[发明专利]一种固定和移动电极制造无公共型腔铸件的电渣熔铸方法

说明书

一种固定和移动电极制造无公共型腔铸件的电渣熔铸方法，其特点是：根据铸件形状、尺寸、成分制备固定电极、移动电极、结晶器及电极接头。固定电极通过电极接头固定在结晶器上，移动电极装卡在电渣炉夹头上。利用固定电极解决公共型腔问题，利用移动电极补充型腔空隙金属量。本发明可解决复杂铸件电渣熔铸时电极充填困难的问题，拓宽了电渣熔铸方法的产品种类和应用领域。

技术领域

本发明属于铸造领域，特别提供一种固定和移动电极制造无公共型腔铸件的电渣熔铸方法。

背景技术

电渣熔铸是集熔化、精炼、凝固、近终成形为一体的特种铸造方法，是生产高品质铸件的重要方法之一。随着水电、核电、冶金装备制造业的不断发展，各国对电渣熔铸铸件的需求量不断增多。电渣熔铸是个耗材过程，常规的电渣熔铸需要电极沿着公共型腔连续送入结晶器熔化，对于形状复杂的铸件，由于公共型腔过小无法保证有效充型，还有一些铸件根本没有公共型腔，常规的电渣熔铸过程无法实现，导致电渣熔铸只能铸造形状简单的铸件。

技术人员一直在努力尝试使用电渣熔铸方法铸造形状复杂的铸件，开发出了电渣熔铸一步成型、分步成型等工艺技术(包括电渣焊接成型技术)，推动了电渣熔铸的发展，为电渣熔铸在无公共型腔铸件上的应用奠定了基础。经文献检索，已公开发表了此类铸件电渣熔铸方法相关文献，如《铸造》1990年第3期，苏学嵩，电渣熔铸整体曲轴；《东方电机》1998年第1期，龙如清，徐志钢，序红光等，水轮机活动导叶整铸工艺研究；《铸造》2004年53期第7卷，陈瑞，李旭东，郝学卓等，电渣熔铸三峡电站水轮机导叶等。

虽然上述技术有许多优点，但其只针对水轮机导叶、发动机曲轴等异形铸件，未能彻底解决铸件结晶器公共型腔不足或无公共型腔的问题，无法应用于生产诸如三维曲面叶片、球形件、变直径管件等复杂铸件。

发明内容

本发明的目的在于解决目前铸件电渣熔铸过程中电极难以有效充填的问题，提供一种移动电极、固定电极双电极配合熔铸的工艺方法，彻底解决了无公共型腔熔铸问题，将有效拓宽电渣熔铸产品的应用领域。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

一种固定和移动电极制造无公共型腔铸件的电渣熔铸方法，其特征在于：根据铸件形状、尺寸、结构和性能要求制备相应结晶器、电极接头、固定电极及移动电极，其中：固定电极为所制铸件的随型电极，移动电极截面为圆柱形或矩形，固定电极与结晶器内壁单侧距离为5-20mm；

本发明利用固定电极解决公共型腔问题，利用移动电极补充型腔空隙金属量，电渣熔铸前，通过电极接头将固定电极固定在结晶器上，将移动电极装卡在电渣炉夹头上，熔铸时分别对移动电极和固定电极通电，固定电极熔化的金属液全部充填到铸件型腔，移动电极熔化的金属液向铸件型腔补充并提供热源(一套移动电极既可为一套固定电极提供金属液，也可为两套或多套固定电极提供金属液，满足特殊铸件工艺要求)，熔铸末期通过调节移动电极熔化参数对铸件补缩。图1为本发明原理示意图。

本发明具体技术方案如下：

(1)、固定电极和移动电极的匹配

根据铸件具体形状设计固定电极和移动电极尺寸。其中：移动电极和固定电极的横截面积比为0.05-0.25，移动电极和固定电极的重量比为0.05-0.28。

固定电极为所制铸件的随型电极(形状与实际铸件形状相似)，可根据工艺需求分割成便于熔铸的若干部分，尺寸应根据铸件大小和加工余量确定，保证装填后单边与结晶器内壁距离5～20mm。移动电极截面为圆柱形或矩形(形状简单，做成简单的圆柱体或长方体可使熔铸过程平稳简便)，尺寸由铸件大小和熔铸工艺参数决定。

(2)、电极制备

固定电极采用砂型铸造方法制备，移动电极采用型材或砂型铸造方法制备均可，二者的化学成分均以实际产品成分要求为准。

(3)、辅助工艺装备制备