缺陷。以下是使用过程中的关键注意事项:
根据铸件材质匹配冒口性能
- 铸钢件:收缩率大(约 2%~2.5%),需选用发热值高、保温时间长的冒口(如铝热剂类发热冒口),确保补缩通道长时间保持液态。
- 铸铁件:收缩率较低(约 0.8%~1.2%),但需注意石墨化膨胀特性,可选用低发热、高保温冒口,避免冒口过早凝固导致铸件缩松。
- 铝合金 / 镁合金:易氧化且凝固温度范围宽,需选用保温性能优异的冒口(如耐火纤维包裹冒口),同时冒口顶部需覆盖防氧化涂层。
冒口尺寸与位置设计原则
- 尺寸:冒口体积需满足补缩需求,通常冒口体积为铸件热节体积的 1.5~2 倍(可通过模数法计算),避免过大导致铁液浪费或过小补缩不足。
- 位置:
- 必须设置在铸件热节(厚壁、拐角)或最后凝固部位,确保补缩通道通畅;
- 避开铸件受力关键部位(如轴承座、承重面),防止切割冒口后影响力学性能;
- 对于长条形铸件(如机床床身),可沿长度方向均匀布置多个冒口,避免补缩距离过长。
明冒口与暗冒口的安装差异
- 明冒口:
- 底部与砂型接触处需平整,用型砂或粘结剂密封,防止金属液从冒口底部泄漏;
- 顶部需暴露于砂型外,便于浇注后撒发热剂或覆盖保温盖。
- 暗冒口:
- 埋入砂型前,冒口腔壁需涂刷耐火涂料(如石英粉涂料),防止高温金属液冲刷导致砂眼;
- 必须设置排气通道(如通气孔),避免浇注时冒口内部气体无法排出,形成气孔缺陷。
固定与防移位措施
- 冒口与砂型之间用专用粘结剂(如水玻璃、树脂)或紧实型砂固定,尤其对于大型冒口,需在四周用支撑物(如铁架)加固,防止浇注时因金属液冲击导致冒口移位。
发热剂的选择与铺设
- 发热剂类型:
- 铝热剂(铝粉 + 氧化铁):发热温度高(可达 2500℃),适用于铸钢等高温合金;
- 硅铁粉 + 氧化剂:发热温和,适用于铸铁、铝合金等中低温合金。
- 铺设要求:
- 明冒口顶部铺设发热剂厚度约 20~50mm,浇注后与金属液接触反应,延长冒口凝固时间;
- 暗冒口可在内部或顶部铺设发热剂,但需避免发热剂与金属液直接接触过早,导致冒口提前过热。
保温材料的包裹与涂刷
- 冒口外壁包裹保温砖、耐火纤维毡等材料,厚度不小于 20mm,减少热量向砂型传导;
- 暗冒口顶部可覆盖保温剂(如草木灰、珍珠岩),或使用保温冒口套,确保冒口凝固时间比铸件晚 30%~50%。
浇注温度与速度管理
- 浇注温度需根据材质调整:
- 铸钢件:1500~1580℃,确保发热剂充分反应;
- 铸铁件:1300~1450℃,避免温度过高导致冒口过度发热;
- 铝合金:680~750℃,温度过低易导致冒口补缩通道提前凝固。
- 浇注速度需均匀,底注式浇注时需保证金属液先充满铸件,再充入冒口(冒口最后充满),避免冒口提前凝固。
凝固时间与冷却管理
- 通过测温仪或凝固模拟软件(如 ProCAST)监控冒口与铸件的温度场,确保冒口凝固时间晚于铸件;
- 浇注后可在冒口顶部覆盖保温盖或二次撒入保温剂,延缓冒口冷却速度;
- 铸件完全凝固后(通常需 4~24 小时,根据尺寸而定)再切割冒口,过早切割会导致补缩中断,产生缩孔。
冒口切割与残留控制
- 切割工具:铸钢件常用氧气 - 乙炔切割,铸铁件可用砂轮锯或等离子切割;
- 切割余量:冒口根部需留 2~5mm 残留,避免切割过深损伤铸件本体,残留部分可通过打磨或机加工去除。
常见缺陷及应对措施
缺陷类型 | 原因分析 | 解决措施 |
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铸件缩孔 / 缩松 | 冒口补缩不足、凝固顺序错误 | 增大冒口尺寸、调整冒口位置或增加冷铁 |
冒口粘砂 | 砂型耐火性不足、未涂刷涂料 | 冒口腔壁涂刷耐火涂料、选用高强度型砂 |
冒口裂纹 | 发热剂反应过强、冒口收缩应力大 | 降低发热剂用量、改用保温型冒口 |
- 发热剂反应时会产生高温气体(如一氧化碳),浇注现场需保持通风,避免人员吸入;
- 废弃的发热保温材料(如失效的冒口套、残留发热剂)需分类回收,防止污染环境;
- 切割冒口时需佩戴防护装备(如护目镜、手套),避免高温金属飞溅造成伤害。
通过严格遵守上述注意事项,可有效提升发热保温冒口的补缩效率,降低铸件缺陷率。实际生产中需结合工艺经验与实时监测,动态优化冒口工艺参数,确保铸造质量稳定。