鑄造澆注系統常見問題匯總 ，詳細解答直澆道的作用及設計原因
發布時間： 2020-04-28 來源：洛陽順祥機械有限公司 點擊：2201
一、澆口杯在澆注系統中有什么作用？
澆口杯是漏斗形的外澆口，單獨制造或直接在鑄型內形成，成為直澆道頂部的擴大部分。其作用是承接來自澆包的金屬液，防止飛濺和溢出，方便澆注；減少金屬液對鑄型的直接沖擊；可能撇去部分熔渣、雜質、阻止其進入直澆道內；提高金屬液靜壓力。澆口杯分為漏斗形澆口杯和澆口盆兩類。漏斗形澆口杯結構簡單，節約金屬，但撇渣效果差。為了撇渣，一般常配合過濾網使用。澆口盆效果較好，底部設置堤壩有利于澆注操作，使金屬液達到適宜的澆注速度后再流入直澆道。這樣澆口杯內液體深度大，可阻止水平漩渦的產生而形成垂直漩渦，從而有利于分離渣滓和氣泡。
二、直澆道的作用及設計
直澆道的功能是：從澆口杯引導金屬向下，進入橫澆道、內澆道或直接導人型腔。提供足夠的壓力，使金屬液在重力作用下能克服各種流動阻力，在規定時間內充滿型腔。直澆道常做成上大下小的錐形，等斷面的柱形和上小下大的倒錐形。對鋁、鎂合金鑄件，也用蛇形、片狀和縫隙式的直澆道。
直澆道是金屬液進入模具型腔時首先經過的通道，也是壓力傳遞的首要部位，因而其大小會影響金屬液的流動速度和填充時間。
1、結構
這種直澆道一般由壓室和澆口套組成 。
壓室和澆口套宜制成一體，如果分開制造時應選擇合理的配合精度和配合間隙，以保持壓室與澆口套的同軸度。
2、尺寸
直澆道的直徑D一般與壓室直徑一致，根據壓鑄件所需的壓射比壓確定，直澆道長度H一般取直徑D的1/2~1/3。直澆道上的這段金屬通常又稱為余料。為了使余料從澆口套中順利脫出，在靠近分型面一端長度為15~25mm范圍的內孔處設計成1°30'~2°的脫模斜度。
試驗結果表明：上大下小的錐形（錐度1/50）直澆道呈充滿流態，而在等截面的圓柱形和上小下大的倒錐形直澆道中呈非充滿狀態。
1、直澆道中液態金屬分兩種流態：充滿式流動或非充滿式流動。
2、在非充滿的直澆道中，金屬液以重力加速度向下運動，流股呈漸縮形，流股表面壓力接近大氣壓力，微呈正壓。流股表面會帶動表層氣體向下運動，并能沖入型內上升的金屬液內，由于流股內部和砂型表層氣體之間無壓力差，氣體不可能被“吸入”流股，但在直澆道中氣體可被金屬表面所吸附并帶走。
3、直澆道入口形狀影響金屬流態。當入口為尖角時，增加流動阻力和斷面收縮率，常導致非充滿式流動。實際砂型中尖角處的型砂會被沖掉引起沖砂缺陷。要使直澆道呈充滿流態，要求入口處圓角半徑r≥d/4（d為直澆道上口直徑）。
4、生產中主要應用帶有橫澆道和內澆道的澆注系統，由于橫澆道和內澆道的流動阻力，常使等截面的，上小下大的直澆道均能滿足充滿條件而呈充滿式流態。
盡管非充滿的直澆道有帶氣的缺點，但在特定條件下不能不用，如：階梯式澆注系統中，為了實現自下而上地逐層引入金屬的目的而采用；又如用底注包澆注的條件下，為了防止鋼液溢至型外而使用非充滿態的直澆道。
澆注鑄鐵件時，對濕砂型內等截面的直澆道中的上、中、下三點進行過壓力測定（條件為：直澆道高400mm、直徑為30mm、澆注溫度為1300℃），結果證明：直澆道內金屬壓力為接近大氣壓力的微正壓，壓力值一般在50Pa~1kPa范圍內，靠近澆口杯處壓力值偏高，在澆注初的瞬間壓力zui高可達1.8kPa。
熱壓室壓鑄機模具用直澆道
熱壓室壓鑄機用模具上的直澆道結構形式，它是由壓鑄機上的噴嘴5和壓鑄模上的澆口套6及分流錐2等組成。
分流錐較長，用于調整直澆道的截面積，改變金屬液的流向，也便于從定模中帶出直澆道凝料。分流錐的圓角半徑R常取4mm~5mm，直澆道錐角口通常取4°~12°，分流錐的錐角口7取4°~6°，分流錐頂部附近直澆道環形截面積為內澆口截面積的2倍，而分流錐根部直澆道環形截面積為內澆口截面積的3倍~4倍。直澆道小端直徑d一般比壓鑄機噴嘴出口處的直徑大1mm左右，澆口套與噴嘴的連接形式按具體使用壓鑄機噴嘴的結構而定。為了適應熱壓室壓鑄機***率生產的需要，通常要求在澆口套及分流錐的內部設置冷卻系統。
直澆道窩
金屬液對直底部有強烈的沖擊作用，并產生渦流和紊流區，常引起沖砂、渣孔和大量氧化夾雜物等鑄造缺陷。設直澆道窩可改善金屬液的流動狀況，直澆道窩的作用如下：
(1)有緩沖作用。
(2)縮短直澆道一橫澆道拐彎處的高度紊流區。
(3)改善內澆道的流量分布。
(4)減小直澆道一橫澆道拐彎處的局部阻力系數和壓頭損失。
(5)注入型內的zui初金屬液中，常帶有一定量的氣體，在直澆道窩內可以浮出去。
直澆道窩的大小、形狀應適宜，砂型應緊實。在底部放置干砂芯片、耐火磚等可防止沖砂。直澆道窩常做成半球形、圓錐臺等形狀。
橫澆道
橫澆道的作用是什么？
1.將金屬液從直澆道引入內澆口；
2.可以借助橫澆道中的大體積金屬液來預熱模具；
3.當鑄件冷卻收縮時用來補縮和傳遞靜壓力。
橫澆道的設計要點
1.橫澆道截面積應從直澆道向內澆道逐漸縮小，不應突然變化；
2.橫澆道截面積都應不小于內澆道截面積；
3.橫澆道應具有一定的厚度和長度；
4.金屬液通過橫澆道時的熱損失應盡可能地小，保證橫澆道比壓鑄件和內澆口后凝固；
5.根據工藝需要可設置盲澆道，以達到改善模具熱平衡，容納冷污金屬液、涂料殘渣和空氣的目的。
橫澆道尺寸的計算
橫澆道的長度計算公式如下：
L=0.5D+（25~35）（mm）
上式中，L——橫澆道長度，mm
D——直澆道導入口處直徑，mm
內澆道
澆注系統是鑄型中液態金屬進入型腔的通道之總稱,基本組元有:澆口杯、直澆道、直澆道窩、橫澆道和內澆道。內澆道是液態金屬進入鑄型型腔的zui后一段通道，主要作用：控制金屬液充填鑄型的速度和方向，調節鑄型各部分的溫度和鑄件的凝固順序，并對鑄件有一定的補縮作用。可以有單個也可以設計多個內澆道。
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