澆冒口系統(tǒng)設(shè)置的作用和要求主要是把液體金屬平穩(wěn)引入型腔,保證精確復(fù)制型腔的形狀,防止出現(xiàn)澆不足、冷隔等鑄造缺陷，避免卷入氣體、夾雜和合金二次氧化。同時注意補充液體金屬凝固時的體積收縮,確保補縮通道暢通不產(chǎn)生縮孔、縮松等問題。除此之外還應(yīng)考慮到四個方面的問題:①蠟型上的內(nèi)澆口(冒口頸)與澆冒口焊接成模組后在制殼時支撐殼型的能力以防蠟型脫落。②內(nèi)澆口(冒口頸)的截面與設(shè)置的方位能使脫蠟過程中起到蠟液排除順暢并不留殘蠟。③澆冒口系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)盡可能簡化,便于蠟型取模、焊接組合、制殼、澆注、鑄件切割打磨。④在保證精鑄件質(zhì)量前提下,設(shè)法提高鑄件收得率。

圍繞上述要求設(shè)計出理想的澆冒口就必須掌握金屬液體的流體力學(xué)與金屬原子的熱運動、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等基礎(chǔ)理論,然后結(jié)合精鑄工藝作業(yè)過程中的實際情況才能獲得。

1.1 液態(tài)金屬的流體力學(xué)特性

液態(tài)金屬的流體力學(xué)特性與理想液體比較有明顯的區(qū)別。經(jīng)生產(chǎn)實踐和實驗研究表明,當(dāng)液態(tài)金屬有一定過熱度時因澆注系統(tǒng)長度不大充填時間短,在流動過程中澆道壁上不發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象所以金屬液粘度變化不大,在湍流狀態(tài)下液體流動的壓力損失可認(rèn)為與粘度無關(guān)。這樣許多流體力學(xué)規(guī)律在一定程度上也適用于液態(tài)金屬在澆注過程中的流動。但液態(tài)金屬流入型殼后由于殼型與外界空氣的吸熱,金屬溫度隨吸熱量的大小不同程度下降。空穴數(shù)量減少原子集團中原子間距縮短金屬液態(tài)體積減小,這時候需要幫助液態(tài)補縮。溫度繼續(xù)下降液態(tài)金屬凝固發(fā)生由液態(tài)到固態(tài)的狀態(tài)變化。金屬體積顯著減小。這個階段稱為凝固收縮,對此主要用澆冒口與自補方式給予補充。金屬凝固完畢后,在固態(tài)下繼續(xù)冷卻原子間距離還要縮短產(chǎn)生固態(tài)的金屬體積減少形成線收縮。

1.2 實際金屬的液態(tài)結(jié)構(gòu)

鑄造金屬不是想象中的純金屬液態(tài)結(jié)構(gòu),當(dāng)金屬存在第二種原子時(如合金),情況就復(fù)雜多了它會引起物理化學(xué)反應(yīng)。因同種元素及不同元素間的原子結(jié)合是不同的,結(jié)合力較強的原子容易聚集在一起,由此使液態(tài)金屬形成粘滯性(稱粘度)。液態(tài)金屬的粘度分為動力粘度和運動粘度,影響粘度的因素以液態(tài)金屬溫度和金屬化學(xué)成份為主。粘度的大小直接影響液態(tài)金屬的充填能力和順序凝固的動力。

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              南京諾金高速分析儀器廠

                 2022年12月30日