The invention discloses a method for determining filling pressure difference based on vacuum differential pressure casting, which determines filling pressure and filling speed of liquid metal in the riser tube under the condition that the filling flow state in the riser tube is laminar flow. According to the principles of energy conservation, mass conservation and continuity, the grading is calculated according to the shape, height, wall thickness and complexity of the filling section of the castings. The graded pressure differential at the filling section is required. The advantages of the present invention are that it can ensure a good filling flow pattern in the riser pipe, and the graded pressure filling pressure difference is determined according to the filling section characteristics, which can significantly improve the stability of the filling flow pattern at the filling section. It is very important to scientifically determine the graded pressure filling differential in vacuum differential pressure casting for realizing the smoothness and orderliness of the flow pattern in filling process and reducing the occurrence of casting defects such as slag inclusion and gas inclusion in castings.
【技术实现步骤摘要】
基于真空差压铸造分级加压充型的充型压差确定方法
本专利技术涉及特种铸造
,具体涉及一种基于真空差压铸造分级加压充型的充型压差确定方法。
技术介绍
真空差压铸造已被广泛的应用于生产薄壁铸件,且国内外研究者对其充型过程进行了广泛的研究,早在20世纪80年代,国外的CampbellJ和Weng-singHwang等人就对薄壁铸件的充型流态进行了研究,提出了非定常垂直浸没限制射流的理论,认为薄壁板状型腔中的限制射流宽度主要由壁厚、液体表面张力和内浇口宽度与平板宽度之比决定。从1989年开始,我国西北工业大学在周尧和院士率领下,对真空差压铸造进行了大量的研究,该课题组采用水模拟法和计算机数值模拟法对不同壁厚的薄壁铸件反重力铸造的充型流动形态进行了研究,认为反重力铸造的充型也是一种限制射流的非定常发展过程,并把此限制射流划分为四个特征区域,分别称为射流区,主涡流区、前涡流区和后涡流区,为反重力铸造的充型理论提供了新的思路。在此基础上,2002年华中科技大学董选普博士对铝合金真空压差铸造充型过程进行了研究,提出了铝合金真空差压铸造充型过程的变密度浮射流充型模型,指出充型金属液的充型速度和型腔中的背压力P,型壁对液体的粘性阻力τ,充型高度h、液体的自重力mg和液面的表面张力σ有关。2006年,南昌航空大学也对复杂薄壁铝合金铸件真空差压铸造的充型过程进行了研究,提出了真空差压铸造充型过程的临界加压速度或临界充型速度的概念,同时建立了复杂薄壁铝合金铸件真空差压铸造充型的“正向充填”和“反向充填”理论。此外还通过数值模拟和实验验证得出了充型流场转变的临界充型压力与界面变化 ...
【技术保护点】
1.一种基于真空差压铸造分级加压充型的充型压差确定方法,其特征在于:所述方法包含如下步骤:(1)真空差压铸造分级加压充型升液管内液态金属充型压差与充型速度关系的建立:根据雷诺公式计算保证升液管内的层流所需的最大充型压差Δp;金属液体两端的压力分别为p1和p2,p1为初始真空度,p2为外加压力,则充型压差Δp=p2‑p1,根据动量守恒原理建立充型压差与充型速度的关系,得出升液管内液态金属平均流速确定方法;(2)分级加压充型压差传递关系及与充型截面特征关系的建立:把升液管出口处充型截面作为基准I,根据流体力学原理,建立分级加压充型截面II与基准截面I之间的伯努利方程,并计算沿程的摩擦阻力能量损失和局部能量损失,确定分级加压充型截面II和基准截面I之间的充型压差和充型速度的关系;根据不可压缩流体连续性原理,确定充型截面Ⅰ和Ⅱ充型速度和截面特征之间的关系式,再把此关系式代入截面Ⅰ和Ⅱ间的伯努利方程,则得出截面Ⅰ和Ⅱ的充型压差和截面特征之间的关系式,据此关系式则根据充型截面面积确定出分级加压充型截面II所需的充型压差。
【技术特征摘要】
1.一种基于真空差压铸造分级加压充型的充型压差确定方法,其特征在于:所述方法包含如下步骤:(1)真空差压铸造分级加压充型升液管内液态金属充型压差与充型速度关系的建立:根据雷诺公式计算保证升液管内的层流所需的最大充型压差Δp;金属液体两端的压力分别为p1和p2,p1为初始真空度,p2为外加压力,则充型压差Δp=p2-p1,根据动量守恒原理建立充型压差与充型速度的关系,得出升液管内液态金属平均流速确定方法;(2)分级加压充型压差传递关系及与充型截面特征关系的建立:把升液管出口处充型截面作为基准I,根据流体力学原理,建立分级加压充型截面II与基准截面I之间的伯努利方程,并计算沿程的摩擦阻力能量损失和局部能量损失,确定分级加压充型截面II和基准截面I之间的充型压差和充型速度的关系;...
【专利技术属性】
技术研发人员:熊博文,余欢,严青松,徐志锋,蔡长春,王振军,卢百平,
申请(专利权)人:南昌航空大学,
类型:发明
国别省市:江西,36
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