[發明專利]半固態鋁輪轂流變雙爐連續成型裝置

在審

• 申請號: 201711431489.8
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN107952945A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 管建國;李萍;李光宇
• 申請（專利權）人: 江蘇凱特汽車部件有限公司
• 主分類號: B22D17/00
• 分類號: B22D17/00;B22D17/28;B22D17/30;B22D17/20
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所32225
• 代理人: 孫彬

技術領域

本發明涉及鑄造技術領域，具體地說，涉及一種半固態鋁輪轂流變雙爐連續成型裝置。

背景技術

半固態成型被公認為是“二十一世紀最有希望的凈近成型材料技術”。在半固態流變成型加工中，漿料的連續制備和一體化成型是最核心的技術，在漿料制備和成型中溫度管控與漿料的轉移又是最難控制的技術。目前半固流變成型簡單造型的10公斤以下的小型鑄件比較容易，行業內一般采用將處理合格的漿料通過中轉包處理后再轉移至成型設備中的保溫爐內，采用干燥空氣為加壓介質將漿料壓入成型金屬模內實施充型、增壓、保壓、泄壓，最終完成鑄件；其中保溫爐爐頂安裝硅碳棒，采用輻射加熱方式。但以上方式生產過程發現保溫爐內漿料溫度控制效果較差，鋁液升溫慢，溫度不均勻；生產中保溫爐內需要經常添加漿料，添加過程容易造成熔體內卷氣、卷渣，鑄件內在品質差；添加漿料時需停止生產，造成更多廢次品，并使生產效率降低。尤其是對于我公司流變成型的是20英寸以上的結構復雜的鋁輪轂，所需要的單個鑄件漿料超過15公斤，保溫爐容積800-1000公斤(一般鋁輪轂制造保溫爐容積800公斤以下)，需要添加漿料頻率更高，傳統的保溫爐設計和漿料添加方式已嚴重影響了產品的品質和生產的連續性。因此，針對成型大型高品質的鋁鑄件，需要創新更先進的半固態流變成型裝置。

發明內容

本發明的目的是克服目前半固態鑄件流變成型過程中保溫爐漿料溫度加熱慢、溫度不均勻，漿料添加容易卷氣、卷渣造成產品質量差，漿料添加過程需中斷生產等問題，提供一種半固態鋁輪轂流變雙爐連續成型裝置。

實現以上目的的技術方案為：一種半固態鋁輪轂流變雙爐連續成型裝置，該裝置由二臺熔爐組成，其中一臺為漿料儲備爐，另一臺為漿料保溫爐；漿料儲備爐和漿料保溫爐通過封閉的流槽連接，漿料保溫爐在生產過程中液面不斷下降，從而與漿料儲備爐液面存在高度差，高度差形成兩爐的壓力差；在漿料儲備爐與流槽相接處安裝漿料流出控制門，當漿料保溫爐內漿料液面下降時，由于漿料儲備爐與漿料保溫爐存在壓力差，漿料儲備爐內的漿料通過漿料流出控制門進入漿料保溫爐內；當漿料保溫爐內加壓充型時，漿料流出控制門自動關閉，可保障漿料保溫爐加壓充型時漿料不會回流至漿料儲備爐內。漿料儲備爐與漿料保溫爐內均裝石墨坩堝與硅碳棒，硅碳棒安裝在石墨坩堝的底部，以對流方式對保溫爐漿料實施加熱，可快速升溫，并促進大體積漿料的溫度均勻。在漿料保溫爐與流槽相連接處安裝陶瓷過濾網，可對從漿料儲備爐內進入漿料保溫爐的漿料起過濾與緩沖的作用。測溫熱電偶分別安裝在漿料儲備爐與漿料保溫爐的側壁，測溫熱電偶與系統控制柜相連接，控制漿料的溫度在工藝要求范圍內；升液管安裝在漿料保溫爐的中間區域，其頂端與半固態流變成型金屬模的澆口相連接。加壓進氣管與泄壓管一端與漿料保溫爐連接，另一端通過系統控制柜分別與氬氣儲備罐與氬氣回收罐相連接，系統控制柜依據輸入的壓力參數將氬氣通過加壓進氣管向漿料保溫爐內實現加壓，以控制金屬模的充型、增壓、保壓以及泄壓；當鑄件成型后，泄壓管通過系統控制柜將漿料保溫室內的氣體回收到氬氣回收罐內，氬氣回收罐再通過系統控制柜將氬氣回收到氬氣儲備罐內以備循環使用。

生產時，系統控制柜依據所輸入壓力參數通過加壓進氣管向漿料保溫爐內加壓，控制漿料在半固態流變成型金屬模內充型、增壓、保壓以及泄壓；保溫爐漿料不足時，漿料儲備爐內的漿料將通過漿料流出控制門進入漿料保溫爐內自動進行添加。

該發明的有益之處為：硅碳棒安裝在石墨坩堝的底部，對漿料實施對流方式加熱，可實現快速加熱，并促進大體積漿料溫度均勻，避免了現有工藝將硅碳棒安裝在保溫爐頂部以輻射導熱方式加熱造成的熱能利用率低、漿料溫度不均勻等弊端；設計二臺保溫爐實現漿料的自動補償，不但解決了傳統生產方式因經常添加漿料對保溫爐內漿料沖擊所造成的卷氣、夾雜物等問題，而且在漿料添加過程不影響半固態流變成型連續生產，有效解決流變成型生產經常中斷的問題；使用氬氣作為加壓介質，和現有的空氣加壓相比，可有效避免漿料氧化，提升產品質量；泄壓后的殘余氣體可回收循環使用，因此是一種熱能利用高、溫度更均勻、可保證連續生產、提高產品質量的半固態流變連續成型裝置。

附圖說明：

圖1、為本發明結構示意圖。

圖中標號：漿料儲備爐(1)、氬氣儲備罐(2)、氬氣回收罐(3)、氣體導管(4)、系統控制柜(5)、加壓進氣管(6)、泄壓管(7)、測溫熱電偶(8)、漿料流出控制門(9)、陶瓷過濾網(10)、石墨坩堝(11)、硅碳棒(12)、金屬模(13)、升液管(14)與漿料保溫爐(15)。