鑄造冒口、冷鐵與鑄肋

第五章冒口、冷鐵和鑄肋第一節(jié)冒口的設(shè)計(jì)冒口是鑄型內(nèi)用以儲(chǔ)存金屬液的空腔，在鑄件形成時(shí)補(bǔ)給金屬，有補(bǔ)縮、排氣和集渣的作用。一、冒口的種類1、冒口凝固時(shí)間大于或等于鑄件被補(bǔ)縮部位的凝固時(shí)間；2、有足夠的金屬液補(bǔ)充鑄件的液態(tài)收縮和凝固收縮，補(bǔ)償澆注后型腔擴(kuò)大的體積；3、在凝固期間，冒口和被補(bǔ)縮部位之間存在補(bǔ)縮通道，擴(kuò)張角向著冒口。二、冒口補(bǔ)縮基本條件

冒口的形狀有圓柱形、球頂圓柱形、長(zhǎng)(腰)圓柱形、球形及扁球形等多種。三、冒口形狀

四、選擇冒口位置的原則

1.冒口應(yīng)就近設(shè)在鑄件熱節(jié)的上方或側(cè)旁；2.冒口應(yīng)盡量設(shè)在鑄件最高、最厚的部位；3.冒口不應(yīng)設(shè)在鑄件重要的、受力大的部位，以防組織粗大降低強(qiáng)度；4.冒口位置不要選在鑄造應(yīng)力集中處，應(yīng)注意減輕對(duì)鑄件的收縮阻礙，以免引起裂紋；5.盡量用一個(gè)冒口同時(shí)補(bǔ)縮幾個(gè)熱節(jié)或鑄件；6.冒口布置在加工面上，可節(jié)約鑄件精整工時(shí)，零件外觀好；7.不同高度上的冒口，應(yīng)用冷鐵使各個(gè)冒口的補(bǔ)縮范圍隔開。

五、冒口有效補(bǔ)縮距離的確定

冒口的有效補(bǔ)縮距離為冒口作用區(qū)與末端區(qū)長(zhǎng)度之和，它是確定冒口數(shù)目的依據(jù)，與鑄件結(jié)構(gòu)、合金成分及凝固特性、冷卻條件、對(duì)鑄件質(zhì)量要求的高低等多種因素有關(guān)，簡(jiǎn)稱為冒口補(bǔ)縮距離。（一）、模數(shù)法1、遵守順序凝固的基本條件。

a.冒口的凝固時(shí)間應(yīng)大于等于鑄件被補(bǔ)縮部位的凝固時(shí)間。b.冒口必須能提供足夠的金屬液，以補(bǔ)償鑄件和冒口在凝固完畢前的體收縮和因型壁移動(dòng)而擴(kuò)大的容積，使縮孔不致伸入鑄件內(nèi)。六、鑄鋼件冒口的設(shè)計(jì)第二節(jié)冷鐵的設(shè)計(jì)為增加鑄件局部冷卻速度，在型腔內(nèi)部及工作表面安放的金屬塊稱為冷鐵。冷鐵分為內(nèi)冷鐵和外冷鐵兩大類。

冷鐵的作用有：1）在冒口難于補(bǔ)縮的部位防止縮孔、縮松。2）防止壁厚交叉部位及急劇變化部位產(chǎn)生裂紋。3）與冒口配合使用，能加強(qiáng)鑄件的順序凝固條件，擴(kuò)大冒口補(bǔ)縮距離或范圍，減少冒口數(shù)目或體積。4）用冷鐵加速個(gè)別熱節(jié)的冷卻，使整個(gè)鑄件接近于同時(shí)凝固。既可防止或減輕鑄件變形，又可提高工藝出品率。

5）改善鑄件局部的金相組織和力學(xué)性能。如細(xì)化基體組織，提高鑄件表面硬度和耐磨性等。

6）減輕或防止厚壁鑄件中的偏析。一、外冷鐵直接外冷鐵與鑄件表面直接接觸，激冷作用強(qiáng)間接外冷鐵激冷作用弱，可避免灰鑄鐵件表面產(chǎn)生白口層或過冷石墨層，還可避免因明冷鐵激冷作用過強(qiáng)所造成裂紋。鑄件外觀平整，不會(huì)出現(xiàn)同鑄件熔接等缺陷二、內(nèi)冷鐵內(nèi)冷鐵的激冷作用比外冷鐵強(qiáng)，能有效地防止厚壁鑄件中心部位縮松、偏析等。但應(yīng)用時(shí)必須對(duì)內(nèi)冷鐵的材質(zhì)、表面處理、質(zhì)量和尺寸等嚴(yán)加控制，以免引起缺陷。通常是在外冷鐵激冷作用不足時(shí)才用內(nèi)冷鐵，主要用于壁厚大而技術(shù)要求不太高的鑄件上，特別是鑄鋼件。一般應(yīng)用的是“熔接內(nèi)冷鐵”，要求內(nèi)冷鐵和鑄件牢固地熔合為一體。只在個(gè)別條件下才允許應(yīng)用“非熔接內(nèi)冷鐵”例如，在鑄件加工孔中心放置的內(nèi)冷鐵，在以后加工時(shí)被鉆去。第三節(jié)鑄肋鑄肋又稱工藝?yán)?，分兩類。一類是割肋（收縮肋），用于防止鑄件熱裂；另一類是拉肋（加強(qiáng)肋），用于防止鑄件變形。割肋要在清理時(shí)去除，只有在不影響鑄件使用并得到用貨單位同意的條件下才允許保留在鑄件上。而拉肋必須在消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理之后才能去除.一、割肋

割肋比鑄件壁薄，先于鑄件凝固并獲得強(qiáng)度，承擔(dān)鑄件收縮時(shí)引起的拉應(yīng)力而避免熱裂.顯然，割肋方向應(yīng)與拉應(yīng)力方向一致，而與裂紋方向相垂直。常用的割肋形式有三角肋、井字肋、弧形肋和長(zhǎng)肋等，鑄件在凝固收縮時(shí)，承受拉應(yīng)力的壁稱為主壁，與主壁相交形成熱節(jié)、并使主壁產(chǎn)生拉應(yīng)力的壁稱為鄰壁。鄰壁長(zhǎng)度和主、鄰壁厚之間的關(guān)系，決定著收縮應(yīng)力的大小。依實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)a/b>（1～2），l/b<2或a/b>（2～3），l/b<1時(shí)，可以不設(shè)割肋。超出上述范圍就應(yīng)設(shè)割肋以防熱裂二、拉肋斷面呈U、V字形的鑄件，鑄出后經(jīng)常發(fā)現(xiàn)變形，結(jié)果使開