[发明专利]一种双平板件消失模铸造充型过程观测装置及方法

权利要求书

1.一种双平板件消失模铸造充型过程观测装置，其特征在于：包括消失模铸造系统、摄像系统(9)和图像处理系统(10)；

所述消失模铸造系统包括砂箱(1)和浇注模具，所述砂箱(1)的侧面设置有耐热透明窗口(2)；所述浇注模具包括第一泡沫模样(3)、第二泡沫模样(4)、U形内浇道(5)、横浇道(6)和直浇道(7)，所述第一泡沫模样(3)与所述第二泡沫模样(4)均为平板形且尺寸大小相同，所述第一泡沫模样(3)与所述第二泡沫模样(4)采用不同的材质，所述U形内浇道(5)的一端与所述第一泡沫模样(3)底部连接，另一端与所述第二泡沫模样(4)底部连接，所述第一泡沫模样(3)与所述第二泡沫模样(4)沿所述U形内浇道(5)的中心线对称，所述U形内浇道(5)底部中心处开口并与所述横浇道(6)的一端连通，所述横浇道(6)远离所述U形内浇道(5)的一端与所述直浇道(7)连通；所述直浇道(7)远离所述横浇道(6)的一端设置有浇注口(8)；

工作时，所述浇注模具放置于所述砂箱(1)中，所述第一泡沫模样(3)的一面和所述第二泡沫模样(4)的一面均紧贴所述耐热透明窗口(2)；所述摄像系统(9)设置于所述砂箱(1)的一侧，用于透过所述耐热透明窗口(2)对消失模铸造充型过程采集图像；所述图像处理系统(10)与所述摄像系统(9)通过数据线连接，用于对所述摄像系统(9)采集的图像进行处理。

2.根据权利要求1所述的双平板件消失模铸造充型过程观测装置，其特征在于：所述耐热透明窗口(2)为耐热玻璃板，所述耐热玻璃板设置有两层，其靠近所述砂箱(1)内部的一层采用石英玻璃，另一层采用高硼硅玻璃。

3.根据权利要求1所述的双平板件消失模铸造充型过程观测装置，其特征在于：所述U形内浇道(5)的一端与所述第一泡沫模样(3)底部通过冷胶粘接，另一端与所述第二泡沫模样(4)底部通过冷胶粘接，所述U形内浇道(5)与所述横浇道(6)通过冷胶粘接，所述横浇道(6)与所述直浇道(7)通过冷胶粘接。

4.根据权利要求1所述的双平板件消失模铸造充型过程观测装置，其特征在于：所述浇注口(8)为漏斗形。

5.根据权利要求1所述的双平板件消失模铸造充型过程观测装置，其特征在于：还包括光源(11)，工作时，所述光源(11)设置于所述砂箱(1)的一侧并与所述摄像系统(9)位于同侧，用于对所述砂箱(1)进行照射以调节充型区域的亮度。

6.一种利用权利要求1-5任一所述的装置对消失模铸造充型过程进行观测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将浇注模具置于耐火涂料中反复浸涂，至所述浇注模具表面全部覆盖所述耐火涂料，将浸涂后的浇注模具置于所述砂箱(1)中，所述第一泡沫模样(3)的一面和所述第二泡沫模样(4)的一面均紧贴耐热透明窗口(2)；

S2、向所述砂箱(1)中填充干的型砂，填充高度至低于浇注口(8)底部，完成填砂后，对所述砂箱(1)抽真空；

S3、将摄像系统(9)置于所述砂箱(1)一侧并正对所述耐热透明窗口(2)，开启摄像系统(9)进行摄像；

S4、将熔化的金属液从所述浇注口(8)倒入，待所述金属液充满所述第一泡沫模样(3)和所述第二泡沫模样(4)所在区域，停止浇注，同时停止所述摄像系统(9)的图像采集。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤S3中，所述摄像系统(9)的图像采集速率大于或等于200帧每秒，图像分辨率高于或等于1024×1024像素。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤S4中，所述金属液的浇注速度小于或等于0.7m/s。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：还包括步骤S5，将所述摄像系统(9)采集的图像数据传输至图像处理系统(10)，利用所述图像处理系统(10)对所述图像进行降噪和/或平滑处理，分析充型过程中所述金属液的流动前沿的位置和形貌。