几种类型的冒口设计
几种类型的冒口设计
几种类型的冒口设计
冒口设计是指为一篇文章或文档提供吸引读者、引起兴趣并激发阅读
欲望的开头部分。
一个好的冒口设计应该能够吸引读者的注意力，增加阅
读的兴趣，并提供一些预告性的信息，概括文章的主要内容。
下面将介绍
几种常见的冒口设计类型。
1.引用法冒口设计
引用法冒口设计通过引用名人、专家的观点或名言来开始文章。
这种
类型的冒口设计在一定程度上可以积极地影响读者，因为读者可能会对从
权威人士那里得到的信息更感兴趣和信任。
同时，引用法冒口设计还可以
为读者提供一些新颖的观点或观点，以激发他们对文章主题的兴趣。
例如，“马克·吐温曾经说过："读一本好书，就像和一个有智慧的
人对话。
"这句话一针见血地表达了阅读对于个人成长的重要性。
本文将
探讨阅读对我们的生活和职业发展的影响。
”
2.故事法冒口设计
故事法冒口设计通过讲述一个有趣、引人入胜的故事来开始文章。
这
种类型的冒口设计可以帮助读者更好地理解主题，并赋予主题以情感色彩。
故事法冒口设计还可以吸引读者的关注，引起他们的共鸣，激发他们对主
题的思考。
例如，“在一个晴朗的夏日午后，我坐在阳台上，手里拿着一本书。
突然，一只小猫从楼下的花坛里跳了出来，跑到我身边。
这只小猫让我联
想到……本文将讨论如何培养动物与人类之间的友谊，以及动物对我们生
活的影响。
”
3.问题法冒口设计。
《冒口系统设计》课件
冒口系统是铸造工艺中的重要组成部分，其主要作用是容纳多余的金属液体。一个完整的冒口系统通 常包括冒口本身、溢流槽和保温材料等部分。冒口的设计应考虑金属液的容量、模具的冷却速度等因 素。溢流槽的作用是将多余的金属液引入冒口，保温材料则用于保持金属液的温度。
冒口系统的分类
要点一
总结词
根据用途和结构，冒口系统可分为热冒口和冷冒口两类。
压接焊
通过施加压力使两个金属表面紧密接触，然后加热熔化表面层， 形成连接。
钎焊
使用熔点低于母材的钎料作为填充金属，将母材加热至钎料熔化 ，然后冷却凝固形成连接。
热处理工艺
退火
将金属加热至高温并保持一段时 间，然后缓慢冷却至室温，以消 除内应力、提高塑性和韧性。
正火
将金属加热至高温并保持一段时 间，然后快速冷却至室温，以细 化晶粒、提高强度和韧性。
环保性原则要求在选择冒口材料时，要优先选择可再生、 可回收、低污染的材料，同时还要考虑到冒口系统的冷却 方式、废弃物的处理方式等因素，以实现绿色铸造的目标 。
03 冒口系统设计流程
需求分析
需求调研
深入了解用户需求，明确设计目标， 收集相关数据和信息。
需求整理
对收集到的需Байду номын сангаас进行分类、筛选和整 理，形成详细的需求文档。
方案制定
方案构思
根据需求分析结果，初步拟定设计方 案，包括功能模块、界面布局等。
方案评审
邀请专家或团队成员对方案进行评审 ，提出改进意见，完善设计方案。
详细设计
界面设计
根据方案制定界面风格、色彩搭配、图标和按钮 等视觉元素。
交互设计
确定各个功能模块的交互流程、操作方式和反馈 机制。
第五章 冒口设计
5.补贴的应用
为了实现顺序性凝固和增强补贴效果,铸造工艺人员 在靠近冒口的铸件壁厚上补加的倾斜的金属块称为补贴 （增肉）。冒口附近有热节或铸 件尺寸超过冒口补贴距离时， 利用补贴可造成向冒口的补 贴通道，实现补缩。应用补 贴可消除铸件下部热节处的 缩孔，还可延长补缩距离， 减少冒口数目。
补贴分类：
第二节 铸钢件冒口的设计与计算
铸钢件冒口属于通用冒口，其计算原理适用于实行顺序 凝固的一切合金铸件。通用冒口的计算方法很多，现仅介绍 几种常用的冒口计算方法。
一.模数法
1.模数的定义
在铸件材质、铸型性质和浇注条件确定之后，铸件的凝 固时间主要决定于铸件的结构形状和尺寸。而千差万别的铸 件形体，对凝固时间的影响主要表现在铸件体积和表面积的 关系上。铸件体积愈大，则金属液愈多，它所包含的热量也 愈多，凝固时间就长。铸件体积相等，液体金属的重量及所 含的热量就相等，如果铸件的结构不一样，则散热表面积就 不相等。显然，表面积愈大，散热就愈快，凝固时间愈短； 反之，表面积愈小，凝固时间就愈长。
第五章
冒口设计
第一节 冒口的种类及补缩原理
冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件的 形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的 作用．习惯上把冒口所铸成的金属实体也称为冒口。
一、冒口的种类
顶冒口 依位置分 普通冒口 侧冒口 明冒口 暗冒口
依顶部覆盖分
通用冒口 （传统）
依加压方式分
特种冒口
冒口 依加热方式分 易割冒口
r
式中: Mr、Mc—分别为冒口模数和铸件模数； Kr、Kc—冒口、铸件的凝固系数。 对于普通冒口，Kr=Kc，因而上式可写成Mr= f Mc 式中 f —冒口的安全系数，f≥1。
在冒口补给铸件的过程中，冒口中的金属逐渐减少，顶面形成 缩孔使散热表面积增大，因而冒口模数不断减小；铸件模数由 于得到炽热的金属液的补充，模数相对地有所增大。根据试 验，冒口模数相对减小值约为原始模数的17%，一般取安全 系数f=1.2。安全系数过大，将使冒口尺寸增大，浪费金属， 加重铸件热裂和偏析倾向。 对于碳钢、低合金钢铸件，其冒口、冒口颈和铸件的模数 关系应符合下列关系。 对于侧冒口 Mc：Mn：Mr=1：1.1：1.2 （3-5-3） 内浇道通过冒口 Mc：Mn：Mr=1：（1～1.03）：1.2 （3-5-4） 对于顶冒口 Mr=（1.2～1）Mc （3-5-5） Mn---为冒口颈的模数。
可锻铸铁件冒口设计
可锻铸铁件冒口设计铸铁是一种常用的材料，广泛应用于制造行业。
在铸铁制品的生产中，冒口设计是至关重要的，它直接影响到产品质量和加工成本。
正确的冒口设计可以有效地避免缺陷的产生，提高产品的成形质量，同时也可以降低后续加工的难度和成本。
本文将介绍可锻铸铁件冒口设计的相关知识，并提出一种合理的冒口设计方案。
一、可锻铸铁件的特点可锻铸铁是一种含碳量较高的铸铁材料，其强度和硬度较高，具有较好的可锻性，适用于锻造和精密加工。
可锻铸铁件通常用于制造汽车零部件、机械零件等需要高强度和耐磨性的工件。
由于可锻铸铁的成分和性能特点，其在铸造过程中对冒口设计有着特殊的要求。
二、冒口设计原则1.冒口位置：冒口应设置在可锻铸铁件的最高点，以便将浮渣和气泡排除。
通常情况下，冒口位置应位于铸件的上部，离毛口处一定距离。
2.冒口形状：冒口应设计成易于开启和清理的形状，避免产生断口和裂纹。
常见的冒口形状有圆形、方形和椭圆形等，根据铸件的形状和结构来选择合适的冒口形状。
3.冒口尺寸：冒口的尺寸应根据铸件的大小和结构来确定，通常情况下，冒口的面积越大，排气和排渣效果越好。
但是也要避免过大的冒口导致浪费材料和增加加工成本。
4.冒口数量：根据可锻铸铁件的结构和复杂程度，确定冒口的数量和位置。
通常情况下，大型和复杂结构的铸件需要设置多个冒口，以确保浇注材料充分进入铸型腔。
5.冒口连接：冒口应与铸件的毛口连接，以确保铸注产物的完整性和一致性。
冒口的连接处应设计成光滑和密封的结构，避免产生漏料和漏底等问题。
三、可锻铸铁件冒口设计方案针对可锻铸铁件的特点和冒口设计原则，提出一种合理的冒口设计方案：1. 冒口位置：冒口设置在铸件的最高点，离毛口处约5-10mm，以便排气和排渣。
冒口位置应经过精确计算和模拟，确保冒口的位置准确无误。
2.冒口形状：冒口设计为圆形或椭圆形，便于开启和清理。
冒口的形状应光滑和密封，减少产生断口和裂纹的可能性。
3.冒口尺寸：根据铸件的大小和结构确定冒口的尺寸，通常情况下，冒口的直径或长宽比应为1:3-1:5、冒口尺寸的选择应考虑到浇注材料的流动性和铸件的充实度。
铸铁件冒口设计手册
铸铁件冒口设计手册诸葛胜福士科铸造材料（中国）有限公司铸铁冒口设计手册一、概述冒口是一个个储存金属液的空腔。
其主要作用是在铸件成形过程中提供由于体积变化所需要补偿的金属液，以防止在铸件中出现的收缩类型缺陷（如图1和图2所示），而这些需要补偿的体积变化可能有：图1 各种缩孔图2 缩孔生产图a)和冒口的补缩图b)1—一次缩孔 2—二次缩孔 3—缩松 1—缩孔 2—型腔胀大 3—铸件(虚线以内) 4—显微缩松 5—缩陷（缩凹，外缩孔）（1）铸型的胀大（2）金属的液态收缩（3）金属的凝固收缩补偿这些体积变化所需要的金属液量随着铸型和金属种类的不同而异。
此外，冒口还有排气及浮渣和非金属夹杂物的作用。
铸件制成后，冒口部分（残留在铸件上的凸块）将从铸件上除去。
由此，在保证铸件质量要求的前提下，冒口应尽可能的小些，以节省金属液，提高铸件成品率。
由此冒口的补缩效率越高，冒口将越小，铸件成品率越高、越经济。
FOSECO公司的发热保温冒口具有高达35%的补缩效率；因而，具有极高的成品率和极其优越的经济性。
在金属炉料价格飞涨的情况下，其优越性显得尤其突出。
另外，高品质发热保温冒口，及其稳定可靠的产品质量是获得高品质铸件的重要手段和可靠的质量保证。
二、铸铁的特点铸钢和铸铁都是铁碳合金，它们在凝固收缩过程中有共同之处）如凝固前期均析出初生奥氏体树枝晶，都存在着液态、凝固态和固态下的收缩），但也有不同的特点。
其根本不同之处是铸铁在凝固后期有“奥氏体+石墨”的共晶转变，析出石墨而发生体积膨胀，从而可部分地或全部抵消凝固前期所发生的体积收缩，即，具备有“自补缩的能力”。
因此在铸型刚性足够大时，铸铁件可以不设冒口或采用较小的冒口进行补缩。
灰铸铁在共晶转变过程中析出石墨，并在与枝晶间的液体直接接触的尖端优先长大，其石墨长大时所产生的体积膨胀直接作用在晶间液体上，进行“自补缩”。
对于一般低牌号的灰铁铸件，因碳硅含量高，石墨化比较完全，其体积膨胀量足以补偿凝固时的体收缩，故不需要设置冒口，只放排气口。
第三节 冒口、冷铁设计.
一、冒口
冒口的概念
冒口、冷铁设计
冒口是铸型内设置的一个储存金属液的 空腔。 冒口的作用
冒口的分类
常见冒口形式 冒口的设计
冒口的作用
1)对于凝固温度范围宽，不产生集中缩孔的 合金，冒口的作用主要是排气和收集液流前 沿混有夹杂物或氧化膜的金属液。这种冒口 多置于内浇道的对面，其尺寸也不必太大。 2)对于要求控制显微组织的铸件，冒口可以 收集液流前沿的过冷金属液，避免铸件上出 现过冷组织。 对铸件进行补缩，防止产生 3)对于凝固期间体积收缩量大，且趋向于形 缩孔、缩松等缺陷，同时提高排 成集中缩孔的合金（如铸钢、锰黄铜和铝青 气、集渣等效果，防止产生气孔、 夹渣等缺陷。 铜等），冒口的主要作用是补偿铸件的液态 收缩和凝固收缩以得到致密的铸件。
思考题
1.什么是顺序凝固原则？什么是同时凝固原则？ 什么是均衡凝固原则？各有什么优缺点？ 2.铸件的壁厚为什么不宜过薄和过厚？为什么尽 可能厚薄均匀？为什么要规定铸件的最小壁厚？ 3.为便于生产和保证铸件质量，通常对铸件结构 有哪些要求？ 4.何谓铸件的浇注位置？其对铸件的质量有什么 影响？应按何原则来选择？
二、冷铁的设计 冷铁：为增加铸件局部冷却速度，在型腔 内部及工作表面安放的金属块称为冷铁。 （一）冷铁的种类及作用 1.种类 内冷铁 冷铁 直接外冷铁 外冷铁 间接外冷铁
2.作用 1)在冒口难以补缩的部位防止缩孔、缩松。 2)划分冒口的补缩区域，控制和扩大冒口 的补缩距离，提高冒口的补缩效率。 3)加速壁厚交叉部分及急剧变化部位的凝 固，避免产生热裂纹。 4)改善铸件局部的金相组织和力学性能。
Mn M r riser head K < K < n r cast neck of riser head
球墨铸铁件冒口设计
2．控制压力冒口（又称释压冒口）
特点：利用部分共晶膨胀量来补偿铸件的凝固收缩 浇注结束，冒口补给铸件的冒口以释放“压力”
应用合理的冒口颈尺寸或一定的暗冒口容积控制回 填程度使铸件内建立适中的内压来克服凝固收缩， 从而获得既无缩孔、缩松又能避免胀大变形的铸件
M颈M冒 （㎝）
图4-40 M冒和M件的关系图 1—冶金质量差 2—冶金质量好
图4-41 需要补缩金属液量和铸件模数的关系 VT—设置冒口部位铸件或热节体积 VC—铸件需补缩体积
（2）冒口的补缩距离 指由凝固部位向冒口
输送回填铁液的距离 与铁水的冶金质量和
铸件的模数密切相关
图4-42 铁液输送距离和冶金质量及铸件模数的关系 1—冶金质量好 2—冶金质量中等 3—冶金质量很差
口体积，只有这部分金属液才能对铸件起补缩作用
冒口有效体积依铸件液态 收缩体积而定，一般比铸件 所需补缩的铁液量大
共晶成分的铸铁，冒口有 效体积取铸件体积的5%
碳当量低的铸件，冒口有 效体积取铸件体积的6%
图4-36 铸铁的ε—t浇曲线 ε—液态体收缩率 t浇—浇注温度
1—CE=4.3% 2—CE=3.6%
冒口颈模数M颈的确定：
M颈t浇 t浇 1111550cl0M件(cm )
式中 M颈 ——冒口颈模数（cm） M件——设置冒口部位的铸件模数（cm） t浇——浇注温度（℃） c ——铁液比热容，c与铁液温度有关，在 1150～1350℃范围内，c为835～963 J/(kg·℃) l ——铸铁结晶潜热为（193～247）×103J/kg
实用冒口的工艺出品率高，铸件质量好，更实用
原理：利用冒口来补缩铸件的液态收缩，而当液态收缩
冒口有效体积依铸件液态收缩体积而定，一般比铸件所需补缩的铁液量大
冒口系统设计
冒口系统设计一﹑冒口设计1. 冒口设计的基本原则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凝固收缩，补缩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。
对于结晶温度间隔较宽、易于产生分散性缩松的合金铸件，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2. 冒口设计的基本内容1）冒口的种类和形状（1)冒口的种类⎧⎧⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎩⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩⎩⎪⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎩⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩顶冒口依位置分侧冒口贴边冒口普通冒口明冒口依顶部覆盖分暗冒口大气压力冒口依加压方式分压缩空气冒口通用冒口（传统）发气压力冒口保温冒口发热冒口特种冒口依加热方式分加氧冒口电弧加热冒口，煤气加热冒口易割冒口直接实用冒口（浇注系统当铸铁件的实用冒口（均衡凝固）⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎩冒口）控制压力冒口冒口无补缩 图1 冒口分类（2）冒口的形状常用的冒口有球形、圆柱形、长方体形、腰圆柱形等。
对于具体铸件，冒口形状的选择主要应考虑以下几方面:a）球形 b)球顶圆柱形 c）圆柱形 d）腰圆柱形（明） e）腰圆柱形（暗）图2 常用的冒口形状①冒口的补缩效果: 冒口的形状不同，补缩效果也不同，常用冒口模数（M）的大小来评定冒口的补缩效果(M=冒口体积/冒口散热面积)，在冒口体积相同的情况下，球形冒口的散热面积最小，模数最大，凝固时间最长，补缩效果最好，其它形状冒口的补缩效果，依次为圆柱形，长方体形等。
②铸件被补缩部位的结构情祝: 冒口形状的选泽还要考虑铸件被补缩部位的结构形状和造型工艺是否方便。
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几种类型的冒口设计
1.1.冒口类型的选择
1.2.普通冒口设计方法
以下摘自《西班牙汽车铸铁件浇冒口系统的设计及其特点》 1.2.1.缩管法
1.2.2.缩管法冒口设计程序
1.2.2.1.考虑铸件材质和重量
1.2.2.2.找出关键几何热节，按下表计算热节处模数W（有文献标为“Ms”，称为有效模数，不散热面不能计入。
）Mr = km x Ms Ms 是铸件的关键模数, Mr 是补缩冒口的模数，km 是常数，灰铸铁与球铁不一样。
• 亚共晶灰铸铁为0.6-1.0；• 球墨铸铁为0.8-1.1；• 可锻铸铁为1.2-1.4；• 钢为1.2-1.4；• 铜合金为1.2-1.4；• 铝合金为0.8-1.1。
1.2.2.3.通过W值计算出冒口补缩距离Ld=0.32W2(mm)，又有补缩距离最大为10Mn(冒口颈模数)
1.2.2.4.冒口的计算
z Dp的计算和Hp的预定，Dp=85（Cw/Hp）1/2(mm)。
一般Hp/ Dp=2~2.5 Cw—需冒口补缩的铸件重量之和（Kg），假想缩管重量Q=0.04 Cw（Kg）。
z冒口顶端直径1.1Dp≥直浇道下端直径
z冒口颈高宽比 0.75W:1.25W=1:1.67
z冒口颈长度 18mm，并愈短愈好。
以下摘自《DUCTILE IRON-The essentials of gating-中文版》，适用于球铁。
1.3.控制压力冒口
当铸型强度不够且铸件的模数远大于0.16 英寸（4mm）时，运用控制压力冒口。
大部分的湿型砂和覆膜砂选用该种方法。
1.3.1.控制压力冒口设计步骤：
1.3.1.1.标准冒口形状见下图67
1.3.1.
2.确定铸件特征（关键）模数Ms（上文为“W”）
1.3.1.3.确定冒口颈模数MN
1.3.1.4.确定冒口模数MR
1.3.1.5.控压冒口系统中的Ms 和M N 和M R 的关系见速查图.dwg图5 。
M N和Ms的关联系数
f 见速查图.dwg图4。
1.3.1.6.补缩距离最大为10M N，（又有Lp=0.32W2 公式）
1.3.1.7.C ard5为有效冒口高度
1.3.1.8.圆形或方形的冒口颈直径或边长=4M N
1.3.1.9.长方形冒口颈 短/长边宽=3M N/6M N（又有公式=0.9 Ms/1.5 Ms）
1.4.瓶状冒口
1.4.1.柱状冒口公式
1.4.
2.冒口直径=4Ms+冒口顶部直径
1.4.3.铸件补缩金属=4%浇注重量
1.4.4.冒口高度=H/D 之比×冒口顶部直径
1.5.无冒口设计
1.5.1.当铸型的强度较高并且铸件的模数大于1.0（25mm），选用无冒口。
1.5.1.1.要求冶金质量高
1.5.1.
2.坚固的铸型，并且非常好的紧固，一般不用于湿型
1.5.1.3.模数大于
2.5Cm
1.5.1.4.浇注温度1270~1350°C
1.5.1.5.快浇
1.5.1.6.很好的明的出气孔
1.5.1.7.多道内浇口
1.6.直接实用冒口
铸型的强度较低，铸件的模数小于0.16 英寸（4mm）时，选用直接实用冒口。
当铸型的强度较高，铸件的模数小于1.0 （25mm）也可以选用直接实用冒口。
因为这种方法主要补缩铸件液态收缩。
Ms 是铸件最小部分的模数
根据Ms 值，选择合适的浇注温度。
选择连接处的模数M N。
见下图
对于圆形或者是方形接口，连接处直径=4M N，；连接处边长=4M N
对于长方形连接口，短边=3M N，长边=4M N.
当Ms≤0.16 英寸，并且铸型强度较低，直浇道可以用来补充型腔中铁水收缩的部分。
为了达到这样的效果，内浇口尺寸为4M N×4M N，形状为长方形。
内浇口的长度至少为厚度的五倍。
同样的，当Ms＞0.16 英寸，铸型强度较高时，冒口可以用来补充铁水的收缩。
冒口颈
的尺寸根据Ms 和M N 来确定，具体参见下一页。
冒口的体积应该足够大，足以满足液态铁水补缩的需要。
1.7.基于不同冒口补缩方法的浇注温度的选择
控压冒口：1380-1425℃，在液体冷却初期，保证冒口中出现收缩孔洞。
无冒口：1270-1350℃，避免铸型中液态铁水的收缩。
直接使用冒口：根据铸件模数来确定。