[發明專利]一種金屬基復合材料真空低壓鑄造裝置及鑄造方法

在審

• 申請號: 201711380232.4
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108097922A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 李新雷;介萬奇
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B22D18/04
• 分類號: B22D18/04
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種金屬基復合材料真空低壓鑄造裝置，包括熔煉裝置、鑄型室裝置和氣路；其特征在于：還包括承壓裝置、升降結構和抽真空氣路；所述承壓裝置包括承壓室(1)、中隔板(12)、承壓室氣路接口(24)和密封結構；所述升降結構包括舉升油缸(2)、導向桿(3)和平板(4)；承壓室(1)的底部設有舉升油缸(2)和導向桿(3)，升油缸(2)和導向桿(3)上端設有平板(4)，承壓室(1)的上部設有中隔板(12)，側壁設有承壓室氣路接口(24)，在中隔板(12)與承壓室(1)連接處設有密封結構；熔煉裝置的熔化爐(5)和內置的坩堝(6)置于平板(4)，攪拌結構置于中隔板(12)上，其石墨攪拌頭(7)通過中隔板(12)上的通孔和動密封結構(13)插入坩堝(6)內；鑄型室裝置置于中隔板(12)上，其升液管(8)通過中隔板(12)上的通孔插入坩堝(6)內；所述承壓室氣路接口(24)與抽真空氣路連接。

2.根據權利要求1所述金屬基復合材料真空低壓鑄造裝置，其特征在于：所述承壓室1的側壁設有承壓室壓力信號接口(25)。

3.根據權利要求1所述金屬基復合材料真空低壓鑄造裝置，其特征在于：所述氣路和抽真空氣路包括真空源(26)、第一氣動截止閥(27)、節流閥(28)、保護氣體氣源(29)、第二氣動截止閥(30)、數字式組合閥(31)、第三氣動截止閥(32)和第四氣動截止閥(33)；真空源(26)管路連接第一氣動截止閥(27)和節流閥(28)；保護氣體氣源(29)管路連接第二氣動截止閥(30)和數字式組合閥(31)；兩條管路與第三氣動截止閥(32)并聯后與承壓室氣路接口(24)連通，同時通過第四氣動截止閥(33)與真空吸鑄裝置的鑄型室進排氣接口(16)連通。

4.一種采用權利要求1～3所述任一項金屬基復合材料真空低壓鑄造裝置進行鑄造的方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將舉升油缸下降到最低處，將鎂基復合材料鑄錠放在坩堝內，將攪拌器和升液管固定在中隔板上，并把中隔板蓋上用螺栓把緊密封，在升液管管口放置盲板并用壓型氣缸壓緊密封；

步驟2：熔化爐通電加熱，打開第一截止閥對承壓室抽真空；當鎂基復合材料熔化后，舉升油缸啟動將坩堝舉升，使攪拌器和升液管插入金屬熔體中并開始攪拌，使熔體在真空環境下實現除氣處理；

步驟3：在熔體達到澆注溫度時，攪拌器持續攪拌，關閉第一截止閥，打開第二截止閥，并由PLC控制向承壓室內通入保護氣體，使承壓室內壓力為常壓；

步驟4：取走盲板，放置鑄型，并由壓型氣缸壓緊，鑄型罩在舉升氣缸帶動下下降并壓緊密封；

步驟5：關閉第二截止閥，打開第一截止閥和第四截止閥，對承壓室和鑄型罩內同時抽真空，由節流閥調節實現承壓室和鑄型室內抽真空速度，建立同步真空度；

步驟6：達到設定的真空度后，關閉第一截止閥和第四截止閥，打開第二截止閥，由PLC按照設定的真空低壓鑄造工藝參數及采集的壓力信號進行計算并輸出相應的控制信號，調節數字式組合閥的開度，使承壓室內的壓差按照設定的壓差曲線進行變化；

步驟7：金屬熔體在壓力作用下，沿升液管進入鑄型型腔，并在一定壓力作用下凝固成形；

步驟8：凝固時間結束后，打開第四截止閥卸除承壓室與鑄型室之間的壓差，關閉第二截止閥，打開第三截止閥排空，升起鑄型罩和壓型氣缸，取走鑄型，完成單次澆注。

進入下一次澆注準備。