一种可用来制取金属粉末及铸件的金属液联动输送装置的制作方法

专利名称：一种可用来制取金属粉末及铸件的金属液联动输送装置的制作方法
技术领域：
本发明属于冶金铸造技术领域，特别涉及到一种可用来制取金属粉末及 铸件的金属液联动输送装置。
背景技术：
在粉末冶金行业，大部分易氧化金属粉末都是用真空气雾化法工艺生产 的，其过程是将金属放在位于下压力容器中的坩埚内熔化，通入氩气，熔融 金属在气压作用下，经导液管进入雾化喷嘴系统，金属液流在这个系统中被 高速雾化介质粉碎成细小液滴，经过冷却和凝固，得到金属粉末。如果要得 到金属氧化物或金属氮化物粉末，则需在雾化器中通入氧气或氮气。对于全 过程需要气体保护的金属粉末生产，由于熔化炉的熔化总量有限，无法实现 连续操作。
在铸造行业如图l所示，其用于有色金属高密度铸件生产的差压铸造法备
受青睐，该工艺过程是将金属放入置于下压力容器(5)中的熔化炉(1)中 熔化，处理后盖上隔板(6)，将上、下压力容器(8、 5)隔开。在隔板(6) 上放置铸型(7)，盖上上压力容器(8)。在下压力容器(5)内充气，气体压 力将熔融的金属液(2)从柑埚(4)经导液管(3)导入铸型(7)。但由于熔 化炉的熔化总量有限，限制了差压铸造法在大型铸件中的应用。
为解决密闭容器中金属液体供量不足的问题，采用高温液体输送泵将熔 化处理好的金属液输送到密闭容器中，需要投入昂贵的费用，设备结构复杂、 易损，金属液体易受到设备系统污染。
对于无气氛要求的常压铸造，金属液体输送则依赖于金属液体压头，这 种金属液体压头所提供的动力较小。对于大型铸件，则需要人为制造很高的压头来满足需要。
CN101018005涉及一种输送金属液体的直流电磁泵，用于电解铝行业。其
原理是用直流电磁泵在电解槽出口处形成负压，吸出高温铝液。该装置不适 宜粉末行业和铸造行业。
CN1123529涉及一种向垂直连续铸造铁管的铸造机供给熔融金属的装置， 意在解决损耗严重的液体输送弯管的更换问题。该装置不能解决液体流动所 需要的动力，易出现因液流不畅而导致的输送管道堵塞问题。
CN1772418介绍了一种潜流式金属液阀门，用输送管连接熔化炉和保温 炉，管道中间装有潜流式金属液阀门，通过阀上的感应加热系统和冷却介质 交互作用，熔融和冷却管道中的金属，从而实现输送管道的开通或关闭。该 阀虽然解决了金属液体输送量的控制，但在即时开关方面显得滞后。该装置 同样不能提供液体流动所需要的动力。

发明内容
为了解决上述问题，本发明设计一种可用来制取金属粉末及铸件的金属 液联动输送装置，利用差压铸造法所使用的设备和本发明的金属液联动输送 装置，克服在密闭环境中金属熔化量的限制，采用多个熔化设备提供熔液， 用气体输送金属液替代机械输送，把金属液从熔化设备中输送到处在密闭环 境中的工作区内，连续不断地从一个输液口为工作面提供金属液体，以减少 污染，节约由于制造高温液体输送泵的昂贵费用。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案
所述的可用来制取金属粉末及铸件的金属液联动输送装置，其方法是先 将金属放入本装置的甲容器中，通电升温至金属熔化温度，待金属熔化后， 按照实际需求对金属液体进行变质、精炼、除气、除渣处理，待处理完毕盖 上密封盖，通过本装置的管道与差压铸造设备中的坩埚联通，管道中间装有 一个单向回止密封阀，在甲容器中通入气体，当乙容器中的气体压力P^大于 甲容器中的气体压力P申时，该阀可起到密封作用；当P申〉P'时，该阀开启，甲容器中的金属液在甲、乙容器之间的气体压差作用下，经该阀压入乙容器 的坩埚中；坩埚中的金属液在乙容器的液压和气压双重作用下，通过导液管 或喷嘴进入工作面，工作面可以是用于雾化粉末或合成化合物的反应器，也
可以是用于形成金属铸件的铸型；乙压力容器工作的同时，甲容器可以连续 不断地进行金属的熔化和处理，不间断地输送到乙压力容器的坩埚中。
所述的可用来制取金属粉末及铸件的金属液联动输送装置，其甲容器中 通入的气体可以是空气、氮气、氩气或其它气体。
所述的可用来制取金属粉末及铸件的金属液联动输送装置是由管道、单 向回止密封阀、连接法兰、螺栓、盖板、甲容器、甲坩埚、甲导液管、甲熔 化炉构成，其中管道的一端通入差压铸造设备里的下压力容器所设置的坩埚 上方，甲导液管通入甲容器内所设置的甲坩埚中，管道和甲导液管通过连接 法兰和螺栓联通，管道上串接有单向回止密封阀；甲容器内设置有甲熔化炉， 甲熔化炉内设置甲坩埚。
所述的可用来制取金属粉末及铸件的金属液联动输送装置，其甲容器的 材质为铁及其合金、钢、陶瓷、钛及其合金、复合材料中的一种或多种。
所述的可用来制取金属粉末及铸件的金属液联动输送装置，其甲容器的 外形是圆柱形或其它任意形状的密闭型容器，甲容器可承受O. l-15Mpa的压 力。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性
1、 利用气体压力为液体流动提供了充足的动力，动力的大小可根据液流 的速度和所需的流量方便灵活地调整。
2、 单向回止密封阀的开启和关闭受气压控制，结构简单，易操作。
3、 解决了在密闭环境中金属液体的连续供应问题，可实现自动化操作。
4、 本发明可以低成本实现金属液在两个或多个密闭容器中的流转，克服 在密闭环境中金属熔化量的限制，连续不断地从一个输液口为工作面提供金 属液体。
5、 采用气体输送金属液替代机械输送，'可以减少污染，节约由于制造高温液体输送泵的昂贵费用。


图1是差压铸造法所使用的设备结构示意图。
图2是本发明联动差压铸造法所使用设备的结构示意图。
图l、 2中l一熔化炉；2—金属液；3—导液管；4—坩埚；5—下压力容 器；6—隔板；7—铸型；8—上压力容器；9一管道；10—单向回止密封阀； 11—连接法兰；12—螺栓；13—盖板；14一甲容器；15—甲坩埚；16—甲
导液管；17—甲金属液；18—甲熔化炉。
具体实施例方式
以铸造为例把金属分别放到甲、乙容器的坩埚(4、 15)中，通电升温
熔化，除气除渣。盖上隔板(6)和盖板(13)，在甲容器中插入导液管(16)， 用法兰及螺栓(11、 12)将甲、乙容器(14、 5)之间的管道(9)连接起来。 连接管道(9)上带有一个单向回止密封阀(10)。在乙容器中插入导液管(3)， 在密封盖(6)上放置铸型(7)，盖上上压力容器(8)。分别在甲乙容器中通 入气体，甲容器中的气体压力P申大于乙容器中的气体压力P^利用甲乙容器 之间的气体压差，将金属液压入乙容器中。乙容器中的金属液在液压和气压 的双重作用下，通过导液管(3)进入铸型。浇注完成后，待铸型中的金属液 冷却，撤除甲乙容器中的气体压力，打开上压力容器，取出铸型。如果浇注 过程需要气体保护，则在充气前，先对容器内进行抽真空。 实施例l:浇注240Kg重的铝硅合金耐压壳体
称取ZL101合金300Kg，在甲乙容器的坩埚中各放置150Kg，加热熔化至720 。C。加入铝硅变质剂进行变质处理，用六氯乙烷精炼除气、除渣。将金属液 处理完毕后，盖上甲容器的盖板，插入输液管道，并与乙容器的输液管道连 接。盖上乙容器的隔板，插入导液管，放上铸型，并固定在隔板上。盖上上压力容器。向乙容器中通入压縮空气。随着压力P^的增加，铝液通过导液管 进入铸型。当液面显示器显示乙容器中的铝液不足l/2时，向甲容器通入压縮 空气。当P,〉P'时，甲容器中的铝液通过输液管压入乙容器中进行补充。浇
注完成后，获得240Kg重的铝硅合金耐压壳体铸件。 实施例2:浇注200Kg重的铝镁合金铸件
称取ZL305合金300Kg，在甲乙容器的坩埚中各放置150Kg，加入覆盖剂， 加热熔化至70(TC。用六氯乙烷精炼除气、除渣。将金属液处理完毕后，盖上 甲容器的盖板，插入输液管道，并与乙容器的输液管道连接。盖上乙容器的 隔板，插入导液管，放上铸型，并固定在隔板上。盖上上压力容器。用真空 设备对甲乙容器抽真空至10—'Pa。向乙容器中通入氩气。随着压力P^的增加， 铝镁合金液通过导液管进入铸型。当液面显示器显示乙容器中的金属液不足 1/2时，向甲容器通入氩气。当P申〉PJ寸，甲容器中的金属液通过输液管压入 乙容器中进行补充。浇注完成后，获得200Kg重的铝镁合金铸件。铸件无气孔、 夹渣、疏松等缺陷。 实施例3:制备二氧化锡(Sn02)粉末
用2个甲容器，l个乙容器，分别熔化锡锭各150Kg (本案采用150Kg熔化 炉)。加热熔化至400。C。分别将甲乙容器密封，将甲乙容器的输液管连接。 向乙容器中通入氩气，将锡液压入导液管，经喷嘴进入雾化反应器雾化，得 到Sn02粉末。当液面显示器显示乙容器中的金属液不足l/2时，向甲,容器通入 氩气。当P^〉PJ寸，甲i容器中的金属液通过输液管压入乙容器中进行补充。 当P巾,二PJ寸，表明甲,中的锡液已输送完毕。将甲!中的气体放掉。此时，P乙 > P，u，单向回止密封阀关闭。拆除甲,连接管道，将甲2与乙容器的输液管连 接。向甲2容器通入氩气。当P申2〉P二时，甲2容器中的金属液通过输液管压入乙 容器中进行补充。同时，打开甲Jl盖，重新加入150Kg锡锭，加热熔化至400 °C、密封，等待下一个输液循环开始。 实施例4:制备氧化铟(ln203)粉末
用实施例3的方法，熔化铟锭至350。C，制取氧化铟111203粉末。实施例5:制备氧化铟锡(ITO)复合粉末。、
用实施例3的方法，熔化铟锡合金锭至40(TC。 In与Sn的比例为9.45: 1。 制取的ITO粉末，其ln必,与Sn02的比例为9: 1。
权利要求
1、一种可用来制取金属粉末及铸件的金属液联动输送装置，其特征在于其方法是先将金属放入本装置的甲容器中，通电升温至金属熔化温度，待金属熔化后，按照实际需求对金属液体进行变质、精炼、除气、除渣处理，待处理完毕盖上密封盖，通过本装置的管道与差压铸造设备中的坩埚联通，管道中间装有一个单向回止密封阀，在甲容器中通入气体，当乙容器中的气体压力P乙大于甲容器中的气体压力P甲时，该阀可起到密封作用；当P甲>P乙时，该阀开启，甲容器中的金属液在甲、乙容器之间的气体压差作用下，经该阀压入乙容器的坩埚中；坩埚中的金属液在乙容器的液压和气压双重作用下，通过导液管或喷嘴进入工作面，工作面可以是用于雾化粉末或合成化合物的反应器，也可以是用于形成金属铸件的铸型；乙压力容器工作的同时，甲容器可以连续不断地进行金属的熔化和处理，不间断地输送到乙压力容器的坩埚中。
2、 如权利要求1所述的可用来制取金属粉末及铸件的金属液联动输送装置， 其特征在于其甲容器中通入的气体可以是空气、氮气、氩气或其它气体。
3、 一种可用来制取金属粉末及铸件的金属液联动输送装置，其特征在于-该装置由管道9、单向回止密封阀IO、连接法兰ll、螺栓12、盖板13、甲容器14、 甲坩埚15、甲导液管16、甲熔化炉18构成，其中管道9的一端通入差压铸造设备 里的下压力容器所设置的坩埚上方，甲导液管16通入甲容器14内所设置的甲坩 埚15中，管道9和甲导液管16通过连接法兰11和螺栓12联通，管道9上串接有单 向回止密封阀10;甲容器内设置有甲熔化炉18，甲熔化炉内设置甲坩埚15。
4、 如权利要求3所述的可用来制取金属粉末及铸件的金属液联动输送装 置，其特征在于甲容器14的材质为铁及其合金、钢、陶瓷、钛及其合金、复 合材料中的一种或多种。
5、 如权利要求3所述的可用来制取金属粉末及铸件的金属液联动输送装置，其特征在于甲容器14的外形是圆柱形或其它任意形状的密闭型容器，甲 容器14可承受0. l-15Mpa的压力。
全文摘要
一种可用来制取金属粉末及铸件的金属液联动输送装置由管道9、单向回止密封阀10、连接法兰11、螺栓12、盖板13、甲容器14、甲坩埚15、甲导液管16、甲熔化炉18构成。将金属放入甲容器通电升温至熔化温度后，按需求对金属液体进行变质、精炼、除气、除渣处理，盖上密封盖，通过管道与差压铸造设备中的坩埚4联通，管道装有单向回止密封阀；在甲容器中通入气体，当P_甲＝P_乙时，该阀可起密封作用；当P_甲＞P_乙时，该阀开启，甲容器中的金属液17压入乙容器的坩埚中；坩埚中的金属液2在乙容器5的液压和气压双重作用下，通过导液管3或喷嘴进入工作面，工作面可用雾化粉末或合成化合物的反应器，也可用形成金属铸件的铸型7。
文档编号B22D1/00GK101468385SQ20071030487
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日
发明者金建新 申请人:中国船舶重工集团公司第七二五研究所