一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于真空熔炼技术领域，公开了一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置。该装置包括耐高温玻璃腔体、真空发生装置，耐高温玻璃腔体与真空发生装置之间通过真空连接管连接；耐高温玻璃腔体的底部设置有浇注模具，浇注模具上方设有石墨坩埚，耐高温玻璃腔体外设有给石墨坩埚加热的加热装置；石墨坩埚的底部设有与浇注模具连通的通孔，通孔内配合有石墨柱塞，石墨柱塞的上部设有柱塞杆，柱塞杆的上端设有驱动其上下运动的直线运动磁力杆；耐高温玻璃腔体的上部设有能够水平和旋转运动的水平磁力杆，水平磁力杆的内端设有用于放置后续添加合金料的放料斗。该装置能够在真空状态下连续添加中间合金，且能够精确调节合金熔体的成分。
【专利说明】
一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置
技术领域
[0001]本实用新型属于真空熔炼技术领域，特别涉及一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注
目.0
【背景技术】
[0002]铝合金、镁合金等有色金属由于具有密度低、比强度和比刚度高的基本特点，被广泛用于方便携带的器械、航空航天、3C产业及军工等领域。然而，由于铝合金、镁合金都属于化学性质非常活泼的金属材料，很容易被氧化和产生杂质，尤其是浇注过程中由于表面形成氧化膜进入铸型后，氧化膜接触碰撞后形成缺陷，从而在熔炼和浇注后导致铸件缩孔、缩松、孔洞等缺陷明显增加，真空熔炼能够大大减少此类缺陷的发生。因此，开发铝合金、镁合金真空熔炼和浇注设备势在必行。
[0003]目前，对铝合金、镁合金的真空熔炼设备已经公开的文献如是CN1876858A发明了防止镁合金燃烧的封闭熔炼炉，CN102728819A发明了一体化真空熔炼精确定量浇注铝合金和镁合金的装置和方法。应该说以上文献都对防止铝合金和镁合金氧化和纯净熔炼做出了很好的解决方案，但是由于铝合金和镁合金在真空熔炼时往往需要根据合金熔点不同，先后不同时刻添加入熔体。但是，现有的装置均不具有在真空状态下连续添加中间合金的功能，且不能精确调节合金恪体成分。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置，该装置能够在真空状态下连续添加中间合金，而且能够精确调节合金熔体的成分，该装置结构简单、使用方便。
[0005]为达到以上目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。
[0006]—种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置，其特征在于:包括耐高温玻璃腔体、真空发生装置，所述耐高温玻璃腔体与真空发生装置之间通过真空连接管连接；
[0007]所述耐高温玻璃腔体的底部设置有浇注模具，所述浇注模具上方设置有用于放置主体合金料的石墨坩祸，所述耐高温玻璃腔体外设置有给石墨坩祸加热的加热装置;所述石墨坩祸的底部设置有与浇注模具连通的通孔，所述通孔内配合有石墨柱塞，所述石墨柱塞的上部设置有柱塞杆，所述柱塞杆的上端设置有驱动其上下运动的直线运动磁力杆；
[0008]所述耐高温玻璃腔体的上部设置有至少一个能够水平和旋转运动的水平磁力杆，所述水平磁力杆的内端设置有用于放置后续添加合金料的放料斗;所述水平磁力杆水平运动到石墨坩祸上方后旋转运动，使放料斗翻转将后续添加合金料倒入石墨坩祸。
[0009]上述技术方案的特点和进一步改进:
[0010]进一步的，所述柱塞杆外套设有搅拌桨叶套管，所述搅拌桨叶套管的下端设置有搅拌桨叶，其上端设置有驱动其转动的旋转运动磁力杆。
[0011 ]进一步的，所述真空连接管设置为“十”字状，其下端与耐高温玻璃腔体连接，其上端安装所述旋转运动磁力杆和直线运动磁力杆，其左端从左到右依次设置有第一卡箍和第一真空阀门，其右端从右到左依次设置有第二真空阀门和压力表，其右端通过第二卡箍和波纹管连接所述真空发生装置。
[0012]进一步的，所述加热装置为通过电磁感应加热的感应线圈。
[0013]进一步的，所述石墨坩祸内设置有热电偶，所述热电偶连接有设置在耐高温玻璃腔体外的温度记录仪。
[0014]进一步的，所述热电偶与温度记录仪之间连接有陶瓷电极。
[0015]进一步的，所述通孔为上宽下窄的锥形，所述石墨柱塞为与通孔配合的锥形。
[0016]进一步的，所述水平磁力杆为两个，分别相对设置在耐高温玻璃腔体的两侧。
[0017]本实用新型的铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置，通过感应线圈加热石墨坩祸，石墨坩祸通过热传导作用熔炼合金;通过水平磁力杆驱动放料斗直线运动到坩祸的开口上方后再旋转磁力杆将放料斗中合金料加入坩祸熔化，通过旋转运动磁力杆带动搅拌桨叶实现熔体搅拌，通过直线运动磁力杆提拉石墨柱塞使得熔体通过坩祸下部的锥形开口流入模具中完成浇注。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置的结构示意图；
[0019]图中:1、耐高温玻璃腔体;2、浇注模具;3、石墨坩祸;4、感应线圈；5、第一水平磁力杆;6、第一放料斗;7、密封端盖;8、真空连接管;9、第一卡箍；10、第一真空阀门；11、直线运动磁力杆；12、柱塞杆；13、旋转运动磁力杆；14、压力表；15、第二真空阀门；16、第二卡箍；
17、搅拌桨叶套管；18、陶瓷电极；19、温度记录仪;20、密封圈；21、第二放料斗;22、第二水平磁力杆;23、热电偶;24、搅拌桨叶;25、石墨柱塞;26、支架;27、真空发生装置;28、波纹管。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0021]参照图1，为实用新型的一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置的结构示意图；该真空熔炼浇注装置包括耐高温玻璃腔体1、真空发生装置27，耐高温玻璃腔体I与真空发生装置27之间通过真空连接管连接8。
[0022]耐高温玻璃腔体I的底部设置有浇注模具2，浇注模具2上方设置有用于放置主体合金料的石墨坩祸3，耐高温玻璃腔体I外设置有给石墨坩祸3加热的加热装置，本实施例中加热装置为通过电磁感应加热的感应线圈4;石墨坩祸3的底部设置有与浇注模具2连通的通孔，通孔内配合有石墨柱塞25，石墨柱塞25的上部设置有柱塞杆12，柱塞杆12的上端设置有驱动其上下运动的直线运动磁力杆11。本实施例中，通孔为上宽下窄的锥形，石墨柱塞25为与通孔配合的锥形，方便石墨柱塞25的插入和拉出。
[0023]耐高温玻璃腔体I的上部设置有至少一个能够水平和旋转运动的水平磁力杆，水平磁力杆的内端设置有用于放置后续添加合金料的放料斗;水平磁力杆水平运动到石墨坩祸3上方后旋转运动，使放料斗翻转将后续添加合金料倒入石墨坩祸3。本实施例中，水平磁力杆为两个，分别为第一水平磁力杆5和第二水平磁力杆22，相应的放料斗也为两个，分别为第一放料斗6和第二放料斗21，分别相对设置在耐高温玻璃腔体I的两侧。方便不同时间添加不同的合金料。
[0024]柱塞杆12外套设有搅拌桨叶套管17，搅拌桨叶套管17的下端设置有搅拌桨叶24，其上端设置有驱动其转动的旋转运动磁力杆13。搅拌桨叶24实现对熔体的搅拌。
[0025]真空连接管8设置为“十”字状，其下端与耐高温玻璃腔体I连接，其上端安装旋转运动磁力杆13和直线运动磁力杆11，其左端从左到右依次设置有第一卡箍9和第一真空阀门10，第一卡箍9用于与保护气体装置连接;其右端从右到左依次设置有第二真空阀门15和压力表14，其右端通过第二卡箍16和波纹管28连接真空发生装置27。
[0026]石墨坩祸3内设置有热电偶23，热电偶23连接有设置在耐高温玻璃腔体I外的温度记录仪19。热电偶23与温度记录仪19之间连接有陶瓷电极18。
[0027]该装置的使用方法如下:
[0028]步骤1:关闭第一真空阀门10，打开第二真空阀门15，打开真空发生装置27，抽真空，通过压力表14检测压力，待真空度达到所需真空度值时关闭第二真空阀门15。
[0029]步骤2:启动感应电源，感应线圈4加热石墨坩祸3，石墨坩祸3通过热传导作用熔炼合金，当合金熔化后，通过第一水平磁力杆5和第二水平磁力杆22分别驱动第一放料斗6和第二放料斗21直线运动到石墨坩祸3的开口上方再旋第一水平磁力杆5和第二水平磁力杆22将放料斗中的需后添加的合金料放入石墨坩祸3中，继续加热直至全部熔化，然后旋转运动磁力杆13带动搅拌桨叶24转动实现熔体搅拌均匀。
[0030]步骤3:待合金熔炼结束，通过直线运动磁力杆11带动柱塞杆12和石墨柱塞25向上移动，打开石墨坩祸3底部的通孔，熔体通过石墨坩祸3下部的锥形通孔流入浇注模具2中，完成浇注。
[0031]下面通过一个【具体实施方式】，并结合其附图，对本方案进行阐述。以熔炼和浇注镁锡硅(Mg-Sn-Si)合金为例，首先打开密封端盖7，抬起真空连接管8以上部分，在石墨坩祸3中放入纯镁锭，在第一放料斗6和第二放料斗21中分别放入镁锡合金和镁硅合金，合上密封端盖7后，关闭第一真空阀门10，打开第二真空阀门15，启动真空发生装置27，抽真空，待真空达到规定值后，启动感应电源，感应圈4开始加热，感应线圈4加热石墨坩祸3，石墨坩祸3通过热传导作用熔化镁锭，当镁锭熔化后，
[0032]通过和第二水平磁力杆22分别驱动第一放料斗6和第二放料斗21直线运动到坩祸3的开口上方再旋第一水平磁力杆5和第二水平磁力杆22将放料斗中的需后添加的合金料放入石墨坩祸3中，继续加热直至全部熔化，然后旋转运动磁力杆13带动搅拌桨叶24转动实现熔体搅拌均匀。
[0033]通过第一水平磁力杆5驱动第一放料斗6直线运动到石墨坩祸3的开口上方再旋转第一水平磁力杆5将第一放料斗6中镁锡合金添加的镁熔体中，继续加热直至全部熔化，然后通过第二水平磁力杆22驱动第二放料斗21直线运动到石墨坩祸3的开口上方再旋转第二水平磁力杆22将第二放料斗21中镁硅合金添加的镁熔体中，待全部熔化后，然后旋转运动磁力杆13带动搅拌桨叶24实现熔体搅拌均匀。待合金熔炼结束，通过直线运动磁力杆11带动柱塞杆12和石墨柱塞25向上移动，打开石墨坩祸3底部的通孔，熔体通过石墨坩祸3下部的锥形通孔流入浇注模具2中，完成浇注。
[0034]真空发生装置可根据实际情况选择，真空度要求高的可选择分子栗机组，要求不高的可以直接选择机械栗。
[0035]尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。
【主权项】
1.一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置，其特征在于:包括耐高温玻璃腔体(I)、真空发生装置(27)，所述耐高温玻璃腔体(I)与真空发生装置(27)之间通过真空连接管(8)连接； 所述耐高温玻璃腔体(I)的底部设置有浇注模具(2)，所述浇注模具(2)上方设置有用于放置主体合金料的石墨坩祸(3)，所述耐高温玻璃腔体(I)外设置有给石墨坩祸(3)加热的加热装置;所述石墨坩祸(3)的底部设置有与浇注模具(2)连通的通孔，所述通孔内配合有石墨柱塞(25)，所述石墨柱塞(25)的上部设置有柱塞杆(12)，所述柱塞杆(12)的上端设置有驱动其上下运动的直线运动磁力杆(11); 所述耐高温玻璃腔体(I)的上部设置有至少一个能够水平和旋转运动的水平磁力杆，所述水平磁力杆的内端设置有用于放置后续添加合金料的放料斗;所述水平磁力杆水平运动到石墨坩祸(3)上方后旋转运动，使放料斗翻转将后续添加合金料倒入石墨坩祸(3)。2.如权利要求1所述的一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置，其特征在于:所述柱塞杆(12)外套设有搅拌桨叶套管(17)，所述搅拌桨叶套管(17)的下端设置有搅拌桨叶(24)，其上端设置有驱动其转动的旋转运动磁力杆(13)。3.如权利要求2所述的一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置，其特征在于:所述真空连接管(8)设置为“十”字状，其下端与耐高温玻璃腔体(I)连接，其上端安装所述旋转运动磁力杆(13)和直线运动磁力杆(11)，其左端从左到右依次设置有第一卡箍(9)和第一真空阀门(10)，其右端从右到左依次设置有第二真空阀门(15)和压力表(14)，其右端通过第二卡箍(16)和波纹管(28)连接所述真空发生装置(27)。4.如权利要求1?3任一项所述的一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置，其特征在于:所述加热装置为通过电磁感应加热的感应线圈(4)。5.如权利要求1?3任一项所述的一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置，其特征在于:所述石墨坩祸(3)内设置有热电偶(23)，所述热电偶(23)连接有设置在耐高温玻璃腔体(I)外的温度记录仪(19)。6.如权利要求5所述的一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置，其特征在于:所述热电偶(23)与温度记录仪(19)之间连接有陶瓷电极(18)。7.如权利要求1、2、3、6任一项所述的一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置，其特征在于:所述通孔为上宽下窄的锥形，所述石墨柱塞(25)为与通孔配合的锥形。8.如权利要求1、2、3、6任一项所述的一种铝合金和镁合金真空熔炼浇注装置，其特征在于:所述水平磁力杆为两个，分别相对设置在耐高温玻璃腔体(I)的两侧。
【文档编号】C22C1/03GK205603660SQ201620381249
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】崔红保, 杨文朋, 周忠勋, 常亚涛, 钱天宝, 原志鹏, 郭学锋
【申请人】河南理工大学