本技术介绍了一种集成数字化沸腾冷却通道技术的智能铸造装置及其控制策略,旨在实现金属熔体的高效低压反重力充型和智能化、快速冷却凝固。该技术通过低压反重力铸造实现平稳充型,减少缺陷如卷气和氧化夹渣,确保充分补缩,降低缩孔、缩松和热裂风险,获得致密组织。同时,利用数字化沸腾冷却通道技术,对任意形状的铸件进行智能化冷速增强和顺序凝固,实现晶粒细化、二次枝晶臂间距减小和缺陷减少,生产出高性能的高端复杂铸件。
背景技术
低压反重力铸造是一种通过在压力条件下向铸型中注入金属液体,使其逆着重力方向填充铸型并凝固的铸造方法。其工艺过程为:首先,将金属熔体放入密闭的保温炉中,然后在保温炉中通入干燥的压缩气体,气体压力使得保温炉内的金属液沿升液管上升,通过浇口进入铸型型腔,持续保持保温炉上的气体压力,直至金属液完全充满铸型型腔,并在此压力下保持金属液凝固形成铸件,然后,解除保温炉内的压力,使升液管中的未凝固金属液回流到保温炉中,最后解除铸型顶部的压紧装置施加的压力,取出铸件。与重力铸造相比,低压反重力铸造可以使金属熔体在低压下缓慢、均匀地填充铸型,减少充型过程中的湍流、气泡的产生,降低卷气和氧化夹渣等缺陷,此外,在压力下凝固有助于枝晶间的充分填充,减少缩孔、缩松和热裂等铸造缺陷,从而获得致密的凝固组织。因此,在航空航天和汽车交通等关键领域,低压反重力铸造方法常被用于零件铸造过程中。
然而,这些领域的零件结构通常较为复杂,一旦铸造过程中冷却速度较慢且缺少智能化控制,易引发晶粒粗大、二次枝晶臂间距大、缺陷率高、成品率低等问题。
因此,亟需提供一种新的方案,以解决上述现有技术中存在的缺陷与不足。
实现思路