一种镁熔炼及浇注复合坩埚的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种适用镁合金熔炼及浇注流量控制的大型复合坩埚，镁熔炼及浇注复合坩埚其包括：外壳（1），流嘴（3），边环（4）,隔板（6），挡板（7），防溅板（8）。坩埚高1200mm-1400mm，上端开口直径950mm-1200mm，下端底部直径800mm-950mm；流嘴长300mm-450mm，与外壳成120°-145°角；防溅板长150mm-200mm，与竖直方向成45°-55°角；隔板长350mm-600mm，与外壳内壁成50°-70°角。通过挡板、隔板和流嘴的配合，可以控制镁合金溶液在浇注时的流速；从而提高镁合金铸件质量。通过将隔板（6）更换为过滤隔板，可有效地过滤残渣，提高镁合金熔炼溶液利用率。
【专利说明】一种镁熔炼及浇注复合坩埚
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种坩埚，具体是一种适用镁合金熔炼及浇注流量控制的大型复合坩埚。
【背景技术】
[0002]镁合金作为良好的轻型结构材料，具有重量轻、比强度和比刚度高、导热性好、热稳定性高、减震性和电磁屏蔽特性优良、铸造工艺性能良好等优点，近些年在制造业被广泛应用。
[0003]镁合金铸件必须经过熔炼和浇注两大过程，铸造充型过程是铸件成型非常重要的阶段，它对铸件的最终质量起着决定性的作用。许多铸造缺陷，如浇不足、冷隔、卷气、氧化夹渣乃至缩松、缩孔等都与铸造的充型过程密切相关。液态金属进入型腔后，由于充型次序、充型的平稳度及充型的时间等因素都对铸件的内部质量产生影响，因此浇注速度的控制至关重要。
[0004]针对外观尺寸、形状和内部结构的不同的铸件其浇注系统的设计各不相同，大体上分为三类:(I)底注式浇注系统；(2)顶注式浇注系统；(3)中注式浇注系统。铸造中，根据铸件的形状和技术要求的不同，需用不同的浇注系统，不论哪种浇注系统，浇注速度控制都是必须的，不合适的浇注速度会严重影响铸件的质量，甚至导致铸件报废。浇注速度过快或过慢对于不同浇注系统产生的影响如下:
[0005](I)底注式浇注系统:浇注速度过慢虽然可以获得平稳的浇注，但是会产生严重的分流现象，对铸件质量影响很大。而浇注速度过快对型壁的冲击很大，金属液的飞溅等现象大大增加，而且液面上升波动较大，易产生卷气、夹渣等缺陷。
[0006](2)顶注式浇注系统:浇注速度过慢，底端的金属液由于重力作用，速度迅速增加，而上部的金属液由于流动速度较小因而会产生金属液断流。浇注速度过快，在充型过程中型腔内壁产生较大的冲击，金属液的飞溅现象严重，出现大范围的卷气和液面翻腾等现象。
[0007](3)中注式浇注系统:浇注速度过低，导致在浇道部位产生分流的现象，很容易产生气孔、夹渣等缺陷。浇注速度过快，金属液面充型非常不平稳，而且出现了飞溅现象，此现象很容易产生夹洛、卷气等缺陷。
[0008]综上所述，浇注速度过快容易出现金属液飞溅，液面上升不平稳，出现卷气，夹渣等缺陷；浇注速度过慢容易金属液分流，断流，出现卷气和夹渣等缺陷。因此适合的浇注速度是得到高质量铸件至关重要的因素。
[0009]目前，根据专利CN 202938639 U所述的熔镁坩埚无法对浇注溶液进行过滤且对浇注时的流量和流态不能进行有效的控制，仅仅根据经验进行浇注。液流的扰动和充型速度过慢往往导致镁合金铸件内部形成缺陷。经研究可知，多件连续浇注时，纯净的金属溶液在紊流状态和可控的均匀流速是高质量镁合金铸件成型的必要条件。
【发明内容】
[0010]本实用新型解决了现有镁合金熔炼坩埚在浇注时无法控制流速的问题，提供了一种可控制浇注速度从而提高镁合金铸件质量的坩埚结构。
[0011]本实用新型采用以下的技术:一种镁合金熔炼浇注坩埚，它的结构包括外壳、埚底、流嘴、边环、耳环、隔板、挡板、防溅板、金属过滤隔板、定位槽、伸缩板紧固装置、过滤隔板、伸缩板。外壳与埚底通过焊接形成整体，边环、耳环、隔板、挡板、防溅板、定位槽均通过焊接与外壳连接。利用调节伸缩板控制伸缩板与隔板之间的溶液入口大小，过滤隔板和金属过滤隔板可以有效的将坩埚底部含有夹杂物的溶液过滤，高效的利用熔炼的合金溶液。
[0012]本实用新型的有益效果为:通过挡板、隔板和流嘴的配合，可以控制镁合金溶液在浇注时的流速；通过过滤隔板可有效地利用镁合金熔炼溶液。
[0013]
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是实施例1的俯视图。
[0015]图2是实施例1的主视图。
[0016]图3是实施例2的俯视图。
[0017]图4是实施例2的主视图。
[0018]图5是实施例2的小孔过滤隔板12示意图。
[0019]图6是实施例3的主视图。
[0020]图7是实施例3的大孔过滤隔板9示意图。
[0021 ] 图8是实施例4的俯视图。
[0022]图9是实施例4的主视图。
[0023]图10是实施例4的伸缩板示意图。
[0024]图11是实施例4的紧固装置10的主视图。
[0025]图12是实施例4的紧固装置10的俯视图。
[0026]图13是实施例4的紧固装置10和定位槽11的配合图。
[0027]图14是实施例4的定位槽俯视图。
[0028]图15是实施例5的俯视图。
[0029]图16是实施例5的主视图。
[0030]图17是实施例6的主视图。
[0031]
【具体实施方式】
[0032]实施例1
[0033]参照图1-2: —种镁合金熔炼浇注复合坩埚，坩埚高度1200mm-1400mm，坩埚上端开口直径950mm-1200mm,下端底部直径800mm-950mm,外壳I与竖直方向成3° -5°角。流嘴3长300mm-450mm,最高点与外壳上端距离10mm-30mm,流嘴3下端与外壳成120° -145°角。挡板7长580mm,厚25mm-40mm,距离外壳I与流嘴3焊接顶部150mm-200mm,防派板8与竖直部分成 45° -55° 角，长 150mm-200mm,厚 20mm-30mm。隔板 6 长 350mm-600mm,与外壳I内壁成50°-70°角，厚15mm-30mm，距离埚底600mm-800mm，可以将镁合金熔炼后，坩埚底部带有杂质的溶液，在烧注时被隔离，使其无法被用于烧注。边环4直径1200mm-1400mm,厚25mm-35mm,距离外壳顶部120mm-150mm,通过焊接与外壳I连接。在相.祸顶部，外壳I外壁上与流嘴成90°，180°，270°三个方位设置三个耳环5，与外壳I和边环4通过焊接连接，耳环5长150mm,宽145mm,厚50mm,在其上距离上部75mm,最右边75mm处有一直径70mm的孔,?甘埚熔炼镁合金完毕，通过三个耳环将其吊起，通过控制与流嘴3正对的耳环高度，实现坩埚的倾斜完成浇注。
[0034]隔板6长度580mm，角度必须为55°，可以有效的避免含有杂质的坩埚底部熔炼镁合金溶液通过溶液入口，起到挡渣作用，并且可以避免因为其长度过长导致过多的溶液无法进入溶液入口而造成的浪费。
[0035]防溅板8长度180mm-200mm间，角度与水平方向成48° -52°，可以很好的避免在浇注时由于坩埚倾斜导致坩埚挡板7右侧部分溶液涌向流嘴3方向而出现溢出坩埚的现象，防溅板8给其提供了有效的缓冲空间，防止了高温镁合金溶液在浇注时大量溢出而导致的安全问题。
[0036]流嘴3与外壳I成130° -140°拐角，可以为镁合金溶液在浇注时提供平缓的过渡。角度过大,浇注时需要坩埚倾斜过大,容易导致溶液倾泻,从而产生安全事故,角度过小，浇注时溶液从坩埚中到流嘴中流动速度由于过度角太小而导致流速的转变太大。
[0037]实施例2
[0038]参照图3-5:在实施例1的基础上，其不同在于:将隔板6更换为成一端成过滤孔形式的过滤隔板12,滤隔板12长500mm-600mm。与外壳I内壁成55°角，厚15mm-30mm,距离过滤隔板12与外壳I内壁焊接出150mm处开始设置过滤孔，过滤孔大小为20PPI。
[0039]过滤隔板12可以将实施例1中被隔板6隔离的带有一定杂质的废弃溶液利用起来，经过有效的过滤金属液，得到纯净的金属液进行浇注。
[0040]实施例3
[0041]参照图6-7，在实施例2的基础上，其不同在于:在过滤隔板12下端100mm-200mm处增设大孔过滤板9,长500mm-600mm。与外壳I内壁成55°角，但过滤板9整个板都有过滤孔，过滤孔大小为10PPI，过滤板9与实施例3中过滤板12形成双层过滤，更加有效的过滤坩埚底部带有夹杂物的溶液。
[0042]实施例4
[0043]参照图8-14:在实施例1的基础上，其不同在于:增设了伸缩板13、定位槽11、伸缩紧固装置10。
[0044]伸缩板13上部是有间距为0.5mm,厚度为0.5mm的齿,伸缩紧固装置10有间距为
0.5mm,厚度为0.5mm的齿与伸缩板13配合。伸缩紧固装置10和定位槽11配合，伸缩紧固装置10可以在定位槽内滑动，在伸缩紧固装置10固定住伸缩板13时，用螺钉固定伸缩紧固装置10和定位槽11。
[0045]在坩埚顶部，外壳I外壁紧贴挡板7，在挡板7左侧设置定位槽11，通过焊接连接在外壳I上。定位槽11与伸缩紧固装置10通过槽来实现配合。伸缩板13紧贴挡板7放置，利用伸缩紧固装置10固定位置。隔板6与挡板7下端存在一定距离，形成金属液流入口。根据不同铸件的浇注速度要求可以通过伸缩板13的调节，来控制液体流入口的大小。
[0046]实施例5
[0047]参照图15-16:在实施例4的基础上，其不同在于:将隔板6更换为成一端成过滤孔形式的过滤隔板12,过滤隔板12长500mm-600mm。与外壳I内壁成55°角，厚15mm-30mm,距离过滤隔板12与外壳I内壁焊接出150mm处开始设置过滤孔，过滤孔大小为20PPI。
[0048]过滤隔板12可以将实施例1中被隔板6隔离的带有一定杂质的废弃溶液利用起来，经过有效的过滤金属液，得到纯净的金属液进行浇注。
[0049]实施例6
[0050]参照图17，在实施例5的基础上，其不同在于:在过滤隔板12下端100mm-200mm处增设大孔过滤板9，其设计尺寸，角度均与过滤隔板12 —致,但过滤板9整个板都有过滤孔，过滤孔大小为10PPI，过滤板9与实施例3中过滤板12形成双层过滤，更加有效的过滤坩埚底部带有杂质的溶液。具体的，根据镁合金铸件的设计要求，算出最佳浇注速度，通过计算得到需要的镁合金溶液在坩埚中的溶液入口大小，(可通过调节伸缩控制机构11实施得到)，然后对镁合金进行熔炼，熔炼完成后得到镁合金溶液，利用耳环5将坩埚吊起至模具位置然后进行浇注，溶液通过设计好的溶液入口以设计要求的浇注速度开始浇注。坩埚下部含有杂质的镁合金溶液同过双层过滤隔板过滤后得到的纯净的镁合金溶液进行浇注。本实用新型针对不同镁合金铸件所要求的浇注速度，调节伸缩板的长度，从而控制浇注时的流速得到高质量的镁合金铸件，同时高效地利用了熔炼得到的镁合金溶液，对于大多数坩埚最后废弃不用的坩埚底部镁合金溶液，利用双层过滤隔板得到有效的利用，避免了镁合金溶液的浪费，提高了其使用效率。
【权利要求】
1.一种镁熔炼及浇注复合坩埚，其特征在于:坩埚高度1200mm-1400mm，坩埚上端开口直径950mm-1200mm,下端底部直径800mm-950mm,外壳(I)与竖直方向成3° -5°角；流嘴(3)长300mm-450mm,最高点与外壳(I)上端距离10mm-30mm,下端与外壳(I)成120° -145°角；挡板(7)长580 mm,距外壳(I)与流嘴(3)焊接顶部150mm-200mm,防派板(8)与竖直方向成 45° -55° 角，长 150mm-200mm,厚 20mm-30mm ;隔板(6)长 350mm-600mm，与外壳(I)内壁成50° -70°角，厚15mm-30mm,距离祸底600mm-800mm ;边环(4)直径1200mm-1400mm,厚 25mm-35mm,距离筒体顶部 120mm-150mm,与外壳(I)连接。
2.根据权利要求1所述镁熔炼及浇注复合坩埚，其特征在于:隔板(6)长度580_，与外壳(I)内壁成55°角。
3.根据权利要求2所述镁熔炼及浇注复合坩埚，其特征在于:防溅板(8)长度180mm-200mm间，角度与水平方向成48。-52°。
4.根据权利要求3所述镁熔炼及浇注复合坩埚，其特征在于:流嘴(3)与外壳(I)成130。-140。角。
5.根据权利要求4所述镁熔炼及浇注复合坩埚，其特征在于:将隔板(6)更换为成一端成过滤孔形式的过滤隔板(12),过滤隔板(12)长500mm-600mm,与外壳(I)内壁成55°角，厚15mm-30mm，距离过滤隔板(12)与外壳(I)内壁焊接出150mm处开始设置过滤孔，过滤孔大小为20PPI。
6.根据权利要求5所述镁熔炼及浇注复合坩埚，其特征在于:在过滤隔板(12)下端100mm-200mm处增设大孔过滤板(9),长500mm-600mm,与外壳(I)内壁成55°角，过滤板(9)整个板都有过滤孔，过滤孔大小为10PPI。
7.根据权利要求4所述镁熔炼及浇注复合坩埚，其特征在于:伸缩板(13)上部是有间距为0.5mm,厚度为0.5mm的齿，伸缩紧固装置(10)有间距为0.5mm,厚度为0.5mm的齿与伸缩板(13)配合；伸缩紧固装置(10)和定位槽(11)配合，伸缩紧固装置(10)可以在定位槽内滑动，在伸缩紧固装置(10)固定住伸缩板(13)时，用螺钉固定伸缩紧固装置(10)和定位槽(11);外壳(I)外壁紧贴挡板(7)，在挡板(7)左侧设置定位槽(11)，连接在外壳(I)上；定位槽(11)与伸缩紧固装置(10)通过槽来实现配合，伸缩板(13)紧贴挡板(7)放置，利用伸缩紧固装置(10)固定位置。
8.根据权利要求7所述镁熔炼及浇注复合坩埚，其特征在于:隔板(6)更换为成一端成过滤孔形式的过滤隔板(12),过滤隔板(12)长500mm-600mm,与外壳(I)内壁成55°角，厚15mm-30mm，距离过滤隔板(12)与外壳(I)内壁焊接出150mm处开始设置过滤孔，过滤孔大小为20PPI。
9.根据权利要求8所述镁熔炼及浇注复合坩埚，其特征在于:在过滤隔板(12)下端100mm-200mm处增设大孔过滤板(9),长500mm-600mm,与外壳(I)内壁成55°角，过滤板(9)整个板都有过滤孔，过滤孔大小为10PPI。
【文档编号】B22D35/04GK203936364SQ201420273401
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】丁明惠, 郑行, 李迅奇, 张宏森 申请人:哈尔滨鑫材达科技发展有限公司, 丁明惠