[发明专利]一种铸件实凝固测温方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸件实凝固测温方法。

背景技术

铸造过程中铸件的冷却对铸件质量起决定性作用，铸件温度及冷却速度的测量对于控制铸件质量有极其重要的意义。例如，局部温度高会导致锁孔；局部温度低会导致浇不足；冷却速度慢会导致热裂纹；冷却速度快会导致冷隔。

目前，铸件温度及冷却速度测量有如下几种方法：

1、计算机模拟仿真：其优点是可提供铸件凝固全过程各处温度、冷却速度及凝固顺序。其缺点之一是高成本，除首次购买软件费用外、每年还需要升级费用，且模具结构变更时需要重新三维造型费用；其缺点之二是准确性低，仿真计算分析时设定者经验不足会导致设定参数考虑不周全等原因模拟结果与实际结果存在较大的偏差。

2、实时测量固定模模具内部温度：其优点是低成本，可以“常时间”测量、记录存储，而且可以快捷地间接测量模具与铸件之间接触面的温度。其缺点之一是需要在模具内部钻孔，测量位置点及测量数量存在局限；其缺点之二是不能正确及时的测量出铸件表面温度、存在动态响应滞后；其缺点之三是只能测量模具内部温度。中国专利201110388031.5公开了属于砂型铸造过程中铸件温度变化测量技术领域的一种大型铸件铸造过程表面温度变化间接测量的方法。它包括以下步骤：1)在砂型中距离铸件表面按不同距离处布置第1热电偶～第n热电偶；2)在时刻t，由第1热电偶～第n热电偶分别测得温度3)计算时刻t经过各个热电偶的热通量；4)计算时刻t通过铸件与砂型的界面的热通量；5)在时刻t计算砂型内表面温度6)计算时刻t铸件表面温度

3、非接触式远红外辐射模具表面测温：其优点是可以直接测量模具与铸件接触面温度。其缺点之一是不能测量并反映铸件凝固过程中的温度变化；其缺点之二是测量时机有限制、只能模具打开状态下测量。

因此，如何提供一种能直接测量铸件内部温度的方法就成为业界需要解决的问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种铸件实凝固测温方法，其能直接测量铸件内部温度。

为此，本发明提供了一种铸件实凝固测温方法，其包括如下步骤：

A、制备铸造用的砂芯，砂芯内设有空腔；

B、在砂芯上打磨用于埋设测温线的通道；

C、在通道内埋设测温线，测温线的测温结点伸入空腔之内；

D、使用胶泥密封通道；

E、在铸造的整个过程中进行温度测量。

本发明中，砂芯内的空腔用于容纳金属液体(例如铝液)，金属液体在砂芯内冷却凝固之后，成为铸件。

本发明中，测温线的测温结点伸入空腔之内，在浇铸过程中，测温结点浸入金属液体，从而可以测量金属液体的温度。

本发明中，通过在砂芯内部预埋测温线，测温点的设置位置从模具内部改至铸件内部。

本发明能直接测量铸件任意位置的内部温度，而且能直接反映铸件凝固过程中的温度变化，使得铸造过程“可视化”；其温度测量准确性高，可以“常时间”测量、记录存储，成本低廉。

根据本发明另一具体实施方式，根据不良多发位置，选定测温断面。

本方案中，不良多发位置为铸件中较常出现铸造缺陷的位置；测温断面为经过不良多发位置的截面。

根据本发明另一具体实施方式，根据测温断面上的金属液流动路径，设置测温点。

根据本发明另一具体实施方式，测温点为测温结点在空腔内所处的位置，其位于铸件内部。

根据本发明另一具体实施方式，针对同一测温点，测量并对比各种冷却条件下的温度、冷却速度及凝固顺序。

根据本发明另一具体实施方式，根据不良铸造缺陷发生的机理，选择最佳的冷却条件。

本方案中，对铸造过程中得到的数据进行分析，优化工艺条件，改善工艺品质。

根据本发明另一具体实施方式，测温线为热电偶测温线，其包括第一热电极、以及第二热电极。

根据本发明另一具体实施方式，第一热电极采用的材料为镍铝合金，其包括如下组分：

根据本发明另一具体实施方式，第二热电极采用的材料为铬镍合金，其包括如下组分：

本方案中，热电偶测温线测温的原理是：金属液体与两种不同材质的热电极接触，在两个热电极间产生温度差，进而产生由热量生成的电流；本发明的热电偶在1100℃以下的范围内产生的电压-温度关系近似一条斜率为0.045mV/℃的直线；本发明的热电偶可耐受1100℃以上的高温，因而可用于本发明所涉及的测温方法。