本發(fā)明涉及鋁合金鑄造的，特別涉及鋁熔體的非金屬雜質(zhì)與氫氣去除方法。

背景技術(shù)：

1、在鋁合金鑄造生產(chǎn)中，經(jīng)過(guò)精煉的鋁熔體內(nèi)部存在固體非金屬雜質(zhì)和氫氣等有害物質(zhì)，這些有害物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致鋁熔體在凝固過(guò)程中內(nèi)部形成氣孔和裂紋等結(jié)構(gòu)缺陷，有害物質(zhì)的含量越大，形成的結(jié)構(gòu)數(shù)量和分布范圍也越大，直接降低鋁合金鑄件的力學(xué)性能和品質(zhì)。為了確保鋁合金鑄造生產(chǎn)的良品率，需要去除鋁熔體內(nèi)部的非金屬雜質(zhì)和氫氣等有害物質(zhì)?，F(xiàn)有技術(shù)主要采用惰性氣體融合法來(lái)去除有害物質(zhì)，即對(duì)鋁熔體輸入惰性氣體使其與有害物質(zhì)結(jié)合形成氣泡狀混合物，這些氣泡狀混合物會(huì)運(yùn)動(dòng)到鋁熔體表面，再對(duì)這些氣泡狀混合物進(jìn)行定向清除。上述方法能夠?qū)︿X熔體內(nèi)部進(jìn)行全局化的有害物質(zhì)清除，但是惰性氣體與有害物質(zhì)的結(jié)合效率較低，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行有害物質(zhì)的大量清除，增加鋁熔體內(nèi)部有害物質(zhì)的清除時(shí)間成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供了鋁熔體的非金屬雜質(zhì)與氫氣去除方法，基于鋁熔體向爐體內(nèi)部的注入動(dòng)態(tài)特征，向爐體內(nèi)部同步輸送惰性氣體，并基于爐體內(nèi)部的壓力變化數(shù)據(jù)，調(diào)整惰性氣體的輸送狀態(tài)，使鋁熔體與惰性氣體充分接觸，增大惰性氣體在鋁熔體內(nèi)部的摻入量；對(duì)爐體施加離心作用力，使?fàn)t體發(fā)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，并對(duì)爐體內(nèi)部進(jìn)行視覺(jué)識(shí)別，得到鋁熔體內(nèi)部的惰性氣體與非金屬雜質(zhì)和氫氣之間融合形成的混合物生成特征，對(duì)混合物的生成量快慢進(jìn)行量化表征，以此調(diào)整旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的動(dòng)作狀態(tài)，直到鋁熔體內(nèi)部達(dá)到混合物生成飽和狀態(tài)；還基于混合物在鋁熔體內(nèi)部的分布位置，進(jìn)行混合物分離處理，并將鋁熔體均勻冷卻處理，提高惰性氣體與有害物質(zhì)的結(jié)合效率，降低鋁熔體內(nèi)部有害物質(zhì)的清除時(shí)間成本。

2、本發(fā)明提供鋁熔體的非金屬雜質(zhì)與氫氣去除方法，包括如下步驟：

3、步驟s1，將鋁熔體注入爐體內(nèi)部，并基于所述鋁熔體的注入動(dòng)態(tài)特征，向所述爐體內(nèi)部同步輸送惰性氣體；獲取所述爐體內(nèi)部的壓力變化數(shù)據(jù)，對(duì)所述壓力變化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，調(diào)整所述惰性氣體的輸送狀態(tài)；

4、步驟s2，對(duì)所述爐體施加相應(yīng)的離心作用力，使所述爐體發(fā)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)作；對(duì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的所述爐體內(nèi)部進(jìn)行視覺(jué)識(shí)別，得到所述鋁熔體內(nèi)部的惰性氣體與非金屬雜質(zhì)和氫氣之間融合形成的混合物生成特征；

5、步驟s3，基于所述混合物生成特征，調(diào)整所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的動(dòng)作狀態(tài)，直到所述鋁熔體內(nèi)部達(dá)到混合物生成飽和狀態(tài)；再基于所述混合物在所述鋁熔體內(nèi)部的分布位置，對(duì)所述爐體進(jìn)行位姿調(diào)整，使所述混合物運(yùn)動(dòng)至所述鋁熔體表面；

6、步驟s4，基于所述混合物在所述鋁熔體表面的分布位置，對(duì)所述鋁熔體進(jìn)行混合物分離處理；再對(duì)將所述鋁熔體均勻冷卻處理，從而得到鋁合金產(chǎn)品。

7、在本技術(shù)公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟s1中，將鋁熔體注入爐體內(nèi)部，并基于所述鋁熔體的注入動(dòng)態(tài)特征，向所述爐體內(nèi)部同步輸送惰性氣體，包括：

8、將鋁熔體注入爐體內(nèi)部，并獲取所述鋁熔體的注入流量速率數(shù)據(jù)和鋁熔體溫度數(shù)據(jù)；對(duì)所述注入流量速率數(shù)據(jù)和所述鋁熔體溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定所述鋁熔體注入爐體內(nèi)部過(guò)程中，所述鋁熔體自身內(nèi)部的流體壓力變化特征；

9、基于所述流體壓力變化特征，向所述爐體內(nèi)部同步輸送惰性氣體，并同時(shí)調(diào)節(jié)所述惰性氣體的輸送壓強(qiáng)。

10、在本技術(shù)公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟s1中，獲取所述爐體內(nèi)部的壓力變化數(shù)據(jù)，對(duì)所述壓力變化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，調(diào)整所述惰性氣體的輸送狀態(tài)，包括：

11、獲取在注入鋁熔體和輸送惰性氣體過(guò)程中所述爐體內(nèi)部的氣壓變化數(shù)據(jù)，對(duì)所述氣壓變化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷所述鋁熔體內(nèi)部摻入的惰性氣體是否達(dá)到飽和狀態(tài)；若是，則停止向所述爐體內(nèi)部輸送惰性氣體；若否，則基于所述爐體內(nèi)部的氣壓變化速率，調(diào)整向所述爐體內(nèi)部輸送惰性氣體的流量速率。

12、在本技術(shù)公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟s2中，對(duì)所述爐體施加相應(yīng)的離心作用力，使所述爐體發(fā)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，包括：

13、基于爐體外形結(jié)構(gòu)，確定對(duì)所述爐體施加的離心作用力的作用方向；并基于所述作用方向，向所述爐體施加預(yù)設(shè)初始作用大小的離心作用力，從而使所述爐體發(fā)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。

14、在本技術(shù)公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟s2中，對(duì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的所述爐體內(nèi)部進(jìn)行視覺(jué)識(shí)別，得到所述鋁熔體內(nèi)部的惰性氣體與非金屬雜質(zhì)和氫氣之間融合形成的混合物生成特征，包括：

15、對(duì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的所述爐體內(nèi)部進(jìn)行紅外視覺(jué)動(dòng)態(tài)拍攝，得到所述爐體內(nèi)部的紅外動(dòng)態(tài)影像；對(duì)所述紅外動(dòng)態(tài)影像進(jìn)行識(shí)別，確定所述鋁熔體內(nèi)部惰性氣體的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息；

16、基于所述擴(kuò)散趨勢(shì)運(yùn)動(dòng)信息，預(yù)測(cè)所述鋁熔體內(nèi)部惰性氣體與所述鋁熔體內(nèi)部的非金屬雜質(zhì)和氫氣之間的接觸面積和接觸時(shí)間長(zhǎng)度；再基于所述接觸面積和所述接觸時(shí)間長(zhǎng)度，得到所述鋁熔體內(nèi)部的惰性氣體與非金屬雜質(zhì)和氫氣之間融合形成的混合物生成體積量變化速率。

17、在本技術(shù)公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟s3中，基于所述混合物生成特征，調(diào)整所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的動(dòng)作狀態(tài)，直到所述鋁熔體內(nèi)部達(dá)到混合物生成飽和狀態(tài)，包括：

18、將所述鋁熔體內(nèi)部的惰性氣體與非金屬雜質(zhì)和氫氣之間融合形成的混合物生成體積量變化速率與預(yù)設(shè)速率閾值進(jìn)行對(duì)比，若所述混合物生成體積量變化速率小于預(yù)設(shè)速率閾值，則增大所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的旋轉(zhuǎn)角速度；否則，保持所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的旋轉(zhuǎn)角速度不變，直到所述鋁熔體內(nèi)部達(dá)到混合物生成飽和狀態(tài)。

19、在本技術(shù)公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟s3中，基于所述混合物在所述鋁熔體內(nèi)部的分布位置，對(duì)所述爐體進(jìn)行位姿調(diào)整，使所述混合物運(yùn)動(dòng)至所述鋁熔體表面，包括：

20、對(duì)所述爐體內(nèi)部再次進(jìn)行紅外視覺(jué)識(shí)別，得到所述混合物在所述鋁熔體內(nèi)部的分布位置；基于所述分布位置和所述鋁溶體內(nèi)部的溫度分布信息，對(duì)所述爐體進(jìn)行位姿調(diào)整，使所述混合物在所述鋁熔體內(nèi)部沿著相應(yīng)路徑運(yùn)動(dòng)至所述鋁熔體表面。

21、在本技術(shù)公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟s4中，基于所述混合物在所述鋁熔體表面的分布位置，對(duì)所述鋁熔體進(jìn)行混合物分離處理，包括：

22、基于所述混合物在所述鋁熔體表面的分布位置，對(duì)所述鋁熔體表面的混合物進(jìn)行局部隔離過(guò)濾處理，以此將所述混合物從所述鋁溶體分離出來(lái)。

23、在本技術(shù)公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟s4中，對(duì)將所述鋁熔體均勻冷卻處理，從而得到鋁合金產(chǎn)品，包括：

24、將所述鋁溶體從所述爐體內(nèi)部澆注到模具中，對(duì)所述模具的全表面進(jìn)行均勻噴水冷卻處理，得到鋁合金產(chǎn)品。

25、在本技術(shù)公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟s4中，對(duì)所述模具的全表面進(jìn)行均勻噴水冷卻處理，得到鋁合金產(chǎn)品，包括：

26、在對(duì)所述的全表面進(jìn)行均勻噴水冷卻處理過(guò)程中，還對(duì)所述模具內(nèi)部的鋁熔體進(jìn)行表面凝固裂紋生成識(shí)別，得到所述鋁熔體在冷卻凝固過(guò)程中自身表面裂紋的生成數(shù)量速度；再基于所述表面裂紋的生成數(shù)量速度，調(diào)整所述均勻噴水冷卻處理的噴水流量。

27、相比于現(xiàn)有技術(shù)，該鋁熔體的非金屬雜質(zhì)與氫氣去除方法基于鋁熔體向爐體內(nèi)部的注入動(dòng)態(tài)特征，向爐體內(nèi)部同步輸送惰性氣體，并基于爐體內(nèi)部的壓力變化數(shù)據(jù)，調(diào)整惰性氣體的輸送狀態(tài)，使鋁熔體與惰性氣體充分接觸，增大惰性氣體在鋁熔體內(nèi)部的摻入量；對(duì)爐體施加離心作用力，使?fàn)t體發(fā)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，并對(duì)爐體內(nèi)部進(jìn)行視覺(jué)識(shí)別，得到鋁熔體內(nèi)部的惰性氣體與非金屬雜質(zhì)和氫氣之間融合形成的混合物生成特征，對(duì)混合物的生成量快慢進(jìn)行量化表征，以此調(diào)整旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的動(dòng)作狀態(tài)，直到鋁熔體內(nèi)部達(dá)到混合物生成飽和狀態(tài)；還基于混合物在鋁熔體內(nèi)部的分布位置，進(jìn)行混合物分離處理，并將鋁熔體均勻冷卻處理，提高惰性氣體與有害物質(zhì)的結(jié)合效率，降低鋁熔體內(nèi)部有害物質(zhì)的清除時(shí)間成本。

28、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

29、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。