一种短流程挤压铸造输送铝液的装置及方法与流程

本发明涉及挤压铸造铝液输送领域，且特别涉及了一种短流程挤压铸造输送铝液的装置及方法，具体是指：缩短挤压铸造过程铝液输送行程的装置及方法。

背景技术：

铝合挤压铸造需要用到挤压机和压铸模具，铸造过程中，铝液进入储料区域以后，挤压机锤头将铝液从储料区域压射入模具型腔，并在高压条件下在模具型腔中凝固。

铝合金挤压铸造是铝合金铸件的重要制备方法之一，相比于其他铸造工艺，挤压铸造生产的铝合金铸件尺寸精度高，尺寸稳定，光洁度好，铸件强度和力学性能比传统砂型铸造高，铸件的工艺出品率高、生产效率大幅提升。传统的挤压铸造输料方式是直接采用浇包倾倒，这是产生气孔和氧化夹渣的主要原因，同时采用浇包输送铝液到料筒过程所需时间较长。

挤压铸造应用于大批量工业化生产，避免铝液输送过程大行程往复运动，保证熔体质量，对于铸件品量提升具有十分重要的意义；挤压铸造循环周期时间为30～120s，缩短铝液输送时间将显著提高生产效率。因此，需要开发一种短流程挤压铸造输送铝液的装置及方法。

为了缩短挤压铸造过程中铝液输送行程，提高大批量工业化铝合金压铸过程中铸件的生产效率，保障铸件的内部质量，本发明提供一种短流程挤压铸造输送铝液的装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供一种短流程挤压铸造输送铝液的装置，该装置包括熔炼炉1、挤压机锤头2、料筒3和模具4，其中模具4安装于挤压设备上，料筒3安装于模具4上，挤压机锤头2位于模具4和料筒3之间，熔炼炉1安放于挤压设备主体侧下方；

所述熔炼炉1由异形炉盖11，炉体12，升液管13和移动平台14构成，炉体12放置于移动平台14上；

所述料筒3包括半筒ⅰ31和半筒ⅱ32，其中半筒ⅱ32底部侧边开斜向45°嵌入式进料口321，进料口321为半球形内凹口；

所述模具4包括动模41和定模42，安装于挤压设备模板上，随挤压过程自动开合；所述挤压机锤头2位于动模41和定模42之间，挤压机锤头2安装于挤压设备压射系统上。

所述异形炉盖11由水平保温盖111和斜向加热筒112构成，所述升液管13先后穿过斜向加热筒112和水平保温盖111斜插入炉体12中，升液管13上端焊接异形炉口131。

所述半筒ⅰ31固定于动模41下方，半筒ⅱ32固定于定模42下方；合模时，半筒ⅰ31、半筒ⅱ32、动模41和定模42一起合拢同时包裹住挤压机锤头2，在挤压机锤头2上方形成空腔。

移动平台14由水平、竖直、斜向45°的传动轴及伺服电机推动，可以沿3个方向自由运动。

本发明提供了一种短流程挤压铸造输送铝液的方法，该方法具体步骤如下：

步骤1)设备安装：将升液管13安装于异形炉盖11上，将异形炉盖11和炉体12进行密封，将半筒ⅰ31安装于动模41上，半筒ⅱ32安装于定模42上，将模具4安装于挤压机上，通过调节移动平台14，保证异型炉口131和进料口321紧密贴合；

步骤2)铝液上升至设定停留高度：向炉体12内部通入压缩空气，使铝液缓慢上升，最终上升到进料口321下方0～20mm之间，维持熔炼炉1气压不变，铝液停留于该位置；

步骤3)向料筒3输送铝液：模具4合模，半筒ⅰ31和半筒ⅱ32贴合，包裹挤压机锤头2，在挤压机锤头2上方形成空腔，熔炼炉1内气压上升，铝液通过进料口321进入料筒3空腔；

步骤4)铝液输送完成；铝液输送完成以后，挤压机锤头2上升封闭进料口321，熔炼炉1内气压下降，铝液液面缓慢回落至进料口321下方0～20mm后，维持炉内压力稳定，使铝液再次停留在进料口321下方初始设定位置，等待下一次铝液输送过程开始。

所述步骤2)中铝液上升初始速度设定为20mm/s～100mm/s,位置为进料口321下方100mm～500mm，熔炼炉1内气压增长速率下降为所述初始速度的0.1～0.5倍。

所述步骤4)中铝液上升位置为进料口321下方0～100mm，熔炼炉1内气压上升速率逐步降低至0，并保持稳定。

本发明的有益效果体现在：

本发明的装置及方法可以精确控制铝液停留在进料口下方设定高度，有效避免挤压铸造输送铝液时，铝液在熔炼炉坩埚内和料筒间做大行程的往复运动，产生氧化夹杂，保证铝液质量。

本发明的装置及方法能有效缩短铝液输送所需时间，缩短挤压循环周期，提高生产效率。

本发明的装置及方法对熔炼炉，模具和料筒的密封性要求不严格，常规挤压模具和封闭熔炼炉即可满足要求，投资少、生产效率高、自动化程度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是一种短流程挤压铸造输送铝液的装置整体结构示意图；

图2是一种短流程挤压铸造输送铝液的装置局部结构剖示图；

图3是一种短流程挤压铸造输送铝液的装置所采用的熔炼炉半剖结构示意图；

其中，熔炼炉1、挤压机锤头2、料筒3、模具4、异形炉盖11、炉体12、升液管13、移动平台14、锤头21、半筒ⅰ31、半筒ⅱ32、动模41、定模42、进料口321、水平保温盖111、斜向加热筒112、异形炉口131。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明提供一种短流程挤压铸造输送铝液的装置，该装置包括熔炼炉1、挤压机锤头2、料筒3和模具4，其中模具4安装于挤压设备上，料筒3安装于模具4上，挤压机锤头2位于模具4和料筒3之间，熔炼炉1安放于挤压设备主体侧下方；

所述熔炼炉1由异形炉盖11，炉体12，升液管13和移动平台14构成，炉体12放置于移动平台14上；

所述料筒3包括半筒ⅰ31和半筒ⅱ32，其中半筒ⅱ32底部侧边开斜向45°嵌入式进料口321，进料口321为半球形内凹口；

所述模具4包括动模41和定模42，安装于挤压设备模板上，随挤压过程自动开合；所述挤压机锤头2位于动模41和定模42之间，挤压机锤头2安装于挤压设备压射系统上。

所述异形炉盖11由水平保温盖111和斜向加热筒112构成，所述升液管13先后穿过斜向加热筒112和水平保温盖111斜插入炉体12中，升液管13上端焊接异形炉口131。

所述半筒ⅰ31固定于动模41下方，半筒ⅱ32固定于定模42下方；合模时，半筒ⅰ31、半筒ⅱ32、动模41和定模42一起合拢同时包裹住挤压机锤头2，在挤压机锤头2上方形成空腔。

移动平台14由水平、竖直、斜向45°的传动轴及伺服电机推动，可以沿3个方向自由运动。

本发明提供了一种短流程挤压铸造输送铝液的方法，该方法具体步骤如下：

步骤1)设备安装：将升液管13安装于异形炉盖11上，将异形炉盖11和炉体12进行密封，将半筒ⅰ31安装于动模41上，半筒ⅱ32安装于定模42上，将模具4安装于挤压机上，通过调节移动平台14，保证异型炉口131和进料口321紧密贴合；

步骤2)铝液上升至设定停留高度：向炉体12内部通入压缩空气，使铝液缓慢上升，最终上升到进料口321下方0～20mm之间，维持熔炼炉1气压不变，铝液停留于该位置；

步骤3)向料筒3输送铝液：模具4合模，半筒ⅰ31和半筒ⅱ32贴合，包裹挤压机锤头2，在挤压机锤头2上方形成空腔，熔炼炉1内气压上升，铝液通过进料口321进入料筒3空腔；

步骤4)铝液输送完成；铝液输送完成以后，挤压机锤头2上升封闭进料口321，熔炼炉1内气压下降，铝液液面缓慢回落至进料口321下方0～20mm后，维持炉内压力稳定，使铝液再次停留在进料口321下方初始设定位置，等待下一次铝液输送过程开始。

所述步骤2)中铝液上升初始速度设定为20mm/s～100mm/s,位置为进料口321下方100mm～500mm，熔炼炉1内气压增长速率下降为所述初始速度的0.1～0.5倍。

所述步骤4)中铝液上升位置为进料口321下方0～100mm，熔炼炉1内气压上升速率逐步降低至0，并保持稳定。

实施例1

本实施例为挤压铸造制备汽车转向节的铝液输送过程，铸件材质为zl114a铝合金。

具体过程如下：

1)zl114a铝合金在熔炼炉1中精炼、变质完成以后，将升液管13安装于异形炉盖11上，将异形炉盖11和炉体12进行密封，将模具4安装于挤压机上，动模41模板平移，打开模具4，半筒ⅰ31安装于动模41上，半筒ⅱ32安装于定模42上，通过调节移动平台14，将炉嘴对准进料口321，保证两者之间紧密贴合，不漏气。

2)向炉体12内部通入压缩空气，使铝液缓慢上升，铝液液面升到进料嘴下方450mm时，熔炼炉1内气压增长速率下降为初始值的0.4倍，待铝液进一步上升到进料口321下方100mm时，熔炼炉1内气压上升速率逐步降低至0，并保持稳定，最终保证铝液液面停留在距进料口321下方10mm的位置，停止向炉内进气，当炉内气压由于轻微气体泄漏而下降时向熔炼炉内补气，保持铝液稳定停留在设定高度；

3)模具4合模，半筒ⅰ31和半筒ⅱ32贴合，包裹锤头21，在锤头上方形成空腔，向熔炼炉1内通入压缩空气，使炉内气压上升，铝液通过进料口进入空腔。

4)铝液输送完成后，锤头21上升封闭进料口，切断铝液和料筒3的联系，熔炼炉1排气阀开启，炉内气压下降，铝液液面缓慢回落至初始设定高度后，维持炉内压力稳定，使铝液再次停留在进料口下方初始设定高度，等待下一次铝液输送过程开始；

实施例2

本实施例为挤压铸造制备汽车控制臂的铝液输送过程，铸件材质为zl101a铝合金。

具体过程如下：

1)zl101a铝合金在熔炼炉1中精炼、变质完成以后，将升液管13安装于异形炉盖11上，将异形炉盖11和炉体12进行密封，将模具4安装于挤压机上，动模模板平移，打开模具，半筒ⅰ31安装于动模41上，半筒ⅱ32安装于定模42上，通过调节移动平台14，将炉嘴对准进料口321，保证两者之间紧密贴合，不漏气。

2)向炉体12内部通入压缩空气，使铝液缓慢上升，铝液液面升到进料嘴下方200mm时，熔炼炉1内气压增长速率下降为初始值的0.3倍，待铝液进一步上升到进料口321下方100mm时，熔炼炉1内气压上升速率逐步降低至0，并保持稳定，最终保证铝液液面高度停留在距进料口321下方10mm以内，停止向炉内进气，当炉内气压由于轻微气体泄漏而下降时向熔炼炉内补气，保持铝液稳定停留在设定高度；

3)模具4合模，半筒ⅰ31和半筒ⅱ32贴合，包裹锤头21，在锤头上方形成空腔，向熔炼炉1内通入压缩空气，使炉内气压上升，铝液通过进料口进入空腔。

4)铝液输送完成后，锤头21上升封闭进料口，切断铝液和料筒3的联系，熔炼炉1排气阀开启，炉内气压下降，铝液液面缓慢回落至初始设定高度后，维持炉内压力稳定，使铝液再次停留在进料口下方初始设定高度，等待下一次铝液输送过程开始；

尽管这里己详细列出并说明了优选实施实例，但是本领域技术人员可知，可在不脱离本发明精髓的情况下进行各种结构调整和控制参数搭配，这些内容都被认为处于权利要求所限定的本发明的范围之内。