劉廣升 周云飛

（大連華銳重工鑄業(yè)有限公司，遼寧 大連 116300）

基于拔塞式澆口箱澆注時(shí)間的計(jì)算方法

劉廣升 周云飛

（大連華銳重工鑄業(yè)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(shí)為了保證充型平穩(wěn)減少紊流澆注系統(tǒng)是開放的，因?yàn)闆]有人為搖包因素的影響加上開放式的澆注系統(tǒng)所以澆注時(shí)間理論上是可以計(jì)算準(zhǔn)確的。本文提出了一種計(jì)算方法計(jì)算在此澆注狀態(tài)下的澆注時(shí)間，旨在為澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及澆口箱尺寸的選擇提供理論根據(jù)。

澆注時(shí)間；澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)；澆口箱

1 前言

當(dāng)鑄件材質(zhì)、澆注溫度、鑄件重量、鑄件結(jié)構(gòu)、造型材料等工藝因素確定之后鑄件應(yīng)有一個(gè)合適的澆注時(shí)間。澆注時(shí)間太長(zhǎng)，型腔上表面長(zhǎng)時(shí)間受高溫烘烤，會(huì)產(chǎn)生開裂、脫落，致使鑄件夾砂、粘砂和結(jié)疤，還可能使鑄件產(chǎn)生冷隔等鑄造缺陷。澆注時(shí)間太短，可能使型腔中氣體沒有足夠時(shí)間逸出而引起脹型、跑火、鑄件氣孔缺陷［1］。鑄造工藝設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該先確定合適的澆注時(shí)間，然后選擇合適的澆注方法以及澆注系統(tǒng)以使實(shí)際的澆注時(shí)間接近合適的澆注時(shí)間。

2 合適的澆注時(shí)間確定方法

確定合適的澆注時(shí)間，尚無(wú)完善的計(jì)算公式。鑄造前輩們經(jīng)過長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累提出了一些經(jīng)驗(yàn)公式，筆者對(duì)于大型球鐵件合適澆注時(shí)間的確定一直按照下式（一）［2］：

f——材質(zhì)系數(shù)，其取值情況如表1所示；

n——澆注系統(tǒng)組數(shù)，n的最大值為3；

表1 各種材質(zhì)鑄件f的取值范圍

總之鑄造工程師必須結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)組合各個(gè)鑄造工藝參數(shù)確定合適的澆注時(shí)間。

3 實(shí)際澆注時(shí)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(shí)際澆注時(shí)間為鐵水從澆口箱中流完的時(shí)間，現(xiàn)將該狀態(tài)下決定澆注時(shí)間的參數(shù)列表如下：

表2 影響澆注時(shí)間的參數(shù)

表3 excel程序編寫

初始液面高 m（四）

因?yàn)橐好娓邿o(wú)時(shí)無(wú)刻都在變化所以入水口處流速也時(shí)刻在變化，入水口處的流速變化又會(huì)影響澆口箱內(nèi)的液面高度，兩者相互關(guān)聯(lián)相互制約給計(jì)算帶來(lái)麻煩。采用無(wú)限細(xì)分的數(shù)學(xué)思想，1秒之內(nèi)的流速變化量很小可以忽略不計(jì)。拔堵的瞬間時(shí)刻記為，液面初始高度為，拔堵后的第1秒時(shí)間記為入水口處的流速記為，澆口箱內(nèi)減少的鐵水容量為，對(duì)應(yīng)液面高度那么

4 結(jié)論

實(shí)踐證明，表3計(jì)算程序算出的澆注時(shí)間與實(shí)際澆注時(shí)間是相符的。合適的澆注時(shí)間確定之后，可以利用此程序作為直澆道與澆口箱尺寸設(shè)計(jì)的理論根據(jù)。

［1］毛萍莉，《材料成型技術(shù)》［M］，北京機(jī)械工業(yè)出版社，2007

［2］劉文川等，《大型鑄件有效澆注時(shí)間的計(jì)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。

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