提高冒口补缩效率的方法,冷铁应用
铸造件冷铁基本知识与安放原则及案例
在生产较大较大件生产时，安放冷冷铁是保证铸件同时凝固，避免铸件缩孔、疏松的常用措施。
一、冷铁的作用：1.减小冒口尺寸，提高工艺出品率。
2.在铸件难以设置冒口的部位，放置冷铁可防止缩孔，缩松。
3.在局部部位使用冷铁可控制铸件的顺序凝固，增加冒口的补缩距离。
4.消除局部热应力，防止裂纹。
冷铁分为外冷铁和内冷铁。
外冷铁置于铸件外壁，安放在型砂中，冷铁上面喷涂涂料，一般在落砂时冷铁就能脱离铸件。
内冷铁是将激冷冷插入型中需要激冷的部分，使冷铁与铸件熔为一体，内冷铁主要用于黑色金属厚大铸件生产中。
内冷铁的激冷作用比外冷铁大得多，所以用量要适当。
如内冷铁重量过大，则不能很好地熔合，影响铸件的机械性能，严重时引起铸件裂纹。
重量过小则不能有效消除缩孔、缩松。
内冷铁重量的经验估算公式为：G冷二0.28(G2-G1)式中G冷为内冷铁的重量；G2为铸件厚壁处重量；Gl为铸件壁薄处重量。
5.2使用内冷铁的注意事项:使用前"内冷铁要喷丸或喷砂处理，去除表面锈蚀和油污，常镀锌或镀锡防氧化。
砂型内放置内冷铁后及时浇注，防止内冷铁上聚集水分而产生气孔。
时长一般不超过4h°对放置有较多内冷铁的铸型，浇注前最好用喷灯加热，去除内冷铁表面的水分。
承受高温、高压和质量要求很高的铸件，不宜放置内冷铁。
放置内冷铁的铸型上方应有出气孔，如上方是暗冒口，冒口上也应有较大的出气孔。
采用栅状内冷铁时，单根冷铁的直径不大于30mm。
内冷铁在铸件加工后不得暴露，以免影响铸件的力学性能。
2.3外冷铁分直接外冷铁与间接外冷铁。
使用外冷铁的注意事项：外冷铁紧贴铸件表面的部位应光洁，除去锈污等各种脏物，有时要刷涂料。
对于易产生裂纹的铸造合金浇注的铸件，使用外冷铁时应带有一定的斜度以免型砂和冷铁分界处因冷却速度差别过大而形成裂纹。
外冷铁边缘与砂型相接处不宜有尖角砂。
可以选择随形冷铁。
选择恰当的外冷铁厚度。
太薄的外冷铁只在凝固初期发生微弱的激冷作用，甚至会与铸件熔合在一起。
铸铁件冒口补缩距离
铸铁件冒口补缩距离
铸铁件冒口补缩距离是指在铸造过程中，铸铁熔液在冒口中凝固收缩所形成的缺口。
铸铁件冒口补缩距离的大小取决于铸铁的性质、铸件的形状和尺寸等因素。
一般来说，冒口补缩距离的设计应考虑到以下几个方面：
1. 冷却收缩：在铸造过程中，铸铁熔液会在凝固过程中发生收缩，这会导致冒口收缩。
冒口补缩距离应大于冷却收缩的距离，以确保冒口能够完全填充铸件。
2. 温度影响：铸铁在凝固过程中的温度变化也会影响冒口补缩距离。
一般来说，温度较高的情况下，冒口补缩距离应大于温度较低的情况。
3. 减少翘曲：冒口补缩距离还可以用来减少铸件的翘曲，提高铸件的准确性和质量。
在实际生产中，需要综合考虑以上因素，根据具体的铸造工艺和要求来确定合适的冒口补缩距离。
一般来说，通过试验和经验总结，可以确定不同型号和尺寸铸铁件的适宜冒口补缩距离。
第5章冒口、冷铁和铸肋
冒口→高于铸件最高
水平面的只浇道和浇口杯
部分。
例：下图球铁件
56
直接实用冒口的优缺点 优点： 铸件工艺出品率高。 冒口位置便于选择，冒口颈可很长。 冒口便于去除，花费少。 缺点 要求高强度铸型。
要求严格控制浇注温度范围 ±25℃，以保证冒口颈冻结
时间准确。 复杂铸件关键模数不易确定。为验证冒口颈是否正确需
率最小。
44
3.2 实用冒口设计法 设计原则 冒口和冒口颈先于铸件凝固，利用部分或全部的共晶膨胀
量在铸件内部建立压力，实现自补缩，更有利于克服缩松 缺陷。 实用冒口的优势 出品率高 对缩松防止效果好，成本低。
45
实用冒口的种类及适用范围
46
(1)直接实用冒口（包括浇注系统当冒口）
5
（2）选择冒口位置的原则
a 在热节的上方或侧旁 b 尽量在铸件最高、最厚部位。低处热节设补贴或冷铁。
图3-5-2.ppt c 不应设在铸件最重要、受力大的部位。 d 不要选在铸造应力集中处，应减轻对铸件的收缩阻碍，
避免裂纹。 e 尽量用一个冒口同时补缩几个热节或铸件。图3-5-3.ppt f 冒口布置在加工面上，可节约铸件精整工时，外观好。 g 不同高度的冒口，应用冷铁使各个冒口的补缩范围隔开。
58
控制压力的机理：
如图，以D曲线为例。 二次收缩：体积膨胀： 铸型所能容纳的膨胀：
T1以上。
不足以补偿二次收缩的 膨胀：T0以上。
膨胀量控制范围： （Cs+Z/2） Z/2
铁液回填冒口的终止目 标：T2。
59
三种控制方法：
a 冒口颈适时冻结。 用冒口颈尺寸控制。浇注温度、冶金质量的变动可能导
28
（3）通用冒口设计步骤 把铸件划分为几个补缩区，计算各区的铸件模数。 按比例计算冒口及冒口颈的模数。 确定冒口的形状及尺寸。 检查顺序凝固条件（补缩距离是否足够、补缩通道是否
冒口及冷铁、补贴解读
三、通用冒口补缩原理
1.基本原则
设计通用冒口应遵守顺序凝固的基本条件： (1) 冒口的凝固时间应大于或等于铸件（被补缩部分）的凝 固时间。 (2) 冒口应有足够大的体积，以保证有足够的金属液补充铸 件的液态收缩和疑固收缩，补偿浇注后型腔扩大的体积。
(3)在铸件整个凝固的过程中，冒口与被补缩部位之间的补缩 通道应该畅通，即使扩张角始终向着冒口。 （4）还需要注意将冒口与浇注系统、冷铁、工艺补贴等配合 使用，使铸件在较大的温度梯度下，自远离冒口的末端区逐渐 向着冒口方向实现明显的顺序凝固。 （5）在满足上述条件下，应尽量减小冒口体积、节约金属、 提高铸件成品率。
明冒口的缺点：因顶部敞开，散热较快，同样体积的冒口， 明冒口比暗冒口的补缩效率低。
它在轻合金铸件、 铸铁件及中小型铸钢 件的生产中多使用明 冒口。
（2）暗冒口
可设置在铸件的任何位置上。 如需要补缩的部分与铸型顶面的距离较大，或 冒口的上部受到铸件另一部分结构的阻碍以及在高 压釜中浇注时，常常采用暗冒口。
2. 选择冒口位置的原则
1） 冒口应就近设在铸件热节的上方（顶冒口）或侧旁（暗冒口） 2） 尽量设在铸件最高、最厚 的部位，以便利用金属液的自重 力补缩对低处的热节增设补贴和 使用冷铁造成补缩的有利条件 3）冒口不应设在铸件重要的、 受力大的部位，以防组织粗大降 低强度。 4）冒口位置不要选在铸造应力 集中处，应注意减轻对铸件的收 缩阻碍，以免引起裂纹。
3.冒口的有效补缩距离的确定
冒口有效补缩距离的概念：为了防止铸件产生缩孔和缩松，冒 口必须保证铸件实现顺序凝固，在铸件凝固的过程中始终保持 畅通的补缩通道，这样的冒口中的金属液才能源源不断的补给 铸件，否则冒口再大，也达不到补缩的目的。 • 补缩通道扩张角φ：液相线的等温面之间形成的夹角
提高球墨铸铁冒口补缩效率的措施重点
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库球墨铸铁铸件生产技术课程提高球墨铸铁冒口补缩效率的措施主讲：贺生明榆林职业技术学院提高球墨铸铁冒口补缩效率的措施球墨铸铁的浇冒口重量约占20%~40%，耗费金属多，增加了切除冒口的工作量。
所以，提高冒口的补缩效率，减少冒口重量，并使冒口便于切除是节约金属、降低成本的重要环节。
此外，创造条件采用小冒口或无冒口铸造是当前提高冒口补缩效率的一个重要途径。
提高冒口补缩效率的主要措施有：提高冒口中金属液的补缩压力，如大气压力冒口、压缩空气冒口等；延长冒口中金属液的保持时间，如发热冒口、保温冒口等；还有便于切割的易割冒口。
一、大气压力冒口大气压力冒口是指在暗冒口的顶部插放一个细的砂芯，或造型时做出锥顶砂，伸入到冒口的中心区，浇注后冒口表面结壳与大气隔绝后，外界大气压力仍可通过砂芯中的出气孔及砂粒孔隙进入冒口中，从而增加了冒口的补缩能力。
浇注完毕后冒口的表面冷却快而先结成壳。
继续冷却收缩时，冒口内液面下降，在壳的顶部下面形成真空如图1中的A处。
此时失去大气压力，只能依靠冒口中铁水柱的自重补缩（称自重压力冒口）。
这样就降低了冒口的补缩效果。
为了在补缩期间不失掉大气压力，可以做成大气冒口和吊砂冒口。
图1自重压力冒口二、压缩空气冒口实践证明冒口加压能提高冒口补缩效率。
图2是个采用低压铸造气压冒口，另一个采用重力冒口，其它条件相同。
结果气压冒口内形成Φ70~110，L=120~130mm的空腔，这说明冒口补缩效率提高了。
图2加压冒口和普通冒口的对比a）气压冒口解剖后有最大直径φ70~110，长120~130毫米的空腔b）重力冒口，解剖后无缩孔三、发热冒口用发热材料作冒口套的冒口称发热冒口。
发热冒口包括发热套冒口（图3）和发热剂冒口两类（图4）。
发热剂冒口是在普通冒口的顶面撒入发热剂的一种冒口工艺，适用于大、中型冒口，特别是单件生产的大、中型铸件中。
图3发热套冒口结构a）发热套暗冒口b）发热套明冒口1-暗冒口2-发热套3-发热套下至铸件型腔有10-40毫米的普通砂层4-型腔5-出气孔6-明冒口7-明冒口发热套8-铸件型腔9-明冒口上的保温剂H—胃口高图4发热剂冒口结构1-冒口2-发热剂3-砂型4-冒口中的钢液5-铸件发热套由发热剂、氧化剂、点火剂、保温剂和粘结剂组成，有时不用保温剂。
冒口补缩铸件的三个基本条件
冒口补缩铸件的三个基本条件在铸造过程中，冒口补缩是至关重要的环节之一，它对于确保铸件的质量和性能具有至关重要的作用。
本文将探讨冒口补缩铸件的三个基本条件，以帮助铸造工程师更好地理解和应用这一技术。
一、合适的冒口设计冒口设计是冒口补缩的第一步，也是最关键的环节之一。
一个合适的冒口设计应该能够有效地为铸件提供足够的补缩，同时避免过多的材料浪费。
冒口的大小、位置和形状等因素都会影响其补缩效果。
因此，铸造工程师需要根据铸件的大小、壁厚、热节等因素，选择合适的冒口设计。
在选择冒口设计时，需要考虑以下几个因素：1. 冒口的容量：根据铸件的大小和壁厚，计算出所需的补缩量，并选择足够容量的冒口。
2. 冒口的位置：冒口应放置在铸件的热节处，以最大限度地发挥补缩效果。
同时，考虑到金属液的流动和型砂的退让，也需要合理安排冒口的位置。
3. 冒口的形状：常见的冒口形状有圆柱形、圆锥形和方形等。
不同形状的冒口具有不同的补缩效果，需要根据实际情况进行选择。
二、合适的浇注温度和速度浇注温度和速度是影响冒口补缩效果的另一个重要因素。
浇注温度过高可能导致金属液氧化和浇不足等问题，而浇注温度过低则可能影响冒口的补缩效果。
因此，铸造工程师需要根据实际情况选择合适的浇注温度和速度。
在选择浇注温度和速度时，需要考虑以下几个因素：1. 金属液的成分和性能：不同成分的金属液具有不同的浇注温度和速度要求。
例如，高碳钢的浇注温度通常较高，而低碳钢的浇注温度则相对较低。
2. 铸件的大小和壁厚：铸件的大小和壁厚会影响金属液的冷却速度和补缩效果。
对于较大的铸件或较厚的壁，需要选择较低的浇注温度和较慢的浇注速度，以利于金属液的补缩。
3. 浇注系统的设计：浇注系统的设计也会影响金属液的流速和温度。
合理的浇注系统设计可以提高金属液的利用率和补缩效果。
三、控制好凝固时间控制好凝固时间也是实现冒口补缩的重要条件之一。
在金属液凝固过程中，需要保证足够的补缩时间，同时避免因冷却过快而导致补缩不足或产生热裂等问题。
冒口及冷铁、补贴
根据形状和用途的不同，冷铁可分为外冷铁和内冷铁两种。外冷铁主要用于控制 铸件表面的温度和凝固顺序，而内冷铁则用于控制铸件内部的温度和凝固顺序。
选择依据
在选择冷铁时，需要考虑铸件的形状、尺寸、材质、浇注温度、冷却速度等因素 。同时，还需要根据铸造工艺的要求和实际情况，选择合适的冷铁形状、尺寸和 材质。
应用实例二
在铸造铝合金铸件时，由于铝合金的凝固收缩率较大，可 在铸件的浇注系统或冒口处设置补贴，以提供足够的补缩 量，防止铸件产生缩孔、缩松等缺陷。
应用实例三
在铸造复杂形状的铸件时，可在铸件的难以补缩的部位设 置补贴，以改善铸件的凝固条件，提高铸件的致密性和力 学性能。
04 冒口、冷铁和补贴组合使 用策略
个性化定制需求的增 加
随着消费者个性化需求的不断增 加，未来冒口及冷铁、补贴技术 将更加注重个性化定制服务的发 展，以满足不同客户的需求。同 时，这也将促进冒口及冷铁、补 贴技术的不断创新和发展。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
冒口分类
根据不同的作用和要求，冒口可分为明冒口、暗冒口、发热冒口、保温冒口和 浇注系统等。
冒口在铸造过程中作用
补给铸件凝固收缩所需的金属 溶液，防止产生缩孔和缩松等 缺陷。
通过冒口调节铸件各部分的冷 却速度，使铸件顺序凝固，有 利于铸件内部组织的致密性。
冒口还有排气、集渣的作用， 可防止铸件产生气孔、夹渣等 缺陷。
本次项目成果总结
冒口及冷铁、补贴技术的成功应用
通过本次项目，我们成功地将冒口及冷铁、补贴技术应用于实际生产中，提高了铸件的质量和效 率。
团队协作能力的提升
项目过程中，团队成员积极协作，共同解决问题，提高了团队协作能力和整体实力。
铸铁件缩孔和缩松缺陷防止方法及应用实例
ＤＯＩ １． ６ ￣ｉ ｎ１０ － ３ ５２ １．１ １ ：０３ ９ ．ｓ． ３ ８４ ． ２０ ． ２ ９ ｓ ０ ０ ０
Ｍ ｅ ｈ ｄ ｏ Ｐｒ ｖ ｎ ｈ ｉ ｋ ｇ ｖ ｔ ｎ ｏ ｏ ｉ ￣ｅ ｆＩ ｏ ｓｉ ｓａ ｄ Ｔｈ ｉ ｐ ｉａ ｉ ｎ Ｅｘ ｍｐ ｅ ｔ ｏ ｓ ｔ ｅ ｅ ｔ ｒ ｎ ａ ｅ Ｃａ ｉ ａ ｄ Ｐ ｒ ｓｔ Ｄｅ ｔｏ ｒ ｎ Ｃａ ｔ Ｓ ｙ ｙ ｎｇ ｎ ｅｒ Ａｐ ｌ ｔｏ ａ ｃ ｌｓ
而 由于 Ｍｇ 大 铁液 的收缩 倾 向 ， 防止 缩松 考 增 从
虑 ， Ｍｇ 量应越 低越好 ； （ 残） 兼顾 到工 艺控 制 的难
采用冷却筋 、 散热片和导热率高 的型砂 、 芯砂局 部加速冷却等。 以下是笔者公司使用这些方法解
决缩 孔缩 松缺 陷 的实例 。
度 ， 际生产 中一 般采 用 的控制 范 围为 ００５ 实 ．３％～
决 。要 注 意 的是 ， 种方 法 只适用 于缩 松 或者 显 这
微缩松 比较轻微 ， ｘ射线检查没有发现每个铸件
都 有这种 缺 陷 ， 就是 出现 缩松 缺陷 的铸 件 比例 也
不 高时 。 ２１ 化 学成分 方面 的控 制 ．
（ ） 当提 高 Ｃ Ｃ １适 Ｅ。 Ｅ高 ， 铁液 凝 固过程 中石
与ｘ射线 相 结合 的检 测 方法 ； 批量 生 产过 程 中一
关键部位有一定大小 的缩松缺陷存在 ， 而在关键
部位 则仍 然 不允许 有 缩 松缺 陷 。例 如 ， 动钳 壳 制 体 的活塞 缸部 位是 不 允许 有 缩孔 缺 陷 的 ， 否则 使 用过 程 中会 出现 制 动漏 油等 致命 问题 ， 而在 背脊 部位 可 以 出现 一定 大 小 的缺 陷 ， 不 能影 响 产 品 但
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
§6 提高冒口补缩效率的办法
普通冒口（自重压力冒口）定义，重量
提高冒口补缩效率的途径：
1）提高冒口中金属液的补缩压力……大气压力冒口。
2）延长冒口中金属保持液态的时间……发热冒口或保温冒口。
一大气压力冒口
大气压力冒口定义：在暗冒口顶部插入一透气性好的砂芯或做出倒锥形的吊砂，将其伸入冒口最热区域。
由于砂芯顶部或吊砂尖端剧烈受热，使其晚于冒口的其他部分凝固，而大气压力可通过砂的孔隙作用在冒口内的金属液面，从而提高冒口的补缩压力。
二发热冒口及保温冒口
1 发热冒口
原理：利用发热材料与钢液接触时发生化学反应放出大量的热，使冒口内液态金属的作用时间延长，冒口体积仅为普通冒口1/2~1/4。
发热套通常由发热剂、保温剂及粘结剂组成（见表4-10，p143）。
发热冒口多用于小于Φ400的冒口。
为防铸件增碳，应在发热套根部做一10～40mm厚型砂层（保温冒口则无此型砂层）。
对明冒口，需在液面上撒发热剂。
2 保温冒口
用蓄热系数小的保温材料（如珍珠岩、发泡石膏、陶瓷棉等）制成保温套。
陶瓷棉保温效果最好，陶瓷棉保温冒口体积比普通冒口小8倍。
3 其它
加氧冒口和电弧加热冒口。
三易割冒口
对于不易用机械方法切割而气割易产生裂纹的
高合金铸件，通常采用易割冒口。
在冒口根部放一
由耐火材料（白泥＋耐火泥＋膨润土＋耐火砖粉）
制成的带一小于冒口直径圆孔的隔片，使补缩通过
圆孔进行。
为使冒口颈不影响补缩，必须恰当选择
冒口颈直径和隔片厚度，且尽量使金属液经过隔片
上方流入型腔。
经验尺寸：
被补缩部分延续度大于8T，D=(2~2.5)T；小于8T
时，D=(1.5-1.8)T，T为热节圆直径。
冒口高度：
明冒口，H=(1.5~1.7)D; 暗冒口，H=(2.0~2.2)D.
冒口直径同缩颈直径d1、d2及隔片厚度之间的关系见下表：
§7 冷铁应用
冷铁作用：
1 铸件顺序凝固，防止缩孔、缩松，提高工艺出品率；
2 保证同时凝固，防变形和裂纹；
3 加速局部冷却，改善基体组织；
4 保证冒口难于补缩部分不出现缩孔、缩松。
外冷铁：直接外冷铁＋间接外冷铁
内冷铁：浇铸后与铸件熔接。