专利名称：一种分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道的制作方法
技术领域：
本发明涉及间接挤压铸造合金溶体的输料管道，具体是指一种分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道。
背景技术：
在现有技术的间接挤压铸造工艺中，需要将合金熔体引入压室，再通过压头将合金熔体压入模具型腔，如中国专利CN 101618450A公开的利用电磁泵输送合金熔体。但在实际使用中，发现输料管道内合金熔体在料口处比较容易凝固而形成堵塞，原因有压室通常由H13钢制造，其加热温度在500°C左右，相对于一般合金溶液浇注所需的800°C左右仍然有较大温差；压头在压室中属于动配合，加热温度仅限于200°C左右，温度过高时还必须进行冷却，防止卡死的现象，且压头在经过输料管道与压室的接口处时，会与合金熔体接触。以上两种原因使合金熔体温降明显，凝固而造成料口堵塞的机率较大。一旦料口处发生堵塞时，必须拆卸整个输料管道进行清理，工序复杂且输料管道在加热至500°C以上时， 脆性较大，轻微的振动即可能造成龟裂，因此需要冷却数小时后再进行拆装工作，对加工的连续性造成严重影响。发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的间接挤压铸造工艺中输料时输料口容易堵塞、 输料管道拆卸清理困难的缺陷，提供一种结构合理、拆装简便的分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道。
本发明的目的可以通过如下措施来实现
一种分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道，其特征在于该合金溶体的输料管道是由输料系统端输料管、可拆段输料管和料口端输料管所组成，可拆段输料管通过可拆段固定螺栓与输料系统端输料管以及料口端输料管连接；可拆段输料管轴线与料口端输料管轴线重合；输料系统端输料管轴线、可拆段输料管轴线、料口轴线与水平面的夹角依次增大，夹角范围为518° ；所述可拆段输料管的长度大于料口端输料管长度。
所述可拆段输料管和料口端输料管分别包括以下零部件各一套钢法兰A、陶瓷法兰A和陶瓷法兰B、陶瓷管、发热丝、陶瓷珠、可拆段输料管外壳、料口端输料管外壳、发热丝引出端子、陶瓷绝缘套、钢法兰B、钢法兰C、热电偶、钢法兰D、止口、料口端固定螺栓、钢法兰固定螺栓、可拆段固定螺栓、保温层、密封圈，各零部件之间的安装连接关系完全相同， 它们之间的连接关系主要为钢法兰A焊接于可拆段外壳上，若干止口分别焊接于钢法兰 A与钢法兰B上；钢法兰B由钢法兰固定螺栓与可拆段外壳相连；陶瓷法兰A与陶瓷法兰B 分别嵌套于钢法兰A和钢法兰B的内侧，且陶瓷法兰与钢法兰的轴向位置由止口限定；嵌套有陶瓷珠的发热丝缠绕于陶瓷管上，并从发热丝引出接线端子穿过镶嵌于外壳的陶瓷绝缘套；保温层是保温材料紧密填充于陶瓷珠与可拆段外壳之间的空隙而构成；在陶瓷管与陶瓷法兰A以及陶瓷法兰B的配合间隙中填充粘结剂。
所述钢法兰A与钢法兰B夹角θ呈锐角。
向输料系统方向的钢法兰Α、向可拆段输料管方向的钢法兰C上均设计有镶嵌密封圈用的凹槽。
所述钢法兰为方形，钢法兰A下沿到模架下模板的距离L2大于钢法兰A的边长； 模架支柱到输料系统端输料管的距离Ll大于钢法兰A的边长，同时也大于钢法兰B的边长。
可拆段输料管的发热丝与料口端输料管的发热丝分别用独立的电源控制；发热丝的功率均与可拆段输料管、料口端输料管的长度成正比。
本发明与现有间接挤压铸造合金溶体的输料装置相比具有如下突出的优点
1、本发明了提供了一种分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道，采用分段加热与温控的方式，设计结构合理、组装简便，解决了输料管道与压室接口处合金熔体堵塞的问题。即使发生堵塞，该输料管道可在高温状况下迅速拆装，在合金熔体未完全凝固之前及时进行清理，大大提高了生产效率。
2、本发明大部分部件为市售标准件，小部分只需要对购买的材料进行普通机加工，各材料均无需单独订做，成本低、效果好、性能可靠。
3、本发明设计了输料系统端输料管轴线(9)、可拆段输料管道轴线(10)、料口轴线(1 与水平面的夹角，可使充型后管道中的残留合金熔体流回保温炉，且合金熔体越容易凝固的部位，管道轴线与水平面夹角越大，合金熔体回流的倾向越明显。这样既可防止合金熔体在管道中凝固堵塞，也可以最大程度节约原材料。
4、本发明钢法兰A(14)与钢法兰^22)的安装夹角呈锐角，拆卸后重新安装时对可拆段输料管( 施加向锐角方向的力，钢法兰A与钢法兰B会压紧密封圈(32)，再通过可拆段螺栓09a、29b)固定后，即可简单方便地防止合金熔体渗漏，密封性能优异。
5、发热丝(17)外套绝缘陶瓷珠(18)后，直接绕在陶瓷管(16)上，不必单独为电热丝(17)设置支撑架，既节约了材料，也提高了加热效率。同时热电偶04)可直接与陶瓷珠(18)接触，测温准确且可最大限度的保护发热丝，提高了输料管的使用寿命。
6、本发明在安装完成后，钢法兰A下沿到模架下模板的距离L2大于钢法兰A的边长，同时下支柱外圆到输料系统端输料管的距离Ll大于钢法兰A(14)及钢法兰^22)的边长，这样能保证可拆段输料管能完全从模架与电测泵端输料管的空隙中取出，为料口堵塞物的清理以及其后的安装工作提供较大的操作空间。
7、本发明分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道，制造方法简单，维护方便，易于在间接挤压铸造中推广使用。
图1为一种分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道结构示意俯视图2为一种分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道结构示意正视图3为图2可拆段输料管道局部A放大图4为一种分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道安装示意图。
图中1-输料系统端输料管2-可拆段输料管3-料口端输料管4-压头5-模架6-压室7-压室加热保温层8-下模9-输料系统端输料管轴线10-可拆段输料管道轴线11-料口端输料管轴线12-料口轴线13-料口 14-钢法兰A 15a-陶瓷法兰A 15b-陶瓷法兰B 16-陶瓷管17-发热丝18-陶瓷珠19a_可拆段输料管外壳19b_料口端输料管外壳 20-发热丝引出端子 21-陶瓷绝缘套 22-钢法兰B 23-钢法兰C 24-热电偶25-钢法兰D 26-止口 27-料口端固定螺栓28-钢法兰固定螺栓^a、 ^b-可拆段固定螺栓30-把手31-保温层32-密封圈具体实施方式
下面通过实施例及其附图对本发明作进一步的说明，本发明实施方式不仅限于此。
实施例1
本实施例采用的铸造机为16000KN的立式铸造机(型号LY-1600)，输料系统采用电磁泵(型号EMPS-LC)。如图1和2所示，本发明分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道是由输料系统端输料管1、可拆段输料管2和料口端输料管3所组成。由输料系统端输料管1将合金熔体从输料系统出口输送至模架5的外缘，由于该段输料管处于模架5外部，不受模架5空间限制，因此可设置较厚的保温层，减小能源损耗。由可拆段输料管2和料口端输料管3将合金熔体从模架5外缘输送至压室6由于受到模架5空间限制，其结构需紧凑，同时要使陶瓷管16保持合金熔体熔化的温度。合金熔体进入压室6后，由压头4 将合金熔体压入下模8中。
如图3所示，输料系统端输料管轴线9、可拆段输料管轴线10、料口轴线12与水平面依次增大；输料系统端输料管轴线9与水平面夹角为5° ；可拆段输料管轴线10与料口端输料管轴线11重合且与水平面的夹角为15° ；料口轴线12与水平面的夹角为25° ；钢法兰A 14与钢法兰B 22夹角θ为20°。输料系统端输料管轴线9、可拆段输料管轴线10、 料口轴线12与水平面的夹角，可使充型后管道中的残留合金熔体流回保温炉，且合金熔体越容易凝固的部位，管道轴线与水平面夹角越大，合金熔体回流的倾向越明显，这样既可防止合金熔体在管道中凝固堵塞，也可以最大程度节约原材料。
所述可拆段输料管2的长度大于料口端输料管3长度。可拆段输料管2通过可拆段固定螺栓^a、29b与输料系统端输料管1以及料口端输料管3连接。可拆段输料管2和料口端输料管3分别包括零部件及其连接关系完全相同的两套零部件，每套均有以下零部件组成如下钢法兰A 14、陶瓷法兰A 1 和陶瓷法兰B 15b、陶瓷管16、发热丝17、陶瓷珠 18、可拆段输料管外壳19a、料口端输料管外壳19b、发热丝引出端子20、陶瓷绝缘套21、钢法兰B22、钢法兰C23、热电偶对、钢法兰D25、止口 26、料口端固定螺栓27、钢法兰固定螺栓观、可拆段固定螺栓29a和^b、把手30、保温层31、密封圈32。上述零部件安装连接关系如图4所示
可拆段输料管2与其零部件连接关系钢法兰A 14焊接于可拆段输料管外壳19a 上，8个止口沈分别焊接于钢法兰A 14与钢法兰B 22上；钢法兰B 22由钢法兰固定螺栓观与可拆段输料管外壳19a相连；陶瓷法兰A 1 与陶瓷法兰B 1 分别嵌套于钢法兰A 14和钢法兰B 22内侧，且陶瓷法兰与钢法兰的轴向位置由8个止口沈限定；嵌套有陶瓷珠18的发热丝17缠绕于陶瓷管16上，并从发热丝17引出接线端子20穿过镶嵌于外壳的陶瓷绝缘套21 ；发热丝17材料可以为铁烙铝或镍铬。保温层31是保温材料紧密填充于陶瓷珠18与可拆段输料管外壳19a之间的空隙而构成；在陶瓷管16与陶瓷法兰A 15a以及陶瓷法兰B 1 的配合间隙中填充粘结剂。热电偶M可直接与陶瓷珠18接触，料口端输料管3与其零部件连接关系完全同上述可拆段输料管2与其零部件连接关系，只是相对应的诸如外壳、陶瓷法兰、钢法兰等零部件替换。
料口端输料管外壳19b的直径在接近压室加热保温层7处减小。钢法兰固定螺栓观的螺纹长度小于钢法兰B 22以及钢法兰C 23的厚度。向输料系统方向的钢法兰A 14、 向可拆段输料管2方向的钢法兰C 23上均设计有镶嵌密封圈32用的凹槽，输料系统端输料管1、可拆段输料管2以及料口端输料管3之间利用凹槽中压缩的密封圈32进行合金熔体的密封，密封圈使用高铝纤维板。
如图1、4所示，所述钢法兰为方形，钢法兰A，14下沿到模架5下模板的距离L2大于钢法兰A 14的边长；模架支柱到输料系统端输料管1的距离Ll大于钢法兰A 14及钢法兰B 22的边长。
为了安全及方便的拆卸可拆段输料管2，可拆段输料管外壳19a的表面温度应该小于80°C，按表面温度设计其保温层31的厚度，即该厚度等于可拆段输料管外壳19a的内径与陶瓷管16的外径之差。本实施例保温层31的材料采用硅酸铝纤维，厚度为230mm。
可拆段输料管2的发热丝与料口端输料管3的发热丝17分别用独立的电源控制； 发热丝17的功率均与可拆段输料管2、料口端输料管3的长度成正比，对于内径为60mm的陶瓷管16，合金熔体为铝合金的情况下，每500mm的长度使用Ikw的功率可保证合金熔体顺畅流动。发热丝17材料可以为铁烙铝或镍铬，推荐使用镍铬材料，如Cr2(Mi80，该材质在高温时仍有较好的韧性，不易断裂。经试验证明，发热丝直径大于Imm时，在高温状态下强度可靠。本实例使用发热丝17直径为1.2mm。
本实施例采用固态继电器(型号为SSR-60VA)调节发热丝17的电流，在满足发热丝的单位面积热功率负荷的前提下，可在热量损失较高的料口端输料管适当调高电流以提高加热功率，本实施例可拆段输料管功率为lkw，料口端输料管功率为1.2kw。恒温控制系统采用数显调节仪(型号XMT)，搭配交流接触器(型号CJT)，通过热电偶的反馈发热丝17 的温度控制电路的通断，控制温度在士5°C。
陶瓷管16材料可以选用碳化硅或高铝或刚玉，优选使用刚玉管。刚玉管的传热系数较高，与合金溶液反应小，价格比碳化硅低。
可拆段输料管2安装方式为利用硅酸钠和水以1 5的比例调配成溶液并混以泥沙制作成粘结剂；将粘结剂涂抹在钢法兰A14与陶瓷法兰A15a、钢法兰B22与陶瓷法兰 BMb配合形成的间隙处，并自然风干。从可拆段输料管外壳19a—侧插入缠绕好发热丝的刚玉管即陶瓷管16，直到嵌入陶瓷法兰A14中。在可拆段外壳的端子20引出孔中安装陶瓷绝缘套21，将刚玉管上的两条发热丝17引出端子穿过陶瓷绝缘套21 ；在刚玉管周围填充硅酸铝保温棉即为保温层31 ；利用钢法兰固定螺栓观连接可拆段输料管外壳19a与钢法兰 B22 ；在陶瓷管16与陶瓷法兰15b的配合间隙中涂抹粘结剂，自然风干。料口端输料管3的安装方式与可拆段输料管2安装方式相同。
本发明为了安装分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道时操作方便，可先将可拆段输料管2与料口端输料管3通过可拆段固定螺钉29a连接，然后将连接的整体通过料口端固定螺栓27装配在压室6上，最后连接输料系统端输料管1，且在各个法兰的连接处需放置密封圈。本实施例使用的密封圈为7mm厚的高铝纤维板。
当分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道发现料口处堵塞时，快速拆卸可拆段固定螺栓^aJ9b，向下方取出可拆段输料管2，使用直推杆伸入料口端输料管3内并将料口 13处半凝固状合金熔体推至压室6中。安装时先利用粘结剂将两片密封圈32分别粘贴在钢法兰A14与钢法兰C23的凹槽中，利用薄铜片压紧密封圈32，顺着钢法兰A 14与钢法兰B 22夹角减小的方向将可拆段输料管2卡入输料系统端输料管1与料口端输料管 3之间，抽掉铜板，密封圈32反弹填满有可能出现的空隙。继续向钢法兰A 14与钢法兰B 22夹角减小的方向推，密封圈32压紧，安装可拆段螺栓即完成装配。
权利要求
1.一种分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道，其特征在于该合金溶体的输料管道是由输料系统端输料管(1)、可拆段输料管( 和料口端输料管C3)所组成，可拆段输料管( 通过可拆段固定螺栓与输料系统端输料管(1)以及料口端输料管C3)连接；可拆段输料管轴线(10)与料口端输料管轴线(11)重合；输料系统端输料管轴线(9)、可拆段输料管轴线(10)、料口轴线(12)与水平面的夹角依次增大，夹角范围为 518° ；所述可拆段输料管O)的长度大于料口端输料管C3)长度。
2.根据权利要求1所述的一种分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道，其特征在于所述可拆段输料管( 和料口端输料管C3)分别包括以下零部件各一套钢法兰 A(14)、陶瓷法兰A(15a)和陶瓷法兰B (15b)、陶瓷管(16)、发热丝(17)、陶瓷珠(18)、可拆段输料管外壳(19a)、料口端输料管外壳(1%)、发热丝引出端子(20)、陶瓷绝缘套(21)、钢法兰B(22)、钢法兰C(23)、热电偶(对)、钢法兰D(25)、止口( )、料口端固定螺栓(27)、 钢法兰固定螺栓( )、可拆段固定螺栓09a)和0%)、保温层(31)、密封圈(32)，各零部件之间的安装连接关系完全相同，它们之间的连接关系主要为钢法兰A(14)焊接于可拆段输料管外壳(19a)上，若干止口 06)分别焊接于钢法兰A (14)与钢法兰^22)上；钢法兰^22)由钢法兰固定螺栓08)与可拆段外壳(19a)相连；陶瓷法兰A(15a)与陶瓷法兰 B(15b)分别嵌套于钢法兰A(14)和钢法兰^22)的内侧，且陶瓷法兰与钢法兰的轴向位置由止口 06)限定；嵌套有陶瓷珠(18)的发热丝(17)缠绕于陶瓷管(16)上，并从发热丝引出接线端子OO)穿过镶嵌于外壳的陶瓷绝缘套；保温层(31)是保温材料紧密填充于陶瓷珠(18)与可拆段外壳(19a)之间的空隙而构成；在陶瓷管(16)与陶瓷法兰A(15a)以及陶瓷法兰B (15b)的配合间隙中填充粘结剂。
3.根据权利要求2所述的一种分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道，其特征在于所述钢法兰A(14)与钢法兰^22)夹角θ呈锐角。
4.根据权利要求2或3所述的一种分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道，其特征在于向输料系统方向的钢法兰A (14)、向可拆段输料管(2)方向的钢法兰以23)上均设计有镶嵌密封圈(32)用的凹槽。
5.根据权利要求2或3所述的一种分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道，其特征在于所述钢法兰为方形，钢法兰Α(14)下沿到模架(5)下模板的距离L2大于钢法兰 Α(14)的边长；模架支柱到输料系统端输料管(1)的距离Ll大于钢法兰Α(14)的边长，同时也大于钢法兰B 02)的边长。
6.根据权利要求1或2所述的一种分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道，其特征在于可拆段输料管O)的发热丝(17)与料口端输料管(3)的发热丝(17)分别用独立的电源控制；发热丝(17)的功率均与可拆段输料管O)、料口端输料管(3)的长度成正比。
全文摘要
本发明公开了一种分段可拆式间接挤压铸造合金溶体的输料管道。该合金溶体的输料管道是由输料系统端输料管、可拆段输料管和料口端输料管所组成，可拆段输料管通过可拆段固定螺栓与输料系统端输料管以及料口端输料管连接；可拆段输料管道轴线与料口端输料管轴线重合；输料系统端输料管轴线、可拆段输料管道轴线、料口轴线与水平面的夹角依次增大。本发明克服了现有技术的间接挤压铸造工艺中输料时输料口容易堵塞、输料管道拆卸清理困难的缺陷，提供一种设计结构合理、组装简便，即使发生堵塞，该输料管道可在高温状况下迅速拆装；并且维护方便，易于在间接挤压铸造中推广使用。
文档编号B22D17/08GK102513517SQ201110440670
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者张文, 邵明, 闵好年 申请人:华南理工大学