[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

说明书

本发明属于消失模铸造领域，公开了一种双平板件消失模铸造充型过程观测装置及方法，该装置包括砂箱、第一泡沫模样、第二泡沫模样、U形内浇道、横浇道、直浇道和摄像系统；砂箱侧面设置有耐热透明窗口；第一泡沫模样与第二泡沫模样均为平板形且尺寸大小相同但材质不同，U形内浇道两端分别与第一泡沫模样和第二泡沫模样底部连接，第一泡沫模样与第二泡沫模样沿U形内浇道的中心线对称，横浇道两端分别与U形内浇道底部中心处开口和直浇道连通；工作时，第一泡沫模样一面和第二泡沫模样一面均紧贴耐热透明窗口；摄像系统设置于砂箱的一侧。本发明装置通过双平板件使用不同材质的泡沫模样，以研究泡沫模样材料对消失模铸造充型过程的影响规律。

技术领域

本发明属于消失模铸造技术领域，更具体地，涉及一种双平板件消失模铸造充型过程观测装置及方法。

背景技术

消失模铸造是将泡沫塑料高分子材料制作成与要铸造的零件结构、尺寸完全一样的实型模样，经过浸涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压状态下向浇铸造型砂箱中浇入熔化的金属液，使高分子材料模样受热气化抽出，液体金属占据模样位置，冷却凝固后形成铸件的新型铸造方法。消失模铸造作为一种高效的成形方法，被广泛地应用于复杂结构铸件的制造过程。

然而，金属液在充型过程中，流动前沿受到泡沫模样热解产生的压力作用，由于流动前沿的温度不同，使得泡沫模样热解的反应速率也有差异，进而产生不同的压力，这使得充型过程更为复杂，流动前沿的位置和速度难以准确控制，进而容易产生增碳缺陷，严重影响铸件的质量。由此可见，消失模铸造充型过程的控制十分重要。然而，通过目前对平板件消失模铸造金属液充填形态进行观测的装置，无法评判不同泡沫模样对充型过程中的影响。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种双平板件消失模铸造充型过程观测装置及方法，旨在解决通过现有消失模铸造充型过程观测装置无法评判不同泡沫模样对充型过程中的影响的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种双平板件消失模铸造充型过程观测装置，包括消失模铸造系统和摄像系统；

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

工作时，所述浇注模具放置于所述砂箱中，所述第一泡沫模样的一面和所述第二泡沫模样的一面均紧贴所述耐热透明窗口；所述摄像系统设置于所述砂箱的一侧，用于透过所述耐热透明窗口对消失模铸造充型过程采集图像。

优选地，所述耐热透明窗口为耐热玻璃板，所述耐热玻璃板设置有两层，其靠近所述砂箱内部的一层采用石英玻璃，另一层采用高硼硅玻璃。

优选地，所述U形内浇道的一端与所述第一泡沫模样底部通过冷胶粘接，另一端与所述第二泡沫模样底部通过冷胶粘接，所述U形内浇道与所述横浇道通过冷胶粘接，所述横浇道与所述直浇道通过冷胶粘接。

优选地，所述浇注口为漏斗形。

优选地，本发明装置还包括图像处理系统，所述图像处理系统与所述摄像系统通过数据线连接，用于对所述摄像系统采集的图像进行处理。

优选地，本发明装置还包括光源，工作时，所述光源设置于所述砂箱的一侧并与所述摄像系统位于同侧，用于对所述砂箱进行照射以调节充型区域的亮度。

按照本发明的另一方面，还提供了一种利用上述装置对消失模铸造充型过程进行观测的方法，包括如下步骤：