CN102909337A - 一种金属铸造装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属铸造技术领域，提出一种金属铸造装置，所述的金属铸造装置具有的熔铸室内设置有坩埚（13）和铸模（5）；熔铸室（6）为在驱动装置作用下可摆动一定角度的结构；位于熔铸室内的坩埚（13）和铸模（5）随熔铸室摆动一定角度；使熔化的金属在随熔铸室摆动的过程中由坩埚流入铸模的储留腔（19）内；所述的熔铸室（6）通过转轴中心的进气孔（25）通入压力气体，将流入铸模储留腔内的熔化的金属压入铸模的铸件成型空腔（10），形成铸件。本发明装置在浇注过程中各部件之间没有相对移动，避免了现有技术中在浇注过程中出现起弧，从而损坏设备的现象发生，相对于现有技术中的离心加压铸造机，具有结构简单、体积小巧的特点。

Description

一种金属铸造装置

技术领域

本发明属于金属铸造技术领域，涉及高熔点金属的金属铸造，主要涉及一种金属铸造装置。

背景技术

目前，高熔点金属材料在许多领域的应用越来越普及，如在修补损伤或脱落的牙齿时，所使用的修补材料采用高熔点金属，例如钛、锆、铂等或它们的合金，在这些材料中，出于强度、重量、耐腐蚀性、生物相容性以及价格等方面的考虑，钛是最适合的材料，从而得到了广泛的应用。在利用这类高熔点金属材料铸造时，一般的做法是：用耐火材料制成具有需要形状空腔的铸模，把熔融状态的金属注入该空腔形成铸件，之后破坏铸模，取出铸件。

完成以上动作的机构有以下几种：

第一种：离心加压铸造机，如图1所示：在金属块3熔化完成后，通过旋转，利用离心作用把熔化后的金属甩进铸模5内的空腔10；同时，在熔化腔9内加高压氩气，使金属更好地把空腔10充满；因离心装置的存在，该机构形体较大，结构复杂。

第二种：压差铸造机，如图2：在可以控制内部压力的熔铸腔6内部设置铸模和坩埚，其中坩埚位于铸模的一侧；在金属块3熔化完成后，顶起坩埚4使坩埚向铸模的储留腔19处倾斜，使熔化的金属流入铸模5的储留腔19，然后施加高压氩气，使熔化后的金属从储留腔19流入空腔10形成铸件；在此过程中，由于坩埚4在顶起向铸模的储留腔19处倾斜过程中，绕转轴中心1转动，但电流未停止，在坩埚与转轴的结合面14处特别容易产生起弧，损伤该结合面，造成接触不良的后果。

在以上机构运行时，都存在抽真空这一过程；高温钛液注入铸模的瞬间，会产生大量烟雾，抽真空时会把该烟雾产生的污染抽进真空管路及真空泵，从而降低管路中的电磁阀和真空泵的使用寿命。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开一种金属铸造装置。

本发明采用下述技术方案实现其发明目的：

一种金属铸造装置，所述的金属铸造装置具有一密闭的熔铸室；在所述的熔铸室内设置有坩埚和铸模；所述铸模内具有储留腔和与储留腔相连通的铸件成型空腔；在所述坩埚的上方设置用以通过电弧放电来熔化放置在坩埚内金属块的钨极；所述的坩埚位于所述铸模的一侧并设置在与铸模储留腔对应的位置；所述铸模的储留腔与坩埚上金属流出端相对应；设置有使熔铸室可左右摆动一定角度的驱动装置，所述的熔铸室为在驱动装置作用下可左右摆动一定角度的结构；位于熔铸室内的所述坩埚和铸模可随熔铸室同步摆动一定角度；使熔化的金属在随熔铸室摆动的过程中由坩埚流入铸模的储留腔内；所述的熔铸室通过所述驱动装置的转轴、旋转接头与压力气体管路连通，所述驱动装置转轴为空腔管状结构，构成熔铸室的压力气体进气孔，所述驱动装置的转轴与连通压力气体管路的旋转接头连通；用以通入压力气体对熔铸室内加压，将流入铸模储留腔内的熔化的金属压入铸模的铸件成型空腔，形成铸件；所述旋转接头用于解决静态的气体管路与动态的转轴之间的密封问题；所述压力气体管路中设置有过滤机构，用于过滤熔铸室内因铸造而产生的固定颗粒物。

所述熔铸室的摆动角度小于90°。

所述压力气体管路中设置的过滤机构设置在转轴位于熔铸室内的端部。

设置在转轴位于熔铸室内的端部的所述过滤机构为：在转轴位于熔铸室内的端部由内向外依次设置一层精密过滤网，垫板、粗过滤网和压盖。

所述压力气体管路中设置的过滤机构设置在所述旋转接头与真空电磁阀之间。

所述压力气体管路中设置的过滤机构设置在转轴位于熔铸室内的端部和所述旋转接头与真空电磁阀之间。

所述的钨极固定在阴极轴上；所述的阴极轴通过阴极绝缘套与壳体外的电缆连接；所述的坩埚放置在坩埚座上，所述的坩埚座通过阳极绝缘套与壳体外的电缆连接。

所述的熔铸室由壳体与前门构成，所述的前门与壳体铰接，二者之间装有密封圈；所述的驱动装置的转轴与壳体固联。

所述铸模位于铸造支架上；在所述铸造支架上设置有螺母，与铸造支架上的所述螺母螺纹结合有螺纹结构的顶杆，铸造支架上的所述螺母与所述顶杆构成用以将铸模相对坩埚压紧的压紧机构；螺纹结构的所述顶杆与铸造支架上的所述螺母螺纹配合，顶杆前端与铸模连接或顶杆前端顶触在铸模上，将铸模向坩埚方向压紧。

所述铸模位于铸造支架上；铸造支架与铸模之间设置弹簧，构成用以将铸模相对坩埚压紧的压紧机构

本发明提出的一种金属铸造装置，采用熔铸室可左右摆动结构，位于熔铸室内的坩埚、铸模随熔铸室左右摆动；从而使熔化的金属在随熔铸室摆动的过程中由坩埚流入铸模的储留腔内；本发明装置在金属熔化后的浇注过程中各部件之间没有相对移动，避免了现有技术中在浇注过程中出现起弧，从而损坏设备的现象发生，相对于现有技术中的离心加压铸造机，具有结构简单、体积小巧的特点；另外，作为阴极的钨极和作为阳极的坩埚座与外部供电装置之间均通过绝缘套、电缆连接，更进一步提高了装置的安全性。

附图说明：

图1为现有技术中离心加压铸造机熔铸部分的结构示意图。

图2为现有技术中压差式铸造机熔铸部分结构示意图。

图3、图4为本发明装置的熔铸部分示意图。

图5、图6、图7为本发明的夹紧机构示意图。

图8为本发明装置的压力气体管路原理图。

图9为转轴进气口一端过滤机构示意图。

图10、图11、图12为驱动装置示意图。

图中：1、转轴中心，2、钨极，3、金属块，4、石墨圈，5、铸模，6、熔铸室，7、压板，8、压紧旋钮，9、熔化腔，10、铸件成型空腔， 11、顶杆，12、下壳体，13、坩埚，14、坩埚转轴结合面，15、坩埚座，16、、上壳体，17、阴极，18、密封圈Ⅰ，19、储留腔，20、壳体，21、阴极轴，22、铸造支架，23、顶杆，24、转轴， 25、进气孔，26、阴极绝缘套，27、阳极绝缘套，28、密封圈Ⅱ，29、前门，30、螺旋弹簧，31、板状弹簧，32、精密滤网，33、垫板，34、压盖，35、粗滤网，36、带轮，37、同步带，38、电机带轮，39、减速电机，40、齿条，41、齿轮，42、气缸，43、铰链，44、气缸杆，45、连接杆，46、铰支座，50、真空泵，51、真空电磁阀，52、过滤器，53、高压减压阀，54、高压电磁阀，55、安全阀，56、低压减压阀，57、低压电磁阀，58、放气电磁阀，59、压力传感器，60、旋转接头。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本发明加以说明：

如图3、图4所示，一种金属铸造装置，所述金属铸造装置的壳体20与前门29之间构成熔铸室6；前门24通过铰链等与壳体20连接，二者之间装有密封圈Ⅱ28，密封圈Ⅱ28用于保证壳体20与前门24之间密封可靠；在所述的熔铸室6内设置有坩埚13和铸模5；所述的坩埚13位于铸模5的一侧，与铸模的储留腔19对应设置；所述的铸模5放置在铸模支架22上；所述的铸模5内具有储留腔19和用以成型铸件的铸件成型空腔10；在所述坩埚13的上方设置用以通过电弧放电来熔化放置在坩埚内金属块3的钨极2；所述的钨极2固定在阴极轴21上；所述的阴极轴21通过阴极绝缘套26与壳体20外的电缆连接；所述的坩埚13放置在坩埚座15上，所述的坩埚座15通过阳极绝缘套27与壳体20外的电缆连接。设置有驱动装置，如图10、图11、图12所示的结构；其中，图10为减速电机通过带轮驱动转轴，减速电机在程序控制下转过一定角度后反向旋转从而实现转轴绕转轴中心的来回摆动；图11、图12是通过气缸的伸缩来带动转轴的来回摆动：图11中的齿轮41与旋转轴24固联，在齿条40的推动下齿轮41绕转轴中心1可来回摆动，齿条41与气缸杆44连接，气缸杆44的伸缩带动齿条41的移动；图12中连接杆45与转轴24固联，另一端与气缸杆44通过铰链43连接，气缸42通过饺支座46固定。其中，使熔铸室可左右摆动一定角度的驱动装置的转轴24与壳体20固联，壳体20在驱动装置的作用下转动可摆动一定角度、从而使熔化的金属在随壳体20摆动的过程中由坩埚13流入铸模的储留腔19内；所述壳体20的转动角度小于90°；所述转轴24为空腔管状结构，转轴24的中心空腔构成为熔铸室施加压力气体的进气孔25，转轴24中心的进气孔25与旋转接头连通，旋转接头另一端与压力气体管路连通，用以解决静态的气体管路与动态的转轴的密封问题，同时用以通入压力气体对熔铸室内加压，将流入储留腔19内的熔化金属压入铸件成型空腔10形成铸件。在转轴位于熔铸室内一端的端部设置过滤机构，所述过滤机构为：在转轴24位于熔铸室内的端部由内向外依次设置一层精密过滤网32，垫板33、粗过滤网35和压盖34。用于过滤因铸造而产生的固体颗粒，从而保护气体管路。设置有用以将铸模5相对坩埚13压紧的压紧机构；如图5所示，压紧机构可由螺纹结构的顶杆23和设置在铸造支架22上的螺母构成，所述顶杆23与铸造支架22上的螺母螺纹配合，顶杆前端与铸模连接或顶杆前端顶触在铸模上，旋转顶杆可将铸模向坩埚方向压紧，反向旋转顶杆，可以松开铸模5。如图6、图7所示，压紧机构也可由设置在铸造支架22与铸模之间的弹簧构成；即可以用螺旋弹簧30或板状弹簧31把铸模5向坩埚13方向压紧。

如图8所示，0.7～0.8MPa的氩气通过高压减压阀53进入机箱内，高压减压阀53把压力降低至0.3～0.45MPa；高压减压阀53出气端接安全阀55、高压电磁阀54、低压减压阀56进气端，三者并联；低压减压阀56把压力降低到0.05～0.2MPa，低压减压阀56出气端接低压电磁阀57的进气端；低压电磁阀57的出气端、放气电磁阀58的进气端、压力传感器59、过滤器52的进气端、高压电磁阀54的出气端通过管道并联后与旋转接头60连接；过滤器52的出气端与真空电磁阀51的进气端相连接，真空电磁阀51的出气端与真空泵50相连接，过滤器52用于保护真空电磁阀51和真空泵50；过滤器可采用新乡市鑫达过滤设备有限公司生产的型号为394-06、394-08的过滤器，或采用奉化市吸口诗怡起动成态厂生产的型号为394-06、394-08的过滤器，或采用新乡市利菲尔特滤器有限公司生产的型号为394-06、394-08的过滤器；或采用济南杰菲特气动有限公司生产的QL-106、QL-18的过滤器，或采用上海雅德客气动液压有限公司生产的QL-106、QL-18的过滤器；所述过滤器52与转轴24进气端的过滤机构，形成多级过滤，对真空泵50和真空电磁阀51更好地保护。

Claims (10)

1.一种金属铸造装置，所述的金属铸造装置具有一密闭的熔铸室（6）；在所述的熔铸室内设置有坩埚（13）和铸模（5）；所述铸模内具有储留腔（19）和与储留腔相连通的铸件成型空腔（10）；在所述坩埚的上方设置用以通过电弧放电来熔化放置在坩埚内金属块（3）的钨极（2）；所述的坩埚（13）位于所述铸模的一侧并设置在与铸模储留腔对应的位置；所述铸模的储留腔（19）与坩埚上金属流出端相对应；其特征在于：设置有使熔铸室（6）摆动一定角度的驱动装置，所述的熔铸室为在驱动装置作用下可摆动一定角度的结构；位于熔铸室内的所述坩埚（13）和铸模（5）随熔铸室摆动一定角度；使熔化的金属在随熔铸室摆动的过程中由坩埚流入铸模的储留腔（19）内；所述的熔铸室通过所述驱动装置的转轴（24）、旋转接头与压力气体管路连通，所述驱动装置转轴（24）为空腔管状结构，转轴（24）的中心空腔构成熔铸室的压力气体进气孔（25），所述驱动装置的转轴（24）与连通压力气体管路的旋转接头连通；用以通入压力气体对熔铸室内加压，将流入铸模储留腔内的熔化的金属压入铸模的铸件成型空腔（10），形成铸件；所述压力气体管路中设有过滤机构，用于保护真空电磁阀和真空泵。

2.按照权利要求1所述的一种金属铸造装置，其特征在于：所述熔铸室（6）的摆动角度小于90°。

3.按照权利要求1所述的一种金属铸造装置，其特征在于：所述压力气体管路中设置的过滤机构设置在转轴位于熔铸室内一端的端部。

4.按照权利要求3所述的一种金属铸造装置，其特征在于：设置在转轴位于熔铸室内一端端部的所述过滤机构为：在转轴位于熔铸室内的端部由内向外依次设置一层精密过滤网（32），垫板（33）、粗过滤网（35）和压盖（34）。

5.按照权利要求1所述的一种金属铸造装置，其特征在于：所述压力气体管路中设置的过滤机构设置在所述旋转接头（60）与真空电磁阀（51）之间。

6.按照权利要求1所述的一种金属铸造装置，其特征在于：所述压力气体管路中设置的过滤机构设置在转轴位于熔铸室内一端的端部和所述旋转接头（60）与真空电磁阀（51）之间。

7.按照权利要求1所述的一种金属铸造装置，其特征在于：所述的钨极（2）固定在阴极轴（21）上；所述的阴极轴（21）通过阴极绝缘套（26）与壳体外的电缆连接；所述的坩埚（13）放置在坩埚座（15）上，所述的坩埚座（15）通过阳极绝缘套（27）与壳体外的电缆连接。

8.按照权利要求1所述的一种金属铸造装置，其特征在于：所述的熔铸室（6）由壳体（20）与前门（29）构成，所述的前门（29）与壳体（20）铰接，二者之间装有密封圈Ⅱ（28）；所述的驱动装置的转轴（24）与壳体（20）固联。

9.按照权利要求1所述的一种金属铸造装置，其特征在于：所述铸模（5）位于铸造支架（22）上；在所述铸造支架（22）上设置有螺母，与铸造支架上的所述螺母螺纹结合有螺纹结构的顶杆（23），铸造支架上的所述螺母与所述顶杆构成用以将铸模相对坩埚压紧的压紧机构；螺纹结构的所述顶杆（23）与铸造支架（22）上的所述螺母螺纹配合，顶杆（23）前端与铸模连接或顶杆前端顶触在铸模上，将铸模向坩埚方向压紧。

10.按照权利要求1所述的一种金属铸造装置，其特征在于：所述铸模（5）位于铸造支架（22）上；铸造支架（22）与铸模（5）之间设置弹簧，构成用以将铸模相对坩埚压紧的压紧机构。

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