CN109175303A - 液态模锻浇注全封闭防氧化装置及方法 - Google Patents

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王长顺
李顺
王延春
陈利华
葛军
刘勇涛
王思涛
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/02—Pressure casting making use of mechanical pressure devices, e.g. cast-forging

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Abstract

本发明公开了一种液态模锻浇注全封闭防氧化装置及方法，属于液态模锻工艺成形技术领域，该装置包括定量浇注机导流槽及金属型腔，该方法使导流槽及金属型腔完全与空气隔绝系统、定量浇注机轨道式步进电机前后移动；解决液态模锻浇注充型过程中铝合金液氧化形成氧化夹杂物影响产品质量、人工清渣危险且效率低、产品合格率低、材料浪费等问题。

Description

液态模锻浇注全封闭防氧化装置及方法
技术领域
本发明属于液态模锻工艺成形技术领域,涉及一种液态模锻浇注全封闭防氧化技术。
背景技术
液态模锻成形技术始于60年代。目前，在军工及民用领域已获得广泛应用。虽然液态模锻成形技术是一项很成熟的先进制造技术，但是目前采用的工艺技术在合金浇注充型过程中还存在着严重的卷气氧化弊端，这种在浇注过程产生的大量氧化夹杂物的存在不但对成形零件质量、使用寿命产生重要影响，而且也制约着该项技术的进一步发展。因此，需要从根本上解决液态模锻成形工艺浇注过程中产生的氧化夹杂问题。采用液态模锻浇注全封闭防氧化技术可以有效的避免浇注过程中氧化夹杂物的产生，提高产品质量，提高生产效率，填补了国内在液态模锻浇注防氧化技术领域方面的空白。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是液态模锻浇注过程中产生的氧化夹杂致使零件综合性能低、生产效率低、产品合格率低，材料浪费等问题，提供一种液态模锻浇注全封闭防氧化装置及方法。
(二)主要技术方案
本发明的一种液态模锻浇注全封闭防氧化装置，该装置到包括导流槽、型腔封盖、浇注机的行进轨道和电机。导流槽为陶瓷管道，陶瓷管道为封闭的管，将导流槽下端口与型腔封盖密封连接；在陶瓷管道的外侧缠绕通电电阻丝；导流槽为伸缩式，能够前后移动；浇注机有轨道和电机，电机带动浇注机的行走轮沿轨道行走，能够前后移动，即向靠近和远离模具型腔的方向移动。型腔封盖有惰性气体入口；型腔封盖覆盖密封模具的上表面。
进一步地，型腔封盖位于陶瓷管的管道外周，与管道固定为一整体。
一种液态模锻浇注全封闭防氧化装置及方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：型腔封盖与陶瓷管道固定为一整体，浇注之前，陶瓷管道向下移动，将型腔封盖盖在浇注模具上端，实现模具型腔与型腔封盖之间的密封；
S2：浇注前通过型腔封盖上端进气口，向型腔封盖和模具型腔的空间内通入惰性气体，空气排入陶瓷管道，最终通过浇注机管道的溢气孔排出浇注机，
S3：在浇注中，一直通入惰性气体；
S4：浇注完成，直至型腔封盖离开下模具，整个过程在惰性气体保护下完成。
进一步地，浇注完成后，陶瓷管道向后移动，浇注机的电机带动浇注机的行走轮沿轨道向后移动。
本发明的原理是：为了解决以上技术问题，首先对目前使用的定量浇注机导流槽进行改进：
(1)导流槽改为陶瓷管：原钢质材料改为陶瓷材料，防止残留金属液在导流槽内壁附着。
(2)导流槽的摆臂式改为伸缩式，实现快速浇注，提高效率。
(3)增加密封型腔，原敞开式改为封闭式，避免金属液与空气接触形成氧化夹杂物。
2.将定量浇注机由固定式改为步进轨道式，增加轨道和电机，电机带动浇注机的行走论沿轨道行走，向后移动，可缩短导流槽长度，有效减少浇注过程中金属液热量的损失和氧化物的生成。
3.整个浇注过程中在惰性气体保护下完成。
(三)本发明的有益效果:
1.液态模锻浇注全封闭防氧化技术的发明彻底解决了液态模锻浇注过程中的产生氧化夹杂问题这一技术瓶颈，使成形零件的综合机械性能、使用寿命得到提高，为液态模锻工艺成形技术领域的深入发展奠定了坚实的基础；
2.液态模锻浇注全封闭防氧化技术的发明，省去了人工清渣工序，避免了工人在高温、恶劣、危险环境下工作，节约原材料、提高了生产效率。
解决了液态模锻浇注充型过程中铝合金液氧化形成氧化夹杂物影响产品质量、人工清渣危险且效率低、产品合格率低、材料浪费等问题。液态模锻浇注全封闭防氧化技术，有别于目前国内其它液态模锻成形浇注方法。对导流槽及下模具采用全封闭设计系统，避免浇注过程中产生氧化夹杂物。
实现了浇注过程无氧化，去除了浇注过程的模具型腔清渣工序，为实现液态模锻成形工艺的机电一体化操作奠定了技术基础。
采用液态模锻浇注全封闭防氧化系统制备出的2A50铝合金负重轮样件本体综合机械性能达到：零件本体性能σb≥350MPa；δ≥6％，缩短浇注完成至挤压时间在3s以内，提高产品合格率至95％，每个成形负重轮盘总成降低材料成本12～16.5元。
附图说明
本发明共有2幅附图，
图1定量浇注机采用液态模锻浇注全封闭防氧化系统制备出的2A50铝合金负重轮样件本体综合机械性能达到：全封闭防氧化浇注示意图；
1-氩气进气口，2-全封闭的陶瓷管道(流液槽或者称为导流槽)，3-氩气排出口，4-型腔封盖，5-成形模具
具体实施方式
下面进一步对本发明进行详细的描述。
本发明的一种液态模锻浇注全封闭防氧化装置，其特征在于，该装置到包括导流槽、型腔封盖、浇注机的行进轨道和电机。
导流槽为陶瓷管道，陶瓷管道为封闭的管，将导流槽下端口与型腔封盖密封连接；在陶瓷管道的外侧缠绕通电电阻丝；导流槽为伸缩式，能够前后移动；浇注机有轨道和电机，电机带动浇注机的行走轮沿轨道行走，能够前后移动，即向靠近和远离模具型腔的方向移动。
型腔封盖有惰性气体入口；型腔封盖覆盖密封模具的上表面。
型腔封盖位于陶瓷管的管道外周，与管道固定为一整体。
导流槽采用陶瓷材料，防止导流槽内残留铝液在导流槽内壁的附着，避免了氧化夹杂物的二次生成。
通过向成形模具型腔和导流槽通入惰性气体的方式，排除模具型腔和导流槽中的空气，实现无氧化浇注充型的目的。
定量浇注机采用步进电机驱动的前后移动底座，改变摆臂浇注方式，从而缩短了导流槽的长度。
如图1所示定量浇注机导流槽材料改为陶瓷材料，并在陶瓷导流槽外侧加装保温装置(缠绕通电电阻丝)，导流槽采用全封闭式设计，将密封盖与导流槽下端口紧密连接，实现金属型腔的全封闭。
在定量浇注机底座加装导轨及滚动轮(行走轮)，采用轨道式、步进电机的前后移动方式，导流槽前后移动可以缩短导流槽长度接近一倍，能够有效减少浇注过程金属液的热量损失和氧化物的生成。
S1：型腔封盖(密封盖)位于管道外周，与管道固定为一整体，浇注之前，管道向下移动，将密封盖盖在浇注模具上端，实现模具与密封盖之间的密封
S2：浇注前通过密封盖上端进气口，向密封盖和模具型腔的空间内通入惰性气体，空气排入陶瓷管道，最终通过浇注机管道的溢气孔排出浇注机，
S3：在浇注中，一直通入惰性气体；
S4：浇注完成，直至密封盖离开下模具，整个过程在惰性气体保护下完成。

Claims (5)

1.一种液态模锻浇注全封闭防氧化装置，其特征在于，该装置到包括导流槽、型腔封盖、浇注机的行进轨道和电机；
导流槽为陶瓷管道，陶瓷管道为封闭的管，将导流槽下端口与型腔封盖密封连接；
在陶瓷管道的外侧缠绕通电电阻丝；
导流槽为伸缩式，能够前后移动；浇注机有轨道和电机，电机带动浇注机的行走轮沿轨道行走，能够前后移动，即向靠近和远离模具型腔的方向移动；
型腔封盖有惰性气体入口；
型腔封盖覆盖密封模具的上表面。
2.根据权利要求1所述的一种液态模锻浇注全封闭防氧化装置，其特征在于，型腔封盖位于陶瓷管的管道外周，与管道固定为一整体。
3.一种液态模锻浇注全封闭防氧化装置及方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：型腔封盖与陶瓷管道固定为一整体，浇注之前，陶瓷管道向下移动，将型腔封盖盖在浇注模具上端，实现模具型腔与型腔封盖之间的密封；
S2：浇注前通过型腔封盖上端进气口，向型腔封盖和模具型腔的空间内通入惰性气体，空气排入陶瓷管道，最终通过浇注机管道的溢气孔排出浇注机，
S3：在浇注中，一直通入惰性气体；
S4：浇注完成，直至型腔封盖离开下模具，整个过程在惰性气体保护下完成。
4.根据权利要求2所述的一种液态模锻浇注全封闭防氧化装置及方法，其特征在于，浇注完成后，陶瓷管道向后移动，浇注机的电机带动浇注机的行走轮沿轨道向后移动。
5.一种液态模锻浇注全封闭防氧化装置及方法，其特征在于，该方法采用权利要求1或2所述的一种液态模锻浇注全封闭防氧化装置实现浇注过程。
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