潛流鑄造方法

2023-05-18 13:08:01 2

潛流鑄造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於鑄造技術領域，涉及一種潛流鑄造方法。
【背景技術】
[0002]鑄造分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類。砂型鑄造是以型砂為主要造型材料製備鑄型的鑄造工藝方法，特種鑄造是除砂型鑄造以外其它鑄造方法的總稱，常用的特種鑄造方法有壓力鑄造、熔模鑄造、離心鑄造、消失模鑄造等。

【發明內容】

[0003]本發明提供了一種基於潛流鑄造技術製作鑄件的方法。
[0004]本發明的技術方案包括以下步驟:
[0005]步驟1:繪製鑄型的三維CAD模型，沿垂直於重力方向對鑄型型腔進行分層切片，計算並存儲每層切片的層厚、上表面截面積、體積；繪製澆包的三維CAD模型，沿垂直於重力方向對澆包內腔進行分層切片，計算並存儲每層切片的層厚、上表面截面積、體積。分層的切片越薄、層數越多，則後續計算精度越高，但分層時間增加。
[0006]步驟2:設定澆注參數，包括澆包內待澆金屬液重量WO及密度P、澆注管長度L管、澆注管口內徑D管、充型開始時澆注管口距型腔底部的高度HO、充型過程澆注管口潛入液面深度H潛、監控時間T監、重量誤差允許值α等。
[0007]步驟3:根據步驟2設定的澆注參數，對步驟I中鑄型的充型過程進行計算，得到以下結果:從開始充型到液面到達澆注管口的時間ΤΗ0、從液面到達澆注管口到液面淹沒管口深度為H潛的時間TH潛、為保證澆注管口潛入液面深度穩定在H潛澆注管或鑄型的位移-時間關係。
[0008]步驟4:根據步驟I中鑄型的三維CAD模型製作鑄型；根據步驟2相關參數，設置系統的初始狀態；
[0009]步驟5:將澆包上用於調節流量的塞杆開啟，澆注管開始澆注、鑄型內液面上升。根據步驟3計算所得結果，調控澆注管或鑄型的位移，以使充型過程中澆注管口潛入液面深度穩定在H潛。
[0010]鑄型充型時，每隔時間T監，將鑄型內金屬液重量的測量值W測與計算值W計進行比較，若I W測-W計I秤>α，通過調節流量、調整澆注管位移或調整鑄型的位移至丨W測-W 計 I〈 Ct。
[0011]步驟6:充型完成後，取出澆注管。待鑄件完全凝固冷卻後，將鑄型打開把鑄件取出。
[0012]本發明的效果和益處是:
[0013](I)潛流鑄造是一種新的鑄造方法，充型過程液面平穩、流速可控，可以有效降低由於充型狀態不好而產生的砂眼、氣孔、夾渣等鑄造缺陷；鑄件在凝固時可形成上熱下冷的溫度場，有利於鑄件的補縮，提高鑄件質量。
[0014](2)澆注系統結構簡單，不需要設計複雜的澆道，只需要一根「澆注管」即可實現金屬液平穩充入鑄型。
[0015](3)鑄件材質及尺寸限制小，廣泛適用於黑色及有色金屬，鑄件形狀可以很複雜。
[0016](4)鑄型材料選材廣泛，型砂、芯砂、金屬、陶瓷等均可，鑄型尺寸不受限制，適用性好、實用性強。
【具體實施方式】
[0017]本發明提供一種基於潛流鑄造技術製作鑄件的方法:
[0018]步驟1:繪製鑄型的三維CAD模型，沿垂直於重力方向對鑄型型腔進行分層切片，計算並存儲每層切片的層厚、上表面截面積、體積；繪製澆包的三維CAD模型，沿垂直於重力方向對澆包內腔進行分層切片，計算並存儲每層切片的層厚、上表面截面積、體積。分層的切片越薄、層數越多，則後續計算精度越高，但分層時間增加。
[0019]步驟2:設定澆注參數，包括澆包內待澆金屬液重量WO及密度P、澆注管長度L管、澆注管口內徑D管、充型開始時澆注管口距型腔底部的高度HO、充型過程澆注管口潛入液面深度H潛、監控時間T監、重量誤差允許值α等。
[0020]步驟3:根據步驟2設定的澆注參數，對步驟I中鑄型的充型過程進行計算，得到以下結果:從開始充型到液面到達澆注管口的時間ΤΗ0、從液面到達澆注管口到液面淹沒管口深度為H潛的時間TH潛、為保證澆注管口潛入液面深度穩定在H潛澆注管或鑄型的位移-時間關係。
[0021]步驟4:根據步驟I中鑄型的三維CAD模型製作鑄型；根據步驟2相關參數，設置系統的初始狀態；
[0022]步驟5:將澆包上用於調節流量的塞杆開啟，澆注管開始澆注、鑄型內液面上升。根據步驟3計算所得結果，調控澆注管或鑄型的位移，以使充型過程中澆注管口潛入液面深度穩定在H潛。
[0023]鑄型充型時，每隔時間T監，將鑄型內金屬液重量的測量值W測與計算值W計進行比較，若I W測-W計I秤>α，通過調節流量、調整澆注管位移或調整鑄型的位移至丨W測-W 計 I〈 Ct。
[0024]步驟6:充型完成後，取出澆注管。待鑄件完全凝固冷卻後，將鑄型打開把鑄件取出。
【主權項】
1.一種潛流鑄造方法，其特徵步驟如下: 步驟1:繪製鑄型的三維CAD模型，沿垂直於重力方向對鑄型型腔進行分層切片，計算並存儲每層切片的層厚、上表面截面積、體積；繪製澆包的三維CAD模型，沿垂直於重力方向對澆包內腔進行分層切片，計算並存儲每層切片的層厚、上表面截面積、體積；分層的切片越薄、層數越多，則後續計算精度越高，但分層時間增加； 步驟2:設定澆注參數，包括澆包內待澆金屬液重量WO及密度P、澆注管長度L管、澆注管口內徑D管、充型開始時澆注管口距型腔底部的高度HO、充型過程澆注管口潛入液面深度H潛、監控時間T監、重量誤差允許值α ； 步驟3:根據步驟2設定的澆注參數，對步驟I中鑄型的充型過程進行計算，得到以下結果: 從開始充型到液面到達澆注管口的時間THO ;從液面到達澆注管口到液面淹沒管口深度為H潛的時間TH潛；為保證澆注管口潛入液面深度穩定在H潛澆注管或鑄型的位移-時間關係; 步驟4:根據步驟I中鑄型的三維CAD模型製作鑄型和步驟2相關參數，設置系統的初始狀態； 步驟5:將澆包上用於調節流量的塞杆開啟，澆注管開始澆注、鑄型內液面上升；根據步驟3計算所得結果，調控澆注管或鑄型的位移，以使充型過程中澆注管口潛入液面深度穩定在H潛； 步驟6:充型完成後，取出澆注管。待鑄件完全凝固冷卻後，將鑄型打開把鑄件取出。
【專利摘要】潛流鑄造方法，屬於鑄造技術領域。首先對鑄型型腔的3D模型進行分層切片，得到每層切片的層厚、上表面截面積、體積，並設定澆注管長度、澆注管口內徑、充型開始時澆注管口距型腔底部的高度、充型過程澆注管口潛入液面深度等參數，在此基礎上計算出鑄型內液面上升的位移-時間關係；然後根據計算所得的位移-時間關係，提升澆注管或降低鑄型，使得在澆注充型過程中，澆注管口始終潛入在液面下一定距離。本發明的效果是：澆注系統結構簡單，鑄型材料選材廣泛，鑄件尺寸不受限制，充型過程液面平穩，凝固過程溫度場上熱下冷有利於補縮，鑄件質量好。
【IPC分類】B22D37/00
【公開號】CN105710355
【申請號】CN201410737111
【發明人】秦海鵬
【申請人】青島泰威工具機有限公司