材料液态成型技术-第八章-冒口技术.ppt

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1、第八章 冒口设计,一、冒口的作用1、冒口：铸型中能储存一定的金属液，可对铸件进行补缩的专门工艺“空腔”称之为冒口。铸件在凝固过程中需要补偿的体积变化有：（1）铸型的胀大（体积膨胀）（2）金属液的液态收缩（高温到低温）（3）金属的凝固收缩（液态到固态）,一、冒口的作用,由于冒口的设计不当所造成的缺陷主要有缩孔和缩松。缩孔和缩松的存在减少了铸件的有效受力面积，降低了铸件的强度。特别是隐藏在铸件内部的缩孔，对质量要求高，机械加工量大的铸件危险很大，有些要求耐压的铸件，因缩孔的存在经受不住液体的压力而发生渗漏现象，以致报废。2.冒口的作用：1)冒口的主要作用是补缩铸件;2)此外还有出气和集渣的作用。,

2、一、冒口的作用,要达到补缩的目的，冒口必须满足以下基本条件：（1）冒口的凝固时间必须大于或至少等于铸件（或铸件被补缩部分）的凝固时间。（2）冒口中必须储存足够的金属液补充铸件（或铸件被补缩的部分）的收缩。（3）冒口与铸件被补缩的部位之间必须存在良好的补缩通道。,第八章 冒口设计,3.冒口的设计内容（1）选择冒口的形状及安放位置；（2）初步确定冒口的数量；（3）计算冒口的尺寸；（4）校核冒口的补缩能力；（5）校核工艺出品率。,二、冒口的种类及位置,1.冒口的类型：1)按位置分类：顶冒口和边冒口；2)按覆盖情况分类：明冒口和暗冒口。,明冒口的优点：造型方便，并便于观察铸型中金属液的上升情况，向冒口

3、中补浇金属液，在冒口顶面散发热剂、保温剂等。明冒口的缺点：因顶部敞开，散热较快，同样体积的冒口，明冒口较暗冒口的补缩效率低。,二、冒口的种类及位置,边冒口当热节在铸件的侧面时，常采用边冒口。边冒口的优点：补缩效果好，造型方便，冒口的清理也容易，应用广泛。边冒口也分为明边冒口和暗边冒口，生产中多用暗边冒口。暗边冒口的优点：不受铸件上热节点的位置的限制，可依热节点的就近设置冒口。缺点：占砂箱面积大。当热节点不在分型面时，造型麻烦。,二、冒口的种类及位置,整体冒口：整个铸件浇注位置的上部均为冒口。铸件重58吨，冒口重26吨。,二、冒口的种类及位置,特种冒口主要有：1）大气压力冒口：,二、冒口的种类及

4、位置,2）压缩空气冒口；3）气弹冒口（发气压力冒口）：将混合物（弹药）外层由耐火粘土包裹，在8600C发生如下反应：CaCO3（85%）+煤粉（15%）CaO+CO2（4-5大气压）4）煤气加热冒口；5）电弧加热冒口；6）加氧冒口；7）发热保温冒口：利用保温剂和发热剂等专门材料制成发热套，构成冒口型腔内表面，浇注后发热套材料产生化学反应激烈发热，使冒口金属液温度提高，凝固时间延长。,二、冒口的种类及位置,发热剂：用铝粉、硅铁粉、氧化铁皮等。其混合物称为铝硅热剂。铝粉与氧化铁皮组成的混合物叫做铝热剂。在金属液的热作用下，当发热剂的温度超过1523K时，铝和硅都可以被激烈氧化而放出大量的热量，化学

5、反应生成物的温度可达3273K以上，冒口中金属液被剧烈加热，开始温度升高，而后缓慢冷却，延长了冒口的凝固时间，大大提高冒口的补缩效率。化学反应式：8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe+3243103焦 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe+838 103焦 2Si+Fe3O4=2SiO2+3Fe+557 103焦 3Si+2 Fe2O3=3SiO2+4Fe+1379 103焦,二、冒口的种类及位置,保温剂：一般用木炭粒、锯木屑。其导热系数小，作用是延长发热剂的燃烧时间和具有保温作用。粘结剂：水玻璃和膨润土，将发热剂和保温剂的混合料作成发热套。8）易割冒口：在冒口根部放置一块由耐火材料或

6、油砂芯制成的冒口隔片，隔片中有一小于冒口直径的补缩圆孔，形成暗冒口根部的缩颈，使冒口易于从铸件上去除。隔片厚度：0.093d冒；冒口颈尺寸：d0=0.39d冒；,二、冒口的种类及位置,2.冒口的形状 使用时，在相同体积的条件下，选用散热面积最小的形状。这样散热慢，凝固时间长，补缩效果好。球形的散热表面积最小，但造型麻烦，常用的冒口的形状如图所示,二、冒口的种类及位置,3、冒口的位置：冒口的位置设置不当，就不能有效的消除缩孔和缩松，有时还会引起裂纹等铸造缺陷。在确定浇注位置时就应考虑冒口的位置，应以下面的基本原则确定冒口的位置：1）冒口应尽量放在铸件补缩部分的上部或热节点的旁边。2）冒口应放置在

7、铸件最高最厚的部位，以便利用金属液的自重力补缩。,二、冒口的种类及位置,3、冒口的位置,3）在铸件不同高度上有热节需要补缩时，可按不同水平面放置冒口，并配合使用冷铁。,4）冒口应尽可能不阻碍铸件的收缩，不应放在应力集中处，以免引起裂纹；5）力求用一个冒口同时补缩一个铸件的几个热节或几个铸件的热节。,3、冒口的位置,6）冒口最好布置在需进行机械加工的表面，以减少精整工件的工时。7）为加强铸件的顺序凝固，应尽可能使内浇道靠近或通过冒口，以造成对冒口有利的温度分布。8）应避免在重要部位放置冒口，因冷却缓慢，晶粒粗大，造成性能下降。,3、冒口的位置,三、冒口的有效补缩距离,1、概念：为了防止铸件产生缩

8、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不断的补给铸件，否则冒口再大，也达不到补缩的目的。这表明冒口应满足的三个条件缺一不可。补缩通道扩张角：液相线的等温面之间形成的夹角。,冒口的有效补缩距离：致密的冒口作用区与致密的末端区之和称为冒口的有效补缩距离，即 b=冒口区+末端区=c+e 如果被补缩部分的长度大于这个距离，就会产生缩孔和缩松；小于b时铸件才是健全的。冒口有效补缩距离是指长度方向的，实际上冒口的补缩作用是一个范围。以圆柱冒口为例：以冒口中心为圆心，用冒口半径加上有效补缩距离为半径做圆，圆内就是冒口的有效补缩范围。,三、冒

9、口的有效补缩距离,2、碳钢铸件冒口的有效补缩距离水平方向的有效补缩距离 对较简单铸件的冒口有效补缩距离，曾进行一系列的研究，已掌握其规律性。1）形状因素的影响 对碳钢(0.2-0.35%C）在其他条件相同的情况下，形状不同，补缩的通道不一样，有效补缩距离也不相同。板形铸件：b=4.5a c=2a e=2.5a 杆形铸件：,三、冒口的有效补缩距离,碳钢铸件冒口的有效补缩距离,2、碳钢铸件冒口的有效补缩距离,杆形与板形的区别：宽厚比大于4：1为板件，小于4：1的为杆件。对两端都用冒口补缩的板形或杆形铸钢件，在靠近末端方向冒口的有效补缩距离不变，而板形b=4.5a，而冒口之间因少一个散热端面，有效补

10、缩距离稍小一些，对板形b=4a。同样地，对杆形靠近末端方向和冒口之间的有效补缩距离分别为：,图4-9和4-10是依据不同尺寸的板形和杆形铸钢件的实验结果作出的“冒口区长度”、“末端区长度”与铸件壁厚之间的关系曲线。,2、碳钢铸件冒口的有效补缩距离,对板形或杆形件，当宽厚比一定时，随着铸件厚壁的减少，冒口区长度和末端区长度都随之减少。这说明对厚壁均匀的薄壁铸钢件，冒口的有效补缩距离减少，单纯靠冒口很难避免轴线缩松。另外当铸件壁厚一定时，随宽厚比的减少，冒口区长度和末端区长度也显著减少。这说明消除杆件的轴线缩松要比消除板形件的更困难。,2、碳钢铸件冒口的有效补缩距离,（2）冷铁对冒口有效距离的影响

11、,根据在板形和杆形件上应用冷铁的实验结果表明：对板形件冷铁放在末端时，冷铁的厚度应等于该板的厚度是适宜的，当冷铁放在两冒口之间时，冷铁约需板厚的二倍。冷铁使铸件末端的冷却速度增大，从而使板形铸件致密的末端区长度增加约50mm，此数值与板厚无关。对杆形铸件来说，冷铁使致密的末端区增加铸件厚度的一倍或50mm。在两冒口之间放置冷铁时，相当于增加了一个末端区。,四 补贴的应用,实现冒口补缩铸件的基本条件之一就是铸件凝固时始终保持着向冒口张开的补缩通道扩张角，而且角度大些好。然而对板件和壁厚均匀的薄壁铸件往往难于达到这个要求。单纯增加冒口的直径和高度也效果不大。这时就应采用补贴，提高冒口的补缩效果。,

12、1、补贴：所谓补贴就是人为的在靠近冒口的铸件壁上逐渐增加的厚度，称为冒口补贴，简称补贴（衬补、增肉）。补贴确定：补贴一般是在冒口有效补缩距离以上开始加补贴，使铸件壁向着冒口方向逐渐加厚，直到冒口的根部。铸件加厚量为a,称为补贴厚度。,四 补贴的应用,四 补贴的应用,下图表示了补贴厚度、铸件壁厚及铸件高度间的关系。1）板件补贴的确定 当铸件的厚度一定时，随着铸件高度的增加，补贴的厚度增加。当铸件的高度一定时，随着铸件壁厚的减少，补贴值增大。假设补贴厚度 a=0，则从图中的横坐标就可直接得到冒口的垂直有效补缩距离。例如：对截面高度500mm，壁厚50mm的板件，其补贴厚度为48mm。,2）杆件补贴

13、的确定 杆形件的有效补缩距离比板形小，故需有较大的补贴值才能保证铸件的组织致密。其补贴值的求法是，先从图中查出相同壁厚板件的补贴值，然后再根据宽厚比从表中查得补偿系数。对底注式和高合金钢板的补偿系数：（1）底注式碳钢和低合金钢板：1.25；（2）顶注式高合金钢板件：1.25；（3）底注式高合金钢板件：1.25 1.25。,四 补贴的应用,在水平方向加冒口补贴称为水平补贴。如图所示。2、种类1）金属补贴，使铸件加厚 2）采用保温补贴。,四、补贴的应用,3、轮缘与轮毂补贴的作法,1）按比例画出轮缘和轮辐（最好用1：1），并添上加工余量；2）画出热节点内切圆直径dy，考虑砂尖角效应需作必要的扩大，通

14、常为dy=dy+（10-30mm）；3）如图所示，自下而上地画圆，使d1=1.05dy，d2=1.05d1，d1和d2的圆心分别在dy和d1的圆周上，且与轮缘内壁相切；4）画一条曲线与各圆相切，就是补贴所需的外形曲线。,轮缘补贴,4、轮毂补贴的作法：对于轮毂，要求不如轮缘高。不需改变内切圆的直径，加补贴的方法与轮缘相同，只是滚圆的直径不变。,3、轮缘与轮毂补贴的作法,例题,用冒口有效补缩距离的概念，掌握影响冒口有效补缩距离的规律，有助于合理确定冒口的数目。例：一环形件，如图所示，环形中心线为920mm，宽240mm，厚80mm，为宽厚比为3：1的杆件。采用冒口直径为190mm。方案一：问应设置

15、几个冒口？对于厚80mm 3：1的杆件，查表得冒口区长度为140mm，两个冒口区长度加上冒口本身直径为470mm，环形件需要补缩的距离为:3.14 920=2889mm，需设置的冒口数为：2889/470=6.1个即用6个冒口可得到致密的铸件。,例题,方案二：用同样三个冒口均布在圆周上，冒口之间放外冷铁，问是否可得到致密的铸件？从图可查出杆厚80mm，3：1的杆件末端长度为190mm。这样一个冒口和一个冷铁造成补缩长度为两个冒口区，两个末端区和一个冷铁的宽度。即：190+2140+2（190+50）=950mm，校核冒口数：2889/950=3.04个说明，放三个同样的冒口和三块冷铁，能够满足

16、补缩的要求。,例题,五冒口的设计,冒口尺寸的计算是一个复杂的问题，影响因素很多，如合金的铸造性能、浇注温度、浇注方法、铸件结构及热节形状、浇冒口安放位置和铸型的热物理性质等。所以至今还没有一种理论计算方法精确测定出冒口尺寸。己有的方法都是试验总结出来的，有点半理论、半经验性质，因而还必须经过生产的验证。冒口的尺寸主要是指根部直径和高度，计算的方法主要有：模数法、缩管法、补缩液量法、比例法、热节圆法,（一）模数法1）模数的概念铸件在体积相同的情况下，表面积越大，散热就越快，凝固时间就越短；反之，表面积越小，凝固时间就越长。模数是反映铸件体积与散热表面积对凝固时间影响的参数。模数大，凝固时间长，模

17、数小，凝固时间短。模数的定义式:模数=铸件的体积/散热表面积，即：M=V/A,五冒口的设计,（一）模数法,研究发现，无论铸件的形状、重量如何不同，只要模数相等，凝固时间就相等或相近。模数与凝固时间的关系为：k为凝固系数，与铸件金属铸型的热物理性能、铸件形状、浇注温度有关，对碳钢和低合金钢而言，或,1）简单几何体的模数计算公式大平板：M=a/2；正方形杆：M=a/4；矩形截面杆：M=ab/2（a+b）长方体：M=abc/2（ab+bc+ac）立方体或球体：M=a/6,模数的计算,圆柱体：空心筒：b5a，M=ab/2（a+b）b5a，M=a/2,模数的计算,模数的计算,2）圆筒类铸件有效壁厚的修正

18、,3）模数算法计算冒口原理为了实现补缩，冒口与铸件上被补缩部位之间必须存在良好的补缩通道，同时还应满足下面基本条件：冒口的凝固时间应大于、至少等于铸件（或铸件被补缩的部分的）凝固时间。即：冒件或M冒、M件分别为冒口和铸件的模数；k冒、k件分别为冒口和铸件的凝固系数。对普通冒口，k冒=k件，则有M冒M件,（一）模数法,所以，实际上设计冒口并不要求计算冒口和铸件的绝对凝固时间，只要求出它们的模数即可知凝固时间的长短。对碳钢件，只要满足，边冒口：M件：M颈：M冒=1：1.1：1.2 钢水通过冒口：M件：M颈：M冒=1：（1-1.03）：1.2就可以实现冒口对铸件最后凝固部位的补缩。M颈为冒口颈的模数

19、。对铸铁件热边冒口：M件：M颈：M冒=1：（）：（）。对顶冒口：M件=（1-1.2）M件即可。,（一）模数法,冒口中必须有足够的金属液补充铸件（或铸件被补缩的部分）的体积收缩。即：金属在液态和凝固期间的总体收缩率（或叫缩孔率）。（V冒+V件）缩孔体积；VS型腔膨胀体积。在保证无缩孔的条件下，上式也可以写成：（V冒+V件）+VS=V冒冒口的补缩效率，=（V冒-V冒终）/V冒100%,（一）模数法,计算冒口时，依据第一个基本条件确定冒口尺寸，用第二个条件校核冒口的补缩能力。,（一）模数法,冒口的补缩效率（）,4）模数法计算冒口的步骤计算铸件的模数 对有多个形状，尺寸不同的热节点，应在每个热节点安放

20、冒口，分别算出其模数。计算相应部分冒口的模数确定缩孔率 包括液态收缩和凝固收缩。这两部分体收缩率的大小直接影响缩孔体积。一般碳钢随着碳量的增加体积收缩率增加，含碳量相同时浇注温度越高，值越大。表达式，=C+X，X=KiXi Xi合金元素的含量；Ki修正系数,（一）模数法,4）模数法计算冒口的步骤,例如：1450度浇注的高锰钢，C:1.5%Mn:15%Si:0.3%Cr:1.25%，则：V=5+0.058515+1.03 0.3+0.12 1.25=6.31%,确定冒口的具体尺寸和形状查标准冒口表；根据冒口的有效补缩距离，校核冒口数目；根据公式 校核冒口的最大补缩能力；忽略VS；可得：校核冒口的

21、工艺出品率工艺出品率=,4）模数法计算冒口的步骤,五冒口的设计,（二）缩管法 缩管法是用几何方法来确定冒口的尺寸，它对于大多数合金都较为适用。对大量的球铁和可锻铸铁冒口的解剖发现，冒口中缩孔的形状类似管状，而且管和管两边的厚度（保温壁）基本是一致的。如图所示，为了便于计算，将冒口中的缩管近似看成是圆柱形的。,二、缩管法,设计方法：先设计一缩管，然后在它的外围加一层保温壁并使缩管在冒口中具有一定的压头，以保证缩管中的金属液在铸件凝固之前处于液态和保持补缩通道的畅通。缩管型侧冒口结构如图所示。它包含有直径为DP、高度为HP的缩管、保温壁厚W，为缩管提供的最小压力头HM和冒口底深度HB。,1）缩管：

22、冒口中心空心圆管体部分，其直径为DP，高度为HP，缩管体积为VP，它所包含的金属量必须大于至少等于铸件收缩时的需补量。计算公式：2）保温壁厚W:它的模数必须大于至少等于铸件被补缩处的模数，以保证铸件在凝固过程中缩管部分的金属始终为液态，使冒口中心保持补缩通道畅通，它始终是决定冒口直径最重要的参数。,（二）缩管法,3）冒口高度，分为三个部分：HP：缩管高度，在任何情况下，缩管的最低点应高于铸件被补缩处的最高点。HM：冒口中最小压力头（从缩管底至冒口颈顶部的一段距离），也称为冒口的加压部分。它必须高于冒口颈上平面，以使铸件在整个阶段保持正的补缩压力。HB:冒口底高度，即从冒口颈顶部到冒口最低处距离

23、。4）冒口颈：冒口与铸件连接的部分，其尺寸正确与否对铸件质量关系重大。缩管法设计冒口的原则是采用较大的冒口颈，使铸件与冒口在整个凝固期间与铸件相通。,（二）缩管法,（二）缩管法,缩管法计算步骤与原理：1）计算铸件（或铸件被补缩部分）体积V件和模数M件；2）计算铸件（或铸件被补缩部分）所需补缩金属液的体积。它等于缩管的体积VP=V V件；V为各种合金的实际体收缩率，可查表。如果几个铸件共用一个冒口，则总的补缩量为V=VPN。N 铸件数目。,3）求缩管高度和直径一般情况下，当冒口直径Dr不大，且冒口高度Hr与冒口直径Dr之比为1时，HP/DP=2.5；冒口直径大，而且冒口高度Hr与冒口直径Dr之比

24、为1.5时，HP/DP=4；对白口铸铁HP/DP=2.5。所以,又因为 VC、mC、C分别为铸件的体积、重量和密度。,（二）缩管法,冒口小，Hr/Dr=1：冒口大，Hr/Dr=1.5，4）求保温厚壁值W保温铸件补缩的必要条件是M保M件。将保温壁展开，可视为平板。则M保=W/2，W=2M保。若求出M件就可以得到W的数值。对于简单形状铸件：板形件：W2M件=2a/2=a（a 为板件厚度）；棒形件：W 2M件=2D/4（D为棒形件直径）；立方体：W2M件=2a/6（a为立方体边长）。,（二）缩管法,5）确定冒口直径：Dr=2 W+DP 6）确定冒口的高度：Hr=HP+HM+HB=（2.5-4）DP+

25、HM+HBHM的作用是在冒口补缩的最后阶段保证金属液有足够的压头来补缩铸件的最后凝固部分，保证缩管底部高出铸件受补缩的最高点P的水平面以利于补缩。当铸件在上箱时，HM的最小值就是铸件最高点水平面至冒口颈顶面的距离d。如铸件全部在下箱，则HM=0。,（二）缩管法,7）确定冒口的颈尺寸：冒口颈太短时将导致散热不良使铸件产生缩孔和裂纹。以及冒口颈与垂直壁联接时在铸件上造成新的热节问题。冒口颈的尺寸与结构如图所示。,（二）缩管法,（三）补缩液量法,1）计算原理：假设铸件的凝固速度和冒口的凝固速度相等，也就是说，不考虑铸件形状对凝固的影响，这样当铸件完全凝固时凝固厚度为壁厚的一半，冒口的凝固厚度也为铸件

26、厚度的一半，如图所示。2）计算步骤首先确定，假设冒口内供补缩的金属液是直径为d0的球，当铸件凝固完毕时，d0为冒口直径与铸件厚度之差。即：d0=D冒-T，D冒=d0+TD冒 冒口直径 mm；T 铸件厚度mm,因此，用于补缩铸件收缩的金属液体积为 V=（d03）/6这一体积应与铸件被补缩部分总的体积收缩值相等。即：V=（d03）/6=V件计算出铸件体积V件，由上式可以求出d0，从而也就得到口直径D冒。上述计算是假定冒口的高度与冒口直径相等而进行的，在实际生产中，为可靠起见，通常取：H冒=（1.151.8）D冒,（三）补缩液量法,应用此法计算冒口时必须说明：1、从理论上说，冒口中补缩球的体积应包括

27、冒口本身液态凝固期的体收缩值，即（d03）/6（V件+V冒）但是冒口的体积需依据假设的工艺出品率预先换算出来，反而增加了计算的不严密性。上述公式中未计入冒口本身的体积收缩，因此，这是一种近似的计算方法。但由于实用冒口高度比冒口直径要大，故是安全的。根据一些工厂实际应用的情况，效果良好，被认为是一种较好的计算冒口的方法。,（三）补缩液量法,2）对单件小批量生产的大、中件，由于模样的变形，起模的松动，砂型在高温下软化缩沉因素，浇注后可能使型腔增大。所以严格计算时还应加上这部分体积增量，体积增量可由重量增大率求出，可查表。3）注意校核冒口尺寸与铸件壁厚的比例关系，以保证冒口晚凝固。4）上面的各种误差

28、可在估计冒口的补缩效率，选择冒口的高度及控制浇注温度和速度等方面得以补偿。,（三）补缩液量法,（四）比例法,1）原理：是一种经验方法，其原理是以铸件被补缩处热节的内切圆直径乘以经验系数得到冒口根部直径，再利用乘经验系数确定冒口高度H及其它冒口尺寸。比例系数是比例法应用的关键，因为比例系数的取值范围较宽，所以对设计者的工作经验要求高，初学者较难掌握。,2）设计步骤：（1）先在1：1的零件图上画出分型面、加工余量、收缩率、工艺补正量后，估算出铸件的毛重，测量或计算出该处热节圆直径，然后再按比例确定冒口尺寸。工艺补正量：由于选择不合适；铸型和型芯对铸件收缩的阻碍；错箱；砂芯上浮等造成铸件垂直壁的厚度

29、与最低要求不相等，必须在这些地方加大一定尺寸，这加厚的尺寸叫工艺补正量。,（四）比例法,（2）确定轮缘上冒口补贴及冒口尺寸冒口补贴：按下列经验公式计算 d1=（1.31.5）dy；R1=R件+dy+（1-3），mm R2=（）dy，mm=5-15 mm冒口尺寸：用下列经验公式计算暗冒口：B冒=（）dy明冒口：B冒=（）dy A冒=（）B冒；H冒=（）B冒。,（四）比例法,（3）冒口的补缩距离（冒口的相对长度，又称相对延续度）L=每个冒口根部长度的总和/铸件受补缩部分的长度（4）应用图表时应注意的问题1、冒口的根部直径与热节圆直径的关系：d=（）dy，dy较小时比例系数取上限，dy较大时比例系数

30、取下限。2、冒口高度H大时补缩压力高，有利于补缩，但模数小，凝固时间减少，不利于补缩，应恰当选择H与dy的比例。,（四）比例法,（五）球铁实现无冒口铸造条件,1、球铁铁水冶金质量高；2、铸型坚固、刚性好；3、铸件模数大于2.5cm，且无上限；4、浇注要快，浇注温度为1300-1350范围；5、内浇道要薄，以便快速凝固；6、铸型排气好；7、需要时可设小冒口，重量不超过2%；,六、冷铁和铸筋,（一）冷铁 通常在靠近铸件需要快冷的部分放置金属块以实现激冷的目的。把这种起激冷作用的金属块称为冷铁。1冷铁的分类：冷铁分为内冷铁和外冷铁。外冷铁：放在砂型（或砂芯上），不熔入铸件内。内冷铁：放在铸件壁内或型

31、腔内，其材料要求与铸件的材质相同或相近，并要求二者能很好地熔到一体。,2冷铁的作用1）加快铸件热节部分的冷却速度，使铸件趋于同时凝固，有利于防止铸件变形或出现裂纹，并有可能减少偏析。2）与冒口配合使用，使铸件局部区域冷却加速，强化铸件方向性凝固条件。3）加快铸件某些特殊区域的冷却速度，以期达到提高铸件表面硬度和耐磨性，细化基体组织的目的。4）在难于设置冒口或冒口不易补缩到的部位放置冷铁以减少或防止出现缩孔和缩松。,六、冷铁和铸筋,3外冷铁：直接外冷铁、间接外冷铁1）外冷铁：自铸件外壁施加激外作用，不与铸件熔接，可以回收重复使用的冷铁。选择导热性好，又有足够高的熔点的激冷物为好，且外冷铁的安置应

32、适当。,六、冷铁和铸筋,外冷铁的激外作用,2）使用外冷铁的注意事项：（1）材质要求导热性好，熔点高（2）表面光洁，平整，无油污（3）规定冷铁的使用次数（4）不影响冒口的补缩通道（5）放置应合理，避免产生裂纹4内冷铁1）内冷铁：在与铸件需要激冷部分相对应的型腔中安置激冷金属物，浇注后该激冷物与金属液熔合，对金属液起激冷作用并最终成为铸件壁的组成部分。这种激冷物称为内冷铁。,六、冷铁和铸筋,内冷铁使用得当可以减少局部偏析，节约液态金属。但只是在外冷铁的激冷效果不够时，才采用内冷铁，而且多用于厚大不且十分重要的铸件。对于承受高温，高压的铸件不宜采用。2）注意事项：（1）由于内冷铁表面要与铸件相熔和，

33、所以，内冷铁的材料就与铸件材质基本相同或相适应。（2）内冷铁表面干净，无锈、油污和水分，并且在放入后一定时间内进行浇注。（3）只有在外冷铁的激冷作用效果不够时才采用内冷铁。一般地，外冷铁主要用于壁厚100mm以下，太厚的铸件采用内冷铁。,六、冷铁和铸筋,使用冷铁的注意事项,使用冷铁的注意事项,使用冷铁的注意事项,使用冷铁的注意事项,（二）铸筋铸筋是保证铸件质量的一种工艺措施，铸筋按其作用分为两类：一是防止铸件产生热烈的收缩筋，又称割筋，一类是防止铸件产生变形的拉筋。收缩筋一般在清理时除掉，而拉筋一般在消除内应力热处理后才能去掉。1.收缩筋：一般在连接壁部分的1/3处设置，筋间距可按铸件壁厚的3-5倍选取，筋的长度以能连接热节点两侧的铸件壁为准，并设在受拉的一侧。收缩筋的厚度必须比铸件壁薄，这样才能先于铸件凝固，具备一定的强度，起到防止出现热裂的功能。,六、冷铁和铸筋,一般，当a/b大于1-2，l/b小于2时或者a/b大于2-3而l/b小于1时可以不设收缩筋，如图所示。2.拉筋 铸件断面呈U字形或弓形的开后形状时，常因收缩变形而使开口增大，因此生产中需采用拉筋来防止。拉筋的厚度比铸件厚度薄些，对大、中型铸钢件，一般拉筋的厚度为壁厚的40-60%。,六、冷铁和铸筋,