CN106378438B - 采用铸造方式制备金属蜂窝材料的装置 - Google Patents

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Abstract

一种采用铸造方式制备金属蜂窝材料的装置，该装置包括坩埚、连接体、石墨六棱柱模具、阻网、拉锭机构、冷却系统、隔热板和保温炉；隔热板设置在保温炉底部，坩埚设置在保温炉内；隔热板的底部设置冷却系统，冷却系统内的石墨六棱柱模具穿过隔热板与坩埚底部的连接体连接，石墨六棱柱模具底部设置有阻网，阻网底部连接拉锭机构。该装置主要目的为降低蜂窝孔材料的制备成本、简少工序,提高生产效率,使制备出的蜂窝材料具有更好的质量。利用本装置采用连续铸造方式，通过改善铸造工艺，优化铸造设备，使得该设备能在短时间内制作出孔型规则可控的蜂窝材料，并且具有成本低、铸造工艺简单、易操作、生产周期短且生产效率高等特点。

Description

采用铸造方式制备金属蜂窝材料的装置
技术领域
本发明涉及铸造领域，是一种采用铸造方式制备金属蜂窝材料的设备。
背景技术
传统的蜂窝材料主要制备方法为挤压法、展开法、波纹压形胶接法、波纹板焊接法、金属-气体共晶凝固法（GASAR）、粉末增塑挤压-烧结法，但上述方法制造成本较高，且蜂窝孔材料质量不够稳定。
发明内容
发明目的：
本发明提供一种采用铸造方式制备金属蜂窝材料的装置，其目的是解决以往所存在的问题。
技术方案：
一种采用铸造方式制备金属蜂窝材料的装置，其特征在于：该装置包括坩埚、连接体、石墨六棱柱模具、阻网、拉锭机构、冷却系统、隔热板和保温炉；隔热板设置在保温炉底部，坩埚设置在保温炉内；隔热板的底部设置冷却系统，冷却系统内的石墨六棱柱模具穿过隔热板与坩埚底部的连接体连接，石墨六棱柱模具底部设置有阻网，阻网底部连接拉锭机构。
拉锭机构通过减震机构与阻网连接，减震机构包括壳体及设置在壳体上端两侧的储油腔，壳体与储油腔之间通过通孔连通；拉锭机构包括拉锭立杆及设置在拉锭立杆上端的拉锭横杆，拉锭立杆与拉锭横杆形成T形结构，拉锭横杆设置在壳体内并与壳体的内壁动密封，拉锭立杆的下端穿过壳体的底部；在拉锭横杆的底部设置有减震弹簧，减震弹簧套在锭立杆上，减震弹簧的上端连接拉锭横杆，减震弹簧的下端连接壳体的底部内壁；在拉锭横杆的上方的壳体空腔内设置有液压油液。
通孔设置在储油腔的侧壁的底部。
在壳体内腔的顶部设置有弧形弹片。
弧形弹片设置两片，两片弧形弹片上下重叠设置。
在壳体的下端设置有多频缓冲减速系统，该多频缓冲减速系统包括供拉锭立杆穿过的减速外壳以及设置在减速外壳内的减速压轮；减速外壳的两侧面内壁均设置有凹凸起伏的波浪形结构，减速压轮设置在拉锭立杆两侧，减速压轮压在波浪形结构上，减速压轮设置在伸缩杆的一端，伸缩杆的另一端伸进固定在拉锭立杆两侧的伸缩套内，在伸缩套内设置有顶触弹簧，顶触弹簧一端顶住伸缩杆另一端顶住拉锭立杆侧壁。
优点效果：
本发明提供一种采用铸造方式制备金属蜂窝材料的装置，本装置利用石墨与金属浸润性差而导致金属基体与孔芯界面结合强度较差的特点，提出一种新的采用铸造方式制备金属蜂窝孔材料的装置。
使用时将金属加热熔化，经过精炼后,将其倒入经保温炉保温的坩埚中，金属液通过连接体进入到石墨六棱柱的缝隙中，在冷却系统作用下逐渐凝固，在此过程中由模具下端阻网进行阻拦，防止金属液从石墨六棱柱的底部缝隙中流出，当金属液凝固后由拉锭机构将金属拉出，即可制备出孔型规则可控的金属蜂窝材料。
该设备基于石墨与金属基体浸润性差而导致二者之间界面结合力较小的原理而实现蜂窝孔材料制备的。其主要目的为降低蜂窝孔材料的制备成本、简少工序,提高生产效率,使制备出的蜂窝材料具有更好的质量。利用本装置采用连续铸造方式，通过改善铸造工艺，优化铸造设备，使得该设备能在短时间内制作出孔型规则可控的蜂窝材料，并且具有成本低、铸造工艺简单、易操作、生产周期短且生产效率高等特点。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为减震机构的结构示意图；
图3为本发明的另一种形式的结构示意图；
图4为显示多频缓冲减速系统的结构示意图。
具体实施方式：
本发明提供一种采用铸造方式制备金属蜂窝材料的装置，该装置包括坩埚1、连接体2、石墨六棱柱模具3、阻网4、拉锭机构5、冷却系统6、隔热板7和保温炉8；隔热板7设置在保温炉8底部，坩埚1设置在保温炉8内；隔热板7的底部设置冷却系统6，冷却系统6内的石墨六棱柱模具3穿过隔热板7与坩埚1底部的连接体2连接，石墨六棱柱模具3底部设置有阻网4，阻网4底部连接拉锭机构5。
拉锭机构5通过减震机构与阻网4连接，减震机构包括壳体11及设置在壳体11上端两侧的储油腔12，壳体11与储油腔12之间通过通孔15连通；拉锭机构5包括拉锭立杆9及设置在拉锭立杆9上端的拉锭横杆10，拉锭立杆9与拉锭横杆10形成T形结构，拉锭横杆10设置在壳体11内并与壳体11的内壁动密封，拉锭立杆9的下端穿过壳体11的底部；在拉锭横杆10的底部设置有减震弹簧13，减震弹簧13套在锭立杆9上，减震弹簧13的上端连接拉锭横杆10，减震弹簧13的下端连接壳体11的底部内壁；在拉锭横杆10的上方的壳体11空腔内设置有液压油液14。
通孔15设置在储油腔12的侧壁的底部。
在壳体11内腔的顶部设置有弧形弹片16。
弧形弹片16设置两片，两片弧形弹片上下重叠设置。
该减震机构使用时，拉锭横杆10下移压缩减震弹簧13，同时，储油腔12内的液压油液被抽进壳体11内，当将减震弹簧13压缩至最小时，拉锭横杆10带动壳体11及隔热板7下移，当设备突然停机或者其他情况造成拉锭机构5突然停止时，拉锭横杆10停止，而壳体11在惯性的作用下继续下移，而在此下移的过程中，液压油液14被逐渐的从通孔内压缩回储油腔12内，在压缩的过程中完成拉锭横杆10上端的一级减震，而当减震弹簧13复位且壳体11继续下移时，减震弹簧13被拉伸，此时为二级减震，而如果出现极端状况，壳体11仍然没有完全停止下移，那么当拉锭横杆10到达壳体11顶端时，弧形弹片16被压缩，完成三级减震直至壳体11停止，采用这个减震机构有如下两个特点，第一，可以在拉锭机构5突然停止时使得整个蜂窝材料向下拉出的动作可以继续，进而有利于拉出动作的完成；第二，拉锭机构5突然停止，在惯性的作用下，拉锭机构5上端的机构实际还有一个向下的惯性，那么这样一来如果突然停止就会造成蜂窝材料的侧壁向下振动进而影响蜂窝材料的强度，而采用这个减震机构，就可以分三级将这个向下的惯性逐渐卸掉，防止拉锭机构突然停止带来的弊端。
另外，在壳体11的下端设置有多频缓冲减速系统，该多频缓冲减速系统包括供拉锭立杆9穿过的减速外壳22以及设置在减速外壳22内的减速压轮19；减速外壳22的两侧面内壁均设置有凹凸起伏的波浪形结构20，减速压轮19设置在拉锭立杆9两侧，减速压轮19压在波浪形结构20上，减速压轮19设置在伸缩杆18的一端，伸缩杆18的另一端伸进固定在拉锭立杆9两侧的伸缩套17内，在伸缩套17内设置有顶触弹簧21，顶触弹簧21一端顶住伸缩杆18另一端顶住拉锭立杆9侧壁，这个多频缓冲减速系统使用时，随着拉锭横杆10及拉锭立杆9突然停止，而减速外壳22随着壳体11共同移动，在移动的过程中，减速压轮19不断的压在凹凸起伏的波浪形结构20上，当压在突起部位时，顶触弹簧21压缩，完成减速压轮19对拉锭立杆9的压紧，实现制动的目的，而当减速压轮19压在凹陷的位置时，完成对锭立杆9的放松，制动解除，就这样有节奏的完成压紧、放松、再压紧、再放松的过程，在保证拉锭立杆9不会突然停止的前提下，完成对拉锭立杆9的多频缓冲制动，不仅可以防止拉锭立杆9突然停止带来的弊端，也会大大缩短拉锭立杆9的制动距离，提高工作效率。
本装置在使用时，将熔炼后的液态金属倒入坩埚内，液态金属进入到石墨模具的缝隙中，在冷却系统的作用下，液态金属凝固成固态，固态金属与阻网上的金属钩紧密结合在一起，再通过拉锭机构将已凝固的金属材料拉出，实现金属蜂窝材料的制备过程，其方法主要包括以下步骤：
步骤a、将金属熔化，经过除渣精炼后，倒入保温炉内的坩埚中，通入保护气体；
步骤b、金属液从坩埚底部流出，进入到石墨模具的缝隙中，在冷却系统的作用下，液态金属凝固成固态，固态金属与阻网上的金属钩紧密结合在一起；
步骤c、通过拉锭机构将凝固的金属从模具中拉出，得到金属蜂窝材料。
金属液从坩埚底部流出，沿模具缝隙进入到有阻网的石墨模具中，在冷却系统作用下金属液凝固成固态，与阻网上的金属钩紧密结合在一起，实现金属蜂窝材料的制备。其中阻网的作用是防止金属液从石墨模具缝隙中流出，发生走火现象。
用此种方式制备蜂窝材料，所用材料可以是纯金属也可以是合金。
金属液从坩埚底部流出，沿模具缝隙进入到有阻网的石墨模具中，其中模具可以是石墨模具，也可以是其他材质模具。
液态金属进入到石墨模具的缝隙中，在冷却系统的作用下，金属液凝固成固态，冷却系统中的冷却介质可以是水，也可以是其他物质。
金属液熔化后，倒入保温炉中，保温炉的加热方法可以是电阻丝加热，也可以是其他方式加热。
将液态金属倒入坩埚内，液态金属进入到石墨模具的缝隙中，在冷却系统的作用下，金属液凝固成固态，固态金属与阻网上的金属钩紧密结合在一起，再通过拉锭机构将凝固的金属材料拉出，此种制备金属蜂窝材料的方法及装置可以加工出各种形状、尺寸以及排列方式不同的孔。

Claims (1)

1.一种采用铸造方式制备金属蜂窝材料的装置，其特征在于：该装置包括坩埚（1）、连接体（2）、石墨六棱柱模具（3）、阻网（4）、拉锭机构（5）、冷却系统（6）、隔热板（7）和保温炉（8）；隔热板（7）设置在保温炉（8）底部，坩埚（1）设置在保温炉（8）内；隔热板（7）的底部设置冷却系统（6），冷却系统（6）内的石墨六棱柱模具（3）穿过隔热板（7）与坩埚（1）底部的连接体（2）连接，石墨六棱柱模具（3）底部设置有阻网（4），阻网（4）底部连接拉锭机构（5）；
拉锭机构（5）通过减震机构与阻网（4）连接，减震机构包括壳体（11）及设置在壳体（11）上端两侧的储油腔（12），壳体（11）与储油腔（12）之间通过通孔（15）连通；拉锭机构（5）包括拉锭立杆（9）及设置在拉锭立杆（9）上端的拉锭横杆（10），拉锭立杆（9）与拉锭横杆（10）形成T形结构，拉锭横杆（10）设置在壳体（11）内并与壳体（11）的内壁动密封，拉锭立杆（9）的下端穿过壳体（11）的底部；在拉锭横杆（10）的底部设置有减震弹簧（13），减震弹簧（13）套在锭立杆（9）上，减震弹簧（13）的上端连接拉锭横杆（10），减震弹簧（13）的下端连接壳体（11）的底部内壁；在拉锭横杆（10）的上方的壳体（11）空腔内设置有液压油液（14）；
通孔（15）设置在储油腔（12）的侧壁的底部；
在壳体（11）内腔的顶部设置有弧形弹片（16）；
弧形弹片（16）设置两片，两片弧形弹片上下重叠设置；
在壳体（11）的下端设置有多频缓冲减速系统，该多频缓冲减速系统包括供拉锭立杆（9）穿过的减速外壳（22）以及设置在减速外壳（22）内的减速压轮（19）；减速外壳（22）的两侧面内壁均设置有凹凸起伏的波浪形结构（20），减速压轮（19）设置在拉锭立杆（9）两侧，减速压轮（19）压在波浪形结构（20）上，减速压轮（19）设置在伸缩杆（18）的一端，伸缩杆（18）的另一端伸进固定在拉锭立杆（9）两侧的伸缩套（17）内，在伸缩套（17）内设置有顶触弹簧（21），顶触弹簧（21）一端顶住伸缩杆（18）另一端顶住拉锭立杆（9）侧壁。
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