(huì)導(dǎo)致很大的誤差。 而且，一般的型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)不能用來測(cè)定抗拉強(qiáng)度， 需配備專用的裝置。實(shí)際上，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)很少測(cè)定濕抗拉強(qiáng)度，多用于研究

17、工作。粘土濕型砂的濕抗劈強(qiáng)度值與濕抗拉強(qiáng)度值有很好的相關(guān)性，且其試驗(yàn)筒簡(jiǎn)便易行，可用生產(chǎn)條件下的型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測(cè)定，因而，可以用濕抗劈強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)代替濕抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)。測(cè)定濕抗劈強(qiáng)度的情形見圖 4.圖4,測(cè)定沆狎強(qiáng)度示意國(guó)1一沙棒拉伸破斷面 之一切傷君育成的關(guān)祥 ？一支承根魂用50X 50標(biāo)準(zhǔn)圓柱體試樣，橫置于測(cè)定濕抗壓強(qiáng)度的壓頭之間，在其直徑方向加壓。 起始時(shí)，試樣與壓頭之間為線接觸，其接觸面積甚小，稍稍施壓，就會(huì)使接觸處的型砂受很大的壓實(shí)力，結(jié)果，該條接觸帶上的型砂被壓平，試樣兩側(cè)各形成緊實(shí)度很高的三角形壓實(shí)區(qū)。繼續(xù)施壓，這兩個(gè)三角形砂條就起尖劈的作用，將試樣沿直徑方向劈開，試樣是受拉應(yīng) 力而

18、被劈開的。試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使試驗(yàn)的直徑與兩端壓頭的中心線對(duì)準(zhǔn)，為此，可用一定位支承楔塊托住試樣，然后加一很小的預(yù)負(fù)荷，待試驗(yàn)機(jī)上壓應(yīng)力讀數(shù)到3kPa時(shí)，即可取下支承楔塊，并繼續(xù)加負(fù)荷，直到試樣破裂。最后，將試樣破裂時(shí)所受的總負(fù)荷除以破裂處的截面積（即試樣直徑x試樣高度），求得型砂的濕抗劈強(qiáng)度。1963年，F(xiàn). Hofmann開始測(cè)定型砂抗劈強(qiáng)度，隨后， H.W. Dietert 和A.L. Graham 等 研究了粘土濕型砂抗劈強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的相關(guān)性。D. Boenisch由試驗(yàn)求得濕抗拉強(qiáng)度 =0.65濕抗劈強(qiáng)度。三、澆注系統(tǒng)對(duì)于垂直分型的鑄型，有多種澆注系統(tǒng)可供選用。有的企業(yè)根據(jù)多年的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)

19、驗(yàn)，設(shè)計(jì)了一套專供垂直分型無箱鑄型用的封閉澆注系統(tǒng)，現(xiàn)已成為此種造型工藝的重要組成部分。采用此種澆注系統(tǒng)，有以下優(yōu)點(diǎn)： 能制造致密的鑄件； 工藝出品率高； 澆注時(shí)間可滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求； 鑄件的顯微組織均勻； 清磨內(nèi)澆口的工作量小； 鑄件的尺寸精度高； 適用于各種鑄造合金。建議鑄造廠認(rèn)真地理解并正確地采用各種澆注系統(tǒng)。1、澆注系統(tǒng)的基本特點(diǎn)認(rèn)真地理解此種澆注系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，才能在實(shí)際生產(chǎn)中正確的加以利用，從而取得應(yīng)有的效果。 1)嚴(yán)格的封閉式澆注系統(tǒng)封閉式澆注系統(tǒng)大家都是知道的，塞流組元必定是內(nèi)澆口。 在封閉式澆注系統(tǒng)中， 內(nèi)澆口的截面面積最小，由內(nèi)澆口逆推到澆口杯，澆注系元各組元的截面積依次

20、增大。我們?cè)谶@里說“嚴(yán)格的封閉式澆注系統(tǒng)”，意思是：必須確保澆注時(shí)整個(gè)澆注系統(tǒng)很快充滿。為此，除設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)滿足上述條件外，還應(yīng)該把澆包的流嘴視為澆注系統(tǒng)的一部分，在流嘴結(jié)構(gòu)上和澆注操作方面，都應(yīng)保證澆注時(shí)很快使整個(gè)澆注系統(tǒng)充滿金屬液。如果澆注時(shí)液流不夠大，則塞流組元是澆包的流嘴而不是內(nèi)澆口。 在此情況下，不管如 何精心設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，都不能實(shí)現(xiàn)封閉，封閉式澆注系統(tǒng)的各種優(yōu)點(diǎn)蕩然無存。圖5a)的情形是正常的，澆包供給的金屬液保證了系統(tǒng)的封閉，從而也保證了鑄件的質(zhì)量。圖5b)的情形是：澆包流嘴供給的金屬液不足， 澆注系統(tǒng)實(shí)際上是開放的， 臟物和氣泡會(huì)進(jìn)入鑄件。圖5澆包流嘴的作用因此，采用此種工藝

21、時(shí)，除正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)各組元外，要特別注意澆包流嘴的修筑， 并嚴(yán)格要求澆注作業(yè)符合要求。 2) 一個(gè)鑄型中的多個(gè)型腔同時(shí)充滿采用此種造型系統(tǒng)的鑄造廠中， 相當(dāng)多的工廠都是用以生產(chǎn)小型鑄件的，為充分利用設(shè)備的能力，往往在一個(gè)鑄型中制多個(gè)鑄件。在此種情況下，澆注系統(tǒng)應(yīng)保證澆注時(shí)各個(gè)型腔都同時(shí)充滿，這對(duì)于縮短澆注時(shí)間和保證鑄件質(zhì)量的一致都是重要的。現(xiàn)以圖6為例，說明如下：圖6一型鑄造12個(gè)鑄件的鑄型在同一鑄型中，安排了 12個(gè)相同的鑄件。在澆注系統(tǒng)充滿而且封閉的情況下，要使各 個(gè)型腔同時(shí)注滿，就必須使通過各內(nèi)澆口進(jìn)入各型腔的金屬液的體積流率相同。金屬液的體積流率二v F式中v金屬液的流速（mm/s）

22、F 內(nèi)澆口的截面積（mmi）鑄型中處于不同高度的內(nèi)澆口，由于金屬液的壓頭不同，通過的金屬的流速各不相同，大體上可用下式表述：v=72gh式中h為金屬液的平均壓頭（mm）。要使進(jìn)入各內(nèi)澆口的金屬液的體積流率相同，就應(yīng)滿足VlFl=V2F2=V3F3pn運(yùn)算得到：F.由此可知，要使各型腔同時(shí)充滿， 在鑄造相同的鑄件時(shí)， 應(yīng)使各處內(nèi)澆口的截面積與該處金屬液的平均壓頭成反比。如一個(gè)鑄型中安排不同的鑄件， 則應(yīng)根據(jù)各鑄件的重量和內(nèi)澆口的位置進(jìn)行計(jì)算，此處不再舉例。2、確定澆注系統(tǒng)各組元的截面積為便于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)確定澆注系統(tǒng)的尺寸，已有人根據(jù)前節(jié)所選的原理，制成了查定內(nèi)澆口截面積的列線圖，規(guī)定了根據(jù)內(nèi)澆口截面

23、積推算澆注系統(tǒng)中其他組元的方法。（1）由列線圖查定內(nèi)澆口的截面積圖7是確定內(nèi)澆口面積的列線圖。確定內(nèi)澆口的截面積，需用以下的數(shù)據(jù)：a每一個(gè)鑄件的重量 G （kg）,由計(jì)算或稱樣件求得；b.充滿每型腔所需的時(shí)間 T,因?yàn)楦餍颓煌瑫r(shí)充滿，T也是整個(gè)鑄型的澆注時(shí)間，一般應(yīng)比生產(chǎn)每一鑄型的節(jié)拍短 4秒左右；c.因金屬液與鑄型間的摩擦而致的流速損失，簡(jiǎn)稱摩擦系數(shù)的，一般可取值 0.5;d.內(nèi)澆口處的金屬液平均壓頭h(mm)。圖7確定內(nèi)澆口截面積的列線圖現(xiàn)仍以圖6所示的鑄型為例，說明如何用圖7確定內(nèi)澆口的截面積。由圖6得知：G=2kgT=6sm 取 0.5;hi=100mm； h2=250mm; h3=3

24、50mm首先，在左邊的座標(biāo)上找到G=2kg的一點(diǎn)。從這一點(diǎn)順斜線向右下方移動(dòng)，到與T=6s的垂直線交于一點(diǎn)。由此交點(diǎn)水平向右移動(dòng)，到與 m =0.5的垂直線交于一點(diǎn)。再由此交點(diǎn)順斜線向右下方移動(dòng)，到與hi=100, h2=250和h3=350等垂直線相交，由各交點(diǎn)分別水平向右移動(dòng)，即得到處于不同位置的內(nèi)澆口的截面積：Fi=70mm2； F2=45mm2； F3=38mm2實(shí)際上澆注時(shí)，有向下引流的作用， 如按這些理論值定內(nèi)澆口截面積，則下層型腔的充 填會(huì)稍快一些，而上層則稍慢。為彌補(bǔ)這種差異，下層型腔的內(nèi)澆口可取稍小的值，而上層內(nèi)澆口的截面則取稍大的值。圖6所示的鑄型，實(shí)際上宜選取的F值如下的

25、內(nèi)澆口截面積：Fi=80mm2； F2=45mm2； F3=30mm2(2)直澆道圖6所示鑄型，共設(shè)2個(gè)直澆道，每一直線道供給6個(gè)內(nèi)澆口。這6個(gè)內(nèi)澆口的總截面 積匯 F=2Fi+2F2+2F3=2 X 80+2 X 45+2 X 302=310mm每一直澆道的截面積比內(nèi)澆口總面積增加20%。2F 直=1.2X310=370 mm(3)橫澆道一般情況下，橫澆道的截面積比其供給的直澆道的總截面積大30%。如橫澆道距鑄型頂部的距離小于75mm,固其中金屬液的壓頭小，截面積應(yīng)比直澆道大100%。(4)內(nèi)澆口的形狀為使鑄件致密，對(duì)于鑄鐵件，應(yīng)充分利用石墨化膨脹而產(chǎn)生的自補(bǔ)縮作用。因此，內(nèi)澆口應(yīng)在鑄件發(fā)生

26、石墨化膨脹前凝固，以免石墨化膨脹時(shí)將鐵水從內(nèi)澆口擠出。建議采用薄內(nèi)澆口，其厚度視鑄件壁厚而定，參見表 2.表2 按鑄件壁厚選定內(nèi)澆口厚度鑄件壁厚(mm)內(nèi)澆口厚度(mm)3101.510152.015202.520253.0采用薄內(nèi)澆口，也利于鑄件與澆注系統(tǒng)分離，并可減輕打磨澆口的工作量。3、澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化組件根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了典型的澆注系統(tǒng)，對(duì)于采用垂直分型無箱造型設(shè)備的鑄造 廠，是方便而實(shí)用的。在此基礎(chǔ)上還設(shè)計(jì)了澆注系統(tǒng)各組元的標(biāo)準(zhǔn)。澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見圖 8。兩種澆口杯,圖8澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)橫澆道，橫澆道，T形接頭,直澆道,直澆道(1)澆口杯澆口杯有兩種形式：一種供自動(dòng)澆注用，

27、見圖9;另一種供人工澆注用，見圖 10。每種澆口杯各有4種規(guī)格，供選用，以保證金屬液的流率與鑄件相適應(yīng)。圖9和圖10中的澆注流率都是鑄鐵的質(zhì)量流率，其他鑄造合金可參照，并按相同的體 積流率核算。圖9自動(dòng)澆注用澆口杯(本圖只表示半)澆口杯編 號(hào)澆注流率(kg/s)澆口杯重量(kg)尺寸(mm)ABC1<334030152354453515357650402247119604522件號(hào)數(shù)量名稱材料12澆口杯體鑄鐵22易損片鑄鐵34M6X18螺釘鋼425X 20定位銷鋼56M6 X 40螺釘鋼2吐船圖10人工澆注用澆口杯(本圖只表示一半)澆口杯編 號(hào)澆注流率 (kg/s)澆口杯重里(kg)尺寸

28、(mm)ABCD1<22.550301530222.83.06040153032.83.84.07050224043.855.580552245件號(hào)數(shù)量名稱材料12澆口杯體鑄鐵22易損片鑄鐵34M6X18螺釘鋼425X 20定位銷鋼56M6 X 30螺釘鋼(2)內(nèi)澆口由圖7確定內(nèi)澆口面積后，請(qǐng)參照?qǐng)D 11選定其具體結(jié)構(gòu)。對(duì)于灰鑄鐵件，應(yīng)力求不用冒口，以提高工藝出品率，并減少鑄件修整的工作量。 為此, 最好采用頂注方案，在采用頂注方案有困難時(shí)，建議采用側(cè)注方案。左己用工J IS 時(shí).叩*u中加77111rp.'、Mls!i Iw* J1S-10U)25 )06035而304SOm5

29、:5 J0J2065 10凡07510田。85d。160195如 200to5JO220圖11內(nèi)澆口(3)直澆道直澆道的截面積算出后,可根據(jù)鑄型中安排鑄件的情況,選用圖12或圖13中的直澆道。和aifmm J圖叫 EffirJC (EE)157515afl1QA153號(hào)U715I3忤之15s970ISaIQ300227nmE”e口1 432129S072210以MH12MISm22121«e2213174722u18I 3722215的'1083ZZt8：cI 120022圖12和澆口杯相連的直澆道77 t品讀(EFT；)1 1 s-,咨S；I .373 二mS10300 |

30、711363 1B12*二支f9造507X言11 11心：216758! 1317S67i u一1.一' - L120:1耐1a J W - H；20c圖13 和T形接頭相連的直澆道(4) T形接頭直澆道選定以后，可按直澆道相同的序號(hào)自圖14中選取下列T形接頭。Mi(EE )ip加(mm J )b mmrs v immfj5756?0826 1IQS7T47371Ga192cBmq2435g243R300si10j 300H3B37H363124328121458g913507忖1 67510Ks&a16768111567SH 1067Q恪76B169721317867嗚)00

31、314陽972浦1200IS191003211320庫201200U60圖14 T形接頭(5)橫澆道橫澆道的結(jié)構(gòu)和尺寸見圖 15。直澆道選定后，按直澆道的序號(hào)選橫澆道。b2畝讓C! EEJ(mm)L6舊已1527T4753a19215£9(5103001S611363r 22712G222BSS822g15675n101i7682211i736722日ia97222 131910532220I2D022154!)32022他i22 I 146022圖15 橫澆道四、模具1、模板造型系統(tǒng)所用的模板，一般用灰鑄鐵鑄造，也可以用鋼制或鋁合金制的模板。為減輕重量，厚模板宜用鋁合金制造，其外框鑲鋼。厚模板也可以用焊接結(jié)構(gòu)件制成，一定條件下還可采用框架結(jié)構(gòu)，中間用石膏或環(huán)氧樹脂填充。模板工作面和底面的不平行度一般應(yīng)不大于0.05mm。2、模樣(1)模樣材料模樣可用多種材料制造，常用的材料及模樣的使用壽命如下：模樣材料使用壽命(射砂次數(shù))硬木5001000環(huán)氧樹脂、石膏500050000銅合金2000050000鋁合金2000060000鋅、鋁、銅合金灰鑄鐵低合金鋼4000060000200000300000300000500000如采用