CN109175333B - 一种均匀浇铸装置及浇铸方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种均匀浇铸装置及浇铸方法，该方案设置挡杯浇盘，用于阻挡浇杯并使金属液顺利流下，增加连接环用于调节装炉高度和提供充型压力，使用筛盘过滤浮渣并使金属液小股均匀流下，并适当增加筛盘与模具的距离，提升充型效果，该方案可有效避免金属液充型不均匀及脱模困难等问题。
Description
技术领域
本发明涉及的是金属熔炼制备领域，尤其是一种均匀浇铸装置及浇铸方法。
背景技术
金属的熔炼及制备具有较多工艺方法，而真空感应熔炼是在真空下进行的一种冶炼方法，具有加热快、元素烧损少、成本低廉、熔炼量大等优点，并且操作简单，是现代冶金中广泛应用的方法之一。真空感应熔炼通过由水冷感应线圈产生的交变磁场，感应线圈中的坩埚、炉料、模具等导体在交变磁场的作用下，产生感应电流而产生焦耳热，此热量用于加热坩埚和其中的金属。通常感应熔炼的浇铸方式主要有提升、倾转、打杯等，当制备大熔炼量的金属时通过提升和倾转的浇铸方式可靠性较低，打杯底注成为了主要方式。而传统的打杯底注采用的工装主要存在以下问题：打杯后的浇杯头直接掉落在浇盘上，碎裂的浇杯头容易堵住部分浇孔，阻碍了金属液流动，造成金属液充型效果减弱，且浇铸不均匀。同时，传统设计中金属液浇下后直接通过浇盘流入模具，打杯后产生的碎屑容易直接卷入铸件中，严重时造成铸件缺陷及报废。筛盘的筛孔分布以及其与模具之间的间隙不合理，也会造成金属液充型缓慢，且容易出现粘连现象，造成金属液分布不均，凝固后局部堆积，不利于金属铸件的出炉脱模过程。
发明内容
本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种均匀浇铸装置及浇铸方法，该方案设置挡杯浇盘，用于阻挡浇杯并使金属液顺利流下，增加连接环用于调节装炉高度和提供充型压力，使用筛盘过滤浮渣并使金属液小股均匀流下，并适当增加筛盘与模具的距离，提升充型效果，该方案可有效避免金属液充型不均匀及脱模困难等问题。
本方案是通过如下技术措施来实现的：
一种均匀浇铸装置，包括有坩埚、浇杯、挡杯浇盘、连接环和筛盘；挡杯浇盘中空且底部的中央设置有凸处的中心浇孔；挡杯浇盘的底部靠近边缘处设置有边缘浇孔；坩埚架设在挡杯浇盘的顶部；坩埚的底部中央设置有向下延伸的浇杯；浇杯的位置对应在中心浇孔的上方；挡杯浇盘的侧壁上设置有用于击碎浇杯的打杯装置；挡杯浇盘的底部固定设置连接环；连接环内固定有筛盘；连接环的底端与模具连接。
作为本方案的优选：挡杯浇盘的侧壁高度为中心浇孔内深的2-2.5倍；中心浇孔内径为浇杯外径的1.1-1.5倍，且中心浇孔与浇杯的中心线重合；中心浇孔上沿与浇杯下沿距离为8-15mm；中心浇孔外缘与水平方向的夹角为100°-110°。
作为本方案的优选：边缘浇孔内径为中心浇孔内径的0.1-0.3倍，且以中心浇孔为中心360°等径均匀分布，边缘浇孔的外边缘处于连接环内径以内。
作为本方案的优选：筛盘上均匀分布筛孔，筛孔内径为5-10mm，筛孔相邻边缘之间的间距为筛孔内径的1-1.5倍。
作为本方案的优选：连接环与模具采用螺纹连接；筛盘位于连接环与模具之间；连接环的高度能够调节。
一种均匀浇铸装置的浇铸方法，包括有以下步骤：
a、将浇铸装置和模具安装完成后将金属置入坩埚中进行预热除气；
b、待金属完全融化后持续保温；
c、保温结束后使用打杯装置打碎浇杯，使金属液进入挡杯浇盘；
d、金属液通过中心浇孔和边缘浇孔流入到连接环内的筛网上，再由筛网均匀流入模具中完成浇铸工序。
作为本方案的优选：步骤a中，在预热除气时从室温～(0.55-0.75)T熔前不断提高加热功率，当温度达到(0.55-0.75)T熔后保持4min-8min，预热结束后升高功率使温度上升至T熔后保持加热功率不变，待金属完全熔化后控制温度在1.05T熔～1.15T熔之间，其中T熔为金属的熔点温度。
作为本方案的优选：步骤b中，保温时加入电磁场，磁场频率5-45Hz，电流强度100-350A，磁场形式为行波磁场或旋转磁场或二者组成的复合磁场，保温时间为10-15分钟。
作为本方案的优选：步骤c 中保温结束后，待金属液温度降至1.02T熔～1.05T熔时操作打杯装置打碎浇杯开始浇铸。
本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中设置挡杯浇盘，用于阻挡浇杯并使金属液顺利流下，增加连接环用于调节装炉高度和提供充型压力，使用筛盘过滤浮渣并使金属液小股均匀流下，并适当增加筛盘与模具的距离，提升充型效果，该方案可有效避免金属液充型不均匀及脱模困难等问题。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本发明浇铸装置的结构示意图。
图2为挡杯浇盘和连接环的结构示意图。
图中，1为坩埚，2为金属液，3为浇杯，4为打杯装置，5为中心浇孔，6为挡杯浇盘，7为边缘浇孔，8为连接环，9为筛盘，10为模具。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
通过附图能够看出，本方案包括有一种均匀浇铸装置，包括有坩埚、浇杯、挡杯浇盘、连接环和筛盘；挡杯浇盘中空且底部的中央设置有凸处的中心浇孔；挡杯浇盘的底部靠近边缘处设置有边缘浇孔；坩埚架设在挡杯浇盘的顶部；坩埚的底部中央设置有向下延伸的浇杯；浇杯的位置对应在中心浇孔的上方；挡杯浇盘的侧壁上设置有用于击碎浇杯的打杯装置；挡杯浇盘的底部固定设置连接环；连接环内固定有筛盘；连接环的底端与模具连接。
本方案中优选的实施例：
在上述实施例的基础上，优选挡杯浇盘的侧壁高度为中心浇孔内深的2-2.5倍；中心浇孔内径为浇杯外径的1.1-1.5倍，且中心浇孔与浇杯的中心线重合，在浇铸开始时能够便于金属液大部分都从中心浇孔中流下；中心浇孔上沿与浇杯下沿距离为8-15mm；中心浇孔外缘与水平方向的夹角为100°-110°。
优选设置边缘浇孔内径为中心浇孔内径的0.1-0.3倍，且以中心浇孔为中心360°等径均匀分布，边缘浇孔的外边缘处于连接环内径以内，能够避免碎裂的浇杯流入下方模具中。
优选设置筛盘上均匀分布筛孔，筛孔内径为5-10mm，筛孔相邻边缘之间的间距为筛孔内径的1-1.5倍，能够起到减缓阻挡金属液流速的作用，使流入的金属液平摊在筛网上缓慢流均匀地流入模具中。
优选设置连接环与模具采用螺纹连接；筛盘位于连接环与模具之间；连接环的高度能够调节，能够更具不同金属液的物理特征性，调整适合的低落高度，使金属液能够均匀平摊在筛网之上，避免流速过快导致模具浇铸的质量出现缺陷。
采用上述装置的浇铸方法，包括有以下步骤：
a、将浇铸装置和模具安装完成后将金属置入坩埚中进行预热除气；
b、待金属完全融化后持续保温；
c、保温结束后使用打杯装置打碎浇杯，使金属液进入挡杯浇盘；
d、金属液通过中心浇孔和边缘浇孔流入到连接环内的筛网上，再由筛网均匀流入模具中完成浇铸工序。
步骤a中，在预热除气时从室温～(0.55-0.75)T熔前不断提高加热功率，当温度达到(0.55-0.75)T熔后保持4min-8min，预热结束后升高功率使温度上升至T熔后保持加热功率不变，待金属完全熔化后控制温度在1.05T熔～1.15T熔之间，其中T熔为金属的熔点温度。
步骤b中，保温时加入电磁场，磁场频率5-45Hz，电流强度100-350A，磁场形式为行波磁场或旋转磁场或二者组成的复合磁场，保温时间为10-15分钟。
步骤c 中保温结束后，待金属液温度降至1.02T熔～1.05T熔时操作打杯装置打碎浇杯开始浇铸。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (9)
1.一种均匀浇铸装置，其特征是：包括有坩埚、浇杯、挡杯浇盘、连接环和筛盘；所述挡杯浇盘中空且底部的中央设置有凸出的中心浇孔；所述挡杯浇盘的底部靠近边缘处设置有边缘浇孔；所述坩埚架设在挡杯浇盘的顶部；所述坩埚的底部中央设置有向下延伸的浇杯；所述浇杯的位置对应在中心浇孔的上方；所述挡杯浇盘的侧壁上设置有用于击碎浇杯的打杯装置；所述挡杯浇盘的底部固定设置连接环；所述连接环内固定有筛盘；所述连接环的底端与模具连接。
2.根据权利要求1所述的一种均匀浇铸装置，其特征是：所述挡杯浇盘的侧壁高度为中心浇孔内深的2-2.5倍；所述中心浇孔内径为浇杯外径的1.1-1.5倍，且中心浇孔与浇杯的中心线重合；所述中心浇孔上沿与浇杯下沿距离为8-15mm；所述中心浇孔的侧壁外缘与水平方向的夹角为100°-110°。
3.根据权利要求1所述的一种均匀浇铸装置，其特征是：所述边缘浇孔内径为中心浇孔内径的0.1-0.3倍，且以中心浇孔为中心360°等径均匀分布，所述边缘浇孔的外边缘处于连接环内径以内。
4.根据权利要求1所述的一种均匀浇铸装置，其特征是：所述筛盘上均匀分布筛孔，筛孔内径为5-10mm，筛孔相邻边缘之间的间距为筛孔内径的1-1.5倍。
5.根据权利要求1所述的一种均匀浇铸装置，其特征是：所述连接环与模具采用螺纹连接；所述筛盘位于连接环与模具之间；所述连接环的高度能够调节。
6.根据权利要求1-5任意一所述的一种均匀浇铸装置的浇铸方法，其特征是：包括有以下步骤：
a、将浇铸装置和模具安装完成后将金属置入坩埚中进行预热除气；
b、待金属完全融化后持续保温；
c、保温结束后使用打杯装置打碎浇杯，使金属液进入挡杯浇盘；
d、金属液通过中心浇孔和边缘浇孔流入到连接环内的筛网上，再由筛网均匀流入模具中完成浇铸工序。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征是：所述步骤a中，在预热除气时从室温～(0.55-0.75)T熔前不断提高加热功率，当温度达到(0.55-0.75)T熔后保持4min-8min，预热结束后升高功率使温度上升至T熔后保持加热功率不变，待金属完全熔化后控制温度在1.05T熔～1.15T熔之间，其中T熔为金属的熔点温度。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征是：所述步骤b中，保温时加入电磁场，磁场频率5-45Hz，电流强度100-350A，磁场形式为行波磁场或旋转磁场或二者组成的复合磁场，保温时间为10-15分钟。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征是：所述步骤c中保温结束后，待金属液温度降至1.02T熔～1.05T熔时操作打杯装置打碎浇杯开始浇铸。
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