CN104069761A - 一种熔化搅拌炉及铸件用水溶蜡的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造用蜡加工技术领域，具体是一种熔化搅拌炉，包括炉体及搅拌装置，所述炉体的外表面上设置有加热夹套，炉体的上、下部分别开设有投料口及出料口，所述搅拌装置包括高速分散装置和低速搅拌装置，其中，低速搅拌装置包括竖直安装在炉体内的搅拌轴、设置在搅拌轴上的搅拌桨以及安装在炉体上部并驱动搅拌轴转动的低速电机，高速分散装置包括转轴、设置在转轴上的至少一组分散盘以及安装在炉体上部并驱动转轴转动的高速电机；所述搅拌桨贴近炉体的内壁，所述转轴和分散盘位于搅拌桨与搅拌轴之间。本发明还提供了一种铸件用水溶蜡的制备方法。与现有技术相比本发明具有结构紧凑、使用便捷、熔化效率高、分散性好、节省人力等优点。

Description

一种熔化搅拌炉及铸件用水溶蜡的制备方法

技术领域

本发明涉及铸造用蜡加工技术领域，特别涉及一种熔化搅拌炉及铸件用水溶蜡的制备方法。

背景技术

随着社会的发展进步，精密铸件已广泛应用到航空、兵器部门在内的所有的工业部门，特别是电子、石油、化工、交通运输、轻防、医疗器械等。熔模精密铸造是一种少切削或无切削的铸造工艺，生产出的铸件尺寸精度高、表面粗糙度低、灵活性好、适应性强，对于加工具有复杂形状的铸件，其优越性更为显著。在熔模精密铸造过程中，铸造用蜡的好坏会直接影响铸件的品质。

铸造用蜡中，水溶蜡是一种高粘稠度蜡，其化蜡温度为100℃ -110℃，使用温度为55℃-60℃，常温下为固体形态。传统的水溶蜡的熔化加工设备较简陋，由一不锈钢桶及缠绕在桶外壁的加热带组成。加工时，加热带对不锈钢桶进行加热保温，原料的分散则是用一台小型高速电机带动搅拌轴转动搅拌、分散，或是直接人工搅拌完成，这种方法生产效率低，产品质量差，存在蜡质不致密、不均匀、表面粗糙、气泡多等缺陷，直接影响精密铸件的产品品质。为克服上述缺陷，需要对加工设备进行改进设计，以生产出蜡质均匀、细腻、致密、光洁度高、气泡少甚至无气泡的铸件。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种熔化搅拌炉，对水溶蜡等粘稠度大、导热慢的固态蜡制品具有熔化速度快、搅拌效率高、粉剂分散好的优点。

本发明的一种熔化搅拌炉，包括炉体及搅拌装置，所述炉体的外表面上设置有加热夹套，炉体的上部开设有投料口，炉体的下部开设有出料口，所述搅拌装置包括高速分散装置和低速搅拌装置，其中，所述低速搅拌装置包括竖直安装在炉体内的搅拌轴、设置在搅拌轴上的搅拌桨以及安装在炉体上部并驱动搅拌轴转动的低速电机，所述高速分散装置包括转轴、设置在转轴上的至少一组分散盘以及安装在炉体上部并驱动转轴转动的高速电机；所述搅拌桨贴近炉体的内壁，所述转轴和分散盘位于搅拌桨与搅拌轴之间。

具体的，所述搅拌桨由贴近炉体底面的横臂及贴近炉体内壁的桨叶组成，所述横臂的一端固定在搅拌轴下端，另一端沿炉体内壁向上延伸形成桨叶。所述横臂和/或桨叶的边缘设置有具有刮壁作用的刮刀。

具体的，所述转轴上设置有三组分散盘，每组分散盘包括盘体和设置在盘体边缘的分别向上、向下凸起的齿部。

具体的，所述加热夹套内具有导热流体，加热夹套的底部设置有液体导入口，加热夹套的上部设置有液体导出口；所述熔化搅拌炉还包括模温机和导流管，所述模温机通过导流管分别与加热夹套上的液体导入口和液体导出口相连通，使加热夹套与模温机之间形成一个液体循环回路。所述导热流体为导热油。

进一步的，所述熔化搅拌炉还包括真空泵、真空缓冲罐和排气管，所述排气管的一端与真空泵的进气口连通，排气管的另一端穿过真空缓冲罐后与设置在炉体顶部的排气孔相连通。

    更进一步的，所述出料口为翻板式手动出料口；所述熔化搅拌炉还包括用于支撑炉体的支架，所述支架设置在炉体外壁的加热夹套上。

相应的，本发明还提供了一种铸件用水溶蜡的制备方法，包括以下步骤：

S1、将固态蜡料投入炉体中；

S2、调节模温机使导热流体的温度在100℃ ~ 110℃内，待固态蜡料熔化后调节模温机进入保温状态，并开启低速搅拌装置；

S3、向炉体内加入粉料，开启高速分散装置对粉料进行搅拌、分散；

    S4、关闭高速分散装置和低速搅拌装置，开启真空泵除气；

S5、静置后盛盘、称重、成型。

所述步骤S2中，导热流体经模温机升温后流入加热夹套底部，对堆积在炉体底部的物料进行加热熔化，然后上升至加热夹套上部对与炉体内壁接触的物料进行加热熔化，之后流出加热夹套，再进入模温机加热升温，使之形成循环加热回路。

由于以上技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、本发明在加热夹套内灌装导热流体，利用模温机对导热流体的温度进行精确控制，使炉体内壁的温度恒定，加速固态物料的熔化；再配以带刮刀的搅拌桨，将炉体内壁区域的高温物料卷入中部与中部区域的低温物料充分融合，既加速了物料的熔化，又不会产生局部过烧现象。

2、本发明设计的导热流体经模温机加热后注入加热夹套底部，再从加热夹套的上部流回模温机，由此形成一个液体循环回路。由于投放物料中，固态物料最先与炉体底部接触，再与炉体侧壁接触，而加热夹套设在炉体的外表面上，加热夹套的底部对应炉体的底部，在此液体循环回路中，导热流体优先对炉体底面的物料进行加热，再上升到加热夹套上部对炉体侧壁进行加热。使炉体内的物料熔化更加均匀，避免产生底部沉积现象。

3、本发明采用高速电机和低速电机相配合，来实现搅拌和分散的功能，使加入的粉料在炉体内均匀地分散，从而使产品细腻、均匀、表面光洁度高。

4、加热搅拌后，利用真空泵除气，有效的抽出物料中的气体，使产品更加致密。

5、本发明熔化搅拌炉的主体部分没有除电机以外的其他自发性热源，不存在电加热过烧、起火、触电等不安全因素。

6、利用该熔化搅拌炉加工水溶蜡的方法简单易操作，全程无需人工辅助搅拌，既节省了人力，又提高了生产效率。

综上所述：本发明与现有技术相比具有结构紧凑、使用便捷、熔化效率高、分散性好、节省人力等优点，适合在工厂生产中推广使用。

附图说明

 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它附图。

 图1是本发明实施例提供的一种加热搅拌炉的结构示意图；

 图2是图1的A部放大图；

 图3是本发明提供的一种铸件用水溶蜡的制备方法的流程图。

 图中：1-炉体，2-支架，3-投料口，4-加热夹套，5-导流管，6-模温机，7-高速电机，8-低速电机，9-搅拌轴，10-搅拌桨，11-转轴，12-分散盘，13-真空泵，14-真空缓冲罐，15-排气管，16-出料口。

具体实施方式

 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1和图2所示的一种熔化搅拌炉，包括炉体1及搅拌装置，炉体1的外表面上设置有加热夹套4，炉体的上部开设有投料口3，炉体的下部开设有出料口16，搅拌装置包括高速分散装置和低速搅拌装置；其中，低速搅拌装置包括竖直安装在炉体1内的搅拌轴9、设置在搅拌轴9上的搅拌桨10以及安装在炉体1上部并驱动搅拌轴9转动的低速电机8，高速分散装置包括转轴11、设置在转轴11上的至少一组分散盘12以及安装在炉体1上部并驱动转轴11转动的高速电机7；所述搅拌桨10贴近炉体1的内壁，所述转轴11和分散盘12位于搅拌桨10与搅拌轴9之间。

本发明采用高速电机和低速电机相配合，来实现搅拌和分散的功能，使加入的粉料在炉体内均匀地分散，从而使产品细腻、均匀、表面光洁度高

具体的，所述搅拌桨10由贴近炉体1底面的横臂及贴近炉体1内壁的桨叶组成，所述横臂的一端固定在搅拌轴下端，另一端沿炉体内壁向上延伸形成桨叶。所述横臂和/或桨叶的边缘设置有具有刮壁作用的刮刀，所述刮刀与炉体内壁之间形成15°~ 45°的夹角。所述刮刀能将炉体内壁区域的高温物料卷入中部与中部区域的低温物料充分融合，以便加速物料在生产过程中的熔化温度均匀。

作为本发明的一种优选方式，所述炉体1为平底直壁的桶状，搅拌桨10为一弯曲的L形板，所述刮刀设置在L形板的一侧边缘上，所述刮刀与炉体内壁之间的夹角为20°。

所述转轴11上设置有三组分散盘12，每组分散盘12包括盘体和设置在盘体边缘的分别向上、向下凸起的齿部。所述向上、向下凸起的齿部沿着盘体边缘间隔设置。该凸起的齿部用于引导投入炉体内的粉料向周围扩散，使粉料不会囤积在分散盘的周围，促使粉料迅速均匀扩散。

所述加热夹套4内具有导热流体，加热夹套4的底部设置有液体导出口，加热夹套4的上部设置有液体导入口；所述熔化搅拌炉还包括模温机6和导流管5，所述模温机6通过导流管5分别与加热夹套4上的液体导入口和液体导出口相连通，使加热夹套4与模温机6之间形成一个液体循环回路。优选的，所述导热流体为导热油。

所述导热流体经模温机加热后注入加热夹套底部，再从加热夹套的上部流回模温机，由此形成一个液体循环回路。由于投放物料中，固态物料最先与炉体底部接触，再与炉体侧壁接触，而加热夹套设在炉体的外表面上，加热夹套的底部对应炉体的底部，在此液体循环回路中，导热流体优先对炉体底面的物料进行加热，再上升到加热夹套上部对炉体侧壁进行加热。使炉体内的物料熔化更加均匀，避免产生底部沉积现象。

所述熔化搅拌炉还包括真空泵13、真空缓冲罐14和排气管15，所述排气管15的一端与真空泵13的进气口连通，排气管15的另一端穿过真空缓冲罐14后与设置在炉体1顶部的排气孔相连通。加热搅拌后，利用真空泵除气，有效的抽出物料中的气体，可以使产品更加致密。

    所述出料口16为翻板式手动出料口。物料制作完成后，可以打开出料口取料。

所述熔化搅拌炉还包括用于支撑炉体1的支架2，所述支架2设置在炉体1外壁的加热夹套4上。

本发明熔化搅拌炉的具体工作原理如下：

固态物料自投料口3进入炉体1后，控制模温机使导热流体的温度在100℃ ~ 110℃内，在加热夹套4的作用下，贴近炉体1内壁和底面的物料首先熔化，此时，贴近炉体1内壁和底面的物料的温度高于炉体1中部的物料的温度，待炉内的物料完全熔化后，再开启低速搅拌装置，低速搅拌装置的搅拌桨10转动，将贴近炉体1内壁和底面的高温物料卷入炉体1中部使其与炉体1中部的低温物料充分混合，使炉体1中的物料温度均匀，同时避免贴近炉体1内壁和底面的物料出现焦化过烧现象。待炉体内的物料温度均衡后，陆续向炉体1内加入各种粉料，同时开启高速分散装置，高速分散装置的分散盘12转动，分散盘12上的凸起的齿部引导粉料向周围扩散，在低速搅拌装置的配合下，粉料与液态物料能够均匀快速的混合，使产品细腻、均匀。待粉料与液态物料充分混合后，开启真空泵出气，抽出物料中的气体，使产品更加致密。

相应的，本发明还提供了一种铸件用水溶蜡的制备方法，如图3所示，包括以下步骤：

S1、将固态蜡料投入炉体中；

S2、调节模温机使导热流体的温度在100℃ ~ 110℃内，待固态蜡料熔化后调节模温机进入保温状态，并开启低速搅拌装置；

S3、向炉体内加入粉料，开启高速分散装置对粉料进行搅拌、分散；

    S4、关闭高速分散装置和低速搅拌装置，开启真空泵除气；

S5、静置后盛盘、称重、成型。

所述步骤S2中，导热流体经模温机升温后流入加热夹套底部，对堆积在炉体底部的物料进行加热熔化，然后上升至加热夹套上部对与炉体内壁接触的物料进行加热熔化，之后流出加热夹套，再进入模温机加热升温，使之形成循环加热回路。

上述方法简单易操作，全程无需人工辅助搅拌，既节省了人力，又提高了生产效率。

综上所述：本发明与现有技术相比具有结构紧凑、使用便捷、熔化效率高、分散性好、节省人力等优点，本发明设备适用于粘稠度高、加工过程需要加料分散的物料的加工制备，特别是水溶蜡的制备。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种熔化搅拌炉，包括炉体（1）及搅拌装置，所述炉体（1）的外表面上设置有加热夹套（4），炉体的上部开设有投料口（3），炉体的下部开设有出料口（16），其特征在于，所述搅拌装置包括高速分散装置和低速搅拌装置，其中，

所述低速搅拌装置包括竖直安装在炉体（1）内的搅拌轴（9）、设置在搅拌轴（9）上的搅拌桨（10）以及安装在炉体（1）上部并驱动搅拌轴（9）转动的低速电机（8），所述高速分散装置包括转轴（11）、设置在转轴（11）上的至少一组分散盘（12）以及安装在炉体（1）上部并驱动转轴（11）转动的高速电机（7）；所述搅拌桨（10）贴近炉体（1）的内壁，所述转轴（11）和分散盘（12）位于搅拌桨（10）与搅拌轴（9）之间。

2.根据权利要求1所述的熔化搅拌炉，其特征在于，所述搅拌桨（10）由贴近炉体底面的横臂及贴近炉体内壁的桨叶组成，所述横臂的一端固定在搅拌轴下端，另一端沿炉体内壁向上延伸形成桨叶。

3.根据权利要求2所述的熔化搅拌炉，其特征在于，所述横臂和/或桨叶的边缘设置有具有刮壁作用的刮刀。

4.根据权利要求1所述的熔化搅拌炉，其特征在于，所述转轴（11）上设置有三组分散盘（12），每组分散盘（12）包括盘体和设置在盘体边缘的分别向上、向下凸起的齿部。

5.根据权利要求1所述的熔化搅拌炉，其特征在于，所述加热夹套（4）内具有导热流体，加热夹套（4）的底部设置有液体导入口，加热夹套（4）的上部设置有液体导出口；

所述熔化搅拌炉还包括模温机（6）和导流管（5），所述模温机（6）通过导流管（5）分别与加热夹套（4）上的液体导入口和液体导出口相连通，使加热夹套（4）与模温机（6）之间形成一个液体循环回路。

6.根据权利要求5所述的熔化搅拌炉，其特征在于，所述导热流体为导热油。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的熔化搅拌炉，其特征在于，所述熔化搅拌炉还包括真空泵（13）、真空缓冲罐（14）和排气管（15），所述排气管（15）的一端与真空泵（13）的进气口连通，排气管（15）的另一端穿过真空缓冲罐（14）后与设置在炉体（1）顶部的排气孔相连通。

8.根据权利要求7所述的熔化搅拌炉，其特征在于，所述出料口（16）为翻板式手动出料口；

所述熔化搅拌炉还包括用于支撑炉体（1）的支架（2），所述支架（2）设置在炉体（1）外壁的加热夹套（4）上。

9.一种铸件用水溶蜡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将固态蜡料投入炉体中；

S2、调节模温机使导热流体的温度在100℃ ~ 110℃内，待固态蜡料熔化后调节模温机进入保温状态，并开启低速搅拌装置；

S3、向炉体内加入粉料，开启高速分散装置对粉料进行搅拌、分散；

    S4、关闭高速分散装置和低速搅拌装置，开启真空泵除气；

S5、静置后盛盘、称重、成型。

10.根据权利要求9所述的铸件用水溶蜡的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，导热流体经模温机升温后流入加热夹套底部，对堆积在炉体底部的物料进行加热熔化，然后上升至加热夹套上部对与炉体内壁接触的物料进行加热熔化，之后流出加热夹套，再进入模温机加热升温，使之形成循环加热回路。