一种真空吸铸室充氮防爆装置的制作方法

本发明属于防爆装置领域，具体涉及一种真空吸铸室充氮防爆装置。

背景技术：

真空吸铸工艺是将铸型置于密封的吸铸室中，下端陶瓷升液管浸入到液态金属中，然后将吸铸室抽真空，使金属液在负压下自下而上充型，并在负压下保压进行补缩凝固冷却的成形方法。保压凝固完毕后泄压，陶瓷升液管里的金属液回流坩埚熔池。

我们采用真空吸铸工艺生产汽车涡轮增压器耐热钢产品，金属合金熔炼浇注温度高，一般吸铸钢液温度控制在1550℃左右。耐热钢产品如涡轮壳的结构复杂，呈三维曲面流线结构，质量仅几千克，涡壳主要壁厚4～5mm，且壁厚厚薄不均，铸件质量要求极高，不允许有任何铸造缺陷；耐热钢材质的凝固收缩大，钢液流动性差，铸造工艺性能差，铸件易产生气孔、夹渣、缩孔缩松等铸造缺陷。故此耐热钢涡轮壳铸造工艺设计较为复杂。

其壳型铸型造型制芯均采用覆膜砂热芯盒制作，并由2个上下外壳和多个砂芯组芯而成，外壳由覆膜砂壳型机制作，内腔砂芯由高强度覆膜砂壳芯机制作。一般耐热钢涡壳设计为一模四件，最大外廓尺寸在750mm×650mm×400mm，整体合箱壳型重量在100kg左右。一般高强度覆膜砂发气量检测在17ml/g。

由于吸铸壳型铸型重量大，覆膜砂发气量大，发气速度快，加之耐热钢涡轮壳吸铸温度高，故此吸铸泄压时，大量空气瞬时进入吸铸室，炽热的壳型铸型产生可燃性气体和空气中氧气发生激烈氧化反应，气体瞬时膨胀，虽然有电磁泄压阀泄压口排气，但壳型覆膜砂的发气速度远远大于排气速度，从而发生燃爆现象，造成操作人身伤害安全事故。

技术实现要素：

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种真空吸铸室充氮防爆装置。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种真空吸铸室充氮防爆装置，包括吸铸室、电磁泄压阀、氮气罐，所述吸铸室中装有壳型铸型、陶瓷升液管，其顶部设有电磁泄压阀，所述电磁泄压阀通过软管连接氮气罐，并在吸铸完成后向吸铸室充入氮气泄压，所述的氮气罐上装有减压阀、压力表、截止阀监控设备状态。

作为本发明的进一步优化方案，所述电磁泄压阀通过软管与氮气罐连接，泄压时对真空吸铸室中充入氮气来泄压。

作为本发明的进一步优化方案，所述氮气罐上装有减压阀、压力表、截止阀监控设备状态。

作为本发明的进一步优化方案，所述减压阀将氮气压力控制在一个大气压0.1mpa范围。

与现有的技术相比，该发明吸铸泄压时对真空吸铸室充入氮气保护，抑制壳型铸型产生可燃性气体的氧化反应，防止空气进入后氧气与可燃性气体发生激烈氧化反应及气体膨胀，从而发生燃爆事故，有效保护操作人身安全。

附图说明

图1是该真空吸铸室充氮防爆装置的剖视图。

图中：1-真空吸铸室、11-壳型铸型、12-陶瓷升液管、2-电磁泄压阀、3-软管、4-氮气罐、41-减压阀、42-压力表、43-截止阀、5-电炉坩埚。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，一种真空吸铸室充氮防爆装置，包括吸铸室(1)、电磁泄压阀(2)、氮气罐(4)，所述吸铸室(1)中装有壳型铸型(11)、陶瓷升液管(12)，其顶部设有电磁泄压阀(2)，所述电磁泄压阀(2)通过软管(3)连接氮气罐(4)，并向吸铸室(1)充入氮气泄压，所述的氮气罐(4)上装有减压阀(41)、压力表(42)、截止阀(43)监控设备状态，所述电磁泄压阀(2)通过软管(3)与氮气罐(4)连接，泄压时对真空吸铸室(1)中充入氮气来泄压，所述氮气罐(4)上装有减压阀(41)、压力表(42)、截止阀(43)监控设备状态，所述减压阀(41)将氮气压力控制在一个大气压0.1mpa范围。

吸铸生产操作时，先将壳型铸型(11)及陶瓷升液管(12)置于真空吸铸室(1)中密封，并用气缸压紧铸型，再将真空吸铸室(1)下部陶瓷升液管(12)浸入到金属液中，开启真空泵抽真空，当负压达到规定值时，保压一定时间后电磁泄压阀(2)自动泄压，陶瓷升液管(12)内的金属液回流电炉坩埚(5)。自动泄压前，打开截止阀(43)，将氮气罐(4)上的减压阀(41)氮气压力控制在一个大气压0.1mpa范围，并通过软管(3)将氮气输送到电磁泄压阀(2)内，此时电磁泄压阀(2)处于关闭状态。自动泄压时，氮气通过电磁泄压阀(2)进入真空吸铸室(1)泄压，此时真空吸铸室(1)内充满氮气，抑制壳型铸型(11)产生可燃性气体的氧化反应，防止燃爆事故发生，有效保护操作人身安全。而后将真空吸铸室(1)吊离电炉坩埚(5)到支架上，打开吸铸室(1)，关闭截止阀(43)，落砂清理铸型，获得吸铸铸件毛坯。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种真空吸铸室充氮防爆装置，包括吸铸室、电磁泄压阀、氮气罐，所述吸铸室中装有壳型铸型、陶瓷升液管，其顶部设有电磁泄压阀，所述电磁泄压阀通过软管连接氮气罐，并在吸铸完成后向吸铸室充入氮气泄压，所述的氮气罐上装有减压阀、压力表、截止阀监控设备状态。该发明吸铸泄压时对真空吸铸室充入氮气保护，抑制壳型铸型产生可燃性气体的氧化反应，防止空气进入后氧气与可燃性气体发生激烈氧化反应及气体膨胀，从而发生燃爆事故，有效保护操作人身安全。

技术研发人员：纪汉成
受保护的技术使用者：科华控股股份有限公司
技术研发日：2017.11.20
技术公布日：2019.05.28