[實(shí)用新型]一種電磁攪拌加壓離心大開孔真空熔鑄爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320028305.4
• 申請(qǐng)日: 2013-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN203044872U
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋青竹;張哲魁;孫足來
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽真空技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): B22D27/02
• 分類號(hào): B22D27/02;B22D27/15;B22D13/00;B22D17/00
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標(biāo)代理有限公司 21107
• 代理人: 郭元藝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬高氮鋼、高溫合金等特種材料的精密鑄造領(lǐng)域，尤其涉及一種可擴(kuò)展的多功能電磁攪拌加壓離心大開孔真空熔鑄爐，它通過在真空或充氣加壓的條件下進(jìn)行中頻感應(yīng)熔煉、澆注、離心旋轉(zhuǎn)、電磁攪拌、快速冷卻等工藝過程來制備多種精密鑄件。

背景技術(shù)

常規(guī)真空感應(yīng)爐在熔煉特種合金時(shí)，很難保證熔液中高蒸氣壓合金元素的成份準(zhǔn)確，以及高氮含量鋼種的氮含量。同時(shí)，為減少熔煉時(shí)活潑元素與耐火氧化物坩堝材料之間產(chǎn)生的強(qiáng)烈物理化學(xué)反應(yīng)，通常向真空感應(yīng)爐內(nèi)充入一定量的保護(hù)氣體（如小于0.1MPa的氬氣），由于充氣壓力低，這種冶金工藝存在很大的局限性。

近年來，隨著鎳資源逐漸變得匱乏，國內(nèi)外對(duì)高氮鋼的研究日益深入。高氮不銹鋼在鎳使用量很少的條件下，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到或超過高鎳不銹鋼，具有高強(qiáng)度和高韌性。而高氮鋼的獲得通常是在0.2～2.0MPa的氮?dú)鈿夥諚l件下進(jìn)行的，但是更高的充氣壓力受到現(xiàn)有的設(shè)計(jì)水平限制。

航空航天領(lǐng)域的快速發(fā)展得益于精密鑄造技術(shù)的日趨成熟，從整體的渦輪轉(zhuǎn)子到復(fù)雜的渦輪殼等均可采用精密鑄造成型技術(shù)，這樣不僅可以大幅改善部件的機(jī)械性能和可靠性，減少部件的重量，還能提高生產(chǎn)效率，降低成本。目前，大尺寸薄壁整體精密鑄件的回轉(zhuǎn)半徑一般在200mm以上，壁厚可以達(dá)到2mm以下，澆注量大于500kg，而且對(duì)晶粒尺寸進(jìn)行了有效控制，獲得了無枝晶組織，通過后續(xù)熱等靜壓技術(shù)，使鑄件的綜合力學(xué)性能大幅提高。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種可生產(chǎn)高氮鋼、高溫合金等材料鑄錠及精密鑄件的電磁攪拌加壓離心大開孔真空熔鑄爐，其可減少活潑元素與坩堝材料之間的物理化學(xué)反應(yīng)，保證高蒸氣壓合金元素的成份準(zhǔn)確，對(duì)于異形精密鑄件的充型及補(bǔ)縮效果理想，并可細(xì)化晶粒，進(jìn)行半固態(tài)鑄造。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的。

一種電磁攪拌加壓離心大開孔真空熔鑄爐，它包括爐體、爐門、爐蓋、感應(yīng)器、加料機(jī)構(gòu)、離心轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、電磁攪拌器、真空系統(tǒng)、充氣加壓系統(tǒng)及中頻電源；所述爐蓋與爐體頂部大開孔接管法蘭對(duì)接；所述爐門配于爐體正面；所述真空系統(tǒng)的抽空接管端口與爐體腔體相通；所述加料機(jī)構(gòu)設(shè)于爐蓋之上；所述感應(yīng)器置于爐體腔體中部區(qū)域，其電源輸入端與中頻電源的電源輸出端相接；在所述爐體與爐門及爐蓋的對(duì)接面設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)；所述充氣加壓系統(tǒng)的充氣加壓端口與真空系統(tǒng)的工作腔體相通；所述離心轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)執(zhí)行單元位于感應(yīng)器的下部，其周圍布設(shè)電磁攪拌器。

作為一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述離心轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)執(zhí)行單元及動(dòng)力源；所述轉(zhuǎn)動(dòng)執(zhí)行單元包括載物盤、離心盤、支撐座及回轉(zhuǎn)軸；所述載物盤、支撐座及離心盤分別與回轉(zhuǎn)軸的端部固定相接；所述動(dòng)力源的動(dòng)力輸出端經(jīng)配接于爐體上的動(dòng)密封與回轉(zhuǎn)軸的端部固定相接。

作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)推桿、自動(dòng)安全銷、齒嚙式齒圈及行程開關(guān)；所述電動(dòng)推桿的工作端與齒嚙式齒圈的外壁固定鉸接，以實(shí)現(xiàn)齒嚙式齒圈的自動(dòng)回轉(zhuǎn)；爐門及爐蓋密封鎖緊時(shí)，其端蓋法蘭齒的側(cè)面與齒嚙式齒圈的側(cè)面相互嚙合；所述自動(dòng)安全銷及行程開關(guān)分別設(shè)于爐門與爐蓋之上。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型在所述爐蓋上固定設(shè)有測溫裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)爐體內(nèi)熔液的溫度測量。

更進(jìn)一步地，本實(shí)用新型在所述爐體上固定設(shè)有升降液壓缸；所述升降液壓缸的工作臂與爐蓋固定相接。

另外，本實(shí)用新型在真空系統(tǒng)的壓力管道部分還可設(shè)有安全泄爆裝置。

其次，本實(shí)用新型在所述爐體內(nèi)可設(shè)有機(jī)械攪拌葉輪。

本實(shí)用新型可在真空或加壓的條件下，熔煉高氮鋼及高溫合金等特殊材料，也可完成后續(xù)的離心或重力澆注等功能，與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)。

1、具有真空和加壓雙重功能，以保證高氮鋼、高溫合金等鑄件的成份準(zhǔn)確。本實(shí)用新型通過電動(dòng)推桿、自動(dòng)安全銷、齒嚙式齒圈及行程開關(guān)等結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)，使鎖緊機(jī)構(gòu)確保加壓功能的可靠實(shí)現(xiàn)，滿足了高蒸氣壓合金元素的成份準(zhǔn)確，以及高氮鋼中的氮含量（≥1.2%）要求。同時(shí)，本實(shí)用新型可有效減少活潑元素與坩堝材料之間的物理化學(xué)反應(yīng)。

2、具有電磁攪拌離心鑄造功能，可以對(duì)離心盤的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)速、換向頻率、以及運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，以滿足鑄件的充型及補(bǔ)縮效果，同時(shí)電磁攪拌器可以細(xì)化晶粒組織，進(jìn)行半固態(tài)鑄造工藝實(shí)施。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不僅局限于下列內(nèi)容的表述。

圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型真空系統(tǒng)及充氣加壓系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。