一种液态喷凝加速冷却的液体增材铸造方法技术

本发明专利技术公开了一种液态喷凝加速冷却的液体增材铸造方法，涉及冶金铸造领域。具体步骤包括：将铸锭分为N个浇包离散浇铸；数值模拟浇包浇铸过程，获取凝固过程中固相率与凝固时间关系，获得残留金属液的溶质含量；按顺序离散浇铸到预定厚度后，停止浇铸；实时跟踪测温，在当前已浇铸的金属液固相率达X％(70<X<90，具体数值依据工艺要求而设定)时，准备进行下一包浇铸；进行下一包浇铸时，对当前铸锭已凝固部分的铸模外侧喷冷却液，并且在凝固过程中，也要一直喷冷却液来加快铸锭底部方向的散热；重复离散浇铸至结束。本发明专利技术可以减轻铸锭中的元素偏析、减少铸锭的缩孔和疏松缺陷，显著提高大尺寸铸锭的质量。高大尺寸铸锭的质量。高大尺寸铸锭的质量。

A liquid additive casting method with liquid spray coagulation and accelerated cooling

【技术实现步骤摘要】
一种液态喷凝加速冷却的液体增材铸造方法


[0001]本专利技术涉及冶金铸造领域，尤其涉及一种液态喷凝加速冷却的液体增材铸造方法。

技术介绍

[0002]大型铸锻件是经济建设不可缺少的重要设备的基础部件，在航天航空、冶金、能源、军工、国防、机械制造和石油化工等领域应用广泛。铸锭作为大型锻件的母坯，目前铸锭生产存在质量低、材料和能源浪费严重等问题。铸锭中的一些缺陷如夹杂和成分偏析不能在后续的加工过程中消除，致使锻件报废或性能不高；另一些缺陷如缩孔和疏松则需要直接切去铸锭中产生了该缺陷的部位来进行消除，造成了严重的材料和能源浪费。
[0003]由于传统的大型铸锭制造方式是多炉熔炼，同时浇铸，浇铸的金属液在铸型内长时间不受控制的流动，大范围成分偏析严重。专利CN105945246采用了一种新型的铸锭生产工艺，通过离散浇铸的方法，人为控制铸锭浇铸及凝固过程，使铸锭实现逐层凝固，限制了金属液的流动，减轻了成分偏析。但该工艺并没有对铸锭凝固的传热方式进行考虑，存在金属液在铸锭两侧散热较快而从铸锭底部方向散热较慢的问题，易形成“深V型”熔池，而依然存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液态喷凝加速冷却的液体增材铸造方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤1：设计浇注方案，将铸锭分为N个浇包离散浇铸，N≥2，所述的N个浇包中不同浇包成分依据目标合金成分以及最优化系数来设计；步骤2：数值模拟液体增材浇铸过程，获取凝固过程中固相率与凝固时间关系，获取固相率达到X％(70<X<90，具体数值依据工艺要求而设定)时金属液的温度，获得残留金属液的溶质含量；步骤3：金属液熔炼、除气、除渣后准备浇铸；步骤4：金属液浇铸，其中对小型铸锭每层金属液使用浇包舀取适量的合金液进行浇注，大型铸锭每层金属液采用顶注包进行浇铸；步骤5：浇铸到预定厚度后，停止浇铸；步骤6：实时跟踪测温，根据步骤2中数值模拟的结果，在当前已浇铸的金属液固相率达X％(70<X<90，具体数值依据工艺要求而设定)时，准备进行下一包浇铸；步骤7：进行下一包浇铸时，对当前铸锭已凝固部分的铸模外侧喷冷却液，并且在凝固过程中，也要一直喷冷却液来加快铸锭底部方向的散热；步骤8：重复步骤4
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7直至铸锭浇铸凝固完成；步骤9：铸锭浇铸凝固完成后进行热处理消除铸造应力。2.如权利要求1所述的一种液态喷凝加速冷却的液体增材铸造方法，其特征在于，步骤1中所述浇包所容纳金属液的量按照浇注方案中设定的分包数设计，要求每次浇注时浇包的金属液含量至少为填充整个铸锭所需金属液含量的1/N。3.如权利要求1所述的一种液态喷凝加速冷却的液体增材铸造方法，其特征在于，步骤2中所述数值模拟的规则，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，王迎光，夏明许，曾龙，李建国，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：