带有加热保温装置的真空离心铸造装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开的带有加热保温装置的真空离心铸造装置，包括有装置壳体，装置壳体上端设置有上盖，装置壳体内对称设置有熔炼置，上盖与熔炼腔、浇注腔之间设置有熔炼装置翻转空间。本实用新型的带有加热保温装置的真空离心铸造装置中的离心浇注装置外侧增加了加热装置和保温装置，整个浇注装置可通过底部的旋转底座旋转，有利于铸造薄壁金属铸件。
【专利说明】带有加热保温装置的真空离心铸造装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于特种铸造【技术领域】，涉及一种带有加热保温装置的真空离心铸造
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【背景技术】
[0002]离心铸造具体是指将液态金属浇到旋转的铸型里，在离心力作用下，充型并凝固成铸件的铸造方法，属于特种铸造技术中的一种。据统计铸造协会发布的信息显示，到2012我国各类铸件的年产量在4250万吨，而其中离心铸造方法生产的铸件约占铸件年产量的15%。在生产铸件的诸多方法中，离心铸造方法仅次于砂型的铸造方法，具有举足轻重的地位。
[0003]离心铸造的特点在于:1)不用造型、制芯，节省了相关材料及设备投入；2)金属液在离心力作用下充型和凝固，金属补缩效果好，铸件外层组织致密，非金属夹杂物少，机械性能好；3)某些件不需任何浇冒口，如铸造空心铸件不需浇冒口，金属利用率可大大提高。
[0004]传统的真空感应离心浇注炉仅利用离心加速度的作用充填铸型和凝固成形，缩短了金属液的流动时间，使其填充型壳较为充分，可以得到组织均匀的铸件，但用离心机构浇注壁厚1_以下的铸件时，将出现铸件浇不足或冷隔的缺陷。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种带有加热保温装置的真空离心铸造装置，解决了现有铸造装置存在浇注壁厚1_以 下的铸件时，出现铸件浇不足或冷隔的问题。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是，带有加热保温装置的真空离心铸造装置，包括有装置壳体，装置壳体上端设置有上盖，装置壳体内对称设置有熔炼腔和浇注腔，熔炼腔内设置有熔炼装置，浇注腔内设置有离心浇注装置，上盖与熔炼腔、浇注腔之间设置有熔炼装置翻转空间。
[0007]本实用新型的特点还在于:
[0008]熔炼装置包括有坩埚，坩埚的外壁上设置有电感线圈，坩埚固定于翻转架内，翻转架依次与翻转机构及翻转电控按钮连接，翻转电控按钮设置于装置壳体外壁上。
[0009]上盖上设置有有机玻璃窗。
[0010]装置壳体外接有真空系统和氩气瓶。
[0011 ] 离心浇注装置，包括有浇注装置壳体，浇注装置壳体内设置有浇注内胆，浇注内胆的下端穿过浇注装置壳体的底部与离心底盘连接，浇注内胆的上端与导流装置连通，浇注内胆的外部套接有加热炉胆，加热内胆的外壁上缠绕有加热丝，加热炉胆与浇注装置壳体之间空余部分设置有保温材料。
[0012]加热丝与加热炉胆两侧壁的间隙相等。
[0013]离心底盘为圆柱形。
[0014]离心加热浇注装置外部设置有无线热电偶温度变送器，无线热电偶温度变送器包括有热电偶探针和热电偶显示屏，热电偶探针设置于保温材料内靠近加热炉胆一侧壁处，热电偶显示屏设置于装置壳体的外部。
[0015]导流装置包括有导流槽和设置于导流槽下端的浇注口，浇注口与浇注内胆连通。
[0016]导流槽结构为:包括有设置于导流装置内两侧的第一导流斜面和第三导流斜面，第一导流斜面的下端连接有第二导流斜面，第二导流斜面的下端与浇注口的一端连接，第三导流斜面的下端与浇注口的另一端连接，第一导流斜面与导流装置上表面呈55°的夹角，第一导流斜面和第二导流斜面之间呈135°的夹角，第三导流斜面与导流装置下表面呈70°的夹角。
[0017]本实用新型的有益效果在于:
[0018](I)在本实用新型的带有加热保温装置的真空离心铸造装置中为浇注内胆增加了加热装置，该加热装置可以提供一个铸造预热温度，减少了金属液与浇注内胆间的温差，提高充型能力；
[0019](2)本实用新型的带有加热保温装置的真空离心铸造装置的加热装置可为浇注到浇注内胆中的金属液提供持续的加热，还可通过无线型热电偶温度变送器监测浇注内胆的温度，保证金属液在浇注过程中保持较高的温度，保证金属液具有良好的充型能力；
[0020](3)在本实用新型的带有加热保温装置的真空离心铸造装置中还为浇注内胆配置有保温装置，保温装置能够有效防止浇注过程中金属液热量的大量散失；
[0021](4)本实用新型的带有加热保温装置的真空离心铸造装置中的浇注装置可进行旋转，在离心烧注的同时，保证铸件和金属液处于较高的温度，可铸造出0.3mm?0.5mm之间形状复杂无缺陷薄壁零件。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型的带有加热保温装置的真空离心铸造装置的俯视结构图；
[0023]图2是本实用新型的带有加热保温装置的真空离心铸造装置中离心浇注装置的剖面结构图；
[0024]图3是本实用新型的带有加热保温装置的真空离心铸造装置的导流装置的结构图。
[0025]图中，1.浇注装置壳体，2.加热炉胆，3.保温材料，4.浇注内胆，5.加热丝，6.热电偶探针，7.导流槽，8.熔炼装置，9.装置壳体，10.离心浇注装置，11.离心底盘，12.导流装置，13.熔炼腔，14.浇注腔，15第一导流斜面，16.第二导流斜面，17.第三导流斜面，18.浇注口。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0027]本实用新型的带有加热保温装置的真空离心铸造装置，其结构如图1所示，包括有装置壳体9，装置壳体9上端设置有上盖，装置壳体9内对称设置有熔炼腔13和浇注腔14，熔炼腔13内设置有熔炼装置8，浇注腔14内设有离心浇注装置10，上盖与熔炼腔13、浇注腔之14间设置有熔炼装置8翻转空间。
[0028]熔炼装置8包括有坩埚，坩埚的外壁上设置有电感线圈，坩埚固定于翻转架内，翻转架依次与翻转机构及翻转电控按钮连接，翻转电控按钮设置于装置壳体9外壁上。
[0029]其中，熔炼装置8内供坩埚翻转的翻转装置，主要利用了传动轴的传动供坩埚产生翻转的动力，传动轴一端为用于延伸至装置壳体9内的动力输出端,另一端为用于延伸至装置壳体9外的动力输入端，该翻转装置还通过外传动机构与传动轴的动力输入端连接，驱动传动轴绕其转动轴线往复转动的液压缸，传动轴的动力输入端直接与翻转架固连，或通过内传动机构与翻转架连接，以带动翻转架翻转的连接段，本发明中的翻转装置翻转角度小于120°。
[0030]上盖上设置有有机玻璃窗，红外线测温仪通过有机玻璃窗对准坩埚即可监测到坩祸内的温度。
[0031]装置壳体9外接有真空系统；真空系统包括有真空泵、真空阀体、真空检测仪表组成，真空系统为现有真空系统。
[0032]离心浇注装置10，包括有浇注装置壳体I，浇注装置壳体I内设置有浇注内胆4，浇注内胆4的下端穿过浇注装置壳体I的底部与离心底盘11连接，浇注内胆4的上端与导流装置12连通，浇注内胆4的外部套接有加热炉胆2，加热内胆2的外壁上缠绕有加热丝5，加热炉胆2与浇注装置壳体I之间空余部分设置有保温材料3 ;加热丝5与加热炉胆2两侧壁的间隙相等。离心底盘11的截面为圆形，离心底盘11整体呈圆柱状。
[0033]离心浇注装置10的外部设置有无线热电偶温度变送器，无线热电偶温度变送器包括有热电偶探针6和热电偶显示屏；热电偶探针6插入浇注装置壳体I的保温材料3内位于加热炉胆2 —侧壁处，热电偶显示屏设置于装置壳体9的外部。
[0034]浇注装置壳体I的上表面设置有凹台，导流装置12设置于凹台内，导流装置12，其结构如图2所示，包括有导流槽7和设置于导流槽7下端的浇注口 18，导流槽7通过浇注口 18与浇注内胆4连通。导流槽7结构为:包括有设置于导流装置12内两侧的第一导流斜面15和第三导流斜面17，第一导流斜面15的下端连接有第二导流斜面16，第二导流斜面16的下端与浇注口 14的一端连接，第三导流斜面17的下端与浇注口 14的另一端连接，第一导流斜面15与导流装置上表面呈55°的夹角，第一导流斜面15和第二导流斜面16之间呈135°的夹角，第三导流斜面17与导流装置下表面呈70°的夹角，第一导流斜面15的长度小于第三导流斜面17长度，第三导流斜面17长度小于第二导流斜面16的长度。
[0035]实施例1
[0036]步骤1、将钛合金金属固体放入装置壳体9内的坩埚中，启动冷却水循环，水压表显示正常后启动真空系统，调整装置壳体9内的气压值:
[0037]步骤1.1、取钛合金金属固体，其中钛合金金属固体为T1-6A1_4V ；
[0038]步骤1.2、将步骤1.1中的钛合金金属固体放入装置壳体9内的坩埚中，钛合金金属固体的体积不超过坩埚体积的80% ；
[0039]步骤1.3、启动冷却水循环，保证真空系统中的真空泵组、坩埚外壁的感应线圈以及电源维持正常的工作温度；
[0040]之后，将真空系统与装置壳体9内连通，对装置壳体9内进行抽真空，待装置壳体9内的气压值为0.0lPa,关闭真空系统；
[0041]步骤1.4、经步骤1.3抽真空处理后，将氩气瓶与装置壳体9内连通，向装置壳体9内输入氩气，利用氩气进行一次或多次冲刷，待装置壳体9外接的机械压力表上显示的压力值为0.02MPa?0.08MPa，停止给装置壳体9内供应氩气。
[0042]步骤2、将步骤I中的钛合金金属固体熔炼和铸型预热处理:
[0043]接通电源，开启装置壳体9内的熔炼装置8，在真空度为0.0 IPa并有氩气保护的条件下，利用真空感应原理，用电感线圈对坩埚内的钛合金金属固体进行熔炼，熔炼温度控制为1700°C?1800°C，得到钛合金金属液；
[0044]在熔炼金属液的过程中，通过红外线测温仪可以实时监测坩埚内的温度变化，坩埚的熔炼温度与待熔炼金属的熔点有关，即根据待熔炼金属的熔点确定熔炼温度。
[0045]坩埚中的温度升高到1000°C时，启动离心浇注装置10内的加热丝5，加热丝5开始对加热炉胆2进行加热，加热炉胆2同时加热浇注内胆4至热电偶显示屏显示温度为800°C?900°C，即完成浇注内胆的铸型预热处理。
[0046]步骤3、将经步骤2铸型预热处理的钛合金金属液浇注到浇注内胆4内:
[0047]步骤3.1、启动翻转电控按钮，坩埚产生翻转，将温度为1700°C?1800°C的钛合金金属液倒入导流槽7内，钛合金金属液经导流槽7、浇注口 18进入浇注内胆4内，浇注钛合金金属液要控制在8s内完成；
[0048]步骤3.2、经步骤3.1完成浇注5min?30min后，关闭离心加热浇注装置电源，浇注内胆4停止旋转，加热丝5停止加热，待真空感应炉在循环冷水的作用下冷却至常温，冷却的目的是防止开炉后薄壁钛合金铸件和坩埚被氧化，待坩埚彻底变暗，从视窗看不见为止，这个时间为Ih?3h。
[0049]步骤4、打开上盖，取下导流装置12，将导流装置12置于烘箱中烘干，防止大量吸气而降低下一次抽真空效率，取出浇注内胆4中薄壁钛合金铸件即可。
【权利要求】
1.带有加热保温装置的真空离心铸造装置，其特征在于，包括有装置壳体(9)，所述装置壳体(9)上端设置有上盖，所述装置壳体(9)内对称设置有熔炼腔(13)和浇注腔(14)，所述熔炼腔(13)内设置有熔炼装置(8)，所述浇注腔(14)内设有离心浇注装置(10)，所述上盖与所述熔炼腔(13)、浇注腔之(14)间设置有所述熔炼装置(8)翻转空间。
2.根据权利要求1所述的带有加热保温装置的真空离心铸造装置，其特征在于，所述熔炼装置(8)包括有坩埚，所述坩埚的外壁上设置有电感线圈，所述坩埚固定于翻转架内，所述翻转架依次与翻转机构及翻转电控按钮连接，所述翻转电控按钮设置于装置壳体(9)外壁上。
3.根据权利要求1所述的带有加热保温装置的真空离心铸造装置，其特征在于，所述上盖上设置有有机玻璃窗。
4.根据权利要求1所述的带有加热保温装置的真空离心铸造装置，其特征在于，所述装置壳体(9)外接有真空系统和氩气瓶。
5.根据权利要求1所述的带有加热保温装置的真空离心铸造装置，其特征在于，所述离心浇注装置(10)，包括有浇注装置壳体(1)，所述浇注装置壳体(I)内设置有浇注内胆(4)，所述浇注内胆(4)的下端穿过所述浇注装置壳体(I)的底部与离心底盘(11)连接，所述浇注内胆(4)的上端与导流装置(12)连通，所述浇注内胆(4)的外部套接有加热炉胆(2)，所述加热内胆(2)的外壁上缠绕有加热丝(5)，所述加热炉胆(2)与浇注装置壳体(I)之间空余部分设置有保温材料(3 )。
6.根据权利要求5所述的带有加热保温装置的真空离心铸造装置，其特征在于，所述加热丝(5)与所述加热炉胆(2)两侧壁的间隙相等。
7.根据权利要求5所述的带有加热保温装置的真空离心铸造装置，其特征在于，所述离心底盘(11)为圆柱形。
8.根据权利要求5所述的带有加热保温装置的真空离心铸造装置，其特征在于，所述离心浇注装置(10 )外部设置有无线热电偶温度变送器，所述无线热电偶温度变送器包括有热电偶探针(6)和热电偶显示屏，所述热电偶探针(6)设置于保温材料(3)内靠近加热炉胆(2)一侧壁处，所述热电偶显示屏设置于装置壳体(9)的外部。
9.根据权利要求5所述的带有加热保温装置的真空离心铸造装置，其特征在于，所述导流装置(12)包括有导流槽(7)和设置于导流槽(7)下端的浇注口( 18)，所述浇注口( 18)与所述浇注内胆(4)连通。
10.根据权利要求9所述的带有加热保温装置的真空离心铸造装置，其特征在于，所述导流槽(7)结构为:包括有设置于导流装置(12)内两侧的第一导流斜面(15)和第三导流斜面(17)，所述第一导流斜面(15)的下端连接有第二导流斜面(16)，所述第二导流斜面(16)的下端与所述浇注口(18)的一端连接，所述第三导流斜面(17)的下端与所述浇注口(18)的另一端连接，所述第一导流斜面(15)与所述导流装置(12)上表面呈55°的夹角，所述第一导流斜面(15)和所述第二导流斜面(16)之间呈135°的夹角，所述第三导流斜面(17)与导流装置(12)下表面呈70°的夹角。
【文档编号】B22D27/04GK203380346SQ201320445280
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】屈银虎, 刘新峰, 王凤, 梁涛 申请人:西安工程大学