铸钢件冒口的设计规范

　　1.2.4、对于厚大件一般都会采用大冒口集中补缩，对于薄壁件一般都会采用小冒口分散补缩。

　　合金钢的体收缩率比碳钢大，它既与含碳量和浇注温度有关也与合金元素及其含量有关。合金元素对铸钢体收缩率的影响如下：

　　1.1.2、冒口所提供的补缩液量应大于铸件（或铸件被补缩部分）的液态收缩、凝固收缩和型腔扩大量之和。

　　1.1.4、冒口体内要有足够的补缩压力，使补缩金属液能够定向流动到补缩对象区域，以克服流动阻力，保证铸件在凝固的过程中长期处在正压状态，既补缩过程终止时，冒口中还有一定的残余金属液高度。

　　冒口的凝固时间大于铸件的凝固时间，冒口的模数一般是铸件模数的1.1～1.2倍，M冒=1.1～1.2M铸

　　对于厚实铸件，如：圆柱体、块状铸件，用模数法确定的冒口往往偏大，故一定要采取一些方法加快铸件的凝固，同时延长冒口的凝固时间。一般会用以下方法：1、加放内、外冷铁；2、补浇冒口；3、采用保温冒口。

　　对于致密度要求高的铸件，当冒口的补缩距离达不到时，应在冒口处设置补贴造成向冒口方向的顺序凝固，以增加冒口的补缩距离。

　　对于壁厚≤100mm碳素钢板状铸件，浇注系统为上注时，铸件的补贴厚度如下图：

　　根据铸钢件的形状、浇注位置和钢种的不同，补贴厚度=K1K2a，K1为杆状件补贴的补偿系数，K2为铸件材质和浇注方式的补偿系数。

　　另外，冒口覆盖剂也能提高冒口的补缩效率。好的覆盖剂能大大的提升冒口的补缩效率5%。

　　目前，保温套主要分成：珍珠岩复合型保温套、纤维复合型保温套、空心微珠复合型保温套和陶粒保温套。后两种可以做较大铸钢件的保温套。

　　厚实铸件的轴线缩松是很难消除的，对于一般铸件，轴线缩松只要不被切削加工所显露，则不影响它的使用性能。

　　保温套的堆密度一般控制在0.6～0.8g/cm3。保温套的厚度一般取保温冒口模数的1～1.5倍，保温效果好的取下限。保温剂的用量约为冒口重量的1.0～1.7%，冒口的上部不见红时，保温效果比较理想。在此条件下，保温冒口的模数约为普通冒口模数的1.3～1.4倍，补缩效率为25～45。

　　1.2.6、对于清理冒口困难的钢种，如高锰钢、耐热钢铸件的冒口，要少放或不放，非放不可的，也尽量采用易割冒口或缩脖型冒口。

　　冒口的大小、位置及数量对于铸钢件的质量至关重要。对于大型铸钢件来说，必须把握技术标准及使用情况，充分了解设计意图，分清主次部位，集中解决关键部位的补缩。以模数法为例，冒口设计的步骤如下：

　　（1）一般小件（φ600mm）不铣齿的轮型件，冒口的延续度取25～35%。

　　（2）中等高度和大小齿轮和齿圈（铣齿深度不超度4/10轮缘厚度），冒口的延续度取36～40%。

　　从以上能够准确的看出：（1）冒口对板型件的有效补缩距离大于杆型件的有效补缩距离。（2）杆型件的末端区长度远大于冒口区长度。（3）使用外冷铁，可以轻松又有效的提高冒口的有效补缩距离。

　　冒口区与末端区之和称为冒口补缩距离，超出该距离，在铸件中间区产生轴线、板件和杆件的补缩距离

　　通常把断面的宽厚比为5：1以上的称为板型件；断面的宽厚比为5：1以下的称为杆型件。下图为碳钢（C=0.20～0.30%），板型件的厚度≤175mm、杆型件的厚度≤200mm的冒口有效补缩距离。

　　2.1、对于大、中型铸钢件，分型面确定之后，首先要根据铸件的结构划分补缩范围，并计算铸件的模数（或铸件被补缩部分的模数）M铸。

　　2.6、根据铸件结构，为了更好的提高补缩距离，减少冒口的数量，或者使冒口的补缩通道畅通，综合设置内外冷铁及冒口增肉。

　　对大型汽轮机缸体、泵体类薄壁型打压、探伤铸件的补缩，根据日本室兰的经验，UT按ASTM标准，RT按ASME标准，对不同补缩斜度的铸件进行无损检测的结果，补缩斜度可按：

　　（2）结晶温度范围较宽的铸钢，冒口的有效补缩距离较小；结晶温度范围较窄的铸钢，冒口的有效补缩距离较大。例如，含碳量为0.15%的碳素钢比含碳量为0.30%的碳素钢的结晶温度范围较窄，冒口的有效补缩距离较后者大30%。

　　轮型件讲究冒口的延续度。冒口的延续度为冒口根部长度（沿轮型周向）之和与轮形周长的比率，称为冒口的延续度。延续度的大小取决于轮缘的厚度与其内在质量的要求程度。如铣齿齿轮、缸体其延续度适当增加，不重要的且厚壁轮型件可适当减少。

　　根据铸件壁厚部位热节圆的大小来确定冒口尺寸的一种方法。热节圆法一般适用于轮形铸件，一般冒口与热节不连通，需要用滚热节圆的方法确定冒口增肉，然后确定冒口尺寸。

　　钢水从液态冷却到常温的过程中，体积发生收缩。在液态和凝固状态下，钢水的体积收缩可导致铸件产生缩孔、缩松。冒口的作用就是补缩铸件，消除缩孔、缩松缺陷。另外，冒口还具有出气和集渣的作用。

　　1.1.1、冒口的凝固时间要大于或等于铸件（或铸件被补缩部分）的凝固时间。

　　按照冒口的保温性能可分为普通冒口和保温冒口；按照冒口的形状可分为圆冒口和矩形冒口；按照冒口是否被砂型所覆盖可分为明冒口和暗冒口。目前，在我厂铸钢件的生产的全部过程中，直径小于（或等于）1600mm圆冒口，一般都会采用保温冒口，直径大于1600mm圆冒口，一般都会采用普通冒口。为了更好的提高冒口的补缩距离（或延续度），可采用矩形冒口。在铸件的上部一般都会采用明冒口，在铸件的下部一般都会采用暗冒口。

　　对于能承受压力的容器铸件和用于承受疲劳冲击应力的铸件，一般均随其工矿压力、温度、应力状况和铸件壁厚的不同，而分别允许存在射线级的轴线缩松。一般铸钢件的轴线mm介于杆-板之间的铸钢试验件的试验结果，射线探伤质量等级与补贴斜率存在如下关系：

　　在铸件的材料、铸型的性质和浇注条件确定之后，铸件的凝固时间决定于铸件的模数。

　　随着办公条件的改善，计算机的普及，模数可以用计算机进行计算。方法是：用SolidWorks软件画出铸件（或铸件被补缩部分）的立体图，计算出铸件的体积和散热面积，然后用公式M=V/A计算模数。