均衡凝固理论及技术.pdf

铸件均衡凝固理论与技术一、前言铸铁件均衡凝固与有限补缩的提出（ 1）铸铁件何时用大冒口、小冒口、无冒口，如何计算（ 2）铸件冒口根缩孔缩松普遍存在；冒口根补缩最充分，为什么还会产生缩孔缩松；铸件没有放冒口的地方，反而没有缩孔缩松；有时候，冒口换个位置，缩孔没有了（ 3）铸件是均匀对称的，为什么缺陷不均匀对称这些问题，用现有的顺序凝固、同时凝固理论解释，只是一种猜想，缺少定量的说明。均衡凝固就是一种可以定量的新说法，一种新技术。冒口根缩孔冒口根缩孔球铁轧辊冒口根缩孔排气管铸件冒口根缩孔20122012 年均衡凝固及专有技术研讨会（西安）年均衡凝固及专有技术研讨会（西安）一般合金及其铸件的体积变化规律基本一致，是一缩到底一般合金及铸件的体积变化模型一般合金的体积变化模型1.一般合金冷却凝固体积变化一般合金（钢、铝、铜 … ） 收缩量是一定的 ，只与成分、温度有关，与 收缩快慢、收缩 早晚无关。2.灰铸铁、球铁 合金 凝固过程的体积变化ABC液态收缩CD凝固石墨化膨胀DE固态收缩B,D同体积铸铁“ 合金 ”，是指一个点，冷却凝固过程有收缩，还有膨胀。 收缩在先，膨胀在后。3.铸铁件 收缩 /膨胀动态叠加ABC 总收缩ADC 总膨胀AB’P 表观收缩AP 收缩时间P 均衡点AC 凝固时间AP/AC 收缩时间分数PD’C 剩余膨胀B,D,P 因条件而移动铸铁件的收缩不仅与成分、温度有关，还和冷却速度、铸件结构有关。不同的厚薄，有的部位收缩，有的部位膨胀，同时产生的收缩与膨胀存在 动态叠加 相抵作用，即 自补缩 作用。均衡点铸件浇注后可分为 3个区：（液相）保温区 ， 冷却区 ，凝固区（ 1）小铸件：铸件浇注后保温区小，凝固区也小，冷却区大，铸件处于整体降温状态，收缩远大于膨胀，所以要 大冒口 补缩。（ 2）大铸件：铸件浇注后保温区大，冷却区逐渐向凝固区过度，如果每个时刻凝固区膨胀都能抵偿冷却区的收缩，铸件就可以实现自补缩 无冒口 。（ 3） 中铸件：认为保温区不收缩，凝固区对冷却区胀缩相抵有自补缩作用，冒口只是补充自补不足的差额， 冒口 只补缩到均衡点 P, 可以用小冒口补缩。（ 4-1） 小铸件 生产条件下测温曲线阀体 HT250 80mm× 80mm× 155mm 7.2kg这只是其中一个热节点的冷却曲线，是各点的冷却最慢的区域(4-2)大铸件 生产条件下测温曲线曲柄（ 热节点的） HT250 3125mm× 600mm× 200mm 2150kg（ 4-3）小件、大件测温数据分析第一分钟降温共晶前平均降温凝固时间 AC收缩时间 AP收缩时间分数 AP/AC工艺出品率150 ℃ 5 ℃24.4℃ /min 1.8 ℃ /min13min 150min5min 8min0.4 0.05370% 96%铸件重量 7.2 kg 2150kg小件、大件收缩特性的差别，是 铸件浇注后保温区，凝固区，冷却区份额的不同。本质是膨胀、收缩叠加的情况不同项目 阀体 （小件） 曲柄（大件）