[发明专利]一种真空差压铸造分级加压凝固开始加压熔体温度方法

摘要

本发明公开了一种真空差压铸造分级加压凝固开始加压熔体温度方法，用熔体温度参数来确定真空差压铸造分级加压凝固开始加压的时刻点，建立用固相体积分数表达凝固补缩压力损耗的数学关系及其非线性关系，把固相体积分数转换成对应成分合金的熔体温度，从而确定分级加压凝固开始加压时的最佳熔体温度。本发明优势在于真空差压铸造分级加压凝固开始加压熔体温度的确定可以科学的建立真空差压铸造分级加压凝固工艺，有利于指导真空差压铸造分级加压凝固工艺制备冷却速度差异较大的复杂薄壁铸件，可以更有效的制备出具有致密微观组织和良好力学性能的铸件。

主权项

1.一种真空差压铸造分级加压凝固开始加压熔体温度方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：(1)补缩速度与凝固差压、固相体积分数之间关系的建立：凝固补缩压力的损耗按照液体流经多孔介质的毛细现象来处理，在长度为Lm的圆柱体内有很多半径为r的毛细管补缩通道，则可得出补缩速度u，若单位面积内有n个微小的毛细管补缩通道，则可以得出补缩速度与凝固差压之间的关系式，若真空差压铸造分级加压凝固压差Δp已知，补缩速度u可以用凝固压差Δp和固相体积分数fs来表示：式中：η—金属液动力粘度，温度变化较小时可以认为常数；(2)根据Darcy定律建立毛细管通道凝固补缩压力损耗与补缩速度的关系Δp1＝ξu，再根据Kozeny–Carman方程，渗透系数ξ可用液态金属内的固相体积分数fs来表示，因此可以建立凝固补缩压力损耗、补缩速度和固相体积分数三者之间的关系：式中：C—与枝晶间距相关的常数；(3)真空差压铸造分级加压凝固工艺中凝固压差Δp参数已知条件下，可以确定固相体积分数与凝固补缩压力损耗的非线性关系，据此关系可以得出分级加压凝固时的最合适的固相体积分数；(4)根据合金相图和杠杆定律计算原理，固相体积分数可以转换成对应成分合金的熔体温度，据此，也可以获得熔体温度与凝固补缩压力损耗关系，从而可以确定真空差压铸造分级加压凝固开始加压时的最佳熔体温度。