CN105268941A - 真空压铸系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空压铸系统，包括真空仓体与真空仓体内的压铸机，还包括位于真空仓体外部的，为压铸机提供定量压铸原料的外部控制进料系统，外部控制进料系统包括储料箱和进料斗，储料箱安装于进料斗上方，储料箱的出料口与进料斗的进料口之间连接有常开式继电器开关及控制其开合关闭的重量感应器，进料斗的出料口与压铸机储料机构的进料口之间连接有常闭式继电器开关及控制其开合关闭的重量感应器。本发明中的真空压铸系统不仅可以实现自动定量加料，使压铸过程全程自动化，还可提升压铸过程的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种真空压铸系统，尤其涉及一种可定量加料的真空压铸系统。
背景技术
真空压铸法是通过在压铸的过程中将压铸模具型腔内的气体抽除而达到显著减少压铸件内的气孔的一种压铸工艺，通常通过真空压铸系统来进行该压铸过程。真空压铸的方法不仅可消除或减少压铸件内部的气孔，提高压铸件的机械性能和表面质量，而且能够大大减少型腔的反压力，可用于制备铸造性能较差或较薄的铸件，如在非晶态合金铸件的制备工艺中，优选真空压铸的方法。现有技术中使用真空压铸系统制备非晶合金压铸件的工作过程为：首先将真空压铸系统的仓体抽真空达到要求的真空压力，建立起真空的环境后再开始将所需压铸的合金原料加热熔融，最后再压铸成型。每一次即为一个生产周期，每个生产周期都需要重新建立新的真空环境，无法实现长时间的连续生产，造成生产周期长。
为提升非晶合金真空压铸过程的效率，申请号为201310751623.8的名为《一种非晶合金成型的方法》中提供了以下方法：在进行非晶合金成型的过程中，采取惰性气体保护和真空保护相结合，先在惰性气体保护下加热非晶合金铸锭，并同时进行抽真空的操作，并且获得真空时达到的温度低于非晶合金铸锭的熔点，这样真空获取可以与非晶合金铸锭加热熔融过程中的低温加热阶段（室温到非晶合金铸锭的熔点）同时进行，从而节省压铸的时间。
上述方法虽然有所改进，但是真空仓中的保护气体会导致高温成型时产品出现一些缺陷，如压铸成型时不易充型，压铸件内部卷进保护气体，使产品内部气孔率增加等。而且，涉及外观件产品时，保护气体所导致的表面气孔会使产品良率降低，增加生产成生。同时生产过程中保护气体的消耗也会增加生产成本。
发明内容
本发明对现有的真空压铸系统及其配件进行了改进，提供了一种可自动定量加料的真空压铸系统，不仅可实现压铸过程的全程自动化，还可提升压铸过程的效率。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种真空压铸系统，包括真空仓体与真空仓体内的压铸机，还包括位于真空仓体外部的，为压铸机提供定量压铸原料的外部控制进料系统，外部控制进料系统包括储料箱和进料斗，储料箱安装于进料斗上方，储料箱的出料口与进料斗的进料口之间连接有常开式继电器开关及控制其开合关闭的重量感应器，进料斗的出料口与压铸机储料机构的进料口之间连接有常闭式继电器开关及控制其开合关闭的重量感应器。
进一步地，进料斗的形状为漏斗状，漏斗底部口径不大于压铸机储料机构进料口的口径，可使进料斗中的金属原料迅速落入压铸机储料机构内。
本发明中所述真空仓体与外部控制进料系统仅以常闭式继电器开关连接，故真空仓体常态为密闭式。本发明中的真空压铸系统可达到的设定压力为5×102Pa-1×10-5Pa，即对真空仓体抽真空所能够达到的真空度范围为5×102Pa-1×10-5Pa，符合真空压铸对真空度的要求。
上述真空仓内的压铸机的其他组件采用现有市售的各类压铸机组件即可，一般包括压铸机储料机构、坩埚、压射机构、料杯、模具、取件装置、抽气孔、电路控制系统、液压控制系统等。真空仓体为密闭空间，为维持设备稳定运行一般采用金属材料制成，如不锈钢、耐热钢等，也可采用密度大、耐热耐蚀性能好的其他材料。
上述真空仓内的压铸机储料机构内部可设推送机构和监控系统。进料量较小时，可设置压铸机储料机构的出料口正对着坩埚入料口，利用重力作用使压铸原料进入坩埚即可。进料量较大时，则可在储料机构内部添加推送机构，推送机构使用任何适合压铸机储料机构大小的现有技术中的物品推送机构，在此不再赘述。监控系统则用于监控原料装载情况，观察是否用完、是否需要加料，该监控系统使用内置摄像头等常用方式。
本发明中压铸机的熔料装置为坩埚，采用的熔料方式是将坩埚周围加装加热装置，然后在真空环境下对坩埚加热熔料，可有效避免压铸原料在熔炼过程中的氧化，对控制原料熔液中的气泡的产生也有非常好的效果。坩埚周围的加热装置可选用缠绕于坩埚四周的线圈，所述线圈通过连接高频电源对坩埚进行加热。也可选用加热装置为围绕于坩埚四周的石墨电阻加热器，所述石墨电阻加热器通过连接交流电源对坩埚进行加热。线圈加热的优势是结构简单，成本较低，整体的线圈加热结构占用仓体的体积小；石墨电阻加热器成本略高，体积比线圈加热器大，但是升温速度快、温度稳定、可靠性高。实际使用过程中，可根据需要进行选择。
进一步地，为配合上述加热装置，所述坩埚材料使用不导电的耐热材料。进一步优选，可选用石英坩埚、氧化铍陶瓷坩埚、氧化铝陶瓷坩埚中的一种。石英坩埚使用普遍，便宜易得；氧化铍陶瓷坩埚耐热性能高，其中的Be元素对非晶合金的压铸过程有所助益，有益于提升非晶合金的形成能力；氧化铝陶瓷坩埚绝缘性能好、硬度高、可靠性高。实际使用过程中，可根据需要进行选择。
本发明中的真空压铸系统还设有放气阀，可用于恢复真空仓内的气压。
使用本发明中所述真空压铸系统的方法：
步骤一，储料箱中装载压铸原料，在重力作用下压铸原料落入进料斗中，当落入进料斗中的金属原料质量达到设定质量时，储料箱出料口与进料斗进料口之间的重量感应器工作，控制常开式继电器开关闭合；当进料斗中的金属原料达到设定质量时，进料斗出料口与压铸机储料机构的进料口之间的重量感应器工作，控制常闭式继电器开关打开，使金属原料落入压铸机储料机构中；
步骤二，当金属原料全部落入压铸机储料机构后，将常闭式继电器开关复位，此时压铸机所处仓体为封闭仓体；
步骤三，仓体封闭后即对仓体进行抽真空，直至真空度达到工艺所需值，压铸机储料机构将压铸原料推送至坩埚内，启用坩埚周围的加热装置进行熔料；
步骤四，待压铸原料熔炼完毕后倒料、压射成型、取件；
步骤五，将常开式继电器开关复位，重复步骤一到四。
本发明具有如下有益效果：
1、使用本发明提供的真空压铸系统，可实现加料过程的自动化控制，同时可实现自动定量加量，使后续压铸过程也为自动化生产，节省大量人力物力。
2、本发明中的真空压铸系统在使用过程中，不需要一次压铸过程即抽取一次真空，可显著减少抽真空所用的时间，大幅提升压铸过程的效率。
3、使用本发明中的真空压铸系统，压铸原料从熔炼、压射成型到取件皆在真空仓体中进行，不需要填充任何惰性气体，既可降低成本，压铸出的产品出现气孔等缺陷的现象明显降低，可大幅提升产品的外观品质。
附图说明
图1为本发明中真空压铸系统的结构示意图。
图中标号说明：
1-储料箱2-重量感应器13-常开式继电器开关4-进料斗
5-重量感应器26-常闭式继电器开关7-压铸机储料机构进料口
8-压铸机储料机构9-坩埚10-加热装置11-料杯12-压射机构
13-抽气孔14-取件装置15-动模板16-成型模具17-定模板
18-监控系统
111-外部控制进料系统112-真空仓体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
实施例采用非晶合金的压铸过程对本发明中的真空压铸系统的结构及使用方法进行说明。
如附图所示，所述真空压铸系统包括外部控制进料系统111、真空仓体112和真空压铸机，真空压铸机的主要组件包括压铸机储料机构8、坩埚9、加热装置10、料杯11、压射机构12、抽气孔13、取件装置14、动模板15、成型模具16、定模板17。
储料箱1中装载有大量的非晶合金压铸原料，非晶合金的压铸原料可为粉体状，也可选用小颗粒状，粒径不宜过大。
一次非晶合金压铸过程所需原料质量为56g，设定重量感应器1和重量感应器2。在重力作用下，非晶合金压铸原料落入进料斗中，当落入进料斗中的金属原料质量达到设定质量56g时，重量感应器1工作，控制常开式继电器开关3闭合；当56g的非晶合金压铸原料全数进入进料斗4后，重量感应器2工作，使常闭式继电器开关6打开，设定进料斗的形状为漏斗状，漏斗底部口径比压铸机储料机构进料口7的口径小1cm，使非晶合金压铸原料可迅速进入压铸机储料机构8中。
当56g的非晶合金压铸原料全部落入压铸机储料机构8后，立即将常闭式继电器开关6归位，此时真空仓体112为封闭状态。
然后，对真空仓体112进行抽真空，从抽气孔13进行抽气，对于非晶合金的压铸，可将真空度抽至低于100Pa即可，视对压铸产品的品质要求而定，若产品品质要求高、对外观要求高，则可适当延长抽真空的时间，使真空度再降低；若对产品外观要求低，或者合金材料本身性能较佳，则可不使用过低的真空度。
压铸机储料机构8的推送系统将非晶合金压铸原料推送至坩埚9内，启用坩埚周围的线圈加热装置10进行熔料，其中储料机构8中还设有监控系统18用以监控坩埚的加料情况；将熔炼后的料汤倾倒至料杯11中，压射机构12推动料杯11中的料汤压射至产品成型模具16内，冷却成型。取件装置14也置于真空仓112中，打开动模板15，利用取件装置14将压铸好的产品从模具内取出。
一次压铸成型完成后，将常开式继电器3开关复位，从进料步骤开始重复进行上述步骤。在每次的压铸过程中，压铸原料从进料斗进入压铸机的储料机构的过程中，常闭式继电器开关开合关闭会造成真空仓体的极小部分的真空损失，应对真空损失的方法是压铸一段时间后校对压力进行再次抽真空。如在进行实施例中非晶合金的压铸过程中，为获得表面品质较好的非晶合金，压铸30-50次左右即可进行再次抽真空。即使是如此，对比传统的一压一次抽真空的真空压铸方法，本发明中的真空压铸系统可大大节省时间和人力，提升压铸的效率。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种真空压铸系统，包括真空仓体与真空仓体内的压铸机，其特征在于：还包括位于真空仓体外部的，为压铸机提供定量压铸原料的外部控制进料系统，外部控制进料系统包括储料箱和进料斗，储料箱安装于进料斗上方，储料箱的出料口与进料斗的进料口之间连接有常开式继电器开关及控制其开合关闭的重量感应器，进料斗的出料口与压铸机储料机构的进料口之间连接有常闭式继电器开关及控制其开合关闭的重量感应器。
2.根据权利要求1所述真空压铸系统，其特征在于：所述压铸机储料机构内设有推送机构和监控系统。
3.根据权利要求1所述真空压铸系统，其特征在于：所述真空压铸系统的真空仓内可达到的设定压力为5×102Pa-1×10-5Pa。
4.根据权利要求1所述真空压铸系统，其特征在于：进料斗的形状为漏斗状，漏斗底部口径不大于压铸机储料机构进料口的口径。
5.根据权利要求1所述真空压铸系统，其特征在于：压铸机的熔料装置为坩埚，坩埚周围的加热装置为缠绕于坩埚四周的线圈，所述线圈通过连接高频电源对坩埚进行加热。
6.根据权利要求1所述真空压铸系统，其特征在于：压铸机的熔料装置为坩埚，坩埚周围的加热装置为围绕于坩埚四周的石墨电阻加热器，所述石墨电阻加热器通过连接交流电源对坩埚进行加热。
7.根据权利要求5或6所述真空压铸系统，其特征在于：所述坩埚材料使用不导电的耐热材料。
8.根据权利要求5或6所述真空压铸系统，其特征在于：所述坩埚为石英坩埚、氧化铍陶瓷坩埚、氧化铝陶瓷坩埚中的一种。
9.根据权利要求1所述真空压铸系统，其特征在于：所述真空压铸系统还设有放气阀。
10.使用如权利要求1所述真空压铸系统的方法，其特征在于：
步骤一，储料箱中装载压铸原料，在重力作用下压铸原料落入进料斗中，当落入进料斗中的金属原料质量达到设定质量时，储料箱出料口与进料斗进料口之间的重量感应器工作，控制常开式继电器开关闭合；当进料斗中的金属原料达到设定质量时，进料斗出料口与压铸机储料机构的进料口之间的重量感应器工作，控制常闭式继电器开关打开，使金属原料落入压铸机储料机构中；
步骤二，当金属原料全部落入压铸机储料机构后，将常闭式继电器开关复位，此时压铸机所处仓体为封闭仓体；
步骤三，仓体封闭后即对仓体进行抽真空，直至真空度达到工艺所需值，压铸机储料机构将压铸原料推送至坩埚内，启用坩埚周围的加热装置进行熔料；
步骤四，待压铸原料熔炼完毕后倒料、压射成型、取件；
步骤五，将常开式继电器开关复位，重复步骤一到四。
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