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精密铸造中乱流是怎样形成的

发布时间2019-9-27

从理论上讲:在精密铸造中浇注之初金属液从最底层内浇道平稳流入型腔,待型腔内液面上升到接近第二层内浇道时,它再从第二层内浇道流入型腔。象这样各层内浇道自下而上逐层接替地起作用,直至最后从最上层内浇道进入型腔。这就不仅能使金属液自下而上地平稳充满型腔,有利于排气,同时,又能实现自下而上地顺序凝固,以便浇口杯和冒口充分发挥补缩作用。从而减少冷隔、浇不足、气孔、缩孔(松)、氧化夹杂等缺陷。在这里,各层内浇道由下而上逐层接替地起作用,是保证此类浇注系统获得良好效果的关键所在。

但是如果上层内浇道过早导入金属液,就会出现“乱引注”现象,不但搅乱了型的内金属液较为理想的温度场分布,而且造成金属液在型腔中相互冲撞,大大增大了产生气孔、夹杂和夹渣等缺陷的可能性。按照实际生产中提供的工艺参数和数据,模拟结果经常显示出“乱引注”现象。这不但使阶梯式浇注系统的作用大打折扣,甚至还会导致完全相反的效果。

那么,如何改善这种情况呐?出现这种情况,主要应归咎于浇注系统设计不当。正确的此类浇注系统应使浇注过程中直浇道内金属液自由液面和型腔内自由液面之间的高度差h不超过两层内浇道之间的高度差H,即h<H。这是保证各层内浇道自下而上逐层接替地起作用,从而杜绝产生“乱引注”现象的要害。为此,可考虑从以下几方面对浇注系统进行改进:

1、将浇注系统设计成开放式,令直浇道横截面积小于等于每层内浇道的横截面积,即:F直≤ΣF内,使浇注时直浇道不被金属液充满。同时,使上层内浇道向上倾斜20~30°。此法从本质上说就是加大了两层内浇道之间的高度差H,更有利于实现h<H。

2、将阻流断面(浇注系统最小断面)设置在浇口杯出口处,且F直≤ΣF内。使浇注系统在阻流断面之前封闭;在阻流断面之后开放。整个浇注系统呈封闭一开放式。以保证金属液在浇口杯中被充满,但在直浇道中不被充满。这样既能发挥浇口杯的浮渣功能,又能确保h<H。若上层内浇道再向上倾斜20~30°,效果更好。

3、如条件许可,可考虑采用一个主直浇道带分配直浇道(分配液流给各内浇道,又称“过渡直浇道”)的浇注系统。令分配直浇道的断面尺寸大于主直浇道,且每层内浇道断面积之和小于等于直浇道的断面积,以保证分配直浇道不被充满,而使内浇道自下到上逐层接替起作用。

4、无论采用哪种浇注系统,浇注速度均需控制恰当。
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