自熔煉爐中取出合金液、再將其澆注到鑄型中，是鑄件生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工序，這一工序經(jīng)歷的時間雖然很短，但合金液在傳送過程中的運(yùn)動非常激烈，液面的氧化膜不斷遭受破壞，不斷地產(chǎn)生新的氧化膜，又不斷地將“氧化膜夾層”卷入合金液中，因而，大多數(shù)廢品都是在在這一階段造成的。從卷入“氧化膜夾層”的角度分析，澆注過程的控制比熔煉過程的控制重要得多。

      鋁合金液流動時，如果流速較低，合金液的表面張力可以約束液流，使其不至于分散、飛濺；如果流速高，液流就不可避免地會分散、飛濺。

      許多研究工作表明，對于多種液態(tài)鑄造合金，液流不產(chǎn)生分散、飛濺的臨界流速是0.5m/s。

      目前，應(yīng)用最廣的澆注方式，仍然是傳統(tǒng)的重力澆注，也就是利用合金液本身的重力，將其自鑄型的上方注入鑄型。實(shí)際上，對鋁合金而言，這是最不可取的澆注方式，因?yàn)椋毫髯灾睗部谙侣涞狡涞撞繒r，流速都遠(yuǎn)高于0.5 m/s，液流散亂和飛濺是不可避免的。此外，一些大家視為常規(guī)的澆注系統(tǒng)設(shè)計原則，也有不少問題，液流在澆注系統(tǒng)中往往會發(fā)生紊流、飛濺，會使大量的‘氧化膜夾層’和氣泡卷入合金液中，造成多種鑄造缺陷。

      什么樣的澆注系統(tǒng)適用于鋁合金?

      按照澆注系統(tǒng)各組元截面積的比，可以有多種不同的模式，我們在這里只提到其中的三種。

      1）封閉式澆注系統(tǒng)

      特點(diǎn)是：直澆口末端的截面積＞橫澆道的截面積＞內(nèi)澆口的截面積，是制造鑄鐵件最常用的澆注系統(tǒng)，最小的阻流截面在內(nèi)澆口處。

      采用封閉式澆注系統(tǒng)時，由于系統(tǒng)內(nèi)靜壓頭和液流動能的作用，合金液是以噴射的方式進(jìn)入型腔的，產(chǎn)生紊流和卷入液流表面的氧化膜是難以避免的，而且會沖擊鑄型，這些情況都對鑄件的質(zhì)量有負(fù)面影響。因此，這種澆注系統(tǒng)原則上不適用于易于氧化、而氧化物熔點(diǎn)又很高的鋁合金和鎂合金，但實(shí)際生產(chǎn)中也有人采用。

      2）開放式澆注系統(tǒng)

      對于鋁合金鑄件，為了避免紊流和氧化膜卷入，開放式澆注系統(tǒng)的應(yīng)用較廣，有的文獻(xiàn)建議澆注系統(tǒng)各組元截面積之比為：

      直澆口流出口截面積∶橫澆道總截面積∶內(nèi)澆口總截面積=1∶2∶4，也有人提出三者的比宜為1∶4∶4。

     近年來，很多研究工作表明，橫澆道截面積增大，并不能避免紊流和散流，而且充滿澆注系統(tǒng)的時間長，合金液面易于氧化，并不能確保鑄件的質(zhì)量。再則，澆注系統(tǒng)的尺寸太大，還會導(dǎo)致工藝出品率降低，這也是不可取的。

      3）自然流澆注系統(tǒng)

      這是比較適用于鋁合金鑄造的模式，采用緊湊的澆注系統(tǒng)約束液流，保持液流穩(wěn)定而不分散。直澆口與橫澆道的連接部位應(yīng)采用平滑過渡的方式，橫澆道須轉(zhuǎn)到另一方向時，轉(zhuǎn)角處也應(yīng)是平滑的圓弧。這樣的澆注系統(tǒng)，J.Campbell等人稱之為“自然流澆注系統(tǒng)”。

      液流轉(zhuǎn)90°彎時，由于摩擦力的作用，液流的流速約降低20%，因此，自然流澆注系統(tǒng)各組元之間的關(guān)系大致是：直澆口流出口截面積∶橫澆道截面積∶內(nèi)澆口總截面積＝1∶1.2∶1.4，至于澆注系統(tǒng)各組元的具體尺寸，要根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)和澆注系統(tǒng)的總體安排具體考慮，目前還不可能有普遍適用的數(shù)據(jù)。重要的鑄件、批量生產(chǎn)的鑄件，設(shè)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)參考計算機(jī)模擬的結(jié)果，有條件的話，宜采用視頻射線攝影技術(shù)校核。

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