[實(shí)用新型]用于金屬材料熔鑄成型的設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820178729.8
• 申請日: 2008-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN201291297Y
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁東勝
• 申請（專利權(quán)）人: 丁東勝
• 主分類號(hào): B22D18/06
• 分類號(hào): B22D18/06;B22D18/08;B22D27/02
• 代理公司: 北京市立方律師事務(wù)所
• 代理人: 易詠梅;張春耀

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型總的來說涉及一種用于金屬材料熔鑄成型的設(shè)備，更具體地，涉及一種高熔點(diǎn)活潑有色金屬材料熔鑄成型的機(jī)電設(shè)備。

背景技術(shù)

真空中頻熔煉已大量應(yīng)用于冶金行業(yè)，常壓精密鑄造和離心鑄造也已廣泛應(yīng)用于鑄造行業(yè)。目前正在推廣的技術(shù)有真空吸鑄、消失模精密鑄造以及真空感應(yīng)熔煉。

真空吸鑄技術(shù)。在負(fù)壓下氧化夾雜少；負(fù)壓作用使型內(nèi)的背壓降低，顯著提高了鑄件的充型能力；吸鑄溫度較重力鑄造低100～150℃；金屬利用率高、工藝出品率可達(dá)90％；與普通精鑄工藝比較生產(chǎn)率高(提高85％～135％)。但其缺點(diǎn)如下：A、熔爐較大，一次熔化的材料很多，不節(jié)省能源；B、熔爐液面需有如大氣氣壓來維持爐內(nèi)壓力使金屬液上升至模腔；C、鑄型需預(yù)熱，導(dǎo)致鑄件晶粒粗大，力學(xué)性能下降；D、鑄件凝固時(shí)無補(bǔ)縮壓力，鑄件可能發(fā)生縮孔、縮松缺陷。

消失模精密鑄造。上世紀(jì)80年代開始投入工業(yè)應(yīng)用的新技術(shù)，因其在造型和澆鑄過程中也使用了負(fù)壓技術(shù)，所以其具有鑄件尺寸精度高表面粗糙度低、機(jī)械加工量少、環(huán)境污染少、勞動(dòng)生產(chǎn)率高等特點(diǎn)。它是一種公認(rèn)的有發(fā)展前景的近凈型加工技術(shù)和清潔生產(chǎn)技術(shù)。而其缺點(diǎn)為：A、泡沫塑料制模，且澆鑄時(shí)泡沫受熱汽化、燃燒消失；制模麻煩，且有一定的污染；B、要大量的石英型砂、砂箱及加砂和振動(dòng)造型設(shè)備造型，設(shè)備和人工要求高、造型慢、落砂后型砂冷卻慢、綜合成本高；C、注金屬液過程難用真空，澆鑄型腔真空度低(-0.2MPa～-0.8MPa)不適用于活潑金屬。

真空感應(yīng)熔煉。目前現(xiàn)有的設(shè)備皆為金屬冶煉、鑄錠用，一般都用坩堝熔化并精煉完金屬后，將坩堝翻轉(zhuǎn)使金屬液傾倒到鑄錠模。它不是零件的最終成型加工。

現(xiàn)有的真空感應(yīng)爐或真空負(fù)壓鑄造技術(shù)均為有坩堝結(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型是真空感應(yīng)熔煉與真空負(fù)壓鑄造的集成，消除了以上技術(shù)的缺點(diǎn)并涵蓋了它們的全部優(yōu)點(diǎn)。除此之外，還融入了電磁攪拌、離心澆注和等靜壓冷卻結(jié)晶技術(shù)使本實(shí)用新型能直接應(yīng)用于精密、復(fù)雜零件的成型

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種金屬材料熔鑄成型的設(shè)備，該設(shè)備當(dāng)一個(gè)真空熔鑄室在裝卸工件和冷卻結(jié)晶時(shí)電源能繼續(xù)供電于另一真空熔鑄室的熔煉和澆鑄；另外，不僅能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)真空中頻熔煉和真空澆鑄，克服需要使用坩堝再次澆鑄的過程，而且在中頻熔煉和真空澆鑄的同時(shí)能夠?qū)饘僖哼M(jìn)行電磁攪拌，以獲得晶粒細(xì)小、組織致密、性能優(yōu)良的鑄件。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種金屬材料熔鑄成型的系統(tǒng)，包括：中頻電源，通過中頻電纜來與真空裝置連接；電氣控制裝置，通過控制及反饋線、動(dòng)力線來與所述真空裝置相連；所述真空裝置，進(jìn)一步包括真空泵組、真空熔鑄室和轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，其中所述真空泵組通過真空管路來與所述真空熔鑄室相連，而所述真空熔鑄室則通過所述轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)和動(dòng)力線來與電氣控制裝置連接；以及液壓啟閉裝置，通過控制及反饋線、動(dòng)力線來與所述電氣控制裝置相連。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，其中所述的真空熔鑄室和轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)各有兩套，而所述中頻電源采用雙供電結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)較目前的單供電結(jié)構(gòu)提高了設(shè)備的利用率，減少了設(shè)備投資。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，其中所述的真空裝置采用無坩堝結(jié)構(gòu)。熔煉時(shí)不需坩堝，不僅使本實(shí)用新型設(shè)備減少故障和輔材消耗，同時(shí)也減少了待熔材料與感應(yīng)器的距離，從而提高了能源利用率并使使用成本降低。

作為本實(shí)用新型的又一優(yōu)選結(jié)構(gòu)，其中所述的電氣控制裝置可進(jìn)一步包括：PLC內(nèi)置式儀器可編程邏輯控制器；具備動(dòng)態(tài)圖形顯示功能的、帶故障診斷報(bào)警裝置。

PLC(Programmable?Logic?Control)儀器可編程邏輯控制是PLC內(nèi)置式的而帶故障診斷、報(bào)警多功能裝置，具備動(dòng)態(tài)圖形顯示功能，使用中文語言、具有友好的人機(jī)界面，操作人員通過人機(jī)界面能方便地實(shí)現(xiàn)對該實(shí)用新型其他設(shè)備的各種操作。

本實(shí)用新型設(shè)備所處理的金屬材料由于是在真空環(huán)境中直接成形，它不僅避免了氧化和冶金缺陷，而且還改善了冶金組織，使零件質(zhì)量大大提高。由于采用中頻加熱，使熔煉速度快，設(shè)備效率高、尺寸小、自動(dòng)化程度高。其熔煉速度可達(dá)2.5kg/min，達(dá)到工作真空度的時(shí)間小于1分鐘，電源利用效率在90％以上，精鑄合格率在90％以上。而由于采用一套設(shè)備配二套真空熔煉澆鑄室輪換工作，以提高設(shè)備利用率。采用PLC控制，觸摸屏操作顯示；使設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性提高，勞動(dòng)強(qiáng)度下降。

附圖說明

圖1示出了真空中頻金屬材料加工設(shè)備的框圖；以及