[發明專利]一種多位并聯加壓鑄造的負壓和惰性氣體置換系統和方法

有效

• 申請號: 201810866512.4
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN108941509B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 陳強;黃志偉;趙祖德;趙高瞻;陶健全;萬元元;李明;邢志輝
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: B22D18/04
• 分類號: B22D18/04;B22D18/08
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 蘭芳

本發明公開了一種用于多位并聯加壓鑄造裝置的同步負壓和惰性氣體置換系統及方法，本系統包括用于放置鑄型的平臺，平臺上設置有多個充液口，平臺下設置有多個熔體保溫爐，每一個充液口均分別與一熔體保溫爐通過升液管連通；在所述平臺外還設置有對鑄型進行密封的罩體，所述罩體與所述平臺形成密封的工作艙，還包括真空源和惰性氣體源，所述真空源與所述工作艙和/或保溫爐之間設置有真空源氣路，所述惰性氣體源與所述工作艙和/或保溫爐之間設置有惰性氣體源氣路。本發明的系統保證了生產人員的安全問題，實現了真正的消除隱患，安全生產。

技術領域：

本發明涉及一種加壓鑄造裝置，尤其涉及一種多位并聯的加壓鑄造裝置的同步負壓和惰性氣體置換系統以及方法。

背景技術：

在航空航天、兵器、船舶、汽車、電子等領域，大型復雜鑄件，尤其是大型復雜鋁合金框架、板形、艙體鑄件的需求和應用正越來越廣泛。該類鑄件具有輪廓尺寸大（最大2500mm左右）、變壁厚（5mm~100mm）、長流程、熱節分散等結構特點，導致鑄件成型過程中易產生諸多問題：一是鑄件壁厚差壓大，升液不穩、液面不同步易產生紊流、卷氣；二是長流程，熔體表面張力大，鑄件易出現大面積冷隔、澆不足；三是鑄件存在多個分散熱節，鑄造工藝補縮能力不足，造成針孔度、疏松度超標；四是糊狀凝固合金固液區間溫差大，熱裂傾向嚴重；五是Al-Mg合金鑄件在大氣下充型，Mg元素的氧化、燒損嚴重。上述問題頻繁暴露于鑄件的研制和生產過程中，制約了大型鋁合金鑄件在武器裝備中的應用。目前，國內在大型鋁合金鑄造工藝與裝備方面開展了相關研究，一些精密鑄造技術，如真空增壓鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造等在航空、航天、兵器等領域得到了一定應用，但鑄件成品率低。

在中國專利CN102581255B中公開了一種大型復雜薄壁鋁合金鑄件真空加壓鑄造的裝置及工藝，并在該專利中記載了工作艙及抽真空系統，但是該專利采用的是澆注方式，不存在保溫爐，不存在熔體一處坩堝傾入爐膛的問題，更不存在熔體由鑄型倒灌保溫爐或保溫爐之間相互倒灌的問題。一旦發生倒灌，輕則影響鑄件質量，使得鑄件報廢，重則造成安全生產的問題。

另外，上述專利文件中僅僅進行了抽真空步驟，實際在鑄造過程中，對于比較活潑的金屬，還是較為容易發生氧化的。

其中，所述多位并聯加壓鑄造裝置為一種反重力鑄造方法，其具有多個充液口，并且每一個充液口都對應了一個保溫爐，反重力鑄造廣泛應用于大型鋁合金鑄件的高品質成形，在航空航天、國防、汽車工業等領域具有廣闊的應用前景。多位并聯加壓鑄造是集成低壓、差壓、調壓鑄造技術優勢發展起來的新一代反重力鑄造技術，工作艙內腔尺寸Φ4040mm× 2800mm，含4個800kg保溫爐，工作壓差≤0.60MPa，保溫爐和工作艙的有積容積差很大，抽取真空和惰性氣體的置換過程中，會在保溫爐與上室之間形成壓差，嚴重時會對設備造成損壞或者造成提前非正常充型，保溫爐內壓力大于上室壓力時，會出現提前充型問題，上室壓力大于保溫爐內壓力時，造成反吹現象，嚴重時會將金屬液吹出坩堝，溢到爐腔內，損壞保溫爐。因此，現在急需一種既能夠保證大型鑄件的質量同時又能夠保證安全生產的辦法。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種能夠安全生產的同時提高鑄件質量的用于多位并聯加壓鑄造裝置的同步負壓和惰性氣體置換系統和方法。

為了實現上述目的，本發明是這樣實現的：一種用于多位并聯加壓鑄造裝置的同步負壓和惰性氣體置換系統，包括用于放置鑄型的平臺，平臺上設置有多個充液口，平臺下設置有多個熔體保溫爐，每一個充液口均分別與一熔體保溫爐通過升液管連通；在所述平臺外還設置有對鑄型進行密封的罩體，所述罩體與所述平臺形成密封的工作艙，還包括真空源和惰性氣體源，所述真空源與所述工作艙和/或保溫爐之間設置有真空源氣路，所述惰性氣體源與所述工作艙和/或保溫爐之間設置有惰性氣體源氣路。

進一步地，在每一個充液口與保溫爐之間設置有互通閥。