消防工程用黄铜洒水喷头浇注系统设计优化分享

消防洒水喷头是自动喷水灭火系统中的关键部件，可用来探测火灾并通过自动喷水来扑灭火灾。广泛应用于各种普通民用或高层民用、工业建筑中的轻、中危险及严重危险等级保护区的消防保护。

在实际应用中，消防洒水喷头应能承受3.0MPa的压力，所以要求喷头外观良好，内部无气孔、缩松、冷隔和夹杂。在铜合金压铸过程中，金属液的充填顺序是影响压铸件质量的关键因素之一。其中，典型的压铸缺陷如气孔、冷隔、夹杂都与充填顺序有关系。所以，在设计喷头的浇注系统时，应最大限度地把握铜合金液在模具型腔内的充填顺序，通过合理的流道设计，实现铜液有序充填，这样有利于气体排出。

为了最大限度地把握铜液充填顺序，本课题采用计算机数值模拟CAE技术，利用国产压铸仿真软件「智铸超云」进行模拟验证，研究浇注系统对充填顺序及铸件内部质量的影响，通过多次优化浇注系统，最终实现减少卷气、冷隔、缩松和夹杂。

01 消防洒水喷头的结构特点

该产品是用在消防工程自动喷水灭火系统中的喷头，对产品内部质量和产品的互换性都有很高的要求。下面分别展示毛坯图、成品图和加工图。

因为喷头的中心位置在模具中的肉厚较薄，不便增设溢流槽，但是为了能彻底解决受力位置的卷气现象，只能适当牺牲模具寿命，再次优化设计浇注系统，在喷头中心位置增设溢流槽，如图8。

04 结语

鉴于该产品尺寸的限制，质量要求较高，给浇注系统的设计增加了难度，溢流槽的位置确定，排气槽大小的确定都难以把握，但是通过使用「智铸超云」压铸模拟软件，一步步地指导优化浇注系统，最终很容易地实现了预期目的。

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资深压铸工艺工程师，对压铸工艺理论计算与生产实践相结合有深入的认知。