冒口补缩通道对铸件轴向缩松的影响

1.补缩通道

在铸件凝固过程中，要使冒口中的金属液能不断地补偿铸件的体收缩，必须有补缩金属液在压力作用下流动的通道。例如图4-50a所示的铸钢齿轮铸件，冒口根部轮缘厚度d小于热节圆直径d₀，轮缘比热节圆处先凝固，堵塞了冒口中金属液流向热节处的补缩通道，结果在热节圆处产生缩孔或缩松，如图4-50b所示。图4-50c所示为将轮缘加厚，造成轴向温度差，使凝固区域由下而上逐渐移动，又因凝固是从铸件壁的两侧向中心同时进行的，这样在液相线等温面之间形成了向冒口方向扩张的夹角ϕ，称为补缩通道扩张角。在扩张角ϕ范围内的金属都处于液态，且始终与铸件凝固区域保持畅通，形成补缩通道，使冒口中的金属液在重力作用下补充到铸件凝固区域中去，结果铸件体收缩形成的集中缩孔最后移至冒口内，从而获得致密的铸件。

图4-49 一个冒口补缩几个热节或几个铸件

a）补缩三个热节点 b）补缩四个铸件

1、4—冒口 2—铸件 3—横浇道

图4-50 向热节圆处补缩示意图

1—冒口 2—轮缘 3—辐板 4—缩孔 5—液相线等温面 6—固相线等温面

2.补缩通道的形成(www.xing528.com)

在此以图4-51所示平浇板状铸钢件为例，介绍冒口补缩通道的形成。在平板左端设一个足够大的冒口，当铸件补缩通道长度超过冒口的有效补缩距离时，铸件沿长度方向分为冒口区、中间区（轴线缩松区）和末端区三部分。

（1）末端区 铸件末端区多一个散热面，使这个区域的金属冷凝加快，越接近末端区凝固得越早，造成顺序凝固，朝向冒口张开的楔形补缩通道有利于金属液补缩，如图4-51a所示。

图4-51 冒口补缩通道示意图

a）补缩通道畅通 b）末端区凝固结束，中间区通道消失 c）铸件凝固的三个区域

（2）冒口区 冒口区的一端与冒口连接，在冒口的热作用下，越靠近冒口温度降得越慢，造成顺序凝固，在冒口区的前沿也形成了楔形补缩通道，有利于金属液补缩，如图4-51b所示。

（3）中间区 末端区的散热条件和冒口区的加热作用均已消失，铸件上各点的冷却速度相同，液相线等温面相互平行，为同时凝固，致使中间区域发生的收缩得不到金属液的补偿而产生轴线缩松，如图4-51c所示。

通过以上分析可以看出，只有铸件在凝固过程中始终存在着与冒口相连的补缩通道，冒口才能发挥有效的补缩作用，才能获得致密的铸件。