CN105081294B - 一种镁合金阀式浇铸系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镁合金阀式浇铸系统，用于镁合金铸造成型领域，该阀式浇铸系统包括滤渣导流管、活塞式控流阀、阀体加热装置、分段式隔热活塞导杆、活塞驱动机构、出料口以及保护气体输入口，所述的活塞式控流阀为一水平放置的“T”字形的管道阀体，所述的活塞式控流阀的一端向下倾斜形成下方通道，另一端与所述滤渣导流管联通，所述的活塞式控流阀的阀体一端安装有双径活塞，当该双径活塞关闭时，所述双径活塞变径面可与阀体另一端构成密封面，阻止镁合金熔体流动，在该双径活塞打开时，所述双径活塞前段的斜面成为导流面，使得镁合金熔体在重力和活塞斜面双重作用下进入所述下方通道，通过与下方通道联通的出料口进入浇道完成浇铸。

Description

一种镁合金阀式浇铸系统

技术领域

本发明属于冶金设备技术领域，特别涉及一种镁合金阀式浇铸系统。

背景技术

镁合金具有密度小、比强度高、比弹性模量大、散热好、减震性高、承受冲击载荷能力大、耐有机物和碱的腐蚀性好能性能。在航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门的应用日渐增多。镁合金在高温环境下，化学活性极其活泼。与氧接触后，液态镁或高温固态镁的表面很容易产生一层疏松氧化膜，这种氧化膜的产生为进一步氧化镁熔体或固态镁提供了通道，难以对新鲜镁液表面或者固态镁表面产生保护作用。而且高温环境下，尤其是液态情况下，镁合金增气压较高，容易在表面产生镁蒸汽。镁氧化放出的热量在氧化表面聚集，引燃镁蒸汽，会引发燃爆事故。因此，镁合金铸造过程中的熔炼保护，熔体转运、浇铸、凝固过程中的防氧化都极为重要。

当前，镁合金的浇铸方式主要分为两种：1、采用直接浇铸的方式将镁合金熔体从熔炼保温炉中转移到铸模中凝固成型。该技术生产效率低，浇铸过程中熔体温度较高，容易发生烫伤，此外熔体暴露在空气中，容易发生氧化。浇铸过程中，熔剂、表面渣及镁合金中形成的夹杂物不易控制，对铸件质量有较大影响。2、采用压力铸造的方式，在密闭容器中，将熔体通过高压气体压入到铸型中成型。该方法屏蔽了空气对镁合金熔体的影响，但价格非常昂贵，限制了中小企业的应用。此外，由于这种压力铸造方法需要设计特殊的模具，对小批量精密成型件来说不是一个经济的方案。

中国实用新型专利(ZL200520009524.3)提出的镁合金溶液定量输送装置采用的是高压气体压力输送的方式，将高压舱中的镁合金熔体经输送管压至铸模中。该实用新型由于熔体均置于一密闭容器中并置于高压环境，一旦镁合金发生燃爆现象具有较大的安全隐患。第二、该设备的高压系统较为复杂，成本高。

中国发明专利(CN1846903A)采用真空虹吸的方法将铸型置于真空包内。镁合金在真空作用下，被从熔炼炉中吸出到铸型中，完成浇铸过程。该方法需要特殊设计的真空系统，成本过高。

中国实用新型专利(ZL200820227822.3)利用离心泵方式将镁合金熔体甩入到出液管中完成浇铸过程，由于离心泵本身的结构相对精密，熔渣的沉积会影响到设备的运行，尤其是出液管中的熔渣沉积将造成出液管堵塞。因此该技术难以适应工厂长期可靠使用的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种镁合金阀式浇铸系统，通过活塞阀的启闭控制熔体的浇铸过程，以克服现有技术中的各种不足。

本发明的技术方案是，一种镁合金阀式浇铸系统，用于镁合金铸造成型领域，该阀式浇铸系统包括滤渣导流管、活塞式控流阀、阀体加热装置、分段式隔热活塞导杆、活塞驱动机构、出料口以及保护气体输入口，

所述的活塞式控流阀为一水平放置的“T”字形的管道阀体，所述的活塞式控流阀的一端向下倾斜形成下方通道，另一端与所述滤渣导流管联通，

所述的活塞式控流阀的阀体一端安装有双径活塞，当该双径活塞关闭时，所述双径活塞变径面可与阀体另一端构成密封面，阻止镁合金熔体流动，在该双径活塞打开时，所述双径活塞前段的斜面成为导流面，使得镁合金熔体在重力和活塞斜面双重作用下进入所述下方通道，通过与下方通道联通的出料口进入浇道完成浇铸，

所述的活塞驱动机构与分段式隔热活塞导杆连接，在外部电信号作用下控制活塞式控流阀阀体的开合动作，

所述的保护气体输入口，用于与保护气体输入装置连接，使得保护气体分布于活塞式控流阀阀体内，保护气体出口朝向下方通道的出料口位置，

所述的出料口上部与活塞式控流阀的下方通道联通，所述的出料口的下部与铸型浇铸系统联通，并安装有气体保护装置，

所述阀体加热装置从外部与所述的滤渣导流管和活塞式控流阀固定安装。

所述的滤渣导流管安装在熔体保温炉或者浇铸炉内部，滤渣口在炉内离炉底10～30厘米距离，以防止炉内熔渣堵住滤渣口，镁合金熔体在滤渣口滤渣后，进入滤渣导流管，然后进入塞式控流阀。

所述的分段式隔热活塞导杆由三部分组成，包括变径活塞部分、陶瓷隔热部分和活塞导杆部分，

陶瓷隔热部分采用耐热高强不导热的高强硅酸铝纤维陶瓷制作，变径活塞部分和活塞导杆部分采用不含镍耐热材料制作，

变径活塞部分和活塞导杆部分通过螺纹连接并且其间设有保护气体输入口，供保护气体通过，

陶瓷隔热部分为一套管，套于变径活塞部分和活塞导杆部分连接处外侧。

本发明的镁合金阀式浇铸系统，由滤渣导流管、活塞式控流阀、阀体加热装置、分段式隔热活塞导杆、活塞驱动机构、出料口以及保护气体输入机构组成。属于金属材料和冶金设备领域。镁合金熔体经由滤渣导流管进入到活塞式控流阀。在活塞驱动机构对控流阀的启停控制之下，熔体可定量经由出料口进入浇铸系统。控流活塞为分段隔热设计，可有效保持控流阀内的熔体温度。整套系统配套有完成的保护气体输送装置，因此在浇铸过程中，镁合金熔体不与氧气接触，可避免氧化发生。该系统结构简单，操作简便，安全可靠，成本低，并可通过滤渣导流管对熔体进行过滤清洁，控流阀可以对熔体浇量进行定量控制，有利于进一步提高镁合金浇铸过程的质量控制和实现浇铸自动化。本发明为镁合金浇铸提供了经济、可靠的浇铸解决方案。

附图说明

图1是本发明实施例中镁合金定量浇铸系统的结构示意图。

图2是本发明实施例中镁合金定量浇铸系统活塞控流阀纵剖面。

图3是本发明实施例中镁合金定量浇铸系统分段式隔热活塞导杆剖面图。

其中，1——滤渣导流管，2——阀体加热装置，3——活塞控流阀，4——分段式活塞导杆，5——活塞驱动机构，6——保护气体输入口，7——出料口，8——炉膛，9——活塞顶头，10——活塞隔热圈，11——保护气体输入口，12——活塞导杆。

具体实施方式

本发明的镁合金阀式浇铸系统如附图1所示，包括滤渣导流管1，阀体加热装置2，活塞控流阀3，分段式活塞导杆4，活塞驱动机构5，保护气体输入口6，出料口7构成。滤渣导流管1位于镁合金熔炉中离炉底10-30公分距离，以避免熔渣堆积堵住滤渣导流管1。经除渣、脱气以后的熔体经滤渣口进入导流管1并与控流阀3一端联通。该控流阀3为一水平放置斜“T”字形管道阀体，在阀体一侧安装有双径活塞，活塞关闭时，活塞变径面可与T型管道另一侧构成密封面，阻止镁合金熔体流动；在活塞打开时，活塞前段的斜面成为导流面，使得镁合金熔体在重力和活塞斜面双重作用下进入T型管道的下方出料口7，进入浇道完成浇铸。活塞启闭时间间隔可用于控制合金的浇铸量。分段式隔热活塞导杆4有三部分组成，包括前段变径活塞顶头部分9，中段陶瓷隔热圈部分10，后段活塞导杆部分12。其中，中段陶瓷隔热圈部分10采用耐热高强不导热陶瓷，如高强硅酸铝纤维陶瓷制作，前段和后段可采用无镍耐热材料或者耐热陶瓷制作，两者通过螺纹连接并且中间有通孔供保护气体通过。中段陶瓷隔热部分为一套管，套于前、后段中间连接部分外侧。活塞可由气动或者电动驱动机构驱动5，完成活塞的开合。保护气体由阀体端输入口11输入，经阀体内部气体输送管道，出气口位于阀体下方，朝向下方出料口7位置。气体可被均匀分布到出料口内部，对镁合金熔体进行保护。该保护气体可以是CO2,SF6,C3F5H3,C3F6等气体经稀释、混合构成。

本发明可用于镁合金铸造中的浇铸过程，为中小型企业或者小型精密铸件生产提供提供低成本，高可靠性，高安全性的定量浇铸系统，从而可以获得氧化程度低，纯净度高的高质量镁合金熔体，为实验可靠性提供保证。

Claims (3)

1.一种镁合金阀式浇铸系统，用于镁合金铸造成型领域，其特征在于，该阀式浇铸系统包括滤渣导流管、活塞式控流阀、阀体加热装置、分段式隔热活塞导杆、活塞驱动机构、出料口以及保护气体输入口，

所述的活塞式控流阀为一水平放置的“T”字形的管道阀体，所述的活塞式控流阀的一端向下倾斜形成下方通道，另一端与所述滤渣导流管联通，

所述的活塞式控流阀的阀体一端安装有双径活塞，当该双径活塞关闭时，所述双径活塞变径面可与阀体另一端构成密封面，阻止镁合金熔体流动，在该双径活塞打开时，所述双径活塞前段的斜面成为导流面，使得镁合金熔体在重力和活塞斜面双重作用下进入所述下方通道，通过与下方通道联通的出料口进入浇道完成浇铸，

所述的活塞驱动机构与分段式隔热活塞导杆连接，在外部电信号作用下控制活塞式控流阀阀体的开合动作，

所述的保护气体输入口，用于与保护气体输入装置连接，使得保护气体分布于活塞式控流阀阀体内，保护气体出口朝向下方通道的出料口位置，

所述的出料口上部与活塞式控流阀的下方通道联通，所述的出料口的下部与铸型浇铸系统联通，并安装有气体保护装置，

所述阀体加热装置从外部与所述的滤渣导流管和活塞式控流阀固定安装。

2.根如权利要求1所述的镁合金阀式浇铸系统，其特征在于，所述的滤渣导流管安装在熔体保温炉或者浇铸炉内部，滤渣口在炉内离炉底10～30厘米距离，以防止炉内熔渣堵住滤渣口，镁合金熔体在滤渣口滤渣后，进入滤渣导流管，然后进入活塞式控流阀。

3.如权利要求1所述的镁合金阀式浇铸系统，其特征在于，所述的分段式隔热活塞导杆由三部分组成，包括变径活塞部分、陶瓷隔热部分和活塞导杆部分，

陶瓷隔热部分采用耐热高强不导热的高强硅酸铝纤维陶瓷制作，变径活塞部分和活塞导杆部分采用不含镍耐热材料制作，

变径活塞部分和活塞导杆部分通过螺纹连接并且其间设有保护气体输入口，供保护气体通过，

陶瓷隔热部分为一套管，套于变径活塞部分和活塞导杆部分连接处外侧。