基于拔塞式澆口箱澆注時間的計算方法

劉廣升 周云飛

（大連華銳重工鑄業有限公司，遼寧 大連 116300）

基于拔塞式澆口箱澆注時間的計算方法

劉廣升 周云飛

（大連華銳重工鑄業有限公司，遼寧 大連 116300）

大型球墨鑄鐵件的澆注為了減少一次夾渣缺陷往往采用大型澆口箱裝滿所需鐵水待溫度合適后拔塞的方法同時為了保證充型平穩減少紊流澆注系統是開放的，因為沒有人為搖包因素的影響加上開放式的澆注系統所以澆注時間理論上是可以計算準確的。本文提出了一種計算方法計算在此澆注狀態下的澆注時間，旨在為澆注系統的設計及澆口箱尺寸的選擇提供理論根據。

澆注時間；澆注系統設計；澆口箱

1 前言

當鑄件材質、澆注溫度、鑄件重量、鑄件結構、造型材料等工藝因素確定之后鑄件應有一個合適的澆注時間。澆注時間太長，型腔上表面長時間受高溫烘烤，會產生開裂、脫落，致使鑄件夾砂、粘砂和結疤，還可能使鑄件產生冷隔等鑄造缺陷。澆注時間太短，可能使型腔中氣體沒有足夠時間逸出而引起脹型、跑火、鑄件氣孔缺陷［1］。鑄造工藝設計之初就應該先確定合適的澆注時間，然后選擇合適的澆注方法以及澆注系統以使實際的澆注時間接近合適的澆注時間。

2 合適的澆注時間確定方法

確定合適的澆注時間，尚無完善的計算公式。鑄造前輩們經過長期的經驗積累提出了一些經驗公式，筆者對于大型球鐵件合適澆注時間的確定一直按照下式（一）［2］：

f——材質系數，其取值情況如表1所示；

n——澆注系統組數，n的最大值為3；

表1 各種材質鑄件f的取值范圍

總之鑄造工程師必須結合實際生產組合各個鑄造工藝參數確定合適的澆注時間。

3 實際澆注時間的確定方法

拔塞式澆口箱的示意圖如下：

圖1 拔塞式澆口箱的示意圖

鑄件的實際澆注時間為鐵水從澆口箱中流完的時間，現將該狀態下決定澆注時間的參數列表如下：

表2 影響澆注時間的參數

表3 excel程序編寫

初始液面高 m（四）

因為液面高無時無刻都在變化所以入水口處流速也時刻在變化，入水口處的流速變化又會影響澆口箱內的液面高度，兩者相互關聯相互制約給計算帶來麻煩。采用無限細分的數學思想，1秒之內的流速變化量很小可以忽略不計。拔堵的瞬間時刻記為，液面初始高度為，拔堵后的第1秒時間記為入水口處的流速記為，澆口箱內減少的鐵水容量為，對應液面高度那么

4 結論

實踐證明，表3計算程序算出的澆注時間與實際澆注時間是相符的。合適的澆注時間確定之后，可以利用此程序作為直澆道與澆口箱尺寸設計的理論根據。

［1］毛萍莉，《材料成型技術》［M］，北京機械工業出版社，2007

［2］劉文川等，《大型鑄件有效澆注時間的計算》［J］，《大型鑄鍛件》，2000-4

劉廣升（1987.06-）男，漢族，工程師，從事鑄造工藝方面的工作。

TG250

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1003-5168（2015）11-028-02