CN107952945A - 半固态铝轮毂流变双炉连续成型装置 - Google Patents

半固态铝轮毂流变双炉连续成型装置 Download PDF

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Abstract

一种半固态铝轮毂流变双炉连续成型装置，该装置由二台熔炉组成，一台为浆料储备炉，一台为浆料保温炉.浆料储备炉和浆料保温炉通过封闭的流槽连接，浆料保温炉在生产过程中液面不断下降，从而与浆料储备炉液面形成高度差，高度差形成两炉的压力差，从而使生产过程铝溶液自动进行补偿；浆料储备炉与浆料保温炉内均含石墨坩埚与硅碳棒，硅碳棒安装在石墨坩埚的底部，以对流方式对保温炉浆料实施加热，可促进大体积浆料的快速升温并使温度均匀。铸件成型后，泄压管通过系统控制柜将浆料保温室内的气体回收到氩气回收罐内，氩气回收罐再通过系统控制柜将氩气回收到氩气储备罐内以备循环使用。该装置具有加热迅速、温度均匀、不中断生产等优点。

Description

半固态铝轮毂流变双炉连续成型装置
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，具体地说，涉及一种半固态铝轮毂流变双炉连续成型装置。
背景技术
半固态成型被公认为是“二十一世纪最有希望的净近成型材料技术”。在半固态流变成型加工中，浆料的连续制备和一体化成型是最核心的技术，在浆料制备和成型中温度管控与浆料的转移又是最难控制的技术。目前半固流变成型简单造型的10公斤以下的小型铸件比较容易，行业内一般采用将处理合格的浆料通过中转包处理后再转移至成型设备中的保温炉内，采用干燥空气为加压介质将浆料压入成型金属模内实施充型、增压、保压、泄压，最终完成铸件；其中保温炉炉顶安装硅碳棒，采用辐射加热方式。但以上方式生产过程发现保温炉内浆料温度控制效果较差，铝液升温慢，温度不均匀；生产中保温炉内需要经常添加浆料，添加过程容易造成熔体内卷气、卷渣，铸件内在品质差；添加浆料时需停止生产，造成更多废次品，并使生产效率降低。尤其是对于我公司流变成型的是20英寸以上的结构复杂的铝轮毂，所需要的单个铸件浆料超过15公斤，保温炉容积800-1000公斤(一般铝轮毂制造保温炉容积800公斤以下)，需要添加浆料频率更高，传统的保温炉设计和浆料添加方式已严重影响了产品的品质和生产的连续性。因此，针对成型大型高品质的铝铸件，需要创新更先进的半固态流变成型装置。
发明内容
本发明的目的是克服目前半固态铸件流变成型过程中保温炉浆料温度加热慢、温度不均匀，浆料添加容易卷气、卷渣造成产品质量差，浆料添加过程需中断生产等问题，提供一种半固态铝轮毂流变双炉连续成型装置。
实现以上目的的技术方案为：一种半固态铝轮毂流变双炉连续成型装置，该装置由二台熔炉组成，其中一台为浆料储备炉，另一台为浆料保温炉；浆料储备炉和浆料保温炉通过封闭的流槽连接，浆料保温炉在生产过程中液面不断下降，从而与浆料储备炉液面存在高度差，高度差形成两炉的压力差；在浆料储备炉与流槽相接处安装浆料流出控制门，当浆料保温炉内浆料液面下降时，由于浆料储备炉与浆料保温炉存在压力差，浆料储备炉内的浆料通过浆料流出控制门进入浆料保温炉内；当浆料保温炉内加压充型时，浆料流出控制门自动关闭，可保障浆料保温炉加压充型时浆料不会回流至浆料储备炉内。浆料储备炉与浆料保温炉内均装石墨坩埚与硅碳棒，硅碳棒安装在石墨坩埚的底部，以对流方式对保温炉浆料实施加热，可快速升温，并促进大体积浆料的温度均匀。在浆料保温炉与流槽相连接处安装陶瓷过滤网，可对从浆料储备炉内进入浆料保温炉的浆料起过滤与缓冲的作用。测温热电偶分别安装在浆料储备炉与浆料保温炉的侧壁，测温热电偶与系统控制柜相连接，控制浆料的温度在工艺要求范围内；升液管安装在浆料保温炉的中间区域，其顶端与半固态流变成型金属模的浇口相连接。加压进气管与泄压管一端与浆料保温炉连接，另一端通过系统控制柜分别与氩气储备罐与氩气回收罐相连接，系统控制柜依据输入的压力参数将氩气通过加压进气管向浆料保温炉内实现加压，以控制金属模的充型、增压、保压以及泄压；当铸件成型后，泄压管通过系统控制柜将浆料保温室内的气体回收到氩气回收罐内，氩气回收罐再通过系统控制柜将氩气回收到氩气储备罐内以备循环使用。
生产时，系统控制柜依据所输入压力参数通过加压进气管向浆料保温炉内加压，控制浆料在半固态流变成型金属模内充型、增压、保压以及泄压；保温炉浆料不足时，浆料储备炉内的浆料将通过浆料流出控制门进入浆料保温炉内自动进行添加。
该发明的有益之处为：硅碳棒安装在石墨坩埚的底部，对浆料实施对流方式加热，可实现快速加热，并促进大体积浆料温度均匀，避免了现有工艺将硅碳棒安装在保温炉顶部以辐射导热方式加热造成的热能利用率低、浆料温度不均匀等弊端；设计二台保温炉实现浆料的自动补偿，不但解决了传统生产方式因经常添加浆料对保温炉内浆料冲击所造成的卷气、夹杂物等问题，而且在浆料添加过程不影响半固态流变成型连续生产，有效解决流变成型生产经常中断的问题；使用氩气作为加压介质，和现有的空气加压相比，可有效避免浆料氧化，提升产品质量；泄压后的残余气体可回收循环使用，因此是一种热能利用高、温度更均匀、可保证连续生产、提高产品质量的半固态流变连续成型装置。
附图说明：
图1、为本发明结构示意图。
图中标号：浆料储备炉(1)、氩气储备罐(2)、氩气回收罐(3)、气体导管(4)、系统控制柜(5)、加压进气管(6)、泄压管(7)、测温热电偶(8)、浆料流出控制门(9)、陶瓷过滤网(10)、石墨坩埚(11)、硅碳棒(12)、金属模(13)、升液管(14)与浆料保温炉(15)。
具体的实施方式
如图1所示，一种半固态铝轮毂流变双炉连续成型装置，该装置由二台熔炉组成，其中一台为浆料储备炉(1)，一台为浆料保温炉(15)；浆料储备炉(1)和浆料保温炉(15)通过封闭的流槽相连接，通过半固态流变成型生产浆料保温炉(15)内液面下降，实现与浆料储备炉(1)内的浆料液面形成高度差和压力差；在浆料储备炉(1)与流槽相连接处安装浆料流出控制门(9)，当浆料保温炉(15)内浆料液面下降后，由于浆料储备炉(1)与浆料保温炉(15)存在压力差，浆料储备炉(1)内的浆料将通过浆料流出控制门(9)进入浆料保温炉(15)内；当浆料保温炉(15)内加压充型时，浆料流出控制门(9)关闭，保证浆料保温炉(15)内加压充型时浆料不会回流至浆料储备炉(1)内。浆料储备炉(1)与浆料保温炉(15)均内含石墨坩埚(11)与硅碳棒(12)，硅碳棒(12)安装在石墨坩埚(11)的底部，对浆料实施对流方式加热，可促进大体积浆料的温度均匀。在浆料保温炉(15)与流槽相连接处安装陶瓷过滤网(10)，对进入浆料保温炉(15)的浆料起到过滤与缓冲的作用。测温热电偶(8)分别安装在浆料储备炉(1)与浆料保温炉(15)的侧壁，测温热电偶(8)与系统控制柜(5)相连接，控制浆料的温度在工艺要求范围内；升液管(14)安装在浆料保温炉(15)的中间区域，其顶端与半固态流变成型金属模(13)的浇口相连接。加压进气管(6)与泄压管(7)一端与浆料保温炉(15)连接，另一端通过系统控制柜(5)分别与氩气储备罐(2)与氩气回收罐(3)相连接，系统控制柜(5)依据输入的压力参数通过加压进气管(6)向浆料保温炉(15)内进行氩气加压，以控制金属模(13)的充型、增压、保压以及泄压；当铸件成型后，泄压管(7)通过系统控制柜(5)将浆料保温室(15)内的气体回收到氩气回收罐(3)内，氩气回收罐(3)再通过系统控制柜(5)将氩气回收到氩气储备罐(2)内以备循环使用。
生产时系统控制柜依据所输入压力参数通过加压进气管向浆料保温炉内加压，控制浆料在半固态流变成型金属模内充型、增压、保压以及泄压，该装置具有浆料传热快而均匀、避免不断加料造成保温炉铝溶液翻滚、不中断生产等优点。

Claims (5)

1.一种半固态铝轮毂流变双炉连续成型装置，其特征是：该装置由二台熔炉组成，其中一台为浆料储备炉(1)，一台为浆料保温炉(15)；浆料储备炉(1)和浆料保温炉(15)通过封闭的流槽相连接；浆料储备炉(1)与浆料保温炉(15)均内均含石墨坩埚(11)与硅碳棒(12)；测温热电偶(8)分别安装在浆料储备炉(1)与浆料保温炉(15)的侧壁；加压进气管(6)与泄压管(7)一端与浆料保温炉(15)连接，另一端通过系统控制柜(5)分别与氩气储备罐(2)与氩气回收罐(3)相连接；生产时系统控制柜依据所输入压力参数通过加压进气管向浆料保温炉内加压，控制浆料在半固态流变成型金属模内充型、增压、保压以及泄压，浆料储备炉(1)、浆料保温炉(15)自动进行浆料补偿。
2.根据权利要求1所述的一种半固态铝轮毂流变双炉连续成型装置，其特征是：通过半固态流变成型的生产形成浆料保温炉(15)与浆料储备炉(1)存在高度差和压力差，在浆料储备炉(1)与流槽相连接处安装浆料流出控制门(9)，当浆料保温炉(15)内浆料液面下降后，浆料储备炉(1)内的浆料将通过浆料流出控制门(9)进入浆料保温炉(15)内；当浆料保温炉(15)内加压充型时，浆料流出控制门(9)关闭，保证浆料保温炉(15)内加压充型时浆料不会回流至浆料储备炉(1)内。
3.根据权利要求1所述的一种半固态铝轮毂流变双炉连续成型装置，其特征是：硅碳棒(12)安装在石墨坩埚(11)的底部，对浆料实施对流方式加热。
4.根据权利要求1所述的一种半固态铝轮毂流变双炉连续成型装置，其特征是：在浆料保温炉(15)与流槽相连接处安装陶瓷过滤网(10)，对进入浆料保温炉(15)的浆料起过滤与缓冲的作用。
5.根据权利要求1所述的一种半固态铝轮毂流变双炉连续成型装置，其特征是：当铸件成型后，泄压管(7)通过系统控制柜(5)将浆料保温室(15)内的气体回收到氩气回收罐(3)内，氩气回收罐(3)再通过系统控制柜(5)将氩气回收到氩气储备罐(2)内以备循环使用。
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