专利名称：镁合金汽车车轮低压铸造机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车车轮的低压铸造机，特别是一种镁合金汽车车轮低压铸造 机。
背景技术：
现有的镁合金低压铸造机保温炉都在常压下工作，在铸造升液时，用浸于常压镁 合金液中的气压泵驱动金属液沿升液管向铸型充填、增压、保压和卸压。卸压后，升液管中 尚未凝固的镁合金液靠自身重力全部回落到保温炉坩埚中，会引起沉渣泛起，特别是当坩 埚中镁合金液少于20kg时，此种现象更为严重。在进行下一个循环时，镁合金液中的氧化 渣和其它渣质就容易从升液管被压入铸型中，造成产品铸造缺陷甚至报废。保温炉结构是 采用耐高温耐火材料浇注而成，炉衬采用多层保温岩棉保温，炉壳采用IOmm厚钢板焊接而 成，加热方式为炉盖辐射加热方法，镁与耐火材料接触会发生化学反应影响了镁合金液的 质量。现有的镁合金低压铸造机对模具温度的控制还处于一种模糊化的状态，不能实时 监控模温，不能很好地建立起符合要求的模具温度梯度场。上述缺陷会造成镁合金产品铸 造质量不高，报废率高，从而直接影响企业的经济效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对模具温度实行PID实时控制的专用于镁合金车轮 低压铸造机。实现本发明目的的技术解决方案为一种镁合金汽车车轮低压铸造机，包括铸造 机主机、保温炉、模具、铸造实时监控台，铸造实时监控台对铸造时的升液压力、增压压力、 充型时间、增压时间、保压时间、模具开合模次数，保温炉内镁合金液液面位置参数进行设 定和监控；还包括升液管，升液管将设置在铸造主机上方的模具和保温炉相连通，铸造生产 时镁合金液采用悬浮充型，防止升液管中尚未凝固的镁合金液靠自身重力全部回落到保温 炉坩埚中引起沉渣泛起，从而减少了溶液回流冲击，可有效避免沉渣泛起，保持液面纯净， 提高成品率；保温炉包括炉衬、电加热丝、炉壳、坩埚、炉盖、全封闭式加液装置和保护气体 接入器；炉壳内设置坩埚，炉壳与坩埚之间为炉衬，炉衬内侧设置对坩埚加热的环状电加热 丝，炉壳上方设置炉盖，炉盖与炉壳通过耐高温密封圈加以密封，炉盖上设置全封闭式加液 装置、保护气体接入器和升液管，上述装置与炉盖在接合处密封。本发明与现有技术相比，其显著优点为(1)建立起了符合要求的模具温度梯度 场；(2)可以对炉温进行实时监控；(3)铸造生产时镁合金液采用悬浮充型，防止升液管中 尚未凝固的镁合金液靠自身重力全部回落到保温炉坩埚中引起沉渣泛起，从而减少了溶液 回流冲击，可有效避免沉渣泛起，保持液面纯净，提高成品率，提高镁合金产品铸造质量。下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明的镁合金汽车车轮低压铸造机结构示意图。图2是本发明的铸造机中保温炉结构示意图。图3是本发明的镁合金汽车车轮低压铸造机悬浮充型结构示意图。图4是本发明的镁合金汽车车轮低压铸造机模温实时温控装置示意图。
具体实施例方式结合图1、图2，本发明的镁合金汽车车轮低压铸造机，包括铸造机主机1、保温炉 2、模具5、铸造实时监控台6，铸造实时监控台对铸造时的升液压力、增压压力、充型时间、 增压时间、保压时间、模具开合模次数，保温炉内镁合金液液面位置参数进行设定和监控； 还包括升液管4，升液管4将设置在铸造主机1上方的模具5和保温炉2相连通；保温炉2 包括炉衬7、电加热丝8、炉壳9、坩埚3、炉盖10、全封闭式加液装置11和保护气体接入器 12 ；炉壳9内设置坩埚3，炉壳9与坩埚3之间为炉衬7，炉衬7内侧设置对坩埚3加热的 环状电加热丝8，炉壳9上方设置炉盖10，炉盖10与炉壳9通过耐高温密封圈加以密封，炉 盖10上设置全封闭式加液装置11、保护气体接入器12和升液管4，上述装置与炉盖在接合 处密封。所述坩埚3包括内外两层钢板，外层材料为耐高温合金钢，内层材料为碳素结构 钢，上述两层钢板通过爆炸式焊接工艺焊接而成，这种工艺制作的坩埚既可保证镁液的稳 定性，又能提高热效应。炉衬7由保温岩棉加耐高温耐火材料砌成。炉壳9用IOmm厚碳素 结构钢板焊成。本发明的镁合金汽车车轮低压铸造机的模具5上设置模温实时监控装置，该装置 包括设置在PLC上的温度控制单元13、设置于模具各个加热点的加热器14和设置在加热器 14旁的热电偶和温度传感器15和控制仪表16，热电偶和温度传感器15与PLC上的温度控 制单元13的输入端子相连，将检测到的温度信号传输给PLC上的温度控制单元13 ；加热器 14与PLC上的温度控制单元13的输出端子相连，接收PLC上的温度控制单元13发出的控 制信号从而进行加热；PLC上的温度控制单元13与控制仪表16相连，控制仪表16显示出 热电偶和温度传感器15检测到的温度。当坩埚3内镁合金液面低于安全生产线时，镁合金溶解炉中的镁液通过特殊的管 道与全封闭式加液装置11接口对接加入镁液，这样可以有效防止镁合金液在传输过程中 产生氧化等不良反应，影响镁合金液的质量。炉盖10上还安装了保护气体接入器12，通 过保护气体接入器12输入口输入惰性气体，可有效保持镁合金液在连续生产时的防氧化， 防易燃及浇注过程中的对镁合金液表面加压，可确保产业化过程中的连续化生产和现场安 全。图3是本发明的坩埚悬浮充型结构示意图，铸造生产时保温炉坩埚3内加入惰性 保护气体，坩埚3内的镁合金液通过升液管4完成充型，充型完成后，低压机部分卸压，使镁 合金液按要求回流一部分，压力保存量以升液管4内镁合金液断开浇口为准，此压力由计 算得到。镁合金液与浇口脱离后依靠保护气体保存压力支撑悬浮在升液管4中，也即升液 管4中的镁合金液只有少部分回流到坩埚3内。这样做的目的在于，因为镁合金熔渣和氧化 物密度比镁合金大，一般情况下，熔渣均沉积在坩埚底部，升液管4中的镁合金在上部，铸 造生产时取用的是升液管4中的镁合金，从而减少了溶液回流冲击，可有效避免沉渣泛起，保持液面纯净，提高成品率。镁合金汽车车轮低压铸造对模具温度梯度场的要求很高，这是因为镁合金汽车车 轮在铸造中的冷却凝固时间较宽，急冷易产生缩裂和组织疏松，即使在连续生产的条件下， 局部区域需冷却后凝固，待下一模浇注前，模温也要迅速恢复到工艺温度，方能保证铸件的 精密成型，确保产品的铸造合格率。图4是本发明的PID模具实时温控装置，对模具温度进行实时监控，包括有设置在 PLC上的温度控制单元13、设置于模具各个加热点的加热器14、设置在加热器14旁的热电 偶和温度传感器15，温度传感器15与PLC上的温度控制单元13的输入端子相连，加热器 14与PLC上的温度控制单元13的输出端子相连，PLC上的温度控制单元13与控制仪表16 相连，控制仪表16可以进行手工操作。本发明一个温度控制单元13控制一个回路的温度 PID温度控制，即一个温度控制单元13控制一个模具加热点的温度。操作者通过控制仪表 16向PLC温度控制器13输入相对应的模具加热点的设定温度，工作时，模具加热点的实测 温度通过温度传感器15传入PLC上的温度控制单元13并反映到控制仪表16，在控制仪表 上还设置有启动AT(自整定)功能按钮，在对模具进行加热的最初，首先按动此按钮，使其 进入自整定过程。PLC上的温度控制单元能够自整定出最佳的PID参数。当模具温度低于 设定值时，PLC上的温度控制单元13控制加热器加热直到达到设定温度。通过PID模具温 度实时控制系统就能使模具温度梯度场处于最佳的状态，从而确保了铸造的高成品率。
权利要求
1.一种镁合金汽车车轮低压铸造机，包括铸造机主机[1]、保温炉[2]、模具[5]、铸造 实时监控台[6]，铸造实时监控台对铸造时的升液压力、增压压力、充型时间、增压时间、保 压时间、模具开合模次数，保温炉内镁合金液液面位置参数进行设定和监控；其特征在于， 还包括升液管[4]，升液管[4]将设置在铸造主机[1]上方的模具[5]和保温炉[2]相连 通；保温炉[2]包括炉衬[7]、电加热丝[8]、炉壳[9]、坩埚[3]、炉盖[10]、全封闭式加液 装置[U]和保护气体接入器[12]；炉壳[9]内设置坩埚[3]，炉壳[9]与坩埚[3]之间为 炉衬[7]，炉衬[7]内侧设置对坩埚[3]加热的环状电加热丝[8]，炉壳[9]上方设置炉盖 [10]，炉盖[10]与炉壳[9]通过耐高温密封圈加以密封，炉盖[10]上设置全封闭式加液装 置[11]、保护气体接入器[12]和升液管[4]，上述装置与炉盖[10]在接合处密封。
2.根据权利要求1所述的镁合金汽车车轮低压铸造机，其特征在于，模具[5]上设置模 温实时监控装置，该装置包括设置在PLC上的温度控制单元[13]、设置于模具各个加热点 的加热器[14]和设置在加热器[14]旁的热电偶和温度传感器[15]和控制仪表[16]，热电 偶和温度传感器[15]与PLC上的温度控制单元[13]的输入端子相连，将检测到的温度信 号传输给PLC上的温度控制单元[13]；加热器[14]与PLC上的温度控制单元[13]的输出 端子相连，接收PLC上的温度控制单元[13]发出的控制信号从而进行加热；PLC上的温度 控制单元[13]与控制仪表[16]相连，控制仪表[16]显示出热电偶和温度传感器[15]检 测到的温度。
3.根据权利要求1或2所述的镁合金汽车车轮低压铸造机，其特征在于，坩埚[3]包括 内外两层钢板，外层材料为耐高温合金钢，内层材料为碳素结构钢，上述两层钢板通过爆炸 式焊接工艺焊接而成。
4.根据权利要求3所述的镁合金汽车车轮低压铸造机，其特征在于，炉衬[7]由保温岩 棉加耐高温耐火材料砌成。
5.根据权利要求3所述的镁合金汽车车轮低压铸造机，其特征在于，炉壳[9]用IOmm 厚碳素结构钢板焊成。
全文摘要
本发明公开了一种镁合金汽车车轮低压铸造机，包括铸造机主机、保温炉、模具、铸造实时监控台；还包括升液管，升液管将设置在铸造主机上方的模具和保温炉相连通；保温炉包括炉衬、电加热丝、炉壳、坩埚、炉盖、全封闭式加液装置和保护气体接入器；炉壳内设置坩埚，炉壳与坩埚之间为炉衬，炉衬内侧设置对坩埚加热的环状电加热丝，炉壳上方设置炉盖，炉盖与炉壳通过耐高温密封圈加以密封，炉盖上设置全封闭式加液装置、保护气体接入器和升液管。本发明建立起符合要求的模具温度梯度场；可以对炉温进行实时监控并提高镁合金产品铸造质量。
文档编号B22D18/04GK102000800SQ20091003420
公开日2011年4月6日 申请日期2009年9月2日 优先权日2009年9月2日
发明者叶松军, 张培军, 束志湘, 郭卫东, 陈中华, 马振新 申请人:江苏圆通汽车零部件有限责任公司