CN105945271B - 一种自动可控定量浇注装置及其浇注工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动可控定量浇注装置，其特征在于所述坩埚包括中空通孔，所述坩埚底部设置有与中空通孔连通的坩埚底部出口，坩埚底部出口内径小于中空通孔内径，中空通孔与坩埚底部出口之间设有光滑弧形面台阶，坩埚放置于对应的感应线圈中，所述感应线圈与电源连接，光滑弧形面台阶低于感应线圈底部一定距离，所述金属母材为定量金属母材，所述定量金属母材放入坩埚的中空通孔内，定量金属母材下端面和弧形面台阶紧密配合，使之堵住中空通孔和坩埚底部出口之间的通道，且定量柱形金属母材底部低于线圈底部一定高度值。使用该发明的自动可控定量浇注工艺，不仅所需设备简单容易实现，而且定量准确、生产效率高。
Description
技术领域
本发明属于特种铸造技术领域，涉及熔炼过程中的一种自动可控定量浇注装置及其浇注工艺。
背景技术
目前，各种特种铸造方法对金属熔炼过程要求越来越高，其中一项就是定量浇注过程。实际生产过程中金属液体的定量浇注大都采用转浇包整体直接倾转浇注方式、活塞泵方式、气压增压方式等。这些方法分别存在定量精度不高、控制方法复杂、合金易氧化夹杂等常见问题。如果可以简易的实现金属熔炼的定量浇注过程，又不引起过多的问题。将有效节约控制成本，扩展特种铸造方法在金属熔炼定量浇注领域的应用。
发明内容
本发明的目的是设计一种简易的自动可控定量浇注装置，使其应用到特种铸造工艺中。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种自动可控定量浇注装置，所述浇注装置包括坩埚以及与之配合的金属母材，其特征在于所述坩埚包括中空通孔，所述坩埚底部设置有与中空通孔连通的坩埚底部出口，坩埚底部出口内径小于中空通孔内径，中空通孔与坩埚底部出口之间设有光滑弧形面台阶，坩埚放置于对应的感应线圈中，所述感应线圈与电源连接，光滑弧形面台阶低于感应线圈底部一定距离，所述金属母材为定量金属母材，所述定量金属母材放入坩埚的中空通孔内，定量金属母材下端面和弧形面台阶紧密配合，使之堵住中空通孔和坩埚底部出口之间的通道，且定量柱形金属母材底部低于线圈底部一定高度值。
根据本发明的优选实施例，所述弧形台阶面包括与圆柱形的中空通孔光滑连接的第一圆弧面，和与坩埚出口光滑连接的第二圆弧面，第一圆弧面和第二圆弧面平滑连接且弯曲方向相反。
本发明的另一目的是设计一种简易的自动可控定量浇注工艺，使其应用到特种铸造工艺中。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种自动可控定量浇注工艺，其特征在于所述工艺为：A、将坩埚放置于对应的感应线圈中，所述感应线圈与电源连接，所述坩埚设有中空通孔，所述坩埚底部设置有与中空通孔连通的坩埚底部出口，坩埚底部出口内径小于中空通孔内径，中空通孔与坩埚底部出口之间设有光滑弧形面台阶，并保证光滑弧形面台阶低于感应线圈底部一定距离；B、将定量金属母材缓慢放入坩埚中，保证定量金属母材下端面和弧形面台阶紧密配合，使之堵住中空通孔和坩埚底部出口之间的通道，同时将铸件模具置于坩埚底部出口下端，保证模具浇口与坩埚底部出口相互对应；C、启动电源，定量金属母材的上端位于感应线圈对应范围内，先被熔化为高温金属液，定量金属母材的下端位于感应线圈对应的范围外，未被熔化从而形成坩埚底部出口的堵头，阻止先熔化金属液的流出；D、上端高温金属液逐渐将下端金属母材熔化后，整个定量柱形金属母材熔炼金属液从坩埚底部出口一次性流出并对下端模具进行浇注。
根据本发明的优选实施例，所述坩埚设有圆柱形的中空通孔，所述金属母材也为圆柱形结构。金属母材质量为定量，形状设计成圆柱形结构，尺寸配合坩埚设计。这样不仅利用熔炼，且保证底部圆柱平面结构和坩埚底部弧形台阶紧密配合，封闭坩埚下端通孔。
根据本发明的优选实施例，所述弧形台阶面包括与圆柱形的中空通孔光滑连接的第一圆弧面，和与坩埚出口光滑连接的第二圆弧面，第一圆弧面和第二圆弧面平滑连接且弯曲方向相反。
根据本发明的优选实施例，所述坩埚的毛坯尺寸在60mm´200mm—150mm´500mm范围内或重量在0.05kg-20kg范围内，该尺寸范围内毛坯坩埚皆可用于自动可控定量浇注工艺。
由于定量柱形金属母材的下端位于感应线圈对应的范围外，因此最后被熔化的特性，利用其未被熔化时能够作为坩埚出口的堵头的特性，在最后被熔化后，整个定量柱形金属母材熔炼金属液从坩埚底部出口一次性流出，即可完成自动可控定量浇注工艺。本发明的有限在于不仅简单易行、不需任何辅助设备，且可配合感应线圈调节熔炼速度和浇注温度。
附图说明
图1为一种自动可控定量浇注工艺方法简易示意图。
具体实施方式
下面结合图1，通过一个具体实施例，对本发明提供的用于特种铸造工艺中的一种自动可控定量浇注工艺进行详细说明。
将尺寸为200mm´60mm的中空通孔结构坩埚1，底部设计有光滑弧形面台阶4放置于对应的感应线圈3中，并保证定量柱形金属母材底部超出线圈距离H，在该实施例中H为30mm。随后将准备好的质量为1kg，尺寸为28mm´87mm的圆柱形母材2缓慢放入坩埚中，保证母材下端面和弧形台阶4面紧密配合。将铸件模具置于坩埚底部出口5下端，保证铸件模具孔与坩埚底部出口相互对应。随后启动电源，可快速熔炼坩埚内金属。待H值上端母材金属熔化后，H值下端不处于感应线圈范围内的金属母材并未熔化，将形成天然的坩埚下端通孔堵头，该通孔堵头阻止先熔化金属液的流出。直到上端金属液逐渐将下端堵头熔化后，整个定量金属母材熔炼金属液将一次性流出并对下端模具进行浇注。下端模具应用于各种先进的铸造工艺，例如离心铸造、真空重力浇注、真空离心铸造等。至此，通过一种坩埚和母材配合的简易熔炼方法可完成自动可控定量浇注工艺。
坩埚底部设置光滑弧形台阶，可以托住待熔炼金属母材。根据本发明的优选实施例，所述弧形台阶面包括与圆柱形的中空通孔光滑连接的第一圆弧面，和与坩埚出口光滑连接的第二圆弧面，第一圆弧面和第二圆弧面光滑连接且弯曲方向相反。
所述坩埚设有圆柱形的中空通孔，所述金属母材也为圆柱形结构。金属母材质量为定量，形状设计成圆柱形结构，尺寸配合坩埚设计。这样不仅利用熔炼，且保证底部圆柱平面结构和坩埚底部弧形台阶紧密配合，封闭坩埚下端通孔。
在本发明中，定量柱形金属母材底部超出线圈底部的高度值H，决定了定量母材定量浇注，H值在大于零范围内可随意调节。H值上面的金属处于感应线圈内率先熔化，H值下面的金属形成天然堵头的作用，随后上层金属液逐渐熔化堵头，至堵头熔化后一次性流出，完成简易可控定量浇注。通过调节H值的大小可以实现浇注时间浇注温度的调节和控制。
在本发明中优选地，10mm£H£30mm，H值主要与母材直径大小和浇注时间有关。一般母材直径越大，H值可减小；需要浇注时间越长，H值越大。经验公式如下：H=a*(T/D)+b（mm）
其中a，b表示常量；D表示母材的直径；T表示需求浇注时间，该T与母材材质、形状大小，中频炉相关参数有关。
设置于坩埚底部出口的模具可以应用于各种先进的铸造工艺，例如离心铸造、真空重力浇注、真空离心铸造等。
Claims (6)
1.一种自动可控定量浇注装置，所述浇注装置包括坩埚以及与之配合的金属母材，其特征在于所述坩埚包括中空通孔，所述坩埚底部设置有与中空通孔连通的坩埚底部出口，坩埚底部出口内径小于中空通孔内径，中空通孔与坩埚底部出口之间设有弧形面台阶，坩埚放置于对应的感应线圈中，所述感应线圈与电源连接，弧形面台阶低于感应线圈底部一定距离，所述金属母材为定量金属母材，所述定量金属母材放入坩埚的中空通孔内，定量金属母材下端面和弧形面台阶紧密配合，使之堵住中空通孔和坩埚底部出口之间的通道，且定量柱形金属母材底部低于线圈底部一定高度值；弧形面台阶包括与圆柱形的中空通孔光滑连接的第一圆弧面，和与坩埚出口光滑连接的第二圆弧面，第一圆弧面和第二圆弧面平滑连接且弯曲方向相反。
2.一种自动可控定量浇注工艺，其特征在于所述工艺为：A、将坩埚放置于对应的感应线圈中，所述感应线圈与电源连接，所述坩埚设有中空通孔，所述坩埚底部设置有坩埚底部出口，坩埚底部出口内径小于中空通孔内径，中空通孔与坩埚底部出口之间设有光滑弧形面台阶，并保证光滑弧形面台阶低于感应线圈底部一定距离；B、将定量金属母材缓慢放入坩埚中，保证定量金属母材下端面和弧形面台阶紧密配合，使之堵住坩埚底部出口，同时将铸件模具置于坩埚底部出口下端，保证模具浇口与坩埚底部出口相互对应；C、启动电源，定量金属母材的上端位于感应线圈对应范围内，先被熔化为高温金属液，定量金属母材的下端位于感应线圈对应的范围外，未被熔化从而形成坩埚底部出口的堵头，阻止先熔化金属液的流出；D、上端高温金属液逐渐将下端金属母材熔化后，整个定量柱形金属母材熔炼金属液从坩埚底部出口一次性流出并对下端模具进行浇注。
3.如权利要求2所述的一种自动可控定量浇注工艺，其特征在于，所述弧形台阶面包括与圆柱形的中空通孔光滑连接的第一圆弧面，和与坩埚出口光滑连接的第二圆弧面，第一圆弧面和第二圆弧面平滑连接且弯曲方向相反。
4.权利要求2所述的一种自动可控定量浇注工艺，其特征在于，所述坩埚设有圆柱形的中空通孔，所述定量金属母材也为圆柱形结构。
5.权利要求2所述的一种自动可控定量浇注工艺，其特征在于，所述坩埚的毛坯尺寸在60mm×200mm—150mm×500mm范围内或重量在0.05kg-20kg范围内，该尺寸范围内毛坯坩埚皆可用于自动可控定量浇注工艺。
6.权利要求2所述的一种自动可控定量浇注工艺，其特征在于，坩埚底部通孔下端对应于铸件模具浇口，该工艺应用于离心铸造、真空重力浇注、真空离心铸造。
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