直澆道

直澆道的功能是：從澆口杯引導金屬向下，進入橫澆道、內澆道或直接導人型腔。提供足夠的壓力，使金屬液在重力作用下能克服各種流動阻力，在規定時間內充滿型腔。直澆道常做成上大下小的錐形，等斷面的柱形和上小下大的倒錐形。對鋁、鎂合金鑄件，也用蛇形、片狀和縫隙式的直澆道。

基本介紹

• 中文名：直澆道
• 外文名：sprue
• 作用：澆口杯引導金屬向下，進入橫澆道
• 形狀：上大下小的錐形等
• 結構組成：壓室和澆口套
• 舉例：熱壓室壓鑄機模具用直澆道

直澆道

是金屬液進入模具型腔時首先經過的通道，也是壓力傳遞的首要部位，因而其大小會影響金屬液的流動速度和填充時間。

1、結構

這種直澆道一般由壓室和澆口套組成，其結構如下圖所示。

直澆道結構

壓室和澆口套宜製成一體，如果分開製造時應選擇合理的配合精度和配合間隙，以保持壓室與澆口套的同軸度。

2、尺寸

直澆道的直徑D一般與壓室直徑一致，根據壓鑄件所需的壓射比壓確定，直澆道長度H一般取直徑D的1/2~1/3。直澆道上的這段金屬通常又稱為余料。為了使余料從澆口套中順利脫出，在靠近分型面一端長度為15~25mm範圍的內孔處設計成1°30'~2°的脫模斜度。

金屬流態

液態金屬在砂型直澆道中的流動狀態如下圖所示。

液態金屬流動狀態

試驗結果表明：上大下小的錐形（錐度1/50）直澆道呈充滿流態，而在等截面的圓柱形和上小下大的倒錐形直澆道中呈非充滿狀態。

1、直澆道中液態金屬分兩種流態：充滿式流動或非充滿式流動。

2、在非充滿的直澆道中，金屬液以重力加速度向下運動，流股呈漸縮形，流股表面壓力接近大氣壓力，微呈正壓。流股表面會帶動表層氣體向下運動，並能沖入型內上升的金屬液內，由於流股內部和砂型表層氣體之間無壓力差，氣體不可能被“吸入”流股，但在直澆道中氣體可被金屬表面所吸附並帶走。

3、直澆道入口形狀影響金屬流態。當入口為尖角時，增加流動阻力和斷面收縮率，常導致非充滿式流動。實際砂型中尖角處的型砂會被衝掉引起沖砂缺陷。要使直澆道呈充滿流態，要求入口處圓角半徑r≥d/4（d為直澆道上口直徑）。

4、生產中主要套用帶有橫澆道和內澆道的澆注系統，由於橫澆道和內澆道的流動阻力，常使等截面的，甚至上小下大的直澆道均能滿足充滿條件而呈充滿式流態。

儘管非充滿的直澆道有帶氣的缺點，但在特定條件下不能不用，如：階梯式澆注系統中，為了實現自下而上地逐層引入金屬的目的而採用；又如用底注包澆注的條件下，為了防止鋼液溢至型外而使用非充滿態的直澆道。

澆注鑄鐵件時，對濕砂型內等截面的直澆道中的上、中、下三點進行過壓力測定（條件為：直澆道高400mm、直徑為30mm、澆注溫度為1300℃），結果證明：直澆道內金屬壓力為接近大氣壓力的微正壓，壓力值一般在50Pa~1kPa範圍內，靠近澆口杯處壓力值偏高，在澆注初的瞬間壓力最高可達1.8kPa。

熱壓室壓鑄機模具用直澆道

熱壓室壓鑄機用模具上的直澆道結構形式如下圖所示，它是由壓鑄機上的噴嘴5和壓鑄模上的澆口套6及分流錐2等組成。

熱壓室壓鑄機模具用直澆道

分流錐較長，用於調整直澆道的截面積，改變金屬液的流向，也便於從定模中帶出直澆道凝料。分流錐的圓角半徑R常取4mm~5mm，直澆道錐角口通常取4°~12°，分流錐的錐角口7取4°~6°，分流錐頂部附近直澆道環形截面積為內澆口截面積的2倍，而分流錐根部直澆道環形截面積為內澆口截面積的3倍~4倍。直澆道小端直徑d一般比壓鑄機噴嘴出口處的直徑大1mm左右，澆口套與噴嘴的連線形式按具體使用壓鑄機噴嘴的結構而定。為了適應熱壓室壓鑄機高效率生產的需要，通常要求在澆口套及分流錐的內部設定冷卻系統。

直澆道窩

金屬液對直底部有強烈的衝擊作用，並產生渦流和紊流區，常引起沖砂、渣孔和大量氧化夾雜物等鑄造缺陷。設直澆道窩可改善金屬液的流動狀況，直澆道窩的作用如下：

(1)有緩衝作用。

(2)縮短直澆道一橫澆道拐彎處的高度紊流區。

(3)改善內澆道的流量分布。

(4)減小直澆道一橫澆道拐彎處的局部阻力係數和壓頭損失。

(5)注入型內的最初金屬液中，常帶有一定量的氣體，在直澆道窩內可以浮出去。

直澆道窩的大小、形狀應適宜，砂型應緊實。在底部放置乾砂晶片、耐火磚等可防止沖砂。直澆道窩常做成半球形、圓錐台等形狀。