第128章 如何把握停止浇铸的时机明末华商之南海边地公司

相比之下在三种铸造方法中泥模的散热速度最慢铁模的透气性最差。

所以翁翊皇在泥模上设置明顶冒口是为了辅助散热在铁模上设置明顶冒口是为了辅助透气。

不过铁模只靠冒口排气是不够的还需要设置排气孔、排气槽、透气塞或在局部区域使用透气材料以改善铁模的排气性能。

此外还可以使用真空辅助排气。

其原理是在浇注前通过真空泵将型腔内的空气抽出使型腔内部形成一定的真空度。

这样在浇注时气体的阻力就会大大减小有利于金属液快速填充型腔。

不过这基本上是只有现代才能使用的方法 因为需要配备专门的真空设备而且对铁模的密封性能要求较高。

要说翁翊皇在砂箱上没有设置冒口那是打死李国助都不会相信的。

只能说他在砂箱上用到的是暗冒口。

这也恰恰符合古代铸炮时设置冒口的一般准则。

在17~19世纪70年代前后优质的铸铁炮材主要是灰口铸铁。

灰口铁具有良好的流动性、较小的收缩率和良好的切削加工性可提高铸件品质使炮体质量更优。

石墨在铁中以片状形式析出后就形成了灰口铁。

而适中的冷却速度恰恰有利于铁水在凝固过程中析出石墨从而获得灰口铁铸件。

这也是砂模铸造在18世纪工业革命后开始逐渐成为主流铸造工艺的原因之一。

而在这三种模具中泥模散热速度最慢砂模散热速度适中铁模散热速度最快。

所以在模具上使用暗冒口有助于减缓散热速度特别是在铁模上最有必要。

如果翁翊皇的经验足够丰富的话他甚至可能在铁模上设置保温暗冒口。

保温暗冒口是指顶部不暴露在外界环境中被型砂、保温材料等包围的冒口。

其保温材料可以在冒口壁内部或者包裹在冒口外部。

由于暗冒口四周被型砂包围本身散热就相对较慢。

再加上保温材料的作用其内部金属液的热量散失就更加缓慢。

不过减缓散热速度并不是暗冒口存在的意义 而是因为其热损失小能够在较长时间内为铸件提供流动性良好的液态金属来进行补缩从而减少铸件缩孔、缩松等缺陷提高铸件质量。

在铸件凝固过程中暗冒口可以利用金属液的静压头和凝固收缩产生的压力差将冒口内的液态金属输送到铸件收缩部位进行补缩。

而且因为是暗冒口它在一定程度上能够减少外界因素如灰尘、杂质等对冒口内金属液的影响。

暗冒口的设计还可以控制铸件的凝固顺序。

合理设计的暗冒口能够使铸件按照顺序凝固即从远离冒口的部位先凝固然后逐渐向冒口方向凝固。

这样可以保证在铸件主体凝固过程中冒口始终有液态金属来进行补缩。

所以暗冒口在任何铸造工艺中都是必要的。

不过模具上哪里用了暗冒口就不是李国助能看出来的了必须专门询问翁翊皇才行。

但现在并不是询问的时候否则会干扰翁翊皇对停止浇铸时机的准确把握。

当模具上没有明冒口的时候在古代的技术条件下可通过观察浇口处的铁水状态来判断停止浇铸的时机。

当铸型型腔即将被铁水填满时浇口处的铁水液面会逐渐上升并趋于稳定。

当液面不再有明显的波动没有出现因铁水流动而产生的涟漪或漩涡时通常是型腔已基本充满的一个信号可以考虑停止浇铸。

铁水在高温下呈现出明亮的颜色随着温度降低和浇铸过程的进行会逐渐变暗。

当浇口处的铁水颜色变得相对较暗且不再有明显的亮色区域流动时可能意味着铁水的补充已经足够浇铸可以停止。

当型腔完全充满后继续浇铸会导致铁水在浇口处出现回流或溢出。

一旦观察到有少量铁水从浇口溢出或沿着铸型外壁流下就应立即停止浇铸防止铁水浪费和对周围环境造成影响。

此外还可凭借以往的经验数据依据浇铸时间和铁水用量估算停止浇铸的时机。

在长期的生产实践中对于特定的铸件和铸型会积累一定的浇铸时间和铁水用量数据。

可以根据以往成功浇铸的经验大致估算本次浇铸所需的时间和铁水量。

当达到或接近这个估算值时结合其他判断方法如浇口和冒口的情况来综合决定是否停止浇铸。

如果已知铸件的设计重量和体积以及铁水的密度可以计算出所需铁水的理论用量。

在浇铸过程中当注入铸型的铁水量接近理论计算值时要密切观察浇口和冒口的状态以确定是否停止浇铸。

但这种方法需要考虑到铁水在浇铸过程中的损耗等因素所以只能作为一个大致的参考。

在现代还可以使用先进的检测设备判断停止浇铸的时机。

在浇铸过程中可以在铸型的关键部位或浇口附近安装热电偶实时监测铁水的温度变化。

当温度曲线显示铁水温度已经降低到接近凝固点且不再有明显的上升趋势时这可能是停止浇铸的信号之一。

因为继续浇铸可能会导致新注入的铁水与已在型腔内开始凝固的铁水之间产生较大的温度差从而影响铸件质量。

利用超声波传感器可以检测铸型内铁水的填充情况。

超声波在铁水中的传播速度和反射情况会随着铁水的填充状态而变化 通过分析超声波信号可以了解型腔是否已经被铁水填满。

当检测到型腔已满的信号时就可以停止浇铸。

可惜现在是17世纪不可能有现代先进的检测设备。

至于在长期的生产实践中积累的经验数据基本也是不存在的。

毕竟铸造3磅团炮、及用砂模和铁模铸炮对翁翊皇来说都是破天荒第一次。

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