澆注系統開設位置對鑄件質量有很大的影響,是設計澆注系統的關鍵問題之一。鑄鐵平臺澆口開設位置主要研究如何把內澆道合理開設在鑄件的什么部位,這不僅影響金屬液對型腔的充填,還影響鑄件的溫度和凝固過程。
鑄件的凝固,原則上可以分為順序凝固和同時凝固兩大類,所謂順序凝固是鑄件薄處和下部(離冒口zui遠處)先凝固,然后是厚處和上部(離冒口較近處)凝固,zui后是冒口凝固,同時凝固是鑄件厚薄不同處同時凝固或壁厚均勻的鑄件均勻凝固。
按照順序凝固的原則設置澆注系統,縮孔被集中于冒口內,能獲得組織致密的鑄件,但溫差大,應力大,鑄件容易變形,甚至裂紋。若使澆注系統的設置符合同時凝固的原則,鑄件各部分冷卻均勻、應力小,但對補縮不利,往往會在鑄件中心部分或局部厚實部分產生縮孔或縮松。因此,選擇哪種凝固原則應根據鑄造合金性質、鑄件的結構特點和工作條件等綜合考慮而定。
一般情況下,收縮大的合金(如鑄鋼)及壁厚不均的或質量要求嚴格的鑄件大多采用順序凝固,收縮小的合金(如灰鑄鐵)及壁厚均勻的鑄件則多用同時凝固,頂注式和上注式以及把內澆道開在鑄件厚壁處有利于順序凝固;均勻分散的設置內澆道以及把內澆道開在鑄件薄壁處則有利于同時凝固。對于一個鑄件如何實現某種凝固原則,還要與冒口、冷鐵等工藝措施一起考慮。
除了考慮凝固原則外,在確定內澆道具體部位時還應遵守以下主要規則:
1、盡可能使金屬液進入鑄型及金屬液在型腔內流動的路徑zui短。可以避免金屬液損失過多熱量,減小鑄件各部分之間的溫差,減少金屬消耗量,如楔形澆道。
2、內澆道不要開在鑄件的重要部位。由于流過大量金屬液而過熱的內澆道,會造成鑄件晶粒粗大,有可能產生縮松。對于像蝸輪齒輪類鑄件,更不能把內澆道開在側壁上,多用牛角澆口或底注式。
3、應使金屬液沿著型腔側壁通暢地充填型腔,不允許正面沖擊鑄型和砂芯,尤其不能沖擊突出部分,以免引起沖砂和砂眼等缺陷。對于圓型
鑄鐵平板鑄件,內澆道則應沿切線方向開設。
4、對于一些壁厚均勻,面積較大的蓋、盤及罩類鑄件,應增加內澆道的尺寸和數量,使金屬液均勻分散地引入型腔,避免冷隔和變形。
此外,澆道的開設要考慮排氣通順(如雨淋式澆口的鑄型都設有出氣冒口,這一點對壓邊澆口也是必要的)。不應妨礙鑄件的收縮,應該使清理時容易打掉和磨光等。