潜流铸造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铸造技术领域，涉及一种潜流铸造方法。
【背景技术】
[0002]铸造分为砂型铸造和特种铸造两大类。砂型铸造是以型砂为主要造型材料制备铸型的铸造工艺方法，特种铸造是除砂型铸造以外其它铸造方法的总称，常用的特种铸造方法有压力铸造、熔模铸造、离心铸造、消失模铸造等。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种基于潜流铸造技术制作铸件的方法。
[0004]本发明的技术方案包括以下步骤:
[0005]步骤1:绘制铸型的三维CAD模型，沿垂直于重力方向对铸型型腔进行分层切片，计算并存储每层切片的层厚、上表面截面积、体积；绘制浇包的三维CAD模型，沿垂直于重力方向对浇包内腔进行分层切片，计算并存储每层切片的层厚、上表面截面积、体积。分层的切片越薄、层数越多，则后续计算精度越高，但分层时间增加。
[0006]步骤2:设定浇注参数，包括浇包内待浇金属液重量WO及密度P、浇注管长度L管、浇注管口内径D管、充型开始时浇注管口距型腔底部的高度HO、充型过程浇注管口潜入液面深度H潜、监控时间T监、重量误差允许值α等。
[0007]步骤3:根据步骤2设定的浇注参数，对步骤I中铸型的充型过程进行计算，得到以下结果:从开始充型到液面到达浇注管口的时间ΤΗ0、从液面到达浇注管口到液面淹没管口深度为H潜的时间TH潜、为保证浇注管口潜入液面深度稳定在H潜浇注管或铸型的位移-时间关系。
[0008]步骤4:根据步骤I中铸型的三维CAD模型制作铸型；根据步骤2相关参数，设置系统的初始状态；
[0009]步骤5:将浇包上用于调节流量的塞杆开启，浇注管开始浇注、铸型内液面上升。根据步骤3计算所得结果，调控浇注管或铸型的位移，以使充型过程中浇注管口潜入液面深度稳定在H潜。
[0010]铸型充型时，每隔时间T监，将铸型内金属液重量的测量值W测与计算值W计进行比较，若I W测-W计I秤>α，通过调节流量、调整浇注管位移或调整铸型的位移至丨W测-W 计 I〈 Ct。
[0011]步骤6:充型完成后，取出浇注管。待铸件完全凝固冷却后，将铸型打开把铸件取出。
[0012]本发明的效果和益处是:
[0013](I)潜流铸造是一种新的铸造方法，充型过程液面平稳、流速可控，可以有效降低由于充型状态不好而产生的砂眼、气孔、夹渣等铸造缺陷；铸件在凝固时可形成上热下冷的温度场，有利于铸件的补缩，提高铸件质量。
[0014](2)浇注系统结构简单，不需要设计复杂的浇道，只需要一根“浇注管”即可实现金属液平稳充入铸型。
[0015](3)铸件材质及尺寸限制小，广泛适用于黑色及有色金属，铸件形状可以很复杂。
[0016](4)铸型材料选材广泛，型砂、芯砂、金属、陶瓷等均可，铸型尺寸不受限制，适用性好、实用性强。
【具体实施方式】
[0017]本发明提供一种基于潜流铸造技术制作铸件的方法:
[0018]步骤1:绘制铸型的三维CAD模型，沿垂直于重力方向对铸型型腔进行分层切片，计算并存储每层切片的层厚、上表面截面积、体积；绘制浇包的三维CAD模型，沿垂直于重力方向对浇包内腔进行分层切片，计算并存储每层切片的层厚、上表面截面积、体积。分层的切片越薄、层数越多，则后续计算精度越高，但分层时间增加。
[0019]步骤2:设定浇注参数，包括浇包内待浇金属液重量WO及密度P、浇注管长度L管、浇注管口内径D管、充型开始时浇注管口距型腔底部的高度HO、充型过程浇注管口潜入液面深度H潜、监控时间T监、重量误差允许值α等。
[0020]步骤3:根据步骤2设定的浇注参数，对步骤I中铸型的充型过程进行计算，得到以下结果:从开始充型到液面到达浇注管口的时间ΤΗ0、从液面到达浇注管口到液面淹没管口深度为H潜的时间TH潜、为保证浇注管口潜入液面深度稳定在H潜浇注管或铸型的位移-时间关系。
[0021]步骤4:根据步骤I中铸型的三维CAD模型制作铸型；根据步骤2相关参数，设置系统的初始状态；
[0022]步骤5:将浇包上用于调节流量的塞杆开启，浇注管开始浇注、铸型内液面上升。根据步骤3计算所得结果，调控浇注管或铸型的位移，以使充型过程中浇注管口潜入液面深度稳定在H潜。
[0023]铸型充型时，每隔时间T监，将铸型内金属液重量的测量值W测与计算值W计进行比较，若I W测-W计I秤>α，通过调节流量、调整浇注管位移或调整铸型的位移至丨W测-W 计 I〈 Ct。
[0024]步骤6:充型完成后，取出浇注管。待铸件完全凝固冷却后，将铸型打开把铸件取出。
【主权项】
1.一种潜流铸造方法，其特征步骤如下: 步骤1:绘制铸型的三维CAD模型，沿垂直于重力方向对铸型型腔进行分层切片，计算并存储每层切片的层厚、上表面截面积、体积；绘制浇包的三维CAD模型，沿垂直于重力方向对浇包内腔进行分层切片，计算并存储每层切片的层厚、上表面截面积、体积；分层的切片越薄、层数越多，则后续计算精度越高，但分层时间增加； 步骤2:设定浇注参数，包括浇包内待浇金属液重量WO及密度P、浇注管长度L管、浇注管口内径D管、充型开始时浇注管口距型腔底部的高度HO、充型过程浇注管口潜入液面深度H潜、监控时间T监、重量误差允许值α ； 步骤3:根据步骤2设定的浇注参数，对步骤I中铸型的充型过程进行计算，得到以下结果: 从开始充型到液面到达浇注管口的时间THO ;从液面到达浇注管口到液面淹没管口深度为H潜的时间TH潜；为保证浇注管口潜入液面深度稳定在H潜浇注管或铸型的位移-时间关系; 步骤4:根据步骤I中铸型的三维CAD模型制作铸型和步骤2相关参数，设置系统的初始状态； 步骤5:将浇包上用于调节流量的塞杆开启，浇注管开始浇注、铸型内液面上升；根据步骤3计算所得结果，调控浇注管或铸型的位移，以使充型过程中浇注管口潜入液面深度稳定在H潜； 步骤6:充型完成后，取出浇注管。待铸件完全凝固冷却后，将铸型打开把铸件取出。
【专利摘要】潜流铸造方法，属于铸造技术领域。首先对铸型型腔的3D模型进行分层切片，得到每层切片的层厚、上表面截面积、体积，并设定浇注管长度、浇注管口内径、充型开始时浇注管口距型腔底部的高度、充型过程浇注管口潜入液面深度等参数，在此基础上计算出铸型内液面上升的位移-时间关系；然后根据计算所得的位移-时间关系，提升浇注管或降低铸型，使得在浇注充型过程中，浇注管口始终潜入在液面下一定距离。本发明的效果是：浇注系统结构简单，铸型材料选材广泛，铸件尺寸不受限制，充型过程液面平稳，凝固过程温度场上热下冷有利于补缩，铸件质量好。
【IPC分类】B22D37/00
【公开号】CN105710355
【申请号】CN201410737111
【发明人】秦海鹏
【申请人】青岛泰威机床有限公司