[发明专利]一种测试砂型铸造型腔内与排气孔处压力对应关系的方法有效

专利信息
申请号: 201810770316.7 申请日: 2018-07-13
公开(公告)号: CN108801845B 公开(公告)日: 2020-07-14
发明(设计)人: 徐青伟;许开立;姚锡文;徐晓虎;郑欣;李力 申请(专利权)人: 东北大学
主分类号: G01N7/16 分类号: G01N7/16;B22C9/02
代理公司: 沈阳东大知识产权代理有限公司 21109 代理人: 梁焱
地址: 110819 辽宁*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 测试 砂型 铸造 型腔内 气孔 压力 对应 关系 方法
【说明书】:

一种测试砂型铸造型腔内与排气孔处压力对应关系的方法,步骤为:准备实验器材,实验器材包括砂型模具、高压气瓶、输气管、铜管、通气针及压力表;利用型砂将一根铜管密封固定到直浇道的中部,该铜管通过一根输气管与高压气瓶密封连通;利用型砂将另一根铜管密封固定到冒口上,该铜管通过一根输气管与一块压力表密封连接在一起;按照砂型模具上排气孔的数量选取同等数量的通气针、压力表和输气管;利用密封胶将通气针密封固定到排气孔内,该通气针通过一根输气管与一块压力表密封连接在一起;全部排气孔均按照前述方式进行装配;将高压气瓶输出压力调至5kPa,记录压力数据,获取砂型铸造型腔内与排气孔处压力对应关系;更换砂型模具,重复测试过程。

技术领域

发明属于砂型铸造技术领域,特别是涉及一种测试砂型铸造型腔内与排气孔处压力对应关系的方法。

背景技术

铸造是将液态合金注入铸型中使之冷却、凝固来制备铸件的工艺方法,在各种类型的机械产品中,铸件占整机的重量比重较大,因此铸造是现代装备制造业的基础,也是机械工业的根本,在国民经济建设中占有重要地位。

砂型铸造是应用最为广泛的铸造方法,具有适应性广、成本低廉优点,砂型铸造在服务社会发展的同时,也会产生一些负面影响,例如环境污染、中毒、灼伤、爆炸事故等,而砂型铸造爆炸事故产生的社会影响最为恶劣,经常会会造成人员严重伤亡、经济重大损失、设备严重损坏。

例如,2012年2月20日,鞍钢集团一铸钢厂发生了砂型铸造爆炸事故,该事故造成13人死亡、6人重伤以及11人轻伤的严重后果。

砂型铸造爆炸事故的主要原因是:在浇注过程中,熔融金属遇水使水迅速汽化,其体积膨胀数千倍,巨大的压力在有限的空间内不能及时释放,从而导致爆炸事故的发生。

砂型铸造型腔内外出现积水的情况较明显且容易排查,因此由熔融金属遇积水导致的砂型铸造爆炸事故概率较低;但是为了使砂型具有一定的强度,在混砂的过程中会加入一定量的水分和固化剂;为了使铸件光面光洁,在砂型内表面也会刷某些涂料;因此,在正常的浇注过程中,砂型中的水分及添加剂或汽化,或与合金中的某些物质发生反应,从而在型腔中产生大量的气体;如果型腔内的气体不能及时排出,重则导致爆炸、喷溅事故的发生,轻则使铸件产生气孔缺陷。因此,测定型腔内气体压力,优化排气孔设计,对于预防砂型铸造爆炸事故、气孔缺陷具有重要意义。

由于不能直接将气压测试设备安放在型腔内表面,因为这样会导致型腔内表面型砂脱落,造成粘砂和夹渣缺陷,而目前通常是将气压测试设备直接安放到上砂型的排气孔中,并用排气孔处的压力来表示铸造型腔内的压力。但是,由于型砂的透气性以及排气孔设计等因素,使得排气孔处与型腔内的气体压力并不相等。因此,探究铸造型腔内与排气孔处对应的气体压力关系十分必要。

发明内容

针对现有技术存在的问题,本发明提供一种测试砂型铸造型腔内与排气孔处压力对应关系的方法,为获得砂型铸造型腔内压力与排气孔深度、孔径、位置的关系提供了有效手段,也为进一步优化排气孔设计提供了有效参考。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种测试砂型铸造型腔内与排气孔处压力对应关系的方法,包括如下步骤:

步骤一:准备实验器材,实验器材包括砂型模具、高压气瓶、输气管、铜管、通气针及压力表,高压气瓶数量为一个,铜管的数量为两个,砂型模具、输气管、通气针及压力表的数量若干;

步骤二:选取一个砂型模具、一根铜管和一条输气管,将铜管的一端与输气管一端密封固连在一起,将输气管另一端密封固连到高压气瓶的输气口上,然后将铜管的另一端插入砂型模具的直浇道中,最后利用型砂将铜管密封固定到直浇道的中部;

步骤三:选取一根铜管、一条输气管及一块压力表,将铜管的一端与输气管一端密封固连在一起,将输气管另一端与压力表密封固连在一起,然后将铜管的另一端通过砂型模具的冒口插入砂型铸造型腔内,最后利用型砂将铜管密封固定到冒口上;

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