[發明專利]一種甩鑄裝置及甩鑄離心盤

有效

• 申請號: 201910304855.6
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN109877299B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 魏世忠;毛豐;歐黎明;張程;陳沖;李開炳;馮成文;徐流杰;王曉東;潘昆明;李秀青;秦朋濤;熊美
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B22D23/00
• 分類號: B22D23/00;B22D27/04
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 王子龍

本發明涉及一種甩鑄裝置及甩鑄離心盤。一種甩鑄裝置，包括固定架，固定架上設有盛裝熔融狀態的金屬原料的坩堝，坩堝下方有離心盤，離心盤高速旋轉將金屬原料霧化并甩出，并附著在筒狀模具內壁，離心盤上還設有冷卻介質流道，冷卻介質能夠對盤體的盤面進行冷卻。在離心盤內的離心盤冷卻介質流道通入冷卻介質對盤面進行冷卻，當金屬原料由坩堝下部的導流管下注到離心盤上時，與盤面發生熱交換，減少金屬原料的熱量，能夠更快的冷卻，金屬原料在甩出的過程中能夠順利形成半固態的小液滴，避免了霧化顆粒在與筒狀模具內壁碰撞時仍保持液態及模具上的液滴相互熔合流動造成的樣品塌落現象，使生產出的金屬空心錠表面平整，厚度均勻，具有較小的晶粒。

技術領域

本發明屬于先進金屬材料加工成型技術領域，尤其涉及一種甩鑄裝置及甩鑄離心盤。

背景技術

近年來，隨著我國石油、化工、核電、火電等工業的發展，能源開發和利用效率越來越高，能源裝備的體積也越來越大，對能源裝備中的空心鍛件的性能和尺寸的要求也不斷提高。例如核反應堆壓力容器和石化加氫反應器等“大型筒形件”、核電主管道和超超臨界火電用主蒸汽管道等“大口徑厚壁合金鋼管”、火電機組汽輪發電機護環和核主泵軸承套圈等“中小型環形件”是這些能源裝備中的關鍵核心部件；這些關鍵核心部件都通過空心鍛件加工得到，空心鍛件的質量水平關乎能源裝備的使用壽命和運行安全，除了要求具有較好的常溫力學性能外，還要求有一定的高溫性能、低溫性能、抗蠕變強度、低回火脆性傾向、抗腐蝕能力和抗輻射性能等。通過傳統金屬實心錠加熱、鐓粗、沖孔、擴孔等工序生產出的空心鍛件已經無法滿足當前的需求，且成本也比較高。

當前空心鍛件的生產大都通過金屬空心錠進行生產，金屬空心錠的生產方法有離心鑄造法、固定鋼錠模內加內芯澆注法、無芯澆注法等。其中離心鑄造法主要是通過模具主體的高速旋轉，使模具主體內的熔融狀態的金屬原料在向心力的作用下緊密的貼合在模具的內壁，但是通過離心鑄造法得到的空心鍛件晶粒粗大，同時在高速轉動的過程中還會出現偏析現象，離心鑄造的過程是依靠液體的流動，熔體在凝固時還會使坯料出現縮松和縮孔的缺陷，影響空心鍛件的質量。

在申請公布號為CN1300871A的中國發明申請中，公開了一種離心霧化噴射沉積裝置，用于制備雙金屬復合產品，該裝置包括固定架，固定架上設置有承接坩堝內處于熔融狀態的金屬原料的漏斗，漏斗下部連接有將熔融狀態的金屬原料導流到漏斗下方的離心盤上的導流管，離心盤具有承接金屬原料的盤體以及帶動離心盤高速旋轉的連接轉軸，熔融狀態的金屬原料落在高速旋轉的離心盤霧化并沿離心盤的轉動方向甩出，霧化后的金屬原料附著在圍繞離心盤設置的環形零件的內壁上，環形零件的底部設置有用控制筒狀模具升降的絲杠機構。通過離心盤的轉動形成霧化的金屬原料，小液滴在飛行過程中冷卻，沉積在環形零件的內壁，最終制備出雙金屬復合產品。

但是上述離心霧化噴射沉積裝置缺乏金屬液滴冷卻系統，只能在零件上復合一層比較薄的熔融金屬，而在制備較厚的金屬空心錠時，落在離心盤上的熔融原料由于本身溫度較高，霧化成小液滴的金屬原料在甩出過程中散熱也十分有限，導致霧化顆粒在與筒狀模具內壁碰撞時仍保持液態，其在模具內壁沉積成容易相互熔合流動，造成樣品塌落，使生產出的金屬空心錠表面不規整且具有較大的晶粒，影響了金屬空心錠的質量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種甩鑄裝置，用以解決現有技術中因冷卻不足造成的金屬空心錠塌落以及晶粒粗大的問題；同時本發明還提供一種適用于上述甩鑄裝置的甩鑄離心盤。

為實現上述目的，本發明一種甩鑄裝置的技術方案是：包括固定架，所述固定架上設有用于盛裝熔融狀態的金屬原料的坩堝，坩堝下部連接有引導金屬原料流動的導流管，導流管的出口的下方設有離心盤，離心盤包括用于承接金屬原料的盤體以及用于與電機傳動連接的連接結構，由導流管的出口流出的金屬原料下注到盤體的盤面上，通過離心盤的高速旋轉霧化并甩出，所述固定架上還安裝有圍繞離心盤設置的、用于接收霧化后的金屬原料的筒狀模具，所述離心盤上還設有供冷卻介質循環流動的離心盤冷卻介質流道，冷卻介質能夠對盤體的盤面進行冷卻。