帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置，包括有裝置殼體，裝置殼體上端設(shè)置有上蓋，裝置殼體內(nèi)對(duì)稱設(shè)置有熔煉置，上蓋與熔煉腔、澆注腔之間設(shè)置有熔煉裝置翻轉(zhuǎn)空間。本實(shí)用新型的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置中的離心澆注裝置外側(cè)增加了加熱裝置和保溫裝置，整個(gè)澆注裝置可通過底部的旋轉(zhuǎn)底座旋轉(zhuǎn)，有利于鑄造薄壁金屬鑄件。
【專利說(shuō)明】帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于特種鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]離心鑄造具體是指將液態(tài)金屬澆到旋轉(zhuǎn)的鑄型里，在離心力作用下，充型并凝固成鑄件的鑄造方法，屬于特種鑄造技術(shù)中的一種。據(jù)統(tǒng)計(jì)鑄造協(xié)會(huì)發(fā)布的信息顯示，到2012我國(guó)各類鑄件的年產(chǎn)量在4250萬(wàn)噸，而其中離心鑄造方法生產(chǎn)的鑄件約占鑄件年產(chǎn)量的15%。在生產(chǎn)鑄件的諸多方法中，離心鑄造方法僅次于砂型的鑄造方法，具有舉足輕重的地位。
[0003]離心鑄造的特點(diǎn)在于:1)不用造型、制芯，節(jié)省了相關(guān)材料及設(shè)備投入；2)金屬液在離心力作用下充型和凝固，金屬補(bǔ)縮效果好，鑄件外層組織致密，非金屬夾雜物少，機(jī)械性能好；3)某些件不需任何澆冒口，如鑄造空心鑄件不需澆冒口，金屬利用率可大大提高。
[0004]傳統(tǒng)的真空感應(yīng)離心澆注爐僅利用離心加速度的作用充填鑄型和凝固成形，縮短了金屬液的流動(dòng)時(shí)間，使其填充型殼較為充分，可以得到組織均勻的鑄件，但用離心機(jī)構(gòu)澆注壁厚1_以下的鑄件時(shí)，將出現(xiàn)鑄件澆不足或冷隔的缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置，解決了現(xiàn)有鑄造裝置存在澆注壁厚1_以 下的鑄件時(shí)，出現(xiàn)鑄件澆不足或冷隔的問題。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置，包括有裝置殼體，裝置殼體上端設(shè)置有上蓋，裝置殼體內(nèi)對(duì)稱設(shè)置有熔煉腔和澆注腔，熔煉腔內(nèi)設(shè)置有熔煉裝置，澆注腔內(nèi)設(shè)置有離心澆注裝置，上蓋與熔煉腔、澆注腔之間設(shè)置有熔煉裝置翻轉(zhuǎn)空間。
[0007]本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于:
[0008]熔煉裝置包括有坩堝，坩堝的外壁上設(shè)置有電感線圈，坩堝固定于翻轉(zhuǎn)架內(nèi)，翻轉(zhuǎn)架依次與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及翻轉(zhuǎn)電控按鈕連接，翻轉(zhuǎn)電控按鈕設(shè)置于裝置殼體外壁上。
[0009]上蓋上設(shè)置有有機(jī)玻璃窗。
[0010]裝置殼體外接有真空系統(tǒng)和氬氣瓶。
[0011 ] 離心澆注裝置，包括有澆注裝置殼體，澆注裝置殼體內(nèi)設(shè)置有澆注內(nèi)膽，澆注內(nèi)膽的下端穿過澆注裝置殼體的底部與離心底盤連接，澆注內(nèi)膽的上端與導(dǎo)流裝置連通，澆注內(nèi)膽的外部套接有加熱爐膽，加熱內(nèi)膽的外壁上纏繞有加熱絲，加熱爐膽與澆注裝置殼體之間空余部分設(shè)置有保溫材料。
[0012]加熱絲與加熱爐膽兩側(cè)壁的間隙相等。
[0013]離心底盤為圓柱形。
[0014]離心加熱澆注裝置外部設(shè)置有無(wú)線熱電偶溫度變送器，無(wú)線熱電偶溫度變送器包括有熱電偶探針和熱電偶顯示屏，熱電偶探針設(shè)置于保溫材料內(nèi)靠近加熱爐膽一側(cè)壁處，熱電偶顯示屏設(shè)置于裝置殼體的外部。
[0015]導(dǎo)流裝置包括有導(dǎo)流槽和設(shè)置于導(dǎo)流槽下端的澆注口，澆注口與澆注內(nèi)膽連通。
[0016]導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)為:包括有設(shè)置于導(dǎo)流裝置內(nèi)兩側(cè)的第一導(dǎo)流斜面和第三導(dǎo)流斜面，第一導(dǎo)流斜面的下端連接有第二導(dǎo)流斜面，第二導(dǎo)流斜面的下端與澆注口的一端連接，第三導(dǎo)流斜面的下端與澆注口的另一端連接，第一導(dǎo)流斜面與導(dǎo)流裝置上表面呈55°的夾角，第一導(dǎo)流斜面和第二導(dǎo)流斜面之間呈135°的夾角，第三導(dǎo)流斜面與導(dǎo)流裝置下表面呈70°的夾角。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0018](I)在本實(shí)用新型的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置中為澆注內(nèi)膽增加了加熱裝置，該加熱裝置可以提供一個(gè)鑄造預(yù)熱溫度，減少了金屬液與澆注內(nèi)膽間的溫差，提高充型能力；
[0019](2)本實(shí)用新型的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置的加熱裝置可為澆注到澆注內(nèi)膽中的金屬液提供持續(xù)的加熱，還可通過無(wú)線型熱電偶溫度變送器監(jiān)測(cè)澆注內(nèi)膽的溫度，保證金屬液在澆注過程中保持較高的溫度，保證金屬液具有良好的充型能力；
[0020](3)在本實(shí)用新型的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置中還為澆注內(nèi)膽配置有保溫裝置，保溫裝置能夠有效防止?jié)沧⑦^程中金屬液熱量的大量散失；
[0021](4)本實(shí)用新型的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置中的澆注裝置可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在離心燒注的同時(shí)，保證鑄件和金屬液處于較高的溫度，可鑄造出0.3mm?0.5mm之間形狀復(fù)雜無(wú)缺陷薄壁零件。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置的俯視結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2是本實(shí)用新型的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置中離心澆注裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖3是本實(shí)用新型的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置的導(dǎo)流裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖中，1.澆注裝置殼體，2.加熱爐膽，3.保溫材料，4.澆注內(nèi)膽，5.加熱絲，6.熱電偶探針，7.導(dǎo)流槽，8.熔煉裝置，9.裝置殼體，10.離心澆注裝置，11.離心底盤，12.導(dǎo)流裝置，13.熔煉腔，14.澆注腔，15第一導(dǎo)流斜面，16.第二導(dǎo)流斜面，17.第三導(dǎo)流斜面，18.澆注口。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0027]本實(shí)用新型的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括有裝置殼體9，裝置殼體9上端設(shè)置有上蓋，裝置殼體9內(nèi)對(duì)稱設(shè)置有熔煉腔13和澆注腔14，熔煉腔13內(nèi)設(shè)置有熔煉裝置8，澆注腔14內(nèi)設(shè)有離心澆注裝置10，上蓋與熔煉腔13、澆注腔之14間設(shè)置有熔煉裝置8翻轉(zhuǎn)空間。
[0028]熔煉裝置8包括有坩堝，坩堝的外壁上設(shè)置有電感線圈，坩堝固定于翻轉(zhuǎn)架內(nèi)，翻轉(zhuǎn)架依次與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及翻轉(zhuǎn)電控按鈕連接，翻轉(zhuǎn)電控按鈕設(shè)置于裝置殼體9外壁上。
[0029]其中，熔煉裝置8內(nèi)供坩堝翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)裝置，主要利用了傳動(dòng)軸的傳動(dòng)供坩堝產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)的動(dòng)力，傳動(dòng)軸一端為用于延伸至裝置殼體9內(nèi)的動(dòng)力輸出端,另一端為用于延伸至裝置殼體9外的動(dòng)力輸入端，該翻轉(zhuǎn)裝置還通過外傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)軸的動(dòng)力輸入端連接，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的液壓缸，傳動(dòng)軸的動(dòng)力輸入端直接與翻轉(zhuǎn)架固連，或通過內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與翻轉(zhuǎn)架連接，以帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)架翻轉(zhuǎn)的連接段，本發(fā)明中的翻轉(zhuǎn)裝置翻轉(zhuǎn)角度小于120°。
[0030]上蓋上設(shè)置有有機(jī)玻璃窗，紅外線測(cè)溫儀通過有機(jī)玻璃窗對(duì)準(zhǔn)坩堝即可監(jiān)測(cè)到坩禍內(nèi)的溫度。
[0031]裝置殼體9外接有真空系統(tǒng)；真空系統(tǒng)包括有真空泵、真空閥體、真空檢測(cè)儀表組成，真空系統(tǒng)為現(xiàn)有真空系統(tǒng)。
[0032]離心澆注裝置10，包括有澆注裝置殼體I，澆注裝置殼體I內(nèi)設(shè)置有澆注內(nèi)膽4，澆注內(nèi)膽4的下端穿過澆注裝置殼體I的底部與離心底盤11連接，澆注內(nèi)膽4的上端與導(dǎo)流裝置12連通，澆注內(nèi)膽4的外部套接有加熱爐膽2，加熱內(nèi)膽2的外壁上纏繞有加熱絲5，加熱爐膽2與澆注裝置殼體I之間空余部分設(shè)置有保溫材料3 ;加熱絲5與加熱爐膽2兩側(cè)壁的間隙相等。離心底盤11的截面為圓形，離心底盤11整體呈圓柱狀。
[0033]離心澆注裝置10的外部設(shè)置有無(wú)線熱電偶溫度變送器，無(wú)線熱電偶溫度變送器包括有熱電偶探針6和熱電偶顯示屏；熱電偶探針6插入澆注裝置殼體I的保溫材料3內(nèi)位于加熱爐膽2 —側(cè)壁處，熱電偶顯示屏設(shè)置于裝置殼體9的外部。
[0034]澆注裝置殼體I的上表面設(shè)置有凹臺(tái)，導(dǎo)流裝置12設(shè)置于凹臺(tái)內(nèi)，導(dǎo)流裝置12，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括有導(dǎo)流槽7和設(shè)置于導(dǎo)流槽7下端的澆注口 18，導(dǎo)流槽7通過澆注口 18與澆注內(nèi)膽4連通。導(dǎo)流槽7結(jié)構(gòu)為:包括有設(shè)置于導(dǎo)流裝置12內(nèi)兩側(cè)的第一導(dǎo)流斜面15和第三導(dǎo)流斜面17，第一導(dǎo)流斜面15的下端連接有第二導(dǎo)流斜面16，第二導(dǎo)流斜面16的下端與澆注口 14的一端連接，第三導(dǎo)流斜面17的下端與澆注口 14的另一端連接，第一導(dǎo)流斜面15與導(dǎo)流裝置上表面呈55°的夾角，第一導(dǎo)流斜面15和第二導(dǎo)流斜面16之間呈135°的夾角，第三導(dǎo)流斜面17與導(dǎo)流裝置下表面呈70°的夾角，第一導(dǎo)流斜面15的長(zhǎng)度小于第三導(dǎo)流斜面17長(zhǎng)度，第三導(dǎo)流斜面17長(zhǎng)度小于第二導(dǎo)流斜面16的長(zhǎng)度。
[0035]實(shí)施例1
[0036]步驟1、將鈦合金金屬固體放入裝置殼體9內(nèi)的坩堝中，啟動(dòng)冷卻水循環(huán)，水壓表顯示正常后啟動(dòng)真空系統(tǒng)，調(diào)整裝置殼體9內(nèi)的氣壓值:
[0037]步驟1.1、取鈦合金金屬固體，其中鈦合金金屬固體為T1-6A1_4V ；
[0038]步驟1.2、將步驟1.1中的鈦合金金屬固體放入裝置殼體9內(nèi)的坩堝中，鈦合金金屬固體的體積不超過坩堝體積的80% ；
[0039]步驟1.3、啟動(dòng)冷卻水循環(huán)，保證真空系統(tǒng)中的真空泵組、坩堝外壁的感應(yīng)線圈以及電源維持正常的工作溫度；
[0040]之后，將真空系統(tǒng)與裝置殼體9內(nèi)連通，對(duì)裝置殼體9內(nèi)進(jìn)行抽真空，待裝置殼體9內(nèi)的氣壓值為0.0lPa,關(guān)閉真空系統(tǒng)；
[0041]步驟1.4、經(jīng)步驟1.3抽真空處理后，將氬氣瓶與裝置殼體9內(nèi)連通，向裝置殼體9內(nèi)輸入氬氣，利用氬氣進(jìn)行一次或多次沖刷，待裝置殼體9外接的機(jī)械壓力表上顯示的壓力值為0.02MPa?0.08MPa，停止給裝置殼體9內(nèi)供應(yīng)氬氣。
[0042]步驟2、將步驟I中的鈦合金金屬固體熔煉和鑄型預(yù)熱處理:
[0043]接通電源，開啟裝置殼體9內(nèi)的熔煉裝置8，在真空度為0.0 IPa并有氬氣保護(hù)的條件下，利用真空感應(yīng)原理，用電感線圈對(duì)坩堝內(nèi)的鈦合金金屬固體進(jìn)行熔煉，熔煉溫度控制為1700°C?1800°C，得到鈦合金金屬液；
[0044]在熔煉金屬液的過程中，通過紅外線測(cè)溫儀可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)坩堝內(nèi)的溫度變化，坩堝的熔煉溫度與待熔煉金屬的熔點(diǎn)有關(guān)，即根據(jù)待熔煉金屬的熔點(diǎn)確定熔煉溫度。
[0045]坩堝中的溫度升高到1000°C時(shí)，啟動(dòng)離心澆注裝置10內(nèi)的加熱絲5，加熱絲5開始對(duì)加熱爐膽2進(jìn)行加熱，加熱爐膽2同時(shí)加熱澆注內(nèi)膽4至熱電偶顯示屏顯示溫度為800°C?900°C，即完成澆注內(nèi)膽的鑄型預(yù)熱處理。
[0046]步驟3、將經(jīng)步驟2鑄型預(yù)熱處理的鈦合金金屬液澆注到澆注內(nèi)膽4內(nèi):
[0047]步驟3.1、啟動(dòng)翻轉(zhuǎn)電控按鈕，坩堝產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，將溫度為1700°C?1800°C的鈦合金金屬液倒入導(dǎo)流槽7內(nèi)，鈦合金金屬液經(jīng)導(dǎo)流槽7、澆注口 18進(jìn)入澆注內(nèi)膽4內(nèi)，澆注鈦合金金屬液要控制在8s內(nèi)完成；
[0048]步驟3.2、經(jīng)步驟3.1完成澆注5min?30min后，關(guān)閉離心加熱澆注裝置電源，澆注內(nèi)膽4停止旋轉(zhuǎn)，加熱絲5停止加熱，待真空感應(yīng)爐在循環(huán)冷水的作用下冷卻至常溫，冷卻的目的是防止開爐后薄壁鈦合金鑄件和坩堝被氧化，待坩堝徹底變暗，從視窗看不見為止，這個(gè)時(shí)間為Ih?3h。
[0049]步驟4、打開上蓋，取下導(dǎo)流裝置12，將導(dǎo)流裝置12置于烘箱中烘干，防止大量吸氣而降低下一次抽真空效率，取出澆注內(nèi)膽4中薄壁鈦合金鑄件即可。
【權(quán)利要求】
1.帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置，其特征在于，包括有裝置殼體(9)，所述裝置殼體(9)上端設(shè)置有上蓋，所述裝置殼體(9)內(nèi)對(duì)稱設(shè)置有熔煉腔(13)和澆注腔(14)，所述熔煉腔(13)內(nèi)設(shè)置有熔煉裝置(8)，所述澆注腔(14)內(nèi)設(shè)有離心澆注裝置(10)，所述上蓋與所述熔煉腔(13)、澆注腔之(14)間設(shè)置有所述熔煉裝置(8)翻轉(zhuǎn)空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置，其特征在于，所述熔煉裝置(8)包括有坩堝，所述坩堝的外壁上設(shè)置有電感線圈，所述坩堝固定于翻轉(zhuǎn)架內(nèi)，所述翻轉(zhuǎn)架依次與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及翻轉(zhuǎn)電控按鈕連接，所述翻轉(zhuǎn)電控按鈕設(shè)置于裝置殼體(9)外壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置，其特征在于，所述上蓋上設(shè)置有有機(jī)玻璃窗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置，其特征在于，所述裝置殼體(9)外接有真空系統(tǒng)和氬氣瓶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置，其特征在于，所述離心澆注裝置(10)，包括有澆注裝置殼體(1)，所述澆注裝置殼體(I)內(nèi)設(shè)置有澆注內(nèi)膽(4)，所述澆注內(nèi)膽(4)的下端穿過所述澆注裝置殼體(I)的底部與離心底盤(11)連接，所述澆注內(nèi)膽(4)的上端與導(dǎo)流裝置(12)連通，所述澆注內(nèi)膽(4)的外部套接有加熱爐膽(2)，所述加熱內(nèi)膽(2)的外壁上纏繞有加熱絲(5)，所述加熱爐膽(2)與澆注裝置殼體(I)之間空余部分設(shè)置有保溫材料(3 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置，其特征在于，所述加熱絲(5)與所述加熱爐膽(2)兩側(cè)壁的間隙相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置，其特征在于，所述離心底盤(11)為圓柱形。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置，其特征在于，所述離心澆注裝置(10 )外部設(shè)置有無(wú)線熱電偶溫度變送器，所述無(wú)線熱電偶溫度變送器包括有熱電偶探針(6)和熱電偶顯示屏，所述熱電偶探針(6)設(shè)置于保溫材料(3)內(nèi)靠近加熱爐膽(2)一側(cè)壁處，所述熱電偶顯示屏設(shè)置于裝置殼體(9)的外部。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流裝置(12)包括有導(dǎo)流槽(7)和設(shè)置于導(dǎo)流槽(7)下端的澆注口( 18)，所述澆注口( 18)與所述澆注內(nèi)膽(4)連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶有加熱保溫裝置的真空離心鑄造裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流槽(7)結(jié)構(gòu)為:包括有設(shè)置于導(dǎo)流裝置(12)內(nèi)兩側(cè)的第一導(dǎo)流斜面(15)和第三導(dǎo)流斜面(17)，所述第一導(dǎo)流斜面(15)的下端連接有第二導(dǎo)流斜面(16)，所述第二導(dǎo)流斜面(16)的下端與所述澆注口(18)的一端連接，所述第三導(dǎo)流斜面(17)的下端與所述澆注口(18)的另一端連接，所述第一導(dǎo)流斜面(15)與所述導(dǎo)流裝置(12)上表面呈55°的夾角，所述第一導(dǎo)流斜面(15)和所述第二導(dǎo)流斜面(16)之間呈135°的夾角，所述第三導(dǎo)流斜面(17)與導(dǎo)流裝置(12)下表面呈70°的夾角。
【文檔編號(hào)】B22D27/04GK203380346SQ201320445280
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月24日
【發(fā)明者】屈銀虎, 劉新峰, 王鳳, 梁濤 申請(qǐng)人:西安工程大學(xué)