飞架是一种重要的汽车零件，材料牌号为QT600-3，毛坯质量75kg，壁厚在8～30mm。该毛坯由1410造型线湿型砂造型，用7t双排水冷冲天炉熔炼，1t浇注包球化处理并浇注。试产期间铸件没有发生集中缩孔现象，而大批量生产中，却在与冒口颈接触的部位时常出现集中缩孔问题

　　由于该产品材料为球铁，其产生缩孔的可能原因有：（1）铸件结构设计不合理；（2）碳当量过低，或w（Mg残）、w（RE残）过高；（3）铁液浇注温度过高；（4）铸型硬度低；（5）冒口设置或设计不当，不能保证铸件在凝固过程中获得有效补缩。根据飞架铸件生产过程中缩孔缺陷时好时坏的实际情况，铸件结构设计合理性问题，可能不是缩孔原因，为此对其它几种可能形成缩孔的原因进行现场跟踪，排除了碳当量过高或过低、浇注温度过高和铸型硬度低等原因，只能重新考虑冒口设计的合理性问题了。

　　众所周知，冒口的作用是在铸型内用作储存金属液以对铸件形成时给予补缩的金属体，它起到防止铸件产生缩孔和缩松的作用，有的还兼有排气、集渣等作用。对冒口的基本要求是：（1）冒口凝固时间必须大于或等于铸件（被补缩部位）的凝固时间；（2）要有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩与补偿浇注后型腔扩大的容积；（3）在凝固期间，冒口和被补缩部位之间存在补缩通道，扩张角向着冒口。

　　冒口的大小应满足补缩的要求，其形状以补缩位置的形状而定。其位置的选择很重要，基本原则是：（1）应设在热节的上方或侧旁；（2）应尽量设在铸件最高最厚的部位，尽量用一个冒口同时补缩几个热节，例如位置在低处的热节或同一水平面上离冒口较远的热节可设置补贴或冷铁，以保证定向凝固和补缩通道畅通；（3）对致密度要求高的铸件，冒口应按其有效补缩距离进行设置；（4）应尽量设在加工面上；（5）尽量不设在产品受力大的部位，防止组织粗大、降低力学性能。

　　除了考虑以上冒口设计原则以外，还必须考虑生产实际问题：用冲天炉冶炼，铁液成分和温度波动较大；铸件在1410线上生产，铸型存在一定的湿型硬度波动；砂箱高度限制等，因而铸件只能使用侧暗冒口。

　　飞架材料为球墨铸铁，尽管球墨铸铁具有糊状凝固的特点，但是飞架冒口还得遵循定向凝固原则。定向凝固原则即是冒口颈比铸件晚凝固，冒口又比冒口颈晚凝固，铸件的液态体收缩由冒口补给，铸件进入共晶膨胀期把多余的金属液挤回冒口，依靠冒口的金属液重力消除凝固末期的缩松缺陷。这当然也适合控制飞架的宏观集中缩孔缺陷。

　　再根据球墨铸铁侧暗冒口的设计原则，依据公式（2）～（9）重新计算冒口修改前后所有的参数，修改前系数按中值计算，修改后部分系数按高值计算，得出数据见表1。

DR=（1.2～3.5）T （2）
HR=（1.2～1.5）DR （3）
A=（0.8～0.9）T （4）
S1=（0.8～1.2）T （5）
L=（0.3～0.35）DR （6）
h=（0.3～0.35）DR （7）
R=（0.3～0.35）DR （8）
S=3DR /4 （9）
式中：T——热节圆直径；
DR——冒口直径；
HR——冒口高度；
A——冒口颈高度；
S1——冒口颈宽度；
L——冒口与铸件间距；
h——冒口座高度；
R——冒口与冒口颈过渡圆弧半径；
S——冒口座宽度。
　　按表1改后尺寸修改冒口及冒口颈的大小后再次投入生产，跟踪一个月，发现铸件再也没有发生缩孔缺陷。而这一个月的铸型硬度、铁液成分、浇注温度等工序控制记录与发生缩孔时相比并没有明显不同。说明冒口及冒口颈参数设计不当时，无法确保铸件在凝固过程中获得有效补缩，这是本次铸件产生集中缩孔的直接原因。重新设计冒口及冒口颈的尺寸大小至合理的尺寸是解决问题的最好对策。