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1、相互交流 相互学习,欢迎铸造会议的代表,铸件均衡凝固理论与技术,西安理工大学 铸造技术杂志社 魏兵2013.6.6,这些问题，每个工厂、每个工艺设计人员都会遇到，需要给出答案。,1. 铸铁件均衡凝固与有限补缩,问题的提出,(1)铸件冒口根，浇口根缩孔缩松的原因？ (2)冒口根缩孔缩松，是冒口太小，补缩不足吗？ (3)浇口根、冒口根产生缩孔缩松后怎么办？ (4)为什么无冒口铸造常有失败？ (5)如何判断工艺方案、浇冒口系统设计是否合理。,排气管铸件冒口放在热节上 冒口根缩孔照片,2 灰铸铁球铁合金凝固过程的体积变化,3. 铸铁件收缩与补缩的特点,收缩与膨胀动态叠加,ABC 总收缩 ADC 总膨胀
2、 ABP 表观收缩 AP 收缩时间 P 均衡点 AC 凝固时间 AP/AC 收缩时间分数 PDC 剩余膨胀,阀体 HT250 80mm80mm155mm 7.2Kg,曲柄 HT250 3125mm600mm200mm, 2150Kg,项目 阀体 曲柄,共晶前平均降温 第一分钟降温 凝固时间 AC 收缩时间 AP 收缩时间分数 AP/AC 工艺出品率,24.4/min 1.8 /min150 5 13min 150min5min 8min0.4 0.05370% 96%,铸件重量 7. 2 Kg 2150Kg,4 铸铁件收缩补缩特点:,（1）铸铁件收缩量和收缩时间不是铸件材质的常数, 与铸件结构
3、、壁厚及大小有关。小件、薄件的收缩量（）和收缩时间分数大于大件、厚件。所以，小件、薄件要强调补缩; （2）铸铁件薄壁石墨化膨胀对厚壁收缩的补缩作用称为自补缩，是同一时间、不同部位膨胀与收缩的相抵作用; （3）浇口、冒口对铸件的补缩称为外部补缩，外部补缩量等于铸件自补缩不足的差额，外部补缩时间只是铸件凝固时间的一部分，所以，铸铁件冒口不必要晚于铸件凝固。,5.有限补缩原则,铸铁件外部补缩量是总收缩量的一部分。铸铁件外部补缩时间只占总凝固时间的一部分。铸铁件的冒口不必晚于铸件凝固, 补缩时间、补缩量都是有限的, 称为有限补缩。,6.均衡凝固 Proportional Solidification,
4、铸铁件液态冷却时要产生体积收缩，凝固时析出石墨产生体积膨胀。均衡凝固就是利用膨胀和收缩动态叠加的自补缩和浇冒口系统的外部补缩，采取工艺措施，使单位时间的收缩与膨胀、收缩与补缩按比例进行的一种凝固工艺原则。,铸铁件均衡凝固水模拟 （1）水的密度、比容和温度的关系,温度/ 密度/(gcm-3) 比容/(cm3g-1) 100 0.958 1.0444 1 1+0（水） 0.9998 1.0002- 0（冰） 0.917 1.090,（2）整体同时冷却、同时结冰模式,以温度100，体积100cm3, 质量95.8g的水为例：,（3）部分结冰 部分冷却 部分保温的模式,以温度100，体积100cm3,
5、 质量95.8g的一 杯水为例，按体积分成3部分： 第1部分冷却结冰，膨胀; 第2部分从100冷却到4，收缩; 第3部分保温在100，不胀不缩;控制第1部分结冰膨胀量与第2部分收缩量相 等, 这样胀缩相抵，可以保持液面不下降, 称为 均衡凝固模式。,（4）部分结冰 部分冷却 部分保温的模式,8. 均衡凝固的通俗理解,铸铁件像一杯100的水液面不降低地结成0的冰那样凝固，就叫均衡凝固，实现这一过程的方法，可称均衡凝固技术。国家科委均衡凝固技术学术研讨会论文集1996年4月 22日，西安,1. 铸铁小件强补缩，大冒口；大件弱补缩，小冒口； 2. 铸铁件冒口不必晚于铸件凝固； 3. 冒口离开热节，铸
6、铁件本体不要放冒口； 4. 浇冒口的开设要防止接触热节； 5. 铸铁件冒口颈短、薄、宽； 6. 采用冷铁，消除热节效应； 7. 优先采用顶注、上注工艺，使先浇入的铸铁液静止下来，进入凝固状态，提高自补缩。,9. 均衡凝固工艺原则,10 均衡凝固与顺序凝固的异同均衡凝固与顺序凝固都强调铸件的补缩。均衡凝固更强调铸件的自补缩，冒口只是补充铸件自补缩不足的差额，冒口不必晚于铸件凝固，冒口不要放在热节上，冒口的补缩是有限的。顺序凝固强调冒口晚于铸件凝固，冒口要放到铸件的热节上。均衡凝固冒口小，工艺出品率高，可以防止冒口根缩孔、缩松。,11 均衡凝固与同时凝固的异同均衡凝固与同时凝固都强调浇注系统和冒口要从铸件薄壁引入，同时凝固强调的是减少应力、变形，而不考虑补缩。均衡凝固则是从补缩出发，同时减少应力、变形，可以保证薄件、小件、壁厚均匀铸件的补缩。,谢 谢,联系方式 地址:710048 西安理工大学608信箱铸造技术杂志 电话传真: 029-82312421 即时联系： 13609155628 Email: ,附件,顶注优先 爬芯工艺,
