專利名稱：全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的冶金研究與合金金屬工業(yè)質(zhì)量控制過(guò)程中，X熒光光譜分析合金通常采 用粉末壓片法制樣，由于合金存在嚴(yán)重的礦物效應(yīng)和顆粒效應(yīng)，分析來(lái)之于不同的產(chǎn)地和 不同的生產(chǎn)工藝的未知樣品，往往得不到準(zhǔn)確的分析結(jié)果。采用玻璃珠熔融法對(duì)鐵合金制 樣，雖然精度和準(zhǔn)確度較高，但由于其制作工藝要求高、時(shí)間長(zhǎng)、有侵蝕鉑金坩堝的危險(xiǎn)，因 此實(shí)用性差。 另外，在現(xiàn)有技術(shù)中，澆鑄方式采用堝底成型，樣品在熔化過(guò)程中出現(xiàn)的氣泡很難 排除，導(dǎo)致樣品分布不均勻，樣品的致密性差，從而影響樣品質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種應(yīng)用于冶金研究和 合金金屬工業(yè)質(zhì)量控制過(guò)程中的全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備，該全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備能提高樣品 的分析精度及樣品處理速度，操作簡(jiǎn)便，低能耗，低維修成本，自動(dòng)完成離心澆鑄，降低元素 損失。 本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備，包括綜合控制系統(tǒng)、 以及分別與綜合控制系統(tǒng)相連的加熱系統(tǒng)和離心澆鑄機(jī)構(gòu)，所述離心澆鑄機(jī)構(gòu)主要由離心 澆鑄室、以及帶動(dòng)離心澆鑄室運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)裝置與綜合控制系統(tǒng)相連接，離心 澆鑄室的內(nèi)部設(shè)置有熔化器具和成型模具，所述熔化器具的內(nèi)部和成型模具的內(nèi)部相連 通。 所述熔化器具上設(shè)置有澆鑄口 ，所述熔化器具和成型模具的內(nèi)部通過(guò)澆鑄口相連
通，且成型模具位于熔化器具遠(yuǎn)離離心旋轉(zhuǎn)中心的一端，熔化器具為坩堝，當(dāng)將以一定比例
的合金樣品與純鐵放入坩鍋中，再把坩鍋放入高頻離心澆鑄機(jī)進(jìn)行熔融，熔融后通過(guò)離心
力把熔融物從特制的澆鑄口注入成型模具，冷卻后將塊狀樣品從成型模具中取出。 所述綜合控制系統(tǒng)包括用于顯示和輸入數(shù)據(jù)的觸摸屏、以及與觸摸屏相連接的可
編程控制器，觸摸屏用RS-485數(shù)據(jù)線與可編程控制器的RS-485接口相連，可編程控制器的
輸入、輸出接口與加熱系統(tǒng)和離心澆鑄機(jī)構(gòu)的控制接口相連。 全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備還包括與離心澆鑄室的內(nèi)部相連的真空泵和稀有氣體源，所 述離心澆鑄室的內(nèi)部與真空泵和稀有氣體源之間通過(guò)連接管相連。當(dāng)運(yùn)用全固態(tài)感應(yīng)重熔 設(shè)備進(jìn)行制樣時(shí)，首先將連接管與真空泵相連接，將離心澆鑄室抽成真空狀態(tài)，然后再將連 接管與稀有氣體源相連接充稀有氣體。 所述離心澆鑄室外部安裝有中空結(jié)構(gòu)的離心軸，連接管通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)萬(wàn)向頭與離 心軸相連接。 所述驅(qū)動(dòng)裝置包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、以及與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相連的變頻器，變頻器與綜合控制系統(tǒng)相連，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和離心軸通過(guò)皮帶相連接，當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸 通過(guò)皮帶帶動(dòng)離心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)離心澆鑄室運(yùn)動(dòng)。 所述離心軸上安裝有與其進(jìn)行同步運(yùn)動(dòng)的碰塊，碰塊遠(yuǎn)離離心軸一端的外側(cè)設(shè)置 有反饋信號(hào)檢測(cè)的接近開(kāi)關(guān)，接近開(kāi)關(guān)優(yōu)先設(shè)置在與碰塊同一水平面距離為1毫米處，但 不局限于此。 所述加熱系統(tǒng)包括高頻電源、與高頻電源相連的變壓器、設(shè)置在變壓器輸出端的 感應(yīng)器，變壓器安裝有控制其升降狀態(tài)的升降電機(jī)，升降電機(jī)上安裝有用于放置變壓器的 托架，升降電機(jī)與綜合控制系統(tǒng)相連。當(dāng)可編程控制器控制升降電機(jī)，升降電機(jī)的齒盤(pán)帶動(dòng) 托架，進(jìn)而帶動(dòng)變壓器和感應(yīng)器，當(dāng)感應(yīng)器上升到熔化器具高度的3/4處，可編程控制器檢 測(cè)到感應(yīng)器到熔化器具高度的3/4處信號(hào)，即開(kāi)始加熱。 所述托架上安裝有與其進(jìn)行同步運(yùn)動(dòng)的碰塊，碰塊遠(yuǎn)離托架一端的外側(cè)設(shè)置有反 饋信號(hào)檢測(cè)的接近開(kāi)關(guān)。 綜上所述，本發(fā)明的有益效果是能提高樣品的分析精度及樣品處理速度，操作簡(jiǎn) 便，低能耗，低維修成本，自動(dòng)完成離心澆鑄，降低元素?fù)p失，樣品成型質(zhì)量高，主要用于各 種合金金屬待測(cè)樣品的熔化領(lǐng)域中。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的工作原理圖。 附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱l-離心澆鑄室；2-熔化器具；3_成型模具； 5_觸摸屏；6_可編程控制器；7_真空泵；8_稀有氣體源；9_連接管；10_離心軸；11_高速 旋轉(zhuǎn)萬(wàn)向頭；12-旋轉(zhuǎn)電機(jī)；13-變頻器；14-轉(zhuǎn)軸；15-皮帶；16-接近開(kāi)關(guān)；17_高頻電源； 18-變壓器；19-升降電機(jī)；20-托架；21-碰塊；22-感應(yīng)器；23-澆鑄口 。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不
僅限于此。
實(shí)施例 如圖1所示，本發(fā)明包括綜合控制系統(tǒng)、以及分別與綜合控制系統(tǒng)相連的加熱系 統(tǒng)和離心澆鑄機(jī)構(gòu)，所述離心澆鑄機(jī)構(gòu)主要由離心澆鑄室1、以及帶動(dòng)離心澆鑄室1運(yùn)動(dòng)的 驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)裝置包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)12、以及與旋轉(zhuǎn)電機(jī)12相連的變頻器13，變頻器13 與綜合控制系統(tǒng)相連；離心澆鑄室1的內(nèi)部設(shè)置有熔化器具2和成型模具3，熔化器具2上 設(shè)置有澆鑄口 23，該澆鑄口 23將熔化器具2和成型模具3的內(nèi)部連通，熔化器具2采用坩 堝制成，上述綜合控制系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和離心澆鑄機(jī)構(gòu)均固定在同一個(gè)設(shè)備支架上。
綜合控制系統(tǒng)包括用于顯示和輸入數(shù)據(jù)的觸摸屏5、以及與觸摸屏5相連接的可 編程控制器6，觸摸屏5用RS-485數(shù)據(jù)線與可編程控制器6的RS-485接口相連，可編程控 制器6的輸入、輸出接口與加熱系統(tǒng)和離心澆鑄機(jī)構(gòu)的控制接口相連。在樣品熔化和澆鑄 兩個(gè)過(guò)程中，通過(guò)觸摸屏5分別顯示與指示，可編程控制器6控制熔化時(shí)間、熔化溫度、離心 澆鑄時(shí)間、離心澆鑄速度，成型時(shí)間，使合金金屬樣品充分熔化。
4
離心澆鑄室1外部安裝有中空結(jié)構(gòu)的離心軸IO，離心軸10通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)萬(wàn)向頭 11安裝有連接管9，連接管9采用PVC管制成，當(dāng)運(yùn)用全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備進(jìn)行制樣時(shí)，首 先將PVC管與真空泵7相連接將離心澆鑄室1抽成真空狀態(tài)，然后再將連接管9與稀有氣 體源8相連接充稀有氣體。 上述離心軸IO和旋轉(zhuǎn)電機(jī)12的轉(zhuǎn)軸14通過(guò)皮帶15連接，當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)12啟動(dòng)時(shí)， 旋轉(zhuǎn)電機(jī)12的轉(zhuǎn)軸14通過(guò)皮帶15帶動(dòng)離心軸10轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)離心澆鑄室1做離心運(yùn) 動(dòng)。 上述離心軸10上安裝有與其進(jìn)行同步運(yùn)動(dòng)的碰塊21，在與碰塊21同一水平面距 離為1毫米處設(shè)置有反饋信號(hào)檢測(cè)的接近開(kāi)關(guān)16。 所述加熱系統(tǒng)包括高頻電源17、與高頻電源17相連的變壓器18、設(shè)置在變壓器18 輸出端的感應(yīng)器22，變壓器18安裝有控制其升降狀態(tài)的升降電機(jī)19，升降電機(jī)19上安裝 有用于放置變壓器18的托架20，托架20上安裝有與其進(jìn)行同步運(yùn)動(dòng)的碰塊21，在與碰塊 21同一水平面距離為1毫米處設(shè)置有反饋信號(hào)檢測(cè)的接近開(kāi)關(guān)16，升降電機(jī)19與綜合控 制系統(tǒng)相連。當(dāng)可編程控制器6控制升降電機(jī)19，升降電機(jī)19的齒盤(pán)帶動(dòng)托架20，進(jìn)而帶 動(dòng)變壓器18和感應(yīng)器22，當(dāng)感應(yīng)器22上升到熔化器具2高度的3/4處，可編程控制器6檢 測(cè)到感應(yīng)器22到熔化器具高度的3/4處的信號(hào)，即開(kāi)始加熱。 如圖2所示，本發(fā)明的工作原理為在觸摸屏5界面顯示與輸入數(shù)據(jù)，從而通過(guò)可 編程控制器6控制離心澆鑄機(jī)構(gòu)的自動(dòng)尋找離心運(yùn)動(dòng)起始位置、離心澆鑄運(yùn)動(dòng)、以及對(duì)加 熱系統(tǒng)的控制與數(shù)據(jù)顯示和信號(hào)指示。其中，離心澆鑄機(jī)構(gòu)的起始位置尋找是通過(guò)碰塊21 與接近開(kāi)關(guān)16反饋給可編程控制器6，然后可編程控制器6控制變頻器13，變頻器13控制 旋轉(zhuǎn)電機(jī)12實(shí)現(xiàn)的；離心澆鑄運(yùn)動(dòng)是通過(guò)可編程控制器6控制變頻器13，變頻器13調(diào)節(jié) 速度控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)12實(shí)現(xiàn)的；合金金屬樣品在坩堝中熔化是可編程控制器6控制加熱系統(tǒng) 進(jìn)行加熱完成的；升降電機(jī)19的托架20由可編程控制器6控制升降電機(jī)19，電機(jī)的齒盤(pán) 帶動(dòng)托架20，感應(yīng)圈固定在變壓器18的輸出端， 一起上升到熔化器具高度的3/4處，可編程 控制器6檢測(cè)到感應(yīng)器22到熔化器具高度的3/4處的信號(hào)，即開(kāi)始加熱；真空泵7與離心 澆鑄室l通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)萬(wàn)向頭11與PVC管連接抽成真空狀態(tài)，然后再通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)萬(wàn)向頭 11與PVC管連接到稀有氣體源8，可編程控制器6控制真空泵7先抽真空，再打開(kāi)稀有氣體 源8的閥門(mén)充稀有氣體；在樣品熔化和澆鑄兩個(gè)過(guò)程中，通過(guò)觸摸屏5分別顯示與指示，可 編程控制器6控制熔化時(shí)間、熔化溫度、離心澆鑄時(shí)間、離心澆鑄速度、成型時(shí)間，合金樣品 與純鐵在坩鍋中熔融后，熔融后通過(guò)離心力把熔融物從特制的澆鑄口 23注入成型模具3， 冷卻后將塊狀樣品從成型模具3中取出。 從上述可知，本發(fā)明能使合金金屬樣品充分熔化，氣泡容易排除，樣品致密性好， 元素?fù)p失低，操作重現(xiàn)性好，提高樣品的分析精度，同時(shí)，不需要在80(TC的溫度下放在陶瓷 坩堝中加熱2小時(shí)生成氧化物，然后轉(zhuǎn)移到鉑金坩堝中在IIS(TC (各種樣品熔化溫度不 同)進(jìn)行熔化，從而降低用戶的使用成本。
如上所述，便可較好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備，其特征在于，包括綜合控制系統(tǒng)、以及分別與綜合控制系統(tǒng)相連的加熱系統(tǒng)和離心澆鑄機(jī)構(gòu)，所述離心澆鑄機(jī)構(gòu)主要由離心澆鑄室(1)、以及帶動(dòng)離心澆鑄室(1)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)裝置與綜合控制系統(tǒng)相連接，離心澆鑄室(1)的內(nèi)部設(shè)置有熔化器具(2)和成型模具(3)，所述熔化器具(2)的內(nèi)部和成型模具(3)的內(nèi)部相連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備，其特征在于，所述熔化器具(2)上設(shè)置 有澆鑄口 (23)，所述熔化器具(2)和成型模具(3)的內(nèi)部通過(guò)澆鑄口 (23)相連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備，其特征在于，所述綜合控制系統(tǒng)包括 用于顯示和輸入數(shù)據(jù)的觸摸屏(5)、以及與觸摸屏(5)相連接的可編程控制器(6)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備，其特征在于，還包括與離心澆鑄室(1) 的內(nèi)部相連的真空泵(7)和稀有氣體源(8)，所述離心澆鑄室(1)的內(nèi)部與真空泵(7)和稀 有氣體源(8)之間通過(guò)連接管(9)相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備，其特征在于，所述離心澆鑄室(1)外部 安裝有中空結(jié)構(gòu)的離心軸(IO)，連接管(9)通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)萬(wàn)向頭(11)與離心軸(10)相連 接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括旋轉(zhuǎn) 電機(jī)(12)、以及與旋轉(zhuǎn)電機(jī)(12)相連的變頻器(13)，變頻器(13)與綜合控制系統(tǒng)相連，旋 轉(zhuǎn)電機(jī)(12)的轉(zhuǎn)軸(14)和離心軸(10)通過(guò)皮帶(15)相連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備，其特征在于，所述離心軸(10)上安裝 有與其進(jìn)行同步運(yùn)動(dòng)的碰塊(21)，碰塊(21)遠(yuǎn)離離心軸(10)的一端外側(cè)設(shè)置有反饋信號(hào) 檢測(cè)的接近開(kāi)關(guān)(16)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備，其特征在于，所述加熱系統(tǒng)包括高頻 電源(17)、與高頻電源(17)相連的變壓器(18)、設(shè)置在變壓器(18)輸出端的感應(yīng)器(22)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備，其特征在于，還包括用于控制變壓 器(18)升降狀態(tài)的升降電機(jī)(19)，升降電機(jī)(19)上安裝有用于放置變壓器(18)的托架 (20)，升降電機(jī)(19)與綜合控制系統(tǒng)相連。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備，其特征在于，所述托架(20)上安裝有 與其進(jìn)行同步運(yùn)動(dòng)的碰塊(15)，碰塊(15)遠(yuǎn)離托架(20) —端的外側(cè)設(shè)置有反饋信號(hào)檢測(cè) 的接近開(kāi)關(guān)(16)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備。該全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備包括綜合控制系統(tǒng)、以及分別與綜合控制系統(tǒng)相連的加熱系統(tǒng)和離心澆鑄機(jī)構(gòu)，所述離心澆鑄機(jī)構(gòu)主要由離心澆鑄室(1)、以及帶動(dòng)離心澆鑄室(1)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)裝置與綜合控制系統(tǒng)相連接，離心澆鑄室(1)的內(nèi)部設(shè)置有熔化器具(2)和成型模具(3)，所述熔化器具(2)的內(nèi)部和成型模具(3)的內(nèi)部相連通。本發(fā)明能提高樣品的分析精度及樣品處理速度，操作簡(jiǎn)便，低能耗，低維修成本，自動(dòng)完成離心澆鑄，降低元素?fù)p失。
文檔編號(hào)B22D13/06GK101781713SQ20101011937
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者何清虎, 余萬(wàn)祥, 胡成建, 青建輝, 魏長(zhǎng)江 申請(qǐng)人:成都多林電器有限責(zé)任公司