專利名稱：真空熔煉鋁鑄造爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于真空熔煉設(shè)備，特別涉及一種真空熔煉鋁鑄造爐。
背景技術(shù)：
常規(guī)鋁熔煉拉錠鑄造是在非真空狀態(tài)下采用人工方法，用油加熱坩堝使鋁錠熔 化，然后用導(dǎo)液管把鋁液勻速倒入結(jié)晶器上，在鋁液表面直接噴水冷凝成型。由于在大氣 環(huán)境下熔煉，水直接接觸鋁，加工的鋁錠表面粗糙、純度不高，材料致密性差、金相組織不理 想，機(jī)械性能差。常規(guī)的真空熔煉爐的爐體總成結(jié)構(gòu)是工作總臺(tái)上設(shè)有熔煉室，熔煉室上 面有加料口，側(cè)面設(shè)有真空口，熔煉室內(nèi)有傾轉(zhuǎn)澆注機(jī)構(gòu)和結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)，所述的結(jié)晶 器上設(shè)有模盒，熔煉室下方設(shè)有出料室。待熔煉料在傾轉(zhuǎn)澆注機(jī)構(gòu)里被加熱熔化成液態(tài)，倒 入模盒中，通過結(jié)晶器冷卻后結(jié)晶，最后進(jìn)入出料室，從出料室取走。這種結(jié)構(gòu)的真空熔煉 爐可用于熔煉高溫合金、有色金屬、硅等一些其它非金屬。如果采用該真空熔煉爐熔煉鋁， 由于鋁是活潑金屬，鋁將和模盒產(chǎn)生反應(yīng)，因此普通的真空熔煉爐不能用于熔煉鋁。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是要解決采用人工方法熔煉鋁造成的鋁錠表面粗糙、純度不高、材料 的致密性不好、金相組織不理想、機(jī)械性能差的問題，提供一種真空熔煉鋁鑄造爐。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的它有一個(gè)工作臺(tái)，在工作臺(tái)上設(shè)有熔煉室，在熔煉室頂 部設(shè)有加料口，在熔煉室一側(cè)設(shè)有真空口，在熔煉室下方設(shè)有鑄型出料室，在熔煉室內(nèi)設(shè)有 傾轉(zhuǎn)澆注機(jī)構(gòu)，在熔煉室底部和鑄型出料室內(nèi)設(shè)有結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)，所述的結(jié)晶器及升 降機(jī)構(gòu)下部由鑄型出料室穿出，其特殊之處是在熔煉室內(nèi)位于傾轉(zhuǎn)澆注機(jī)構(gòu)斜下方與結(jié) 晶器及升降機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)位置設(shè)有結(jié)晶環(huán)且結(jié)晶器位于結(jié)晶環(huán)內(nèi)，所述的結(jié)晶環(huán)為上、下分體 結(jié)構(gòu)并且在結(jié)晶環(huán)內(nèi)設(shè)有螺旋水套，在結(jié)晶環(huán)上體與結(jié)晶環(huán)下體之間設(shè)置有電磁吸合器。上述的真空熔煉鋁鑄造爐，結(jié)晶環(huán)上體和結(jié)晶環(huán)下體一側(cè)鉸連接，所述的電磁吸 合器位于結(jié)晶環(huán)上體和結(jié)晶環(huán)下體另一側(cè)。上述的真空熔煉鋁鑄造爐，所述的螺旋水套是由設(shè)置在結(jié)晶環(huán)內(nèi)的螺旋密封管構(gòu) 成。本實(shí)用新型的有益效果是(1)在真空條件下對(duì)鋁料進(jìn)行熔煉，大幅度減少了鋁的養(yǎng)化作用，提高了鋁的純 度，減少了大氣條件下對(duì)鋁的污染。(2)通過PLC精確控制熔煉坩堝的傾倒角度、傾倒速度以及結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)的 下移速度及下移距離，使鋁液直接傾倒至結(jié)晶器上并通過結(jié)晶環(huán)的冷卻作用使鋁液結(jié)晶時(shí) 徑向微量收縮，通過電磁吸合器使結(jié)晶環(huán)產(chǎn)生微震動(dòng)，使不斷凝固的鋁與結(jié)晶環(huán)分離，在取 消模盒的情況下可以實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)、定量傾倒，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋁的定向凝固。加工出的鋁單晶致密性 好、金相組織理想，機(jī)械性能強(qiáng)，避免了直接水冷對(duì)鋁錠性能、質(zhì)量的不利影響；又解決了采 用普通真空熔煉爐不能夠熔煉鋁的問題。

圖1是該真空熔煉鋁鑄造爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中(去掉熔煉室蓋、結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)和工作臺(tái))的A-A剖視圖；圖3是圖1中I部放大圖；圖4是圖1中II部放大圖。圖中工作臺(tái)1，真空口 2，熔煉室3，加料口 4，傾轉(zhuǎn)澆注機(jī)構(gòu)5，結(jié)晶環(huán)6，螺旋水套 7，結(jié)晶盤8，電磁吸合器9，鑄型出料室10，結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)11，空心拉桿12，進(jìn)水管13， 絲杠14，托板15，絲母16，軸密封裝置17，轉(zhuǎn)軸18，加熱器19，加熱坩堝20。
具體實(shí)施方式
如圖所示，本實(shí)用新型有一個(gè)工作臺(tái)1，在工作臺(tái)1上設(shè)有熔煉室3，在熔煉室3頂 部設(shè)有加料口 4，在熔煉室3 —側(cè)設(shè)有真空口 2，在熔煉室3下方設(shè)有鑄型出料室10，在熔煉 室3內(nèi)設(shè)有傾轉(zhuǎn)澆注機(jī)構(gòu)5，所述的傾轉(zhuǎn)澆注機(jī)構(gòu)5是由轉(zhuǎn)軸18、軸密封裝置17、與轉(zhuǎn)軸18 連接的熔煉坩堝20、設(shè)在熔煉坩堝20上的加熱器19構(gòu)成。在熔煉室3底部和鑄型出料室 10內(nèi)設(shè)有結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)11，所述的結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)11是由結(jié)晶盤8、與結(jié)晶盤8連 接并相通的空心拉桿12、設(shè)置在空心拉桿12內(nèi)并與結(jié)晶盤8相通的進(jìn)水管13、連接在空心 拉桿12下端的托板15、連接在托板15兩側(cè)的絲母16、與絲母16連接的絲杠14構(gòu)成。所 述的結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)11下部由鑄型出料室10穿出，在熔煉室3內(nèi)位于傾轉(zhuǎn)澆注機(jī)構(gòu)5 斜下方與結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)11對(duì)應(yīng)位置設(shè)有筒形結(jié)晶環(huán)6，所述的結(jié)晶環(huán)6為上、下分體結(jié) 構(gòu)且在結(jié)晶環(huán)6內(nèi)設(shè)有螺旋水套7，本實(shí)例螺旋水套7以設(shè)置在結(jié)晶環(huán)內(nèi)的螺旋密封管構(gòu)成 為例。使用時(shí)，將鋁料由加料口 4加入到熔煉室3中的熔煉坩堝20內(nèi)，通過連接在真空 口 2的真空裝置抽真空，由加熱器19將鋁料熔化成鋁液。通過PLC控制伺服電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸 18旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)熔煉坩堝20傾倒鋁液至結(jié)晶盤8上，可以精確控制熔煉坩堝20的傾倒角度、 傾倒速度，來實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)、定量傾倒。在傾倒鋁液的同時(shí)，通過PLC控制另一個(gè)伺服電機(jī)帶動(dòng) 結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)11使結(jié)晶盤8緩慢、精確下移，防止鋁液傾倒時(shí)進(jìn)入結(jié)晶盤8與結(jié)晶環(huán) 6之間的縫隙，通過結(jié)晶盤8使鋁液在結(jié)晶盤8表面結(jié)晶；通過結(jié)晶環(huán)6的冷卻作用使鋁結(jié) 晶時(shí)產(chǎn)生徑向微量收縮，通過電磁吸合器9使結(jié)晶環(huán)6產(chǎn)生微震動(dòng)，使不斷凝固的鋁與結(jié)晶 環(huán)6分離，直至拉出鋁錠，形成的鋁錠進(jìn)入鑄型出料室10后取出。
權(quán)利要求一種真空熔煉鋁鑄造爐，包括一個(gè)工作臺(tái)，在工作臺(tái)上設(shè)有熔煉室，在熔煉室頂部設(shè)有加料口，在熔煉室一側(cè)設(shè)有真空口，在熔煉室下方設(shè)有鑄型出料室，在熔煉室內(nèi)設(shè)有傾轉(zhuǎn)澆注機(jī)構(gòu)，在熔煉室底部和鑄型出料室內(nèi)設(shè)有結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)，所述的結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)下部由鑄型出料室穿出，其特征是在熔煉室內(nèi)位于傾轉(zhuǎn)澆注機(jī)構(gòu)斜下方與結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)位置設(shè)有結(jié)晶環(huán)且結(jié)晶器位于結(jié)晶環(huán)內(nèi)，所述的結(jié)晶環(huán)為上、下分體結(jié)構(gòu)并且在結(jié)晶環(huán)內(nèi)設(shè)有螺旋水套，在結(jié)晶環(huán)上體與結(jié)晶環(huán)下體之間設(shè)置有電磁吸合器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空熔煉鋁鑄造爐，其特征是結(jié)晶環(huán)上體和結(jié)晶環(huán)下體一 側(cè)鉸連接，所述的電磁吸合器位于結(jié)晶環(huán)上體和結(jié)晶環(huán)下體另一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空熔煉鋁鑄造爐，其特征是所述的螺旋水套是由設(shè)置在 結(jié)晶環(huán)內(nèi)的螺旋密封管構(gòu)成。
專利摘要一種真空熔煉鋁鑄造爐，解決了采用人工方法熔煉鋁造成的鋁錠表面粗糙、純度不高，材料的致密性不好、機(jī)械性能差的問題。它有一個(gè)工作臺(tái)，在工作臺(tái)上設(shè)有熔煉室，在熔煉室下方設(shè)有鑄型出料室，在熔煉室內(nèi)設(shè)有傾轉(zhuǎn)澆注機(jī)構(gòu)，在熔煉室底部和鑄型出料室內(nèi)設(shè)有結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)，其特殊之處是在熔煉室內(nèi)位于傾轉(zhuǎn)澆注機(jī)構(gòu)斜下方與結(jié)晶器及升降機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)位置設(shè)有結(jié)晶環(huán)且結(jié)晶器位于結(jié)晶環(huán)內(nèi)，所述的結(jié)晶環(huán)為上、下分體結(jié)構(gòu)且在結(jié)晶環(huán)內(nèi)設(shè)有螺旋水套，在結(jié)晶環(huán)上體與結(jié)晶環(huán)下體之間設(shè)置有電磁吸合器。其有益效果是提高了鋁的純度，減少了大氣條件下對(duì)鋁的污染，在取消模盒的情況下實(shí)現(xiàn)鋁的定向凝固，可得到致密性好、機(jī)械性能強(qiáng)的鋁單晶。
文檔編號(hào)B22D21/04GK201760583SQ20102052763
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者關(guān)蕾, 劉義宋, 單國利, 彥明, 錢江, 陳利穎 申請(qǐng)人:錦州航星真空設(shè)備有限公司