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：
本實用新型涉及一種全固態(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、時間長、有侵蝕鉬金坩堝的危險，因 此實用性差。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。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，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，操作簡便，低能耗，低維修成本，自動完成離心澆鑄，降低 元素損失。本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(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)和離心澆鑄機構(gòu)，所述離心澆鑄機構(gòu)主要 由離心澆鑄室、以及帶動離心澆鑄室運動的驅(qū)動裝置構(gòu)成，驅(qū)動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)部通過澆鑄口相連 通，且成型模具位于熔化器具遠離離心旋轉(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進行熔融，熔融后通過離心 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連接管相連。當(dāng)運用全固態(tài)感應(yīng)重熔 設(shè)備進行制樣時，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，連接管通過高速旋轉(zhuǎn)萬向頭與離 心軸相連接。所述驅(qū)動裝置包括旋轉(zhuǎn)電機、以及與旋轉(zhuǎn)電機相連的變頻器，變頻器與綜合控制系統(tǒng)相連，旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸和離心軸通過皮帶相連接，當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機啟動時，旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸 通過皮帶帶動離心軸轉(zhuǎn)動，從而帶動離心澆鑄室運動。所述離心軸上安裝有與其進行同步運動的碰塊，碰塊遠離離心軸一端的外側(cè)設(shè)置 有反饋信號檢測的接近開關(guān)，接近開關(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，升降電機上安裝有用于放置變壓器的 托架，升降電機與綜合控制系統(tǒng)相連。當(dāng)可編程控制器控制升降電機，升降電機的齒盤帶動 托架，進而帶動變壓器和感應(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 測到感應(yīng)器到熔化器具高度的3/4處信號，即開始加熱。所述托架上安裝有與其進行同步運動的碰塊，碰塊遠離托架一端的外側(cè)設(shè)置有反 饋信號檢測的接近開關(guān)。綜上所述，本實用新型的有益效果是能提高樣品的分析精度及樣品處理速度，操 作簡便，低能耗，低維修成本，自動完成離心澆鑄，降低元素損失，樣品成型質(zhì)量高，主要用 于各種合金金屬待測樣品的熔化領(lǐng)域中。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的工作原理圖。附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱1-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)萬向頭；12-旋轉(zhuǎn)電機；13-變頻器；14-轉(zhuǎn)軸；15-皮帶；16-接近開關(guān)；17-高頻電源； 18-變壓器；19-升降電機；20-托架；21-碰塊；22-感應(yīng)器；23-澆鑄口。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實 施方式不僅限于此。實施例如圖1所示，本實用新型包括綜合控制系統(tǒng)、以及分別與綜合控制系統(tǒng)相連的加 熱系統(tǒng)和離心澆鑄機構(gòu)，所述離心澆鑄機構(gòu)主要由離心澆鑄室1、以及帶動離心澆鑄室1運 動的驅(qū)動裝置構(gòu)成，驅(qū)動裝置包括旋轉(zhuǎn)電機12、以及與旋轉(zhuǎn)電機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)和離心澆鑄機構(gòu)均固定在同一個設(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)和離心澆鑄機構(gòu)的控制接口相連。在樣品熔化和澆鑄 兩個過程中，通過觸摸屏5分別顯示與指示，可編程控制器6控制熔化時間、熔化溫度、離心 澆鑄時間、離心澆鑄速度，成型時間，使合金金屬樣品充分熔化。[0022]離心澆鑄室1外部安裝有中空結(jié)構(gòu)的離心軸10，離心軸10通過高速旋轉(zhuǎn)萬向頭 11安裝有連接管9，連接管9采用PVC管制成，當(dāng)運用全固態(tài)感應(yīng)重熔設(shè)備進行制樣時，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10和旋轉(zhuǎn)電機12的轉(zhuǎn)軸14通過皮帶15連接，當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機12啟動時， 旋轉(zhuǎn)電機12的轉(zhuǎn)軸14通過皮帶15帶動離心軸10轉(zhuǎn)動，從而帶動離心澆鑄室1做離心運動。上述離心軸10上安裝有與其進行同步運動的碰塊21，在與碰塊21同一水平面距 離為1毫米處設(shè)置有反饋信號檢測的接近開關(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19，升降電機19上安裝 有用于放置變壓器18的托架20，托架20上安裝有與其進行同步運動的碰塊21，在與碰塊 21同一水平面距離為1毫米處設(shè)置有反饋信號檢測的接近開關(guān)16，升降電機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19，升降電機19的齒盤帶動托架20，進而帶 動變壓器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 測到感應(yīng)器22到熔化器具高度的3/4處的信號，即開始加熱。如圖2所示，本實用新型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 過可編程控制器6控制離心澆鑄機構(gòu)的自動尋找離心運動起始位置、離心澆鑄運動、以及 對加熱系統(tǒng)的控制與數(shù)據(jù)顯示和信號指示。其中，離心澆鑄機構(gòu)的起始位置尋找是通過碰 塊21與接近開關(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12實現(xiàn)的；離心澆鑄運動是通過可編程控制器6控制變頻器13，變頻器13調(diào) 節(jié)速度控制旋轉(zhuǎn)電機12實現(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)進行加熱完成的；升降電機19的托架20由可編程控制器6控制升降電機19，電機的齒盤 帶動托架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檢測到感應(yīng)器22到熔化器具高度的3/4處的信號，即開始加熱；真空泵7與離心 澆鑄室1通過高速旋轉(zhuǎn)萬向頭11與PVC管連接抽成真空狀態(tài)，然后再通過高速旋轉(zhuǎn)萬向頭 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，再打開稀有氣體 源8的閥門充稀有氣體；在樣品熔化和澆鑄兩個過程中，通過觸摸屏5分別顯示與指示，可 編程控制器6控制熔化時間、熔化溫度、離心澆鑄時間、離心澆鑄速度、成型時間，合金樣品 與純鐵在坩鍋中熔融后，熔融后通過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，本實用新型能使合金金屬樣品充分熔化，氣泡容易排除，樣品致密性 好，元素損失低，操作重現(xiàn)性好，提高樣品的分析精度，同時，不需要在800°C的溫度下放在 陶瓷坩堝中加熱2小時生成氧化物，然后轉(zhuǎn)移到鉬金坩堝中在1180°C (各種樣品熔化溫度 不同)進行熔化，從而降低用戶的使用成本。如上所述，便可較好的實現(xiàn)本實用新型。
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)和離心澆鑄機構(gòu)，所述離心澆鑄機構(gòu)主要由離心澆鑄室(1)、以及帶動離心澆鑄室(1)運動的驅(qū)動裝置構(gòu)成，驅(qū)動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1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1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(10)，連接管(9)通過高速旋轉(zhuǎn)萬向頭(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)動裝置包括旋轉(zhuǎn) 電機(12)、以及與旋轉(zhuǎn)電機(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(12)的轉(zhuǎn)軸(14)和離心軸(10)通過皮帶(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 有與其進行同步運動的碰塊(21)，碰塊(21)遠離離心軸(10)的一端外側(cè)設(shè)置有反饋信號 檢測的接近開關(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(19)，升降電機(19)上安裝有用于放置變壓器(18)的托架 (20)，升降電機(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 與其進行同步運動的碰塊(15)，碰塊(15)遠離托架(20) —端的外側(cè)設(shè)置有反饋信號檢測 的接近開關(guān)(16)。
專利摘要本實用新型公開了一種全固態(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)和離心澆鑄機構(gòu)，所述離心澆鑄機構(gòu)主要由離心澆鑄室(1)、以及帶動離心澆鑄室(1)運動的驅(qū)動裝置構(gòu)成，驅(qū)動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。本實用新型能提高樣品的分析精度及樣品處理速度，操作簡便，低能耗，低維修成本，自動完成離心澆鑄，降低元素損失。
文檔編號B22D13/00GK201632613SQ20102012520
公開日2010年11月17日 申請日期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, 余萬祥, 胡成建, 青建輝, 魏長江 申請人:成都多林電器有限責(zé)任公司