專利名稱：一體化真空熔煉精確定量澆注鋁合金和鎂合金裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料成形領(lǐng)域，涉及一種一體化真空熔煉精確定量澆注鋁合金和鎂合
金裝置。
背景技術(shù)：
鋁合金、鎂合金等有色金屬具有質(zhì)量輕，比強度、比模量大，流動性和鑄造性能好等優(yōu)勢，在航空航天、汽車、電子、通信等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景。伴隨著科學的飛速發(fā)展和技術(shù)的不斷進步，對鑄造和成形鋁合金和鎂合金件提出了更高要求，鋁合金、鎂合金都屬于化學性質(zhì)非常活潑的金屬材料，很容易被氧化和產(chǎn)生雜質(zhì)，從而在熔煉和澆注后導致鑄件縮孔、縮松、孔洞等缺陷明顯增加，真空熔煉能夠大大減·少該類缺陷的發(fā)生。在鋁合金和鎂合金熔煉澆注過程中，在大幅度提高熔煉澆注效率的同時，也需要合理控制合金的澆注量及顯著提高鑄件質(zhì)量，減少浪費，降低成本，達到節(jié)能減排，因此，對合金進行精確定量澆注也異常重要。目前有多種鋁合金、鎂合金的熔煉及澆注方法，包括傾倒式、電磁泵式、氣壓加壓式等，傾倒式雖設(shè)備簡單、成本低廉，但合金易被氧化和產(chǎn)生雜質(zhì)，且合金澆注難以實現(xiàn)精確和定量；電磁泵式雖可實現(xiàn)一定范圍內(nèi)定量澆注，但價格較高、流量小、效率較低；氣壓加壓式雖可實現(xiàn)定量澆注，但氣流穩(wěn)定性較難控制，也會給合金的真空熔煉和精確定量澆注帶來不利影響。以上常見方法只能夠滿足一般鋁合金和鎂合金熔煉、澆注需要，很難完全實現(xiàn)合金的高效率、高真空度、精確定量的熔煉和澆注。經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利公開號CN101758211A公布了一種鋁合金可移動探針電磁定量澆注方法，該方法首先熔煉鋁合金，將鋁合金倒入保溫爐，再利用電磁泵中的導電流體，通過相互垂直的電流和磁場的作用，將電磁推動力直接作用在金屬液體上，使其發(fā)生定向移動完成澆注過程，來實現(xiàn)鋁合金的定量和自動澆注，操作也較方便，具有一定的新意和實用意義，但該方法中合金熔煉澆注過程分開進行，所需操作工序較多，不夠簡捷，且整個過程不是在密閉空間進行，活性強的鋁合金極易被氧化產(chǎn)生雜質(zhì)，造成鑄件缺陷，若用于熔煉澆注鎂合金還可能存在劇烈氧化、燃燒、飛濺等危險，同時，定量澆注鋁合金依賴電磁泵，成本較高，效率較低，有待于繼續(xù)改進。經(jīng)過文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利公開號CN100449013C公布了一種鎂合金熔煉及定量澆注裝置，該裝置利用柱桿帶動閘門上下移動將坩堝分隔為熔煉室和定量室，并與坩堝底部凸臺相結(jié)合實現(xiàn)熔煉室和定量室的打開與閉合，當鎂合金熔化為液態(tài)時，熔煉室和定量室將通過閘門與坩堝底部凸臺的間隙相連，將利用連通器原理實現(xiàn)鎂合金定量澆注，具有一定的創(chuàng)新性和實用價值。但該方法中柱桿上下移動與坩堝蓋之間為動密封，真空度不高，會混入雜質(zhì)氣體氧化鋁合金和鎂合金，產(chǎn)生氧化產(chǎn)物和造成鑄件缺陷；閘門向下移動與坩堝底部凸臺密封時，接觸面積較少，密封性較差，即使定量室已經(jīng)流入了足夠鎂合金，但若熔煉室與定量室的鎂合金液體存在高度差，可能仍會有少量鎂合金從熔煉室流入定量室，給鎂合金的精確定量澆注帶來不利影響。可見，現(xiàn)有技術(shù)中存在的鋁合金和鎂合金熔煉澆注過程中雜質(zhì)氣體容易混入，弓丨起鋁合金和鎂合金被氧化而產(chǎn)生氧化雜質(zhì)和鑄件缺陷，澆注效率較低，操作不夠簡捷，難以實現(xiàn)精確定量澆注等不足。
發(fā)明內(nèi)容要解決的技術(shù)問題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種一體化真空熔煉精確定量澆注鋁合金和鎂合金裝置，實現(xiàn)鋁合金、鎂合金的通用熔煉和澆注。技術(shù)方案一種一體化真空熔煉精確定量澆注鋁合金和鎂合金裝置，其特征在于包括第一熔煉坩堝組和第二熔煉坩堝組；所述第一熔煉坩堝組包括第一熔煉坩堝8、第一加熱爐7、抽真空管及控制閥16、氮氣加壓管及控制閥17、密封塊9、頂塊10和彈簧11 ;第一熔煉坩堝8置于第一加熱爐7中，上端通過螺栓固定第一坩堝蓋3，合金精煉氣源I、出氣管及尾氣凈化·裝置2、氣壓表15、抽真空管及控制閥16和氮氣加壓管及控制閥17經(jīng)過管路通入第一熔煉坩堝8內(nèi)；第一熔煉坩堝8的底部中心設(shè)有上小下大的錐形通孔，錐形密封塊9的錐形與錐形通孔相吻合，且與錐形通孔活動配合相連接；錐形密封塊9的另一端卡在頂塊10上端的凹槽內(nèi)，頂塊10的下端設(shè)有彈簧11，彈簧11安裝在彈簧安裝殼內(nèi)；所述第二熔煉坩堝組包括第二熔煉坩堝24、第二加熱爐23、液位傳感器19和合金出口及控制閥25 ;第二熔煉坩堝24置于第二加熱爐23中，上端通過螺栓固定第二坩堝蓋20，液位傳感器19經(jīng)過管路通入第二熔煉坩堝24內(nèi)，合金出口設(shè)置于第二熔煉坩堝24的底部，出口上設(shè)有合金出口控制閥25 ;第一熔煉坩堝8底部錐形通孔的側(cè)邊設(shè)有一個通孔，位于通孔部位的錐形密封塊9上設(shè)有凹槽，該通孔與輸液管13連接，輸液管13的另一端經(jīng)過第二坩堝蓋20通入第二熔煉坩堝24內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)與抽真空管及控制閥16、氮氣加壓管及控制閥17和液位傳感器19進行電連接。所述輸液管13的外部設(shè)有輸液管保溫套14。所述坩堝與坩堝蓋之間安放坩堝密封墊片。所述合金出口上設(shè)有合金出口管保溫套26。有益效果本發(fā)明提出的一種一體化真空熔煉精確定量澆注鋁合金和鎂合金裝置及方法，整個合金的熔煉和澆注過程在一體化的密閉空間進行，并輔以抽真空過程，在鋁合金和鎂合金的熔煉和澆注過程中始終阻止雜質(zhì)氣體混入，鋁合金和鎂合金雖然活性很高，但仍不會被氧化和產(chǎn)生氧化雜質(zhì)，鑄件的縮孔、縮松、孔洞等缺陷大大減少，成形質(zhì)量高。本發(fā)明利用氣壓和彈簧回復力的交互作用使密封塊的下移和上行，從而打開、封閉合金輸液通道，密封塊與坩堝底部的接觸為錐面和圓柱面接觸相結(jié)合，密封性大大增強，并利用氣壓法和液位傳感器配合，第二坩堝蓋上的液位傳感器旁邊安裝了用于指示液位傳感器高度的標尺，熔煉澆注前先將液位傳感器指針指示在標尺預定位置(根據(jù)合金定量澆注質(zhì)量確定)并固定，當液位傳感器檢測第二坩堝中合金液面達到合適高度時，迅速輸出信號給控制系統(tǒng)，此時控制系統(tǒng)自動關(guān)閉氮氣加壓管控制閥，并自動打開抽真空控制閥，熔煉坩堝內(nèi)壓力很快減小至零，密封塊在下部彈簧回復力的作用下上移，堵住了澆注的輸液管通道，實現(xiàn)了合金液的定量澆注，控制精確，操作靈活方便；本發(fā)明將合金熔煉和澆注過程在一體化的裝置中實現(xiàn)，減少了操作工序，簡捷方便，效率較高。

圖I是一體化真空熔煉精確定量澆注鋁合金和鎂合金裝置結(jié)構(gòu)示意圖I-合金精煉氣源；2_出氣管及尾氣凈化裝置；3_坩堝蓋；4_坩堝密封墊片；5_螺栓；6-合金；7_第一加熱爐；8_熔煉相■禍；9_密封塊；10_頂塊；11_彈簧；12-彈簧安裝殼；13-輸液管；14_輸液管保溫套；15_氣壓表；16_抽真空管及控制閥；17_氮氣加壓管及控制閥；18-控制系統(tǒng)；19-液位傳感器；20_第二坩堝蓋；21_第二組螺栓；22_第二坩堝密封墊片；23_第二加熱爐；24_第二坩堝；25_合金出口控制閥；26_合金出口管保溫套。
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合實施例、附圖對本發(fā)明作進一步描述 本實施例，包括I.合金精煉氣源；2.出氣管及尾氣凈化裝置；3.坩堝蓋；4.坩堝密封墊片；5.螺栓；6.合金；7.第一加熱爐；8.熔煉坩堝；9.密封塊；10.頂塊；11.彈簧；12.彈簧安裝殼；13.輸液管；14.輸液管保溫套；15.氣壓表；16.抽真空管及控制閥；17.氮氣加壓管及控制閥；18.控制系統(tǒng)；19.液位傳感器；20.第二坩堝蓋；21.第二組螺栓；22.第二坩堝密封墊片；23.第二加熱爐；24.第二坩堝；25.合金出口及控制閥；26.合金出口管保溫套。熔煉坩堝8和坩堝蓋3之間安放坩堝密封墊片4，用螺栓5固定，然后被放置在第一加熱爐7中。在坩堝蓋上安裝合金精煉氣源I、出氣管及尾氣凈化裝置2、氣壓表3、抽真空管及控制閥16、氮氣加壓管及控制閥17。在熔煉坩堝底部安裝了密封塊9、輸液管13，其中密封塊的下面安裝頂塊10、彈簧11、彈簧安裝殼12，輸液管的外壁安裝輸液管保溫套14。輸液管的另一端安裝在第二坩堝蓋20上。第二坩堝24和第二坩堝蓋20之間安放第二坩堝密封墊片22，用第二組螺栓21固定，然后被放置在第二加熱爐23中。在第二坩堝蓋上安裝液位傳感器19，在第二坩堝底部安裝合金出口及控制閥25，在合金出口及控制閥上安裝合金出口管保溫套26。氮氣加壓管及控制閥17、抽真空管及控制閥16、液位傳感器19與控制系統(tǒng)18相連接。使用時，先把合金的放入和完成熔煉坩堝的安裝，然后進行第二坩堝的安裝，再安裝調(diào)試控制系統(tǒng)和檢查裝置，然后進行真空熔煉及第二坩堝加熱，待完成后通過氣路的調(diào)節(jié)和更換，實現(xiàn)合金的真空熔煉，再通過密封塊的下移和上行打開和密封合金液輸送的通道，并配合位移傳感器檢測液位信號，在控制系統(tǒng)作用下，實現(xiàn)合金的定量澆注。
權(quán)利要求1.一種 一體化真空熔煉精確定量澆注鋁合金和鎂合金裝置，其特征在于包括第一熔煉坩堝組和第二熔煉坩堝組；所述第一熔煉坩堝組包括第一熔煉坩堝(8)、第一加熱爐(7)、抽真空管及控制閥(16)、氮氣加壓管及控制閥(17)、密封塊(9)、頂塊(10)和彈簧(11);第一熔煉坩堝(8)置于第一加熱爐(7)中，上端通過螺栓固定第一坩堝蓋(3)，合金精煉氣源(I)、出氣管及尾氣凈化裝置(2)、氣壓表(15)、抽真空管及控制閥(16)和氮氣加壓管及控制閥(17)經(jīng)過管路通入第一熔煉坩堝(8)內(nèi)；第一熔煉坩堝(8)的底部中心設(shè)有上小下大的錐形通孔，錐形密封塊(9)的錐形與錐形通孔相吻合，且與錐形通孔活動配合相連接；錐形密封塊(9)的另一端卡在頂塊(10)上端的凹槽內(nèi)，頂塊(10)的下端設(shè)有彈簧(11)，彈簧(11)安裝在彈簧安裝殼內(nèi)；所述第二熔煉坩堝組包括第二熔煉坩堝(24)、第二加熱爐(23)、液位傳感器(19)和合金出口及控制閥(25);第二熔煉坩堝(24)置于第二加熱爐(23)中，上端通過螺栓固定第二坩堝蓋(20)，液位傳感器(19)經(jīng)過管路通入第二熔煉坩堝(24)內(nèi)，合金出口設(shè)置于第二熔煉坩堝(24)的底部，出口上設(shè)有合金出口控制閥(25);第一熔煉坩堝(8)底部錐形通孔的側(cè)邊設(shè)有一個通孔，位于通孔部位的錐形密封塊(9)上設(shè)有凹槽，該通孔與輸液管(13)連接，輸液管(13)的另一端經(jīng)過第二坩堝蓋(20)通入第二熔煉坩堝(24)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一體化真空熔煉精確定量澆注鋁合金和鎂合金裝置，其特征在于控制系統(tǒng)與抽真空管及控制閥(16)、氮氣加壓管及控制閥(17)和液位傳感器(19)進行電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一體化真空熔煉精確定量澆注鋁合金和鎂合金裝置，其特征在于所述輸液管(13)的外部設(shè)有輸液管保溫套(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一體化真空熔煉精確定量澆注鋁合金和鎂合金裝置，其特征在于所述坩堝與坩堝蓋之間安放坩堝密封墊片。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述一體化真空熔煉精確定量澆注鋁合金和鎂合金裝置，其特征在于所述合金出口上設(shè)有合金出口管保溫套(26)。
專利摘要本實用新型涉及一種一體化真空熔煉精確定量澆注鋁合金和鎂合金裝置，其特征在于包括第一熔煉坩堝組和第二熔煉坩堝組；第一熔煉坩堝底部錐形通孔的側(cè)邊設(shè)有一個通孔，位于通孔部位的錐形密封塊上設(shè)有凹槽，該通孔與輸液管連接，輸液管的另一端經(jīng)過第二坩堝蓋通入第二熔煉坩堝內(nèi)。當氣壓和彈簧回復力的交互作用使密封塊下移和上行，從而打開、封閉合金輸液通道，第二坩堝蓋上的液位傳感器檢測第二坩堝中合金液面達到合適高度時，關(guān)閉氮氣加壓管控制閥，并自動打開抽真空控制閥，熔煉坩堝內(nèi)壓力很快減小至零，密封塊在下部彈簧回復力的作用下上移，堵住了澆注的輸液管通道，實現(xiàn)了合金液的定量澆注，控制精確，操作靈活方便。
文檔編號F27B14/20GK202684049SQ20122032290
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者齊樂華, 馬玉欽, 鄭武強, 劉健, 關(guān)俊濤, 衛(wèi)新亮 申請人:西北工業(yè)大學