六、内浇道
内浇道(ingate)的功用是控制充型速度和方向、分配金属、调节铸件各部位的温度和凝固顺序。浇注系统的金属液通过内浇道对铸件有一定补缩作用。设计内浇道时还应避免流入型腔时的喷射现象和飞溅,使充型平稳。
(一)浇口比的影响
直浇道、横浇道和内浇道截面积之比(即A S∶A R∶A I)称为浇口比(gating ratio)。以内浇道为阻流时,金属液流入型腔时喷射严重;以直浇道下端或附近的横浇道为阻流时,充型较平稳,A I/A C比值越大则越平稳。因此,轻合金铸件常采用A I比A C大得多的开放式浇注系统。两种浇注系统的充型流态如图15-23所示。
(二)内浇道流量的不均匀性
同一横浇道上有多个等截面的内浇道时,各内浇道的流量不等。试验表明:一般条件下,远离直浇道的内浇道流量最大,且先进入金属;近直浇道的流量小,且后进入金属。

图15-23 充型时的两种流态
(a)封闭式;(b)开放式

图15-24 A R/A I比值对内浇道流量不均匀性的影响试验条件
[总压头0.32m,浇口比为:1—1∶1∶(2~4);2—1∶1.5∶(1~3);3—1∶3∶(3~4);4—1∶2∶(2~4)]
内浇道流量的不均匀性U可用式(15-6)表示。它与浇口比、内浇道同横浇道的搭接形式、整个浇注系统的结构等因素有关,各种因素的影响见图15-24、图15-25。
![]()
式中 q max——内浇道中的最大流量;
q min——内浇道中的最小流量;
Q——所有内浇道的总流量;(https://www.daowen.com)
n——横浇道上连接的内浇道个数。为了使各内浇道流量均匀,通常采用如下方法:缩小远离直浇道的内浇道截面积;增大横浇道的截面积;严格依A R/A I的比值,每流经一个内浇道,使横浇道截面积依比值缩小;设置直浇道窝等。
(三)内浇道的基本设计原则
(1)内浇道在铸件上的位置和数目应服从所选定的凝固顺序或补缩方法。对要求同时凝固的铸件,内浇道应开在铸件薄壁处,宜数量多,分散布置使金属液快速均匀地充满型腔,避免内浇道附近的砂型局部过热;对要求顺序凝固的铸件,内浇道应开设在厚壁处。如设有冒口,使内浇道通过冒口,让金属液先流经冒口再引入型腔,则更能提高冒口的补缩效果;对结构复杂的铸件,往往采用顺序凝固和同时凝固相结合的原则安排内浇道。即对每一个补缩区域依顺序凝固原则设置内浇道,而对整个铸件则按同时凝固原则采用多内浇道分散充型。

图15-25 内浇道的连接形式对其流量不均匀性的影响
(a)浇注系统的结构形式(1、2、3、4);(b)流量的不均匀性(1、2、3、4)
(2)方向不要冲着细小砂芯、型壁、冷铁和芯撑,必要时采用切线引入。但应注意,切线引入会引起型内金属的回转运动,适用于外表面有粗糙度要求的圆形铸件。当筒形铸件内表面要求严格的条件下,应避免金属液回转,以免夹渣物聚集在铸件的内表面。必要时用顶雨淋或下雨淋式浇注系统。
(3)内浇道应尽量薄,薄的内浇道的好处是:降低内浇道的吸动区,有利于横浇道阻渣;减少进入初期渣的可能性;减轻清理工作量;内浇道薄于铸件的壁厚,在去除浇道时不易损害铸件;对铸铁件,薄的内浇道能充分利用铸件本身的石墨化膨胀获得紧实的铸件。球墨铸铁件的内浇道厚度如图15-26所示,内浇道的宽度和长度为厚度的4倍。

图15-26 球墨铸铁件内浇道的厚度
(4)对薄铸件可用多内浇道的浇注系统实现补缩,这时内浇道尺寸应符合冒口颈的要求。
(5)内浇道避免开设在铸件品质要求很高的部位,以防止金相组织粗大。对要求耐压、防渗漏的管类件,内浇道通常开在法兰处,以防止管壁处出现缩松;如能使内浇道开设在品质要求较低的加工表面上,则有利于铸件的外观。
(6)为了使金属液快速而平稳地充型,有利于排气和除渣,各个内浇道中的金属流向应力求一致,防止金属液在型内碰撞,流向混乱而出现过度紊流。
(7)尽量在分型面上开设内浇道,使造型方便。
(8)对收缩大易形成裂纹的合金铸件,内浇道的设置应尽量不阻碍铸件的收缩。