本發(fā)明屬于鑄造技術領域，涉及一種潛流鑄造方法。

背景技術：

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制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。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種基于潛流鑄造技術制作鑄件的方法。

本發(fā)明的技術方案包括以下步驟：

步驟1：繪制鑄型的三維CAD模型，沿垂直于重力方向對鑄型型腔進行分層切片，計算并存儲每層切片的層厚、上表面截面積、體積；繪制澆包的三維CAD模型，沿垂直于重力方向對澆包內腔進行分層切片，計算并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(shù)越多，則后續(xù)計算精度越高，但分層時間增加。

步驟2：設定澆注參數(shù)，包括澆包內待澆金屬液重量W0及密度ρ、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H0、充型過程澆注管口潛入液面深度H潛、監(jiān)控時間T監(jiān)、重量誤差允許值α等。

步驟3：根據(jù)步驟2設定的澆注參數(shù)，對步驟1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TH0、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(wěn)定在H潛澆注管或鑄型的位移-時間關系。

步驟4：根據(jù)步驟1中鑄型的三維CAD模型制作鑄型；根據(jù)步驟2相關參數(shù)，設置系統(tǒng)的初始狀態(tài)；

步驟5：將澆包上用于調節(jié)流量的塞桿開啟，澆注管開始澆注、鑄型內液面上升。根據(jù)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(wěn)定在H潛。

鑄型充型時，每隔時間T監(jiān)，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│W測-W計│秤>α，通過調節(jié)流量、調整澆注管位移或調整鑄型的位移至│W測-W計│<α。

步驟6：充型完成后，取出澆注管。待鑄件完全凝固冷卻后，將鑄型打開把鑄件取出。

本發(fā)明的效果和益處是：

(1)潛流鑄造是一種新的鑄造方法，充型過程液面平穩(wěn)、流速可控，可以有效降低由于充型狀態(tài)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，有利于鑄件的補縮，提高鑄件質量。

(2)澆注系統(tǒng)結構簡單，不需要設計復雜的澆道，只需要一根“澆注管”即可實現(xiàn)金屬液平穩(wěn)充入鑄型。

(3)鑄件材質及尺寸限制小，廣泛適用于黑色及有色金屬，鑄件形狀可以很復雜。

(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

本發(fā)明提供一種基于潛流鑄造技術制作鑄件的方法：

步驟1：繪制鑄型的三維CAD模型，沿垂直于重力方向對鑄型型腔進行分 層切片，計算并存儲每層切片的層厚、上表面截面積、體積；繪制澆包的三維CAD模型，沿垂直于重力方向對澆包內腔進行分層切片，計算并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(shù)越多，則后續(xù)計算精度越高，但分層時間增加。

步驟2：設定澆注參數(shù)，包括澆包內待澆金屬液重量W0及密度ρ、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H0、充型過程澆注管口潛入液面深度H潛、監(jiān)控時間T監(jiān)、重量誤差允許值α等。

步驟3：根據(jù)步驟2設定的澆注參數(shù)，對步驟1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TH0、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(wěn)定在H潛澆注管或鑄型的位移-時間關系。

步驟4：根據(jù)步驟1中鑄型的三維CAD模型制作鑄型；根據(jù)步驟2相關參數(shù)，設置系統(tǒng)的初始狀態(tài)；

步驟5：將澆包上用于調節(jié)流量的塞桿開啟，澆注管開始澆注、鑄型內液面上升。根據(jù)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(wěn)定在H潛。

鑄型充型時，每隔時間T監(jiān)，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│W測-W計│秤>α，通過調節(jié)流量、調整澆注管位移或調整鑄型的位移至│W測-W計│<α。

步驟6：充型完成后，取出澆注管。待鑄件完全凝固冷卻后，將鑄型打開把鑄件取出。