一种测量铸型冒口模数的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种测量方法，尤其是一种测量铸型冒口模数的方法。
【背景技术】
[0002] 在合金铸造领域，铸件的浇注系统几乎全部涵盖冒口的设计部分，原因在于几乎 所有的合金（一部分铸铁除外）在凝固阶段，由于体积收缩必须需要额外的金属液对其补 缩，冒口即是这部分额外的金属液。冒口的种类、形式有很多，包括：常规冒口、保温冒口和 发热冒口。冒口的结构设计必须满足关系：mf>mn>mc。其中，MFS冒口的热模数（以下称模 数）眞为冒口颈的模数;Me为铸件模数。这是所设计的冒口能够补缩铸件的必要条件，即 至少在凝固时间上，要满足关系：τΡ>τΝ>τε，其中，为冒口的凝固时间；τN为冒口颈的 凝固时间；\为铸件的凝固时间。在这种条件下，铸造工程师需要知道某种规格冒口的模 数。虽然有些（保温、发热）冒口供货商会在技术单上注明冒口的模数，但是铸造生产厂家 也需要对其进行入厂复验。通过在对现有相关冒口方面的技术进行检索，发现现有的技术 和方法全是关于冒口的制造工艺，并无冒口模数测量方面的内容。因此对于砂型冒口模数 的测量方法和流程，没有成熟的技术和经验，很难实现准确测量。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种测量铸型冒口模数的方法，可以帮助铸造生产厂家或铸 造工程师，对未知冒口模数的冒口进行复验，以得到准确的模数值。
[0004] 本发明的具体技术方案是，一种测量铸型冒口模数的方法，所述的方法包括以下 步骤： 1. 设计并制造铸造模具，所述的模具上存在按顺序连接相通的直浇道、横浇道、内浇 口，内浇口与待测冒口连接并相通； 2. 利用铸造模具舂出铸型； 3. 脱模：取出铸造模具； 4. 安装测量装置：在砂型内被测冒口的中轴线部位的1/2-2/3处固定热电偶，将热电 偶与补偿导线、测温仪表、电脑等连接，并设置为开始采集状态； 5. 浇注：将溶化的合金液从直浇道，浇注至铸型中，直至合金液充满冒口，浇注温度 应选择在合金液相线以上（50-100) °C，以确保合金液充填铸型至冒口时的温度，在合金 液相线以上。浇注完成后应等待一段时间，直至热电偶测得的温度降至合金固相线以下 (50-100)°C； 6. 采集数据：在合金液的充型和凝固过程中，监控热电偶显示的温度，并记录合金液 从浇注温度降至合金的液相线的时间和合金液从液相线降至合金的固相线的时间； 7. 计算：根据公式计算铸型冒口的模数，所述的公式为：
式中 c--铸型系数； τi一一在浇注过程中，合金液从浇注温度降至合金的固相线的时刻；τ〇一一在浇注过程中，合金液从浇注温度降至合金的液相线的时刻。
[0005] 所述铸型可以是砂型、石膏型，也可以是金属型。如果铸型为砂型或石膏型，按上 述步骤进行，如果铸型为金属型，则省去以上1、2、3步骤，按原顺序进行。
[0006] 所述的内浇道为多个，分别连接并相通多个待测冒口，可以实现在一次浇注过程 中对多个冒口模数的测量；内浇道最好为4个，连接并相通4个冒口，所述的冒口为常规 冒口、保温冒口和发热冒口。冒口可以为相同的冒口，实现测量结果数值的比对。所述的 热电偶为Κ型铠装热电偶，热电偶连接多通道温度巡检仪和工控机，以实现数据的自动 采集和计算。所述的铸造模具为铝合金材质，可以重复使用舂出铸型。合金液的熔点在 (400-1700) °C范围内，所浇注的合金可以是有色合金，也可以为黑色合金。
[0007] 本发明根据铸件基本理论中的平方根定律：即Μ= <·、；通过数据采集和计算，得 出被测冒口的模数，其中c为铸型系数为已知，当铸造工艺条件和铸型材质确定后，铸型系 数即固定。经实践证明，该方法测量结果精确。本发明具有原理科学、结构简单、操作容易， 结果准确的特点，为合金的铸造提供了客观的冒口模数数据。
【具体实施方式】
[0008] -种测量铸型冒口模数的方法，所述的方法包括以下步骤： 1. 设计并制造铸造模具，所述的模具上存在按顺序连接相通的直浇道、横浇道、内浇 口，内浇口与待测冒口连接并相通； 2. 利用铸造模具舂出铸型； 3. 脱模：取出铸造模具； 4. 安装测量装置：在砂型内被测冒口的中轴线部位的1/2-2/3处固定热电偶，将热电 偶与补偿导线、测温仪表、电脑等连接，并设置为开始采集状态； 5. 浇注：将溶化的合金液从直浇道，浇注至铸型中，直至合金液充满冒口，浇注温度 应选择在合金液相线以上（50-100) °C，以确保合金液充填铸型至冒口时的温度，在合金 液相线以上。浇注完成后应等待一段时间，直至热电偶测得的温度降至合金固相线以下 (50-100)°C； 6. 采集数据：在合金液的充型和凝固过程中，监控热电偶显示的温度，并记录合金液 从浇注温度降至合金的液相线的时间和合金液从液相线降至合金的固相线的时间； 7.计算：根据公式计算铸型冒口的模数，所述的公式为：
式中 c--铸型系数； T! 一一在浇注过程中，合金液从浇注温度降至合金的固相线的时刻；τ〇一一在浇注过程中，合金液从浇注温度降至合金的液相线的时刻。
[0009] 所述铸型可以是砂型、石膏型，也可以是金属型。如果铸型为砂型或石膏型，按上 述步骤进行，如果铸型为金属型，则省去以上1、2、3步骤，按原顺序进行。
[0010] 所述的内浇道为多个，分别连接并相通多个待测冒口，可以实现在一次浇注过程 中对多个冒口模数的测量；内浇道最好为4个，连接并相通4个冒口，所述的冒口为常规 冒口、保温冒口和发热冒口。冒口可以为相同的冒口，实现测量结果数值的比对。所述的 热电偶为K型铠装热电偶，热电偶连接多通道温度巡检仪和工控机，以实现数据的自动 采集和计算。所述的铸造模具为铝合金材质，可以重复使用舂出铸型。合金液的熔点在 (400-1700) °C范围内，所浇注的合金可以是有色合金，也可以为黑色合金。
【主权项】
1. 一种测量铸型冒口模数的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤： 1) 设计并制造铸造模具，所述的模具上存在按顺序连接相通的直浇道、横浇道、内浇 口，内浇口与待测冒口连接并相通； 2) 利用铸造模具舂出铸型； 3) 脱模：取出铸造模具； 4) 安装测量装置：在砂型内被测冒口的中轴线部位的1/2-2/3处固定热电偶，将热电 偶与补偿导线、测温仪表、电脑等连接，并设置为开始采集状态； 5) 浇注：将溶化的合金液从直浇道，浇注至铸型中，直至合金液充满冒口，浇注温度 应选择在合金液相线以上（50-100) °C，以确保合金液充填铸型至冒口时的温度，在合金 液相线以上。浇注完成后应等待一段时间，直至热电偶测得的温度降至合金固相线以下 50-100。。； 6) 采集数据：在合金液的充型和凝固过程中，监控热电偶显示的温度，并记录合金液 从浇注温度降至合金的液相线的时间和合金液从液相线降至合金的固相线的时间； 7) 计算：根据公式计算铸型冒口的模数，所述的公式为： 式中c--铸型系数； T! 一一在浇注过程中，合金液从浇注温度降至合金的固相线的时刻； τ〇一一在浇注过程中，合金液从浇注温度降至合金的液相线的时刻。2. 如权利要求1所述的测量铸型冒口模数的方法，其特征在于，所述铸型可以是砂型、 石膏型，也可以是金属型，如果铸型为砂型或石膏型，按上述步骤进行，如果铸型为金属型， 则省去以上1、2、3步骤，按原顺序进行。3. 如权利要求1所述的测量铸型冒口模数的方法，其特征在于，所述的内浇道为多个， 分别连接并相通多个待测冒口，可以实现在一次浇注过程中对多个冒口模数的测量。4. 如权利要求1所述的测量铸型冒口模数的方法，其特征在于，所述的内浇道为4个， 连接并相通4个冒口。5. 如权利要求1所述的测量铸型冒口模数的方法，其特征在于，所述的冒口为常规冒 口、保温冒口和发热冒口。6. 如权利要求1、3、4、5所述的测量铸型冒口模数的方法，其特征在于，冒口可以为相 同的冒口，实现测量结果数值的比对。7. 如权利要求1所述的测量铸型冒口模数的方法，其特征在于，所述的热电偶为Κ型铠 装热电偶。8. 如权利要求1所述的测量铸型冒口模数的方法，其特征在于，所述的热电偶连接多 通道温度巡检仪和工控机，以实现数据的自动采集和计算。9. 如权利要求1所述的测量铸型冒口模数的方法，其特征在于，所述的合金液的熔点 在400-1700°C范围内。
【专利摘要】本发明涉及一种测量铸型冒口模数的方法，根据铸件基本理论中的平方根定律，通过数据采集和计算，得出被测冒口的模数。本发明具有原理科学、结构简单、操作容易，结果准确的特点，为合金的铸造提供了客观的冒口模数数据。
【IPC分类】G01N25/20
【公开号】CN105388183
【申请号】CN201510779656
【发明人】张永, 夏峰, 张良, 韩永华, 乔昕, 董丽波, 于忠军, 刘洪汇, 解维生
【申请人】哈尔滨东安发动机（集团）有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月13日