CN107999719A - 一种离心铸造试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种离心铸造试验机，包括浇口杯、盖板、冷却水管、驱动电机、皮带和皮带轮、超声波探头、超声波发生器、底座、轴承、转轴、转盘下层、转盘上层、加热电阻丝、炉壁和温度传感器，所述的转盘上层设置有导套和键，转盘下层设置有对应的导柱和键槽，转盘下层与转轴连接，置于设有加热电阻丝和冷却水管的炉膛内，转轴心部设有超声波发生器和探头。该离心铸造试验机在离心的过程中还施加了超声波的作用，在铸件凝固过程中实施加热，降低了凝固速率，增加了熔体内部的流动性，还可利用余热对铸件进行热处理，进一步改善了铸件的性能。

Description

一种离心铸造试验机

技术领域

本发明涉及离心铸造机技术领域，具体为一种离心铸造试验机。

背景技术

离心铸造是将金属熔体浇注到高速旋转的型腔内并在离心力的作用下发生凝固而获得铸件的方法，常用于制造筒套类复合金属铸件。对于含有高熔点增强相的复合材料，在离心铸造时，则获得增强相呈梯度分布的复合材料。然而，由于金属铸型引起的较大冷却速率，使得熔体较快冷却，增强相在离心力作用下的流动性不足。而对铸件进行热处理时，则需带铸件冷却后再重新加热，故加热时间较长，同时也造成一定的能源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心铸造试验机，以解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种离心铸造试验机，包括浇口杯、盖板、冷却水管、驱动电机、皮带和皮带轮、超声波探头、超声波发生器、底座、轴承、转轴、转盘下层、转盘上层、加热电阻丝、炉壁、温度传感器和控制器，所述的底座内部设置有超声波发生器，超声波探头通过转轴心部作用在转盘上层，所述的转盘上层和转盘上层置于炉壁内装有加热电阻丝和冷却水管的炉膛内，所述的转盘上层和转盘上层通过键和导柱导套连接，炉壁内的加热电阻丝位于转盘上层和转盘上层的四周，转轴四周的炉壁内，只有冷却水管，无加热电阻丝，所述的转轴四周的炉壁内的冷却水管是独立的，在工作过程中始终开启，所述的转盘上层的内腔还可放置砂型模具，所述的温度传感器的信号输送到控制器，所述的控制器控制冷却水管、超声波发生器的开关以及加热电阻丝的加热功率。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

1、在熔体离心铸造过程中实施加热，降低熔体凝固速率，增大了熔体内部增强相的流动性，同时引入超声波作用金属熔体，使得增强相的梯度分布更加明显。

2、待铸件凝固冷却到特定温度，控制器根据温度传感器传输的温度进行变功率加热，使得铸件保温，达到保温时间后停止加热，开通上端冷却水加快铸件冷却，即可利用铸件余热进行热处理，不仅节约了加热时间，也降低了能源损耗。

3、转盘分上下两层结构，可方便铸件的取出，同时，上下两层之间有间隙，也降低了传热效率，同时，转轴四周设有冷却水，大大降低了转轴的温升。

4、控制器能够根据设定的凝固、加热曲线自动计算所需的加热速率，故为研究某些特殊材料（如球墨铸铁）凝固速率对其组织与性能的影响。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图中：1、浇口杯，2、盖板，3、冷却水管，4、导柱导套，5、驱动电机，6、皮带和皮带轮，7、超声波探头，8、超声波发生器，9、底座，10、轴承，11、转轴，12、健，13、转盘下层，14、转盘上层，15、加热电阻丝，16、炉壁，17、热电偶。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

一种离心铸造试验装备，包括浇口杯1、盖板2、冷却水管3、驱动电机5、皮带和皮带轮6、超声波探头7、超声波发生器8、底座9、轴承10、转轴11、转盘下层13、转盘上层14、加热电阻丝15、炉壁16、热电偶17和控制器，底座9内部设置有超声波发生器8，超声波探头7通过转轴11心部作用在转盘上层14，转盘上层13和转盘上层14置于炉壁内装有加热电阻丝和冷却水管的炉膛内，转盘上层13和转盘上层14通过键12和导柱导套4连接。

上述实施例中，具体的，炉壁内的加热电阻丝位于转盘上层13和转盘上层14的四周，转轴11四周的炉壁内，只有冷却水管，无加热电阻丝。

上述实施例中，具体的，转轴11四周的炉壁内的冷却水管是独立的，在工作过程中始终开启。

上述实施例中，具体的，转盘上层14的内腔还可放置砂型模具。

上述实施例中，具体的，热电偶17的信号输送到控制器。

上述实施例中，具体的，控制器控制冷却水管3、超声波发生器8的开关以及加热电阻丝15的加热功率。

本发明离心铸造试验机，其工作原理是：金属熔体通过浇口杯浇注到预热到一定温度的以一定速率转动的转盘上层的型腔中，加热电阻丝按照控制器设定的凝固曲线进行加热，金属熔体在离心力和超声波的共同作用下发生凝固，当铸件冷却到设定的温度，加热电阻丝按照控制器设定的加热曲线进行大功率加热，使得铸件的温度保持恒定，保温时间结束后，控制器关闭加热功能和超声波发生器，并开启冷却水管对铸件进行快速冷却。由于铸件是在离心力和超声波的工作作用下发生凝固，故其组织致密，经热处理后，能进一步改善其机械性能。由于转盘分上下两层，上层设有导套、键分别与下层的导柱、槽配合，可方便铸件的取出以及转盘的安装。同时，由于上下层之间有配合间隙，故大大降低了上层热量向下层的传输，另外，转轴四周的冷却水管在试验机工作过程中始终开启，从而保证转轴在工作过程中的温度不会过高。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种离心铸造试验装备，包括浇口杯（1）、盖板（2）、冷却水管（3）、驱动电机（5）、皮带和皮带轮（6）、超声波探头（7）、超声波发生器（8）、底座（9）、轴承（10）、转轴（11）、转盘下层（13）、转盘上层（14）、加热电阻丝（15）、炉壁（16）、热电偶（17）和控制器，其特征在于：所述的底座（9）内部设置有超声波发生器（8），超声波探头（7）通过转轴（11）心部作用在转盘上层（14），所述的转盘上层（13）和转盘上层（14）置于炉壁内装有加热电阻丝和冷却水管的炉膛内，所述的转盘上层（13）和转盘上层（14）通过键（12）和导柱导套（4）连接。

2.根据权利要求1所述的一种离心铸造试验装备，其特征在于，炉壁内的加热电阻丝位于转盘上层（13）和转盘上层（14）的四周，转轴（11）四周的炉壁内，只有冷却水管，无加热电阻丝。

3.根据权利要求1所述的一种离心铸造试验装备，其特征在于，转轴（11）四周的炉壁内的冷却水管是独立的，在工作过程中始终开启。

4.根据权利要求1所述的一种离心铸造试验装备，其特征在于，转盘上层（14）的内腔还可放置砂型模具。

5.根据权利要求1所述的一种离心铸造试验装备，其特征在于，热电偶（17）的信号输送到控制器。

6.根据权利要求1所述的一种离心铸造试验装备，其特征在于，控制器控制冷却水管（3）、超声波发生器（8）的开关以及加热电阻丝（15）的加热功率。