[发明专利]一种铜合金螺旋桨桨毂反重力铸造的凝固顺序控制方法

说明书

一种大型船舶用铜合金螺旋桨桨毂反重力铸造的凝固顺序控制方法，涉及一种反重力铸造的凝固顺序控制方法。本发明是要解决现有的反重力铸造的设备空间限制了冷铁的尺寸不宜过大，且不能精确地控制铸件的凝固过程的技术问题。本发明：一、把计算出的每个冷铁在凝固进程中要达到的温度输入到计算机中；二、反重力铸造时，计算机控制气路电磁阀改变冷铁内腔的进气流量改变冷却效果。本发明利用这样定量的控制进入冷铁内腔的气体量，对冷铁的温度实时控制并监测，调节铸件局部的凝固速度，有效的保证铸件自上而下的顺序凝固过程，实现大型铜合金螺旋桨浆毂反重力铸造凝固顺序的智能控制。

技术领域

本发明涉及一种反重力铸造的凝固顺序控制方法。

背景技术

反重力铸造时铸件凝固的理想效果是创造自上而下的顺序凝固条件，只有这样，固液界面前沿的液体才能始终受到下部相对高温的液体金属的不断补缩，从而获得无缩孔和缩松的铸件。实际生产过程中，由于铸件的结构因素，很少有完全理想的顺序凝固结构的铸件，都要通过某些工艺措施来创造顺序凝固条件。采用冷铁对热节部位实行激冷吸热是最普遍应用的有效手段之一，这起到了调整局部温度，创造铸件整体的顺序凝固。大型船舶用(包括军用舰船)铜合金螺旋桨浆毂薄厚不均匀，采用冷铁是最有效的创造顺序凝固的工艺措施。因为冷铁的激冷效果与冷铁的尺寸和冷铁材料的热容有关，但是选定的冷铁材料的热容量是固定的，为了增加激冷效果，以往都是增加冷铁尺寸(增大重量)来实现增加蓄热量。但是反重力铸造的设备空间限制了冷铁的尺寸不宜过大。而且，传统冷铁是建立在经验和粗略的计算基础上设计使用的，不能精确地控制铸件的凝固过程，难免存在某些误差，很难从根本上避免缩孔、缩松的发生。

发明内容

本发明是要解决现有的反重力铸造的设备空间限制了冷铁的尺寸不宜过大，且不能精确地控制铸件的凝固过程的技术问题，而提供一种大型船舶用铜合金螺旋桨桨毂反重力铸造的凝固顺序控制方法。

本发明的大型船舶用铜合金螺旋桨桨毂反重力铸造的凝固顺序控制方法是按以下步骤进行的：

一、在对铸件进行工艺设计时，用数值模拟的方法确定铸型中每个热节的具体部位，然后在铸型的内表面的每个热节处固定安装智能冷铁控制装置的冷铁，计算出要达到铸件总体自上而下顺序凝固，智能冷铁控制装置的冷铁在凝固进程中要达到的温度T1，然后把计算出的每个冷铁在凝固进程中要达到的温度T1输入到智能冷铁控制装置的计算机控制程序中；

所述的智能冷铁控制装置是由计算机、温度检测系统、气路电磁阀、冷铁进气管、压缩空气储气罐、冷铁出气管、冷铁、耐热绝缘管和温度传感器组成；

所述的冷铁的下表面为与铸件热节接触的工作面，冷铁的内部设置冷铁内腔，在冷铁内腔的两端分别设置一个进气孔和排气孔，在冷铁内腔下端设置一个温度传感器线路管道，且温度传感器线路管道的一端出口设置在冷铁的下表面；

所述的计算机的信号输出端与气路电磁阀的控制信号输入端连接，温度检测系统的信号输出端与计算机的信号输入端连接，在冷铁的温度传感器线路管道内设置耐热绝缘管，在冷铁的下表面与温度传感器线路管道的交叉处设置温度传感器，温度传感器的信号输出端与温度检测系统的信号输入端连接，连接温度传感器的信号输出端与温度检测系统的信号输入端的线路设置在耐热绝缘管中，压缩空气储气罐的气体输出端与冷铁的进气孔通过冷铁进气管连通，且在冷铁进气管上设置气路电磁阀，在冷铁的排气孔设置冷铁出气管。

二、反重力铸造浇注时，在下罐压力的作用下，铜水包内的铜合金液体沿着升液管上升进入型腔，当铜合金液体充满型腔后，温度传感器实时检测到冷铁与铸件热节处的温度 T2同时传递给计算机，当计算机检测到T2高于设定的温度T1时，计算机控制气路电磁阀加大冷铁内腔的进气流量提高冷却效果；当计算机检测到T2低于设定的温度T1时，计算机控制气路电磁阀减少冷铁内腔的进气流量降低冷却效果。