一種測量鑄型冒口模數(shù)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種測量方法，尤其是一種測量鑄型冒口模數(shù)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在合金鑄造領(lǐng)域，鑄件的澆注系統(tǒng)幾乎全部涵蓋冒口的設(shè)計部分，原因在于幾乎 所有的合金（一部分鑄鐵除外）在凝固階段，由于體積收縮必須需要額外的金屬液對其補(bǔ) 縮，冒口即是這部分額外的金屬液。冒口的種類、形式有很多，包括：常規(guī)冒口、保溫冒口和 發(fā)熱冒口。冒口的結(jié)構(gòu)設(shè)計必須滿足關(guān)系：mf>mn>mc。其中，MFS冒口的熱模數(shù)（以下稱模 數(shù)）眞為冒口頸的模數(shù);Me為鑄件模數(shù)。這是所設(shè)計的冒口能夠補(bǔ)縮鑄件的必要條件，即 至少在凝固時間上，要滿足關(guān)系：τΡ>τΝ>τε，其中，為冒口的凝固時間；τN為冒口頸的 凝固時間；\為鑄件的凝固時間。在這種條件下，鑄造工程師需要知道某種規(guī)格冒口的模 數(shù)。雖然有些（保溫、發(fā)熱）冒口供貨商會在技術(shù)單上注明冒口的模數(shù)，但是鑄造生產(chǎn)廠家 也需要對其進(jìn)行入廠復(fù)驗(yàn)。通過在對現(xiàn)有相關(guān)冒口方面的技術(shù)進(jìn)行檢索，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的技術(shù) 和方法全是關(guān)于冒口的制造工藝，并無冒口模數(shù)測量方面的內(nèi)容。因此對于砂型冒口模數(shù) 的測量方法和流程，沒有成熟的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，很難實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種測量鑄型冒口模數(shù)的方法，可以幫助鑄造生產(chǎn)廠家或鑄 造工程師，對未知冒口模數(shù)的冒口進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，以得到準(zhǔn)確的模數(shù)值。
[0004] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案是，一種測量鑄型冒口模數(shù)的方法，所述的方法包括以下 步驟： 1. 設(shè)計并制造鑄造模具，所述的模具上存在按順序連接相通的直澆道、橫澆道、內(nèi)澆 口，內(nèi)澆口與待測冒口連接并相通； 2. 利用鑄造模具舂出鑄型； 3. 脫模：取出鑄造模具； 4. 安裝測量裝置：在砂型內(nèi)被測冒口的中軸線部位的1/2-2/3處固定熱電偶，將熱電 偶與補(bǔ)償導(dǎo)線、測溫儀表、電腦等連接，并設(shè)置為開始采集狀態(tài)； 5. 澆注：將溶化的合金液從直澆道，澆注至鑄型中，直至合金液充滿冒口，澆注溫度 應(yīng)選擇在合金液相線以上（50-100) °C，以確保合金液充填鑄型至冒口時的溫度，在合金 液相線以上。澆注完成后應(yīng)等待一段時間，直至熱電偶測得的溫度降至合金固相線以下 (50-100)°C； 6. 采集數(shù)據(jù)：在合金液的充型和凝固過程中，監(jiān)控?zé)犭娕硷@示的溫度，并記錄合金液 從澆注溫度降至合金的液相線的時間和合金液從液相線降至合金的固相線的時間； 7. 計算：根據(jù)公式計算鑄型冒口的模數(shù)，所述的公式為：
式中 c--鑄型系數(shù)； τi一一在澆注過程中，合金液從澆注溫度降至合金的固相線的時刻；τ〇一一在澆注過程中，合金液從澆注溫度降至合金的液相線的時刻。
[0005] 所述鑄型可以是砂型、石膏型，也可以是金屬型。如果鑄型為砂型或石膏型，按上 述步驟進(jìn)行，如果鑄型為金屬型，則省去以上1、2、3步驟，按原順序進(jìn)行。
[0006] 所述的內(nèi)澆道為多個，分別連接并相通多個待測冒口，可以實(shí)現(xiàn)在一次澆注過程 中對多個冒口模數(shù)的測量；內(nèi)澆道最好為4個，連接并相通4個冒口，所述的冒口為常規(guī) 冒口、保溫冒口和發(fā)熱冒口。冒口可以為相同的冒口，實(shí)現(xiàn)測量結(jié)果數(shù)值的比對。所述的 熱電偶為Κ型鎧裝熱電偶，熱電偶連接多通道溫度巡檢儀和工控機(jī)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動 采集和計算。所述的鑄造模具為鋁合金材質(zhì)，可以重復(fù)使用舂出鑄型。合金液的熔點(diǎn)在 (400-1700) °C范圍內(nèi)，所澆注的合金可以是有色合金，也可以為黑色合金。
[0007] 本發(fā)明根據(jù)鑄件基本理論中的平方根定律：即Μ= <·、；通過數(shù)據(jù)采集和計算，得 出被測冒口的模數(shù)，其中c為鑄型系數(shù)為已知，當(dāng)鑄造工藝條件和鑄型材質(zhì)確定后，鑄型系 數(shù)即固定。經(jīng)實(shí)踐證明，該方法測量結(jié)果精確。本發(fā)明具有原理科學(xué)、結(jié)構(gòu)簡單、操作容易， 結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)，為合金的鑄造提供了客觀的冒口模數(shù)數(shù)據(jù)。
【具體實(shí)施方式】
[0008] -種測量鑄型冒口模數(shù)的方法，所述的方法包括以下步驟： 1. 設(shè)計并制造鑄造模具，所述的模具上存在按順序連接相通的直澆道、橫澆道、內(nèi)澆 口，內(nèi)澆口與待測冒口連接并相通； 2. 利用鑄造模具舂出鑄型； 3. 脫模：取出鑄造模具； 4. 安裝測量裝置：在砂型內(nèi)被測冒口的中軸線部位的1/2-2/3處固定熱電偶，將熱電 偶與補(bǔ)償導(dǎo)線、測溫儀表、電腦等連接，并設(shè)置為開始采集狀態(tài)； 5. 澆注：將溶化的合金液從直澆道，澆注至鑄型中，直至合金液充滿冒口，澆注溫度 應(yīng)選擇在合金液相線以上（50-100) °C，以確保合金液充填鑄型至冒口時的溫度，在合金 液相線以上。澆注完成后應(yīng)等待一段時間，直至熱電偶測得的溫度降至合金固相線以下 (50-100)°C； 6. 采集數(shù)據(jù)：在合金液的充型和凝固過程中，監(jiān)控?zé)犭娕硷@示的溫度，并記錄合金液 從澆注溫度降至合金的液相線的時間和合金液從液相線降至合金的固相線的時間； 7.計算：根據(jù)公式計算鑄型冒口的模數(shù)，所述的公式為：
式中 c--鑄型系數(shù)； T! 一一在澆注過程中，合金液從澆注溫度降至合金的固相線的時刻；τ〇一一在澆注過程中，合金液從澆注溫度降至合金的液相線的時刻。
[0009] 所述鑄型可以是砂型、石膏型，也可以是金屬型。如果鑄型為砂型或石膏型，按上 述步驟進(jìn)行，如果鑄型為金屬型，則省去以上1、2、3步驟，按原順序進(jìn)行。
[0010] 所述的內(nèi)澆道為多個，分別連接并相通多個待測冒口，可以實(shí)現(xiàn)在一次澆注過程 中對多個冒口模數(shù)的測量；內(nèi)澆道最好為4個，連接并相通4個冒口，所述的冒口為常規(guī) 冒口、保溫冒口和發(fā)熱冒口。冒口可以為相同的冒口，實(shí)現(xiàn)測量結(jié)果數(shù)值的比對。所述的 熱電偶為K型鎧裝熱電偶，熱電偶連接多通道溫度巡檢儀和工控機(jī)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動 采集和計算。所述的鑄造模具為鋁合金材質(zhì)，可以重復(fù)使用舂出鑄型。合金液的熔點(diǎn)在 (400-1700) °C范圍內(nèi)，所澆注的合金可以是有色合金，也可以為黑色合金。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種測量鑄型冒口模數(shù)的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟： 1) 設(shè)計并制造鑄造模具，所述的模具上存在按順序連接相通的直澆道、橫澆道、內(nèi)澆 口，內(nèi)澆口與待測冒口連接并相通； 2) 利用鑄造模具舂出鑄型； 3) 脫模：取出鑄造模具； 4) 安裝測量裝置：在砂型內(nèi)被測冒口的中軸線部位的1/2-2/3處固定熱電偶，將熱電 偶與補(bǔ)償導(dǎo)線、測溫儀表、電腦等連接，并設(shè)置為開始采集狀態(tài)； 5) 澆注：將溶化的合金液從直澆道，澆注至鑄型中，直至合金液充滿冒口，澆注溫度 應(yīng)選擇在合金液相線以上（50-100) °C，以確保合金液充填鑄型至冒口時的溫度，在合金 液相線以上。澆注完成后應(yīng)等待一段時間，直至熱電偶測得的溫度降至合金固相線以下 50-100。。； 6) 采集數(shù)據(jù)：在合金液的充型和凝固過程中，監(jiān)控?zé)犭娕硷@示的溫度，并記錄合金液 從澆注溫度降至合金的液相線的時間和合金液從液相線降至合金的固相線的時間； 7) 計算：根據(jù)公式計算鑄型冒口的模數(shù)，所述的公式為： 式中c--鑄型系數(shù)； T! 一一在澆注過程中，合金液從澆注溫度降至合金的固相線的時刻； τ〇一一在澆注過程中，合金液從澆注溫度降至合金的液相線的時刻。2. 如權(quán)利要求1所述的測量鑄型冒口模數(shù)的方法，其特征在于，所述鑄型可以是砂型、 石膏型，也可以是金屬型，如果鑄型為砂型或石膏型，按上述步驟進(jìn)行，如果鑄型為金屬型， 則省去以上1、2、3步驟，按原順序進(jìn)行。3. 如權(quán)利要求1所述的測量鑄型冒口模數(shù)的方法，其特征在于，所述的內(nèi)澆道為多個， 分別連接并相通多個待測冒口，可以實(shí)現(xiàn)在一次澆注過程中對多個冒口模數(shù)的測量。4. 如權(quán)利要求1所述的測量鑄型冒口模數(shù)的方法，其特征在于，所述的內(nèi)澆道為4個， 連接并相通4個冒口。5. 如權(quán)利要求1所述的測量鑄型冒口模數(shù)的方法，其特征在于，所述的冒口為常規(guī)冒 口、保溫冒口和發(fā)熱冒口。6. 如權(quán)利要求1、3、4、5所述的測量鑄型冒口模數(shù)的方法，其特征在于，冒口可以為相 同的冒口，實(shí)現(xiàn)測量結(jié)果數(shù)值的比對。7. 如權(quán)利要求1所述的測量鑄型冒口模數(shù)的方法，其特征在于，所述的熱電偶為Κ型鎧 裝熱電偶。8. 如權(quán)利要求1所述的測量鑄型冒口模數(shù)的方法，其特征在于，所述的熱電偶連接多 通道溫度巡檢儀和工控機(jī)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集和計算。9. 如權(quán)利要求1所述的測量鑄型冒口模數(shù)的方法，其特征在于，所述的合金液的熔點(diǎn) 在400-1700°C范圍內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種測量鑄型冒口模數(shù)的方法，根據(jù)鑄件基本理論中的平方根定律，通過數(shù)據(jù)采集和計算，得出被測冒口的模數(shù)。本發(fā)明具有原理科學(xué)、結(jié)構(gòu)簡單、操作容易，結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)，為合金的鑄造提供了客觀的冒口模數(shù)數(shù)據(jù)。
【IPC分類】G01N25/20
【公開號】CN105388183
【申請?zhí)枴緾N201510779656
【發(fā)明人】張永, 夏峰, 張良, 韓永華, 喬昕, 董麗波, 于忠軍, 劉洪匯, 解維生
【申請人】哈爾濱東安發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年11月13日