多功能反重力鑄造物理模擬裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種多功能反重力鑄造物理模擬裝置，包括下罐壓力系統(tǒng)、上罐壓力系統(tǒng)、水浴加熱系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)，所述的裝置的配料為有機(jī)玻璃、聚碳酸酯或玻璃。本發(fā)明選用類(lèi)金屬有機(jī)物，如丁二腈作為模型合金，實(shí)現(xiàn)模型合金的低壓鑄造、差壓鑄造、調(diào)壓鑄造或真空吸鑄過(guò)程，可直觀地觀測(cè)模型合金在反重力條件下的充型規(guī)律，最終獲得反重力鑄造過(guò)程中，鑄件澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和反重力鑄造設(shè)備工藝參數(shù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多功能反重力鑄造物理模擬裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模擬裝置，尤其是一種多功能反重力鑄造物理模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入新世紀(jì)，我國(guó)航空、航天、航海等應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)和武器裝備的使用要求越來(lái)越高，這些裝備的關(guān)鍵支撐件，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)主減機(jī)匣，對(duì)復(fù)雜薄壁鋁合金構(gòu)件的需求越來(lái)越明顯。復(fù)雜薄壁件的鑄造技術(shù)已成為國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。對(duì)于這些復(fù)雜薄壁、多油路的鎂、鋁合金結(jié)構(gòu)件，利用反重力鑄造可以增強(qiáng)合金液的補(bǔ)縮能力，減少冷隔、欠鑄等鑄造缺陷。
[0003]反重力鑄造興起于20世紀(jì)50年代，它是指通過(guò)控制坩堝所在熔煉室內(nèi)外的壓強(qiáng)，在坩堝內(nèi)的合金液上方形成一定的壓強(qiáng)差(壓差)，迫使合金液在壓差的作用下，沿升液管自下而上克服重力及其它阻力充填鑄型，并在一定壓力下獲得鑄件的一種方法。
[0004]根據(jù)反重力鑄造壓差的不同形成方式，將其分為低壓鑄造、差壓鑄造、調(diào)壓鑄造及真空吸鑄。低壓鑄造是將鑄型置于大氣壓下，合金液所在坩堝置于下罐中，通過(guò)實(shí)時(shí)控制下罐的壓強(qiáng)，迫使合金液沿升液管以一定的速度充型，當(dāng)合金液充滿(mǎn)鑄型并完全凝固后，對(duì)下罐卸壓，使得剩余的合金液從升液管倒回至坩堝，節(jié)省合金原材料。與低壓不同的是，差壓鑄造是將鑄型也置于壓力釜，即上罐內(nèi)，通過(guò)控制上下罐的壓強(qiáng)，產(chǎn)生壓差，壓差不但驅(qū)動(dòng)合金液充型，而且合金液的凝固過(guò)程也是在一定壓差作用下完成的。調(diào)壓鑄造，是指合金液在負(fù)壓下充型，在正壓下凝固，設(shè)備結(jié)構(gòu)非常接近于差壓鑄造。真空吸鑄過(guò)程是指，合金液在較大的負(fù)壓下充型，因 此充型速度往往很快。
[0005]在反重力鑄造的實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)探索研究中，王忠等基于鑄件/鑄型的傳熱學(xué)理論(王忠，牛曉峰，侯華.低壓鑄造下凝固過(guò)程縮孔縮松的預(yù)測(cè)方法研究.鑄造.2011,60(10):983-987)，研究了低壓鑄造下鑄件縮孔、縮松缺陷的形態(tài)，考慮到低壓鑄造補(bǔ)縮具有重力補(bǔ)縮和壓力補(bǔ)縮雙重性質(zhì)的規(guī)律，以及壓力對(duì)臨界固相率的影響，提出了一種新的預(yù)測(cè)低壓鑄造下縮孔縮松預(yù)測(cè)的方法，并其進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算。后進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果顯示與實(shí)際吻合度較高。
[0006]米國(guó)發(fā)等研究了差壓鑄造不同工藝參數(shù)對(duì)A357合金二次枝晶間距的影響(米國(guó)發(fā)，文濤，王狂飛等.差壓鑄造凝固條件對(duì)A357合金二次枝晶的影響.鑄造.2007, 56 (2): 137-140)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，安放冷鐵的石英砂型減小二次枝晶間距的能力最強(qiáng)；由于端部的激冷效應(yīng)，離冷端越近，二次枝晶間距越??；壓力對(duì)二次枝晶間距沒(méi)有明顯的影響；為了獲得Obmax(最大抗拉強(qiáng)度)≤320MPa的鑄件，二次枝晶間距應(yīng)控制在55 μ m以下，即Vl(局部凝固速度)≤0.23°C/s。
[0007]利用反重力鑄造方法，澆鑄尺寸較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件時(shí)，如要求較高的充型速度，往往采用帶吸鑄室的真空吸鑄工藝，即CLA(Counter-gravity Low-pressureCasting)法(陳善賢，郝啟堂，李強(qiáng)等.真空吸鑄設(shè)備的發(fā)展與展望.鑄造技術(shù).2012, 33 (12): 1478-1481.)，將鑄型置于吸鑄室內(nèi)，密封室下降，直澆道浸入液態(tài)金屬中，啟動(dòng)真空泵將吸鑄室抽成負(fù)壓狀態(tài)，液態(tài)金屬同時(shí)被吸入鑄型。鑄型內(nèi)合金液凝固后，解除吸鑄室的真空狀態(tài)，澆道及升液管內(nèi)尚未凝固的金屬液回流至坩堝，取出鑄型，清理后得到鑄件。
[0008]應(yīng)用真空吸鑄工藝時(shí)，有學(xué)者認(rèn)為充型速度過(guò)快，對(duì)于復(fù)雜薄壁件而言，會(huì)在鑄件內(nèi)部產(chǎn)生大量氣孔缺陷。為證明此觀點(diǎn)，根據(jù)相似原理設(shè)計(jì)制作了真空吸鑄葉輪鑄件的水力模擬實(shí)驗(yàn)裝置(孫遜，王君卿.真空吸鑄葉輪鑄件水力模擬試驗(yàn)研究.特種鑄造及有色合金.1998，(6): 18-21)，研究了水充填模型型腔過(guò)程中型內(nèi)壓力和充型速度變化規(guī)律，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了合理的充型工藝參數(shù)，并將其應(yīng)用于實(shí)際葉輪吸鑄試驗(yàn)中，消除了鑄件內(nèi)的大面積氣孔缺陷。
[0009]目前反重力鑄造工藝，應(yīng)用于復(fù)雜薄壁鋁、鎂合金鑄件方面，仍有一些問(wèn)題急待解決:
1).充型過(guò)程中，型內(nèi)具有較高的氣體反壓力(真空吸鑄除外)，影響了液態(tài)合金的充型能力，導(dǎo)致反重力鑄造在壓強(qiáng)精確控制方面難度很大；
2).低壓、差壓鑄造時(shí)，型內(nèi)殘余氣體，極易與鋁、鎂合金液表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧化膜，導(dǎo)致卷入合金液形成夾渣和氣孔，形成鑄造缺陷，這類(lèi)缺陷在型腔內(nèi)的分布與充型速度間的關(guān)系沒(méi)有摸清；
3).關(guān)于液態(tài)金屬的充填形態(tài)對(duì)復(fù)雜薄壁鑄件凝固過(guò)程的影響，文獻(xiàn)研究較少，尤其是金屬液回流規(guī)律與壓差間的關(guān)系方面，科技工作者仍然缺乏對(duì)反重力鑄造充型規(guī)律的認(rèn)識(shí)；
4).現(xiàn)有的水力學(xué)物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置功能單一，不能涵蓋低壓、差壓、調(diào)壓和真空吸鑄等反重力鑄造過(guò)程；現(xiàn)有的物理模擬裝置中，模型介質(zhì)多為水，無(wú)法模擬金屬的凝固過(guò)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題，利用相似準(zhǔn)則，自行研制一種多功能反重力鑄造物理模擬裝置，利用該裝置:可定量地研究反重力鑄造過(guò)程中，液面上升速率與壓差間的函數(shù)關(guān)系，有助于實(shí)現(xiàn)反重力鑄造的精確壓差控制；可研究夾渣和卷氣隨充型流動(dòng)的分布規(guī)律，有助于工藝人員避免和消除這類(lèi)缺陷在反重力鑄造過(guò)程中產(chǎn)生；可實(shí)現(xiàn)多次模型液態(tài)介質(zhì)沿升液管的回流實(shí)驗(yàn)，有助于摸清真實(shí)合金液的回流規(guī)律；該裝置如選用低熔點(diǎn)的類(lèi)金屬有機(jī)物(丁二靜)，則可以實(shí)現(xiàn)反重力鑄造的凝固過(guò)程實(shí)驗(yàn)，用于研究真實(shí)合金液在反重力鑄造過(guò)程中，充型完畢后的凝固規(guī)律。
[0011]本發(fā)明的具體技術(shù)方案是，多功能反重力鑄造物理模擬裝置包括下罐壓力系統(tǒng)、上罐壓力系統(tǒng)、水浴加熱系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)，下罐壓力系統(tǒng)包括下罐、承力蓋板、承力底板、下罐加壓閥，所述的下罐罐口通過(guò)密封形式安裝有承力蓋板，內(nèi)部設(shè)置有安裝水浴系統(tǒng)的下承力板，罐體上設(shè)置有下罐卸壓閥、與加壓裝置相連接的下罐加壓閥、下罐壓力表；上罐壓力系統(tǒng)包括上罐、上罐加壓閥、上罐抽氣閥，所述的上罐的罐口向下，可密封安裝在所述下罐罐口上，上罐罐體上設(shè)置有上罐卸壓閥、與加壓裝置連接的上罐加壓閥、與抽氣裝置連接的上罐抽氣閥、上罐壓力表及測(cè)溫設(shè)備；水浴加熱系統(tǒng)包括設(shè)置在下罐體內(nèi)的下承力底板上的水浴容器、設(shè)置在水浴容器內(nèi)的水浴坩堝、測(cè)量水浴容器內(nèi)液體溫度的測(cè)溫設(shè)備及加熱液體的加熱設(shè)備；澆注系統(tǒng)包括升液管，所述的升液管的下端浸沒(méi)在水浴坩堝內(nèi)液體的液面以下、上端穿過(guò)承力蓋板與鑄型的型腔相連，所述的升液管與承力蓋板密封。
[0012]所述的上罐、下罐、承力蓋板的材料為有機(jī)玻璃或聚碳酸酯；水浴坩堝、水浴容器、升液管的材料為玻璃；下罐體上還可以設(shè)置有玻璃觀察窗；水浴容器內(nèi)的介質(zhì)體為水，水浴坩堝內(nèi)的介質(zhì)為水或溶點(diǎn)低于水的沸點(diǎn)的類(lèi)金屬有機(jī)物，如丁二腈，在水浴坩堝內(nèi)的介質(zhì)里還可以包括可溶的示蹤粒子(如有機(jī)溴化物等)；下罐的罐口設(shè)置有法蘭邊，在法蘭邊上設(shè)置有梯形槽，槽內(nèi)安裝有密封膠圈，上罐的罐口配合的安裝，在密封膠圈的上部；所述的下罐的罐口設(shè)置有上寬下窄的臺(tái)階，承力蓋板配合的安裝在臺(tái)階上，在所述的配合處設(shè)置有密封膠圈，在下罐和承力蓋板之間設(shè)置有由兩個(gè)連桿連接的活鉸鏈，所述的活鉸鏈一端固定在下罐罐體上，另一端設(shè)置在承力蓋板上，且至少一個(gè)所述的連桿具有彈性，所述的承力蓋板上固定安裝有鎖緊墊圈，活鉸鏈的一端固定在鎖緊墊圈上；所述的升液管上設(shè)置有凸起，承力蓋板上設(shè)置有與 凸起相配合的槽，所述的凸起配合的安裝在槽內(nèi)，與所述的槽配合的一面設(shè)置有膠圈，另一面可以通過(guò)設(shè)置在承力蓋板上的滑動(dòng)檔片將膠圈壓緊；所述的抽氣裝置包括與抽氣電機(jī)連接的真空泵，真空泵連接負(fù)壓罐，負(fù)壓罐通過(guò)氣管與上罐抽氣閥連接，所述的負(fù)壓罐上設(shè)置有真空傳感器；所述的加壓裝置包括與加壓電機(jī)相連的充氣泵，充氣泵通過(guò)氣管與上罐加壓閥和/或下罐加壓閥連接，所述的加壓裝置可以為一套；所述的測(cè)溫設(shè)備與加熱設(shè)備與溫控柜連接，測(cè)溫設(shè)備為熱電偶傳感器，加熱設(shè)備為電加熱管；所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置安裝在支撐系統(tǒng)上。
[0013]上、下罐壓力系統(tǒng)的工作原理為:加壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作帶動(dòng)充氣泵，通過(guò)氣管對(duì)上、下罐進(jìn)行充氣加壓。當(dāng)上罐加壓閥關(guān)閉、下罐加壓閥打開(kāi)時(shí)，只對(duì)下罐進(jìn)行加壓；當(dāng)上罐加壓閥打開(kāi)、下罐加壓閥關(guān)閉時(shí)，只對(duì)上罐進(jìn)行加壓。當(dāng)壓力表顯示的氣壓值達(dá)到所設(shè)定值時(shí)，壓控箱控制電動(dòng)機(jī)停止工作，停止加壓。抽真空時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)真空泵工作，對(duì)負(fù)壓罐進(jìn)行抽真空，將上罐抽氣閥打開(kāi)，對(duì)上罐進(jìn)行抽真空。當(dāng)真空計(jì)顯示的真空值達(dá)到所設(shè)定值時(shí)，真空傳感器控制電動(dòng)機(jī)停止工作，停止抽真空。
[0014]水浴加熱系統(tǒng)的工作原理為，電加熱管將水浴加熱至設(shè)定溫度(Ttl)，熱電偶將Ttl反饋給溫控柜，溫控柜發(fā)出通電信號(hào)給電加熱管，電加熱管持續(xù)加熱。當(dāng)水浴溫度> T0時(shí)，熱電偶將水浴溫度值反饋給溫控柜，溫控柜發(fā)出斷電信號(hào)給電加熱管，電加熱管停止加熱。當(dāng)水浴溫度< Ttl時(shí)，同理電加熱管開(kāi)始加熱。
[0015]澆注系統(tǒng)的工作原理為，模型合金在上、下罐壓強(qiáng)差的作用下，經(jīng)升液管注入鑄型型腔內(nèi)，當(dāng)模型合金開(kāi)始凝固時(shí)，卸去壓強(qiáng)差，模型合金回流至模型合金坩堝內(nèi)。
[0016]本發(fā)明所提裝置的多功能性體現(xiàn)在，它可實(shí)現(xiàn)低壓鑄造物理模擬、差壓鑄造物理模擬、調(diào)壓鑄造物理模擬或真空吸鑄物理模擬，以下將分別介紹。
[0017]I).低壓鑄造物理模擬
將上罐卸去、下罐加壓閥關(guān)閉，放置澆注系統(tǒng)，啟動(dòng)下罐加壓系統(tǒng)，對(duì)下罐進(jìn)行加壓(最大壓強(qiáng)為3Bar)產(chǎn)生壓差△ P，選取模型液體介質(zhì)為水，在水中加入示蹤粒子后，可直觀地觀測(cè)，低壓鑄造條件下鑄型內(nèi)模型液態(tài)介質(zhì)的充型流動(dòng)規(guī)律；
2).差壓鑄造物理模擬
安裝上罐與下罐緊密配合，放置澆注系統(tǒng)，啟動(dòng)上、下罐加壓系統(tǒng)，打開(kāi)上罐加壓閥和下罐加壓閥，對(duì)上、下罐同時(shí)加壓，達(dá)到設(shè)定值Ptl時(shí)，通過(guò)上罐卸壓孔卸壓(減壓法)或者關(guān)閉上罐加壓閥繼續(xù)對(duì)下罐進(jìn)行加壓(增壓法)。這兩種方法，均可產(chǎn)生△ P，選取模型液體介質(zhì)(36)為水，在水中加入示蹤粒子后，可直觀地觀測(cè)，差壓鑄造條件下，鑄型內(nèi)模型介質(zhì)充型流動(dòng)規(guī)律；
3).調(diào)壓鑄造物理模擬
安裝上罐與下罐緊密配合，放置澆注系統(tǒng)，同時(shí)啟動(dòng)上罐抽真空系統(tǒng)和下罐加壓系統(tǒng)，產(chǎn)生△ P，使模型液態(tài)介質(zhì)，在負(fù)壓下充填鑄型；選取模型液體介質(zhì)為水，在模型液態(tài)介質(zhì)中加入示蹤粒子后，可直觀地觀測(cè)，調(diào)壓鑄造條件下，鑄型內(nèi)模型液態(tài)介質(zhì)的充型流動(dòng)規(guī)律；
4).真空吸鑄物理模擬
安裝上罐與下罐緊密配合，放置澆注系統(tǒng)，關(guān)閉上罐加壓閥，打開(kāi)上罐抽氣閥，啟動(dòng)上罐抽真空系統(tǒng)，將上罐的氣壓降至設(shè)定值(最小為IOOPa)，在上、下罐間產(chǎn)生Λ p，使模型液態(tài)介質(zhì)，在負(fù)壓下充填鑄型。選取模型液體介質(zhì)為水，在模型液態(tài)介質(zhì)中加入示蹤粒子后，可直觀地觀測(cè)，真空吸鑄條件下，鑄型內(nèi)模型液態(tài)介質(zhì)的充型流動(dòng)規(guī)律；
5).如將模型液態(tài)介質(zhì)換成低熔點(diǎn)的類(lèi)金屬有機(jī)物(如丁二腈)，置于水浴坩堝內(nèi)，啟動(dòng)水浴加熱系統(tǒng)(功率為2kw，水浴加熱至100°C )，將類(lèi)金屬有機(jī)物加熱熔化至液態(tài)。然后啟動(dòng)真空或加壓系統(tǒng)，可分別在上述低壓鑄造物理模擬實(shí)驗(yàn)、差壓鑄造物理模擬實(shí)驗(yàn)、調(diào)壓鑄造物理模擬實(shí)驗(yàn)或真空吸鑄物理模擬實(shí)驗(yàn)中，模擬實(shí)際合金在反重力鑄造條件下的凝固過(guò)程。
[0018]本裝置選用類(lèi)金屬有機(jī)物，如丁二腈作為模型合金，通過(guò)水浴加熱系統(tǒng)熔化模型合金，借助上、下罐獨(dú)立的抽真空和加壓系統(tǒng)，產(chǎn)生反重力鑄造過(guò)程中的壓差，實(shí)現(xiàn)模型合金的低壓鑄造、差壓鑄造、調(diào)壓鑄造或真空吸鑄過(guò)程。利用該物理模擬裝置，可直觀地觀測(cè)模型合金在反重力條件下的充型規(guī)律，包括壓差對(duì)模型合金充型速度的影響規(guī)律，壓差對(duì)模型合金凝固收縮的影響規(guī)律，壓差與模型合金缺陷形式和位置的影響關(guān)系。從而進(jìn)行反重力鑄造工藝參數(shù)優(yōu)化研究，最終獲得反重力鑄造過(guò)程中，鑄件澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和反重力鑄造設(shè)備工藝參數(shù)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為上、下罐密封結(jié)構(gòu)及承力底板預(yù)安裝狀態(tài)示意圖；
圖3為上、下罐密封結(jié)構(gòu)及承力底板預(yù)壓緊狀態(tài)示意圖；
圖4為升液管與承力壓板安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖所示，多功能反重力鑄造物理模擬裝置包括下罐壓力系統(tǒng)、上罐壓力系統(tǒng)、水浴加熱系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)，下罐壓力系統(tǒng)包括下罐1、承力板21、下承力底板2、下罐加壓閥6，所述的下罐I的罐口通過(guò)密封形式安裝有承力蓋板21，內(nèi)部設(shè)置有安裝水浴系統(tǒng)的下承力板2，罐體上設(shè)置有下罐卸壓閥5、與加壓裝置相連接的下罐加壓閥6、下罐壓力表22 ;上罐壓力系統(tǒng)罐口向下，可密封安裝在所述下罐I罐口上的上罐17，上罐17罐體上設(shè)置有上罐卸壓閥15、與加壓裝置連接的上罐加壓閥13、與抽氣裝置連接的上罐抽氣閥14、上罐壓力表18及測(cè)溫設(shè)備19 ;水浴加熱系統(tǒng)包括設(shè)置在下罐I罐體內(nèi)的下承力底板2上的水浴容器4、設(shè)置在水浴容器4內(nèi)的水浴坩堝3、測(cè)量水浴容器4內(nèi)液體溫度的測(cè)溫設(shè)備24及加熱液體的加熱設(shè)備23 ;澆注系統(tǒng)包括升液管26，所述的升液管26的下端浸沒(méi)在水浴坩堝3內(nèi)液體的液面以下、上端穿過(guò)承力蓋板21與鑄型16的型腔相連，所述的升液管26與承力蓋板21密封，所述的上罐17、下罐1、承力蓋板21的材料為有機(jī)玻璃或聚碳酸酯；水浴坩堝3、水浴容器4、升液管26的材料為玻璃。所述的下罐I體上還可以設(shè)置有玻璃觀察窗27。所述的水浴容器4內(nèi)的介質(zhì)體為水，水浴坩堝3內(nèi)的介質(zhì)為水或溶點(diǎn)低于水的沸點(diǎn)的類(lèi)金屬有機(jī)物，如丁二腈。所述的在水浴坩堝3內(nèi)的介質(zhì)里還可以包括可溶的示蹤粒子，包括有機(jī)溴化物。所述的下罐I的罐口設(shè)置有法蘭邊30，在法蘭邊30上設(shè)置有梯形槽，槽內(nèi)安裝有密封膠圈31，上罐17的罐口配合的安裝在密封膠圈31的上部；所述的下罐I的罐口設(shè)置有上寬下窄的臺(tái)階，承力蓋板21配合的安裝在臺(tái)階上，在所述的配合處設(shè)置有密封膠圈32，在下罐I和承力蓋板21之間設(shè)置有由兩個(gè)連桿連接的活鉸鏈33，所述的活鉸鏈33 —端固定在下罐I罐體上，另一端設(shè)置在承力蓋板21上，且至少有一個(gè)連桿具有彈性。所述的承力蓋板21上固定安裝有鎖緊墊圈34，活鉸鏈33的一端固定在鎖緊墊圈34上。所述的升液管26上設(shè)置有凸起28，承力蓋板21上設(shè)置有與凸起28相配合的槽，所述的凸起28配合的安裝在槽內(nèi)，與所述的槽配合的一面設(shè)置有膠圈29，另一面可以通過(guò)設(shè)置在承力蓋板21上的滑動(dòng)檔片40將膠圈壓緊。所述的抽氣裝置包括與抽氣電機(jī)10連接的真空泵11，真空泵11連接負(fù)壓罐12，負(fù)壓罐12通過(guò)氣管與上罐抽氣閥14連接，所述的負(fù)壓罐12上設(shè)置有真空傳感器41 ;所述的加壓裝置包括與加壓電機(jī)9相連的充氣泵8，充氣泵8通過(guò)氣管與上罐加壓閥13和下罐加壓閥6連接，所述的測(cè)溫設(shè)備19、24與加熱設(shè)備23與溫控柜7連接，測(cè)溫設(shè)備19、24為熱電偶傳感器，加熱設(shè)備23為電加熱管。所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置安裝在支撐系統(tǒng)25上。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能反重力鑄造物理模擬裝置，其特征是，所述的裝置包括下罐壓力系統(tǒng)、上罐壓力系統(tǒng)、水浴加熱系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)，下罐壓力系統(tǒng)包括下罐[I]、承力板[21]、下承力底板[2]、下罐加壓閥[6]，所述的下罐[I]的罐口通過(guò)密封形式安裝有承力蓋板[21]，內(nèi)部設(shè)置有安裝水浴系統(tǒng)的下承力板[2]，罐體上設(shè)置有下罐卸壓閥[5]、與加壓裝置相連接的下罐加壓閥[6]、下罐壓力表[22];上罐壓力系統(tǒng)罐口向下，可密封安裝在所述下罐[I]罐口上的上罐[17]，上罐[17]罐體上設(shè)置有上罐卸壓閥[15]、與加壓裝置連接的上罐加壓閥[13]、與抽氣裝置連接的上罐抽氣閥[14]、上罐壓力表[18]及測(cè)溫設(shè)備[19];水浴加熱系統(tǒng)包括設(shè)置在下罐[I]罐體內(nèi)的下承力底板[2]上的水浴容器[4]、設(shè)置在水浴容器[4]內(nèi)的水浴坩堝[3]、測(cè)量水浴容器[4]內(nèi)液體溫度的測(cè)溫設(shè)備[24]及加熱液體的加熱設(shè)備[23];澆注系統(tǒng)包括升液管[26]，所述的升液管[26]的下端浸沒(méi)在水浴坩堝[3]內(nèi)液體的液面以下、上端穿過(guò)承力蓋板[21]與鑄型[16]的型腔相連，所述的升液管[26]與承力蓋板[21]密封，所述的上罐[17]、下罐[I]、承力蓋板[21]的材料為有機(jī)玻璃或聚碳酸酯；水浴坩堝[3]、水浴容器[4]、升液管[26]的材料為玻璃。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置，其特征是，所述的下罐[I]體上還可以設(shè)置有玻璃觀察窗[27]。
3.如權(quán)利要求1所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置，其特征是，所述的水浴容器[4]內(nèi)的介質(zhì)體為水，水浴坩堝[3]內(nèi)的介質(zhì)為水或溶點(diǎn)低于水的沸點(diǎn)的類(lèi)金屬有機(jī)物。
4.如權(quán)利要求3所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置，其特征是，所述的水浴坩堝[3]內(nèi)的介質(zhì)為丁二 腈。
5.如權(quán)利要求3或4所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置，其特征是，所述的在水浴坩堝[3]內(nèi)的介質(zhì)里還可以包括可溶的示蹤粒子。
6.如權(quán)利要求5所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置，其特征是，所述的示蹤粒子為有機(jī)溴化物。
7.如權(quán)利要求1所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置，其特征是，所述的下罐[I]的罐口設(shè)置有法蘭邊[30]，在法蘭邊[30]上設(shè)置有梯形槽，槽內(nèi)安裝有密封膠圈[31]，上罐[17]的罐口配合的安裝在密封膠圈[31]的上部；所述的下罐[I]的罐口設(shè)置有上寬下窄的臺(tái)階，承力蓋板[21]配合的安裝在臺(tái)階上，在所述的配合處設(shè)置有密封膠圈[32]，在下罐[I]和承力蓋板[21]之間設(shè)置有由兩個(gè)連桿連接的活鉸鏈[33]，所述的活鉸鏈[33] —端固定在下罐[I]罐體上，另一端設(shè)置在承力蓋板[21]上，且至少有一個(gè)連桿具有彈性。
8.如權(quán)利要求7所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置，其特征是，所述的承力蓋板[21]上固定安裝有鎖緊墊圈[34]，活鉸鏈[33]的一端固定在鎖緊墊圈[34]上。
9.如權(quán)利要求1所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置，其特征是，所述的升液管[26]上設(shè)置有凸起[28]，承力蓋板[21]上設(shè)置有與凸起[28]相配合的槽，所述的凸起[28]配合的安裝在槽內(nèi)，與所述的槽配合的一面設(shè)置有膠圈[29]，另一面可以通過(guò)設(shè)置在承力蓋板[21]上的滑動(dòng)檔片[40]將膠圈壓緊。
10.如權(quán)利要求1所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置，其特征是，所述的抽氣裝置包括與抽氣電機(jī)[10]連接的真空泵[11]，真空泵[11]連接負(fù)壓罐[12]，負(fù)壓罐[12]通過(guò)氣管與上罐抽氣閥[14]連接，所述的負(fù)壓罐[12]上設(shè)置有真空傳感器[41];所述的加壓裝置包括與加壓電機(jī)[9]相連的充氣泵[8]，充氣泵[8]通過(guò)氣管與上罐加壓閥[13]和下罐加壓閥[6]連接。
11.如權(quán)利要求1所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置，其特征是，所述的測(cè)溫設(shè)備[19]、[24]與加熱設(shè)備[23]與溫控柜[7]連接。
12.如權(quán)利要求1或11所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置，其特征是，測(cè)溫設(shè)備[19]、[24]為熱電偶傳感器，加熱設(shè)備[23]為電加熱管。
13.如權(quán)利要求1或11所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置，其特征是，所述的多功能反重力鑄造物理模擬裝置安裝在 支撐系統(tǒng)[25]上。
【文檔編號(hào)】B22D18/00GK104001900SQ201410200814
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】張永, 董麗波, 夏峰, 于忠軍, 劉洪匯, 解維生 申請(qǐng)人:哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司