低压铸造方法及设备的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于低压铸造技术领域，尤其涉及一种低压铸造方法及设备。
【背景技术】
[0002]低压铸造是介于压力铸造与重力铸造之间的一种铸造方法，具有金属液充型平稳、铸件组织致密的特点。一个完整的低压铸造工艺循环，通常包括放模步骤、升液步骤、充型步骤、结壳步骤、结晶步骤、悬浮步骤、卸模步骤等工艺步骤。
[0003]低压铸造设备通常包括保温炉、升液管、模具、气压回路及控制系统。升液管设置在保温炉内，并从保温炉中伸出到模具型腔内。控制系统用于在低压铸造生产中，实现多种要求的过程控制。气压回路则用于满足低压铸造工艺循环中各步骤压缩空气的流量需求和压力需求。
[0004]现有低压铸造设备的成品率偏低，铸件组织中存在缩松、气孔等缺陷。
【发明内容】
[0005]针对现有低压铸造设备的铸件组织中存在缩松、气孔等缺陷，本发明提出一种低压铸造方法和设备，可精确调节低压铸造各工艺步骤中的压缩气体压力，从而减少铸件组织的缺陷，提尚成品率。
[0006]第一方面，本发明提出一种低压铸造设备。本发明提出的低压铸造设备，包括保温炉、升液管、气压回路和控制系统;该升液管设置在该保温炉内，并从该保温炉中伸出；该气压回路包括储气罐和控制阀；该气压回路还包括缓冲罐;该控制阀包括电气比例压力阀和电气比例流量阀；该电气比例压力阀分别与该储气罐和该缓冲罐连接;该电气比例流量阀分别与该储气罐和该缓冲罐连接;该缓冲罐还与该保温炉连接;该控制系统包括现场控制装置，该现场控制装置包括压力控制单元和流量控制单元;该压力控制单元与该电气比例压力阀连接，该压力控制单元用于生成压力调节指令，并将该压力调节指令发送给该电气比例压力阀;该电气比例压力阀用于根据该压力调节指令，调整阀芯开度和气流方向，以使得该缓冲罐内的压力变化;该流量控制单元与该电气比例流量阀连接，该流量控制单元用于生成流量调节指令，并将该流量调节指令发送给该电气比例流量阀；该电气比例流量阀用于根据该流量调节指令，调整阀芯开度，以使得压缩气体从该储气罐内进入该缓冲罐内。
[0007]进一步地，本发明提出的低压铸造设备，该现场控制装置还包括压力传感器，该压力传感器设置在该缓冲罐上;该压力控制单元还与该压力传感器连接，该压力控制单元还用于根据该压力传感器反馈的压力值，生成压力闭环控制指令;该压力控制单元还与该电气比例流量阀连接，该压力控制单元还用于在根据该压力传感器反馈的压力值判断需要关闭该电气比例流量阀时，生成优先流量控制指令，并将该优先流量控制指令发送给该电气比例流量阀，以使得该电气比例流量阀关闭；和/或该压力控制单元42还与该流量控制单元连接，该压力控制单元还用于在根据该压力传感器反馈的压力值判断需要关闭该电气比例流量阀时，生成控制传递指令，并将该控制传递指令发送给该流量控制单元，以使得该流量控制单元控制该电气比例流量阀关闭。
[0008]进一步地，本发明提出的低压铸造设备，该气压回路还包括第一电磁截止阀，该第一电磁截止阀与该缓冲罐相连;该现场控制装置还包括紧急卸压控制单元，该紧急卸压控制单元与该第一电磁截止阀相连;该紧急卸压控制单元用于根据急停指令，为该第一电磁截止阀通电，以使得该第一电磁截止阀的阀芯打开，从而使得该缓冲罐内的压缩气体排出。
[0009]进一步地，本发明提出的低压铸造设备，该气压回路还包括第二电磁截止阀和第三电磁截止阀；该第二电磁截止阀设置在该电气比例流量阀与该缓冲罐之间；该第三电磁截止阀设置在该电气比例压力阀与该缓冲罐之间；该现场控制装置还包括掉电保护控制单元;该掉电保护控制单元分别与该第二电磁截止阀和该第三电磁截止阀连接;该掉电保护控制单元用于在有电状态时，为该第二电磁截止阀通电，以使得该第二电磁截止阀的阀芯打开，从而使得压缩气体进入该缓冲罐内；该掉电保护控制单元还用于在有电状态时，为该第三电磁截止阀通电，以使得该第三电磁截止阀的阀芯打开，从而使得压缩气体进入该缓冲罐内或从该缓冲罐内排出。
[0010]进一步地，本发明提出的低压铸造设备，该现场控制装置还包括模拟量输入单元、模拟量输出单兀和开关量输出单兀;该模拟量输入单兀分别与该压力传感器和该压力控制单元连接;该模拟量输出单元与该电气比例压力阀和该电气比例流量阀连接;该开关量输出单元分别与该第一电磁截止阀、该第二电磁截止阀和该第三电磁截止阀连接;该开关量输出单元还分别与该掉电保护控制单元和该紧急卸压控制单元连接。
[0011]进一步地，本发明提出的低压铸造设备，该控制系统还包括远程监测装置，该远程监测装置与该现场控制装置连接。
[0012]与现有的低压铸造设备的气压回路中简单的多级压力控制模式不同，本发明提出的低压铸造设备的气压回路中设置有缓冲罐，采用电气比例压力阀和电气比例流量阀，提高了各工艺步骤中压缩气体的流量控制精度和压力控制精度，并可较长时间保持压力稳定，从而减少了铸件组织的缺陷，提高了成品率。
[0013]第二方面，本发明提出一种低压铸造方法。本发明提出的低压铸造方法，基于第一方面中说明的低压铸造设备，包括如下步骤:
[0014]该现场控制装置根据低压铸造工艺参数，生成流量控制指令并发送到该电气比例流量阀，及生成压力控制指令并发送到该电气比例压力阀；该低压铸造工艺参数包括液面悬浮高度、初始悬浮压力、充型速度、充型压力、结壳压力、结壳速度、结壳时间、结晶压力、结晶速度或结晶时间;对应地，
[0015]该电气比例压力阀根据该压力控制指令，控制悬浮步骤、充型步骤、结壳步骤或结晶步骤中该缓冲罐内压缩气体的压力；该电气比例流量阀根据该流量控制指令，控制充型步骤、结壳步骤或结晶步骤中该升液管内金属液的流量;其中，该悬浮步骤用于控制该升液管内金属液的液面保持在设定的液面悬浮高度。
[0016]进一步地，本发明提出的低压铸造方法，该悬浮步骤包括:该现场控制装置根据接收的该液面悬浮高度和/或该初始悬浮压力，确定当前悬浮压力，及生成悬浮压力控制指令并发送到该电气比例压力阀；对应地，该电气比例压力阀根据该液面悬浮控制指令控制该保温炉腔室内的气体压力保持在该当前悬浮压力上。
[0017]进一步地，本发明提出的低压铸造方法，该确定当前悬浮压力的步骤，包括:根据铸件的物理参数和累计铸件数，确定保温炉内的金属液液面高度;根据该液面悬浮高度和该金属液液面高度得到液面悬浮高度差;根据该初始悬浮压力与该液面悬浮高度差，确定当前悬浮压力;其中，在使用同一炉金属液铸造同一批铸件的多个铸造循环中，该累计铸件数是逐渐增加的。
[0018]进一步地，本发明提出的低压铸造方法，该低压铸造工艺参数是由该远程监控装置获取并发送到该现场控制装置中的。
[0019]与现有的低压铸造方法中复杂的流量、压力控制方式不同，本发明提出的低压铸造方法利用电气比例压力阀、电气比例流量阀和缓冲罐，提高了各工艺步骤中压缩气体的流量控制精度和压力控制精度，并可较长时间保持压力稳定，从而减少了铸件组织的缺陷，提尚了成品率。
【附图说明】
[0020]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0021 ]图1是本发明实施例低压铸造设备的组成示意图；
[0022]图2是本发明实施例低压铸造设备的控制系统的功能示意图；
[0023]图3是本发明实施例低压铸造设备确定悬浮压力的流程图；
[0024]其中，
[0025]11保温炉；
[0026]12升液管；
[0027]21过滤减压阀；
[0028]22储气罐；
[0029]23缓冲罐；
[0030]24电气比例流量阀；
[0031]25电气比例压力阀；
[0032]26第一电磁截止阀；
[0033]27第二电磁截止阀；
[0034]28第三电磁截止阀；
[0035]31现场控制装置；
[0036]32远程监测装置；
[0037]41流量控制单元；
[0038]42压力控制单元；
[0039]43紧急卸压控制单元；
[0040]44掉电保护控制单元；
[0041 ]51压力传感