冒口
冒口（riser）也称为补给口（feeder）[1]，是在金属铸造中为了避免因材料收缩而产生缩孔或是不平整处，额外所增加的材料储腔，不是最后铸件成品的一部分。大部分金属在液态时的密度较固态时要小，因此铸件在冷却时会收缩，甚至可能在冷却过程中会形成缩孔。冒口可以储备熔融的金属，在金属收缩时补充金属液，避免在嬦件上产生缩孔。并让最后不平整处及缩孔出现在冒口中而不是在铸件上[2]。若是无法进行方向性固化的铸件，不适合使用冒口。若是利用压力来填满铸件孔洞的制程，也不需要冒口[3]。
原理 编辑
冒口只有在以下三个条件都成立时，才能发挥作用：冒口冷却速率比铸件要慢，冒口需要容纳足够的材料来补充铸件的收缩，铸件的方向性固化是往冒口的方向固化，远离冒口的部分是最早固化的部分。
由于冒口需要在所有铸件冷却之后才冷却，冒口的冷却速率需要比较慢。Chvorinov原则指出最慢的冷却速度会发生在铸件最大体积，最小表面积的情形，也就是在球形的情形下。理想上冒口应该要是球体，不过在实务上很难将球体放入模中，因此会用圆柱体代替。圆柱体高和直径的比例依材料、冒口位置、砂箱大小等因素而定[4]。
为了设计冒口的大小，需要计算铸件的收缩量，以确认冒口有足够的材料可以填补铸件收缩时减少的体积。若材料不足，可能需要再加大冒口。这个条件在板状的铸件中格外重要，而厚重外形的铸件中，第一个条件比较重要[来源请求]。
最后，需要设计铸件，使其产生方向性固化，从模穴的外面慢慢的往冒口固化。这样一来，冒口可以持续补充熔化的金属到各个正在固化的铸件部位[2]。有一种达到此目的的作法是让冒口放在铸件中，最厚及最大的元件附近，因为该元件会最慢冷却及固化[4]。若无法达到此固化效果，需要有多个冒口对应铸件的各部位[3]。
参考资料 编辑
- ^ Ravi 2005，第63页
- ^ 2.0 2.1 Degarmo 2003，第286页.
- ^ 3.0 3.1 Degarmo 2003，第288页.
- ^ 4.0 4.1 Degarmo 2003，第287页.
文献 编辑
- Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A., Materials and Processes in Manufacturing 9th, Wiley, 2003, ISBN 0-471-65653-4.
- Kalpakjian, Serope, et al. (2001). Manufacturing Engineering and Technology. Published by Pearson Education.
- Ravi, B., Metal Casting Computer-Aided Design And Analysis, PHI Learning Pvt. Ltd., 2005 [2019-12-10], ISBN 978-81-203-2726-9, （原始内容存档于2020-05-13）.