CN109604553B - 一种利用超声处理消除压铸机压室中冷凝层的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用超声处理消除压铸机压室中冷凝层的装置，包括压室和设置在压室内部的液态金属和压射冲头，所述压室与外部储油腔壳体组成储油空腔，储油腔内设有高温导热油，储油腔外壳上开设有进油孔和出油孔，进油孔和出油孔通过油路与导热油泵连通，储油腔外部壳体上开孔供超声辐射杆和温度传感器穿过，超声辐射杆一端接触储油腔内高温导热油，另一端与超声波发生系统连接，温度传感器一端接触储油腔内高温导热油，另一端与导热油泵控制系统连接，导热油泵与导热油泵控制系统连接。超声波发生系统的超声能量通过高温导热油间接作用于压室内的金属熔体，可以从源头上消除冷凝层，从而保证成型铸件的质量。

Description

一种利用超声处理消除压铸机压室中冷凝层的装置
技术领域
本发明属于卧式压铸机技术领域，具体涉及一种利用超声处理消除压铸机压室中冷凝层的装置。
背景技术
超声波作为一种高频率的声波，在液体介质中会产生空化、声流以及热效应等。这些效应对金属熔体的温度场、流场和压力场均会产生一定的影响。超声波在金属熔体传播时会产生正负压强的交变周期，使熔体产生周期性振动。当超声空化效应发生时，熔体内部会瞬间产生高温、高压现象。同时，超声波在金属熔体中传播时，金属熔体会产生弹性振动和传递机械能，且部分机械能会转化为热能。在超声波的机械效应和空化效应的共同作用下，超声波会对金属熔体起到加热作用。
超声处理能够显著改善合金第二相形貌、细化合金晶粒组织以及除渣除气等。压铸过程中，金属熔体浇入压室后，部分金属熔体在压室内壁激冷作用下将发生凝固，形成冷凝层。另外，在压射过程中，压室中的金属熔体容易卷入空气和表层氧化膜。压室中的冷凝层进入型腔后容易偏聚在铸件内部，导致铸件组织不均匀，严重影响压铸件的力学性能和焊接性能。
目前，仅有专利对浇铸前的金属溶体进行超声处理，除气和细化晶粒，但还未有对压室中金属熔体所形成的冷凝层进行超声处理的专利。
发明内容
对于现有卧式压铸生产过程中压铸机压室中形成冷凝层的问题，本发明提供了一种利用超声处理消除压铸机压室中冷凝层的装置。通过超声场的作用抑制压室内壁表面冷凝层晶体长大并在一定程度上破碎枝晶结构，并使枝晶重新熔入液相，从而减少或消除冷凝层的形成。
本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：
一种利用超声处理消除压铸机压室中冷凝层的装置，包括压室和设置在压室内部的液态金属和压射冲头，其特征在于：所述压室与外部储油腔壳体组成储油空腔，储油腔内设有高温导热油，储油腔外壳上开设有进油孔和出油孔，进油孔和出油孔通过油路与导热油泵连通，储油腔外部壳体上开孔供超声辐射杆和温度传感器穿过，超声辐射杆一端接触储油腔内高温导热油，另一端与超声波发生系统连接，超声波发生系统通过超声辐射杆将超声振动传递给高温导热油，进而传递给压室内液态金属，温度传感器一端接触储油腔内高温导热油，另一端与导热油泵控制系统连接，导热油泵与导热油泵控制系统连接，通过导热油泵控制系统控制导热油泵的运行速率。
所述超声辐射杆设置有两组，分别通过线路与超声波发生系统连接，超声波发生系统可产生一定频率的超声振动，超声辐射杆通过高温导热油将超声振动能量传递到压室内液态金属上，在超声场作用下消除压铸机压室中冷凝层。
所述压室剖面呈工字型结构，通过焊接的方式与圆筒状的储油腔外壳连接。
所述进油孔和出油孔分别开设在储油腔外壳上方和下方，促进储油腔内高温导热油的循环流动。
所述超声辐射杆和温度传感器均通过开设在储油腔外壁下方的螺纹孔与储油腔连接固定，超声辐射杆与温度传感器与储油腔外壁之间通过金属橡胶密封圈进行密封处理。
所述高温导热油分布在储油腔与压室之间形成的空腔内，超声辐射杆和温度传感器一端均浸没在高温导热油中，所述高温导热油油温保持在150-350℃之间，保持液态。
所述导热油控制系统用于对高温导热油的循环速率进行控制，通过对温度传感器监测到的高温导热油温度进行判断，若导热油温度过高，则加快导热油循环速度；若导热油温度较低，则减缓导热油循环速度。
本发明具有如下优点：
1.超声辐射杆及温度传感器安装于储油腔中，并采用金属橡胶密封圈密封，能有效保证其密封性；
2.存储在储油腔和压室间的高温导热油，通过储油腔上下开设的进油孔和出油孔，可以实现高温导热油的循环使用；
3.导热油泵控制系统，可以用来控制导热油循环速率；
4.温度传感器能实时检测到高温导热油的温度，油温过高时，导热油泵控制系统会控制导热油泵，加快高温导热油的循环速度，反之，油温过低时，则减慢高温导热油的循环速度；
5.超声能量通过高温导热油间接作用于压室内的金属熔体，可以从源头上消除冷凝层，从而保证成型铸件的质量。
附图说明
图1为利用超声处理消除压铸机压室中冷凝层的装置剖面图；
其中：1-储油腔；2-进油孔；3-压室；4-压射冲头；5-液态金属；6-高温导热油；7-超声辐射杆；8-温度传感器；9-金属橡胶密封圈；10-出油孔；11-超声波发生系统；12-导热油泵控制系统；13-导热油泵。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，如图1所示，一种利用超声处理消除压铸机压室中冷凝层的装置，超声辐射杆7产生的超声振动通过高温导热油6间接传递到压室中的金属熔体5，对金属熔体中存在的冷凝层进行超声处理。在超声场作用下，金属熔体中将产生足够的机械力能效应，改变初生枝晶之间的搭桥，使枝晶重新熔入液相，加速枝晶臂的脱落，减少或消除压室内壁冷凝层的形成，从而保证了成型铸件的质量。
温度传感器8安装于储油腔1外壁，用于实时监测高温导热油6温度。若油温过高，可通过导热油泵控制系统12控制导热油泵13，加快高温导热油6循环速度，以降低油温。高温导热油6的初始工作油温可由外部的加热装置提供。
储油腔1中充满循环的高温导热油，储油腔外开设进油孔2和出油孔10，分别位于储油腔上侧和下侧，并开设供安装超声辐射杆7及温度传感器8的螺纹孔。
导热油泵13对高温导热油6起到循环及冷却作用。
压室3固定在储油腔1中，且通过焊接方式与储油腔1配合。压室3与储油腔1均采用热作模具钢制造，如3Cr2W8V，可满足导热性与结构稳定性要求。
超声波发生系统11可产生一定频率超声振动，作用于超声辐射杆7，通过高温导热油将超声振动能量传递到压室金属熔体上。
导热油泵控制系统12依据温度传感器8所检测的油温，通过导热油泵13对导热油的循环速率进行控制。
本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (4)

1.一种利用超声处理消除压铸机压室中冷凝层的装置，包括压室和设置在压室内部的液态金属和压射冲头，其特征在于：所述压室与外部储油腔壳体组成储油腔，储油腔内设有高温导热油，外部储油腔壳体上开设有进油孔和出油孔，进油孔和出油孔通过油路与导热油泵连通，外部储油腔壳体上开孔供超声辐射杆和温度传感器穿过，超声辐射杆一端接触储油腔内高温导热油，另一端与超声波发生系统连接，超声波发生系统通过超声辐射杆将超声振动传递给高温导热油，进而传递给压室内液态金属，温度传感器一端接触储油腔内高温导热油，另一端与导热油泵控制系统连接，导热油泵与导热油泵控制系统连接，通过导热油泵控制系统控制导热油泵的运行速率；
所述超声辐射杆设置有两组，分别通过线路与超声波发生系统连接，超声波发生系统可产生一定频率的超声振动，超声辐射杆通过高温导热油将超声振动能量传递到压室内液态金属上，在超声场作用下消除压铸机压室中冷凝层；
所述导热油泵控制系统用于对高温导热油的循环速率进行控制，通过对温度传感器监测到的高温导热油温度进行判断，若导热油温度过高，则加快导热油循环速率；若导热油温度较低，则减缓导热油循环速率；
所述利用超声处理消除压铸机压室中冷凝层的装置用于液态金属受压室内壁激冷作用形成的冷凝层的消除；
所述高温导热油的油温保持在150-350℃之间，保持液态。
2.如权利要求1所述的一种利用超声处理消除压铸机压室中冷凝层的装置，其特征在于：所述压室的剖面呈工字型结构，通过焊接的方式与圆筒状的外部储油腔壳体连接。
3.如权利要求1所述的一种利用超声处理消除压铸机压室中冷凝层的装置，其特征在于：所述进油孔和出油孔分别开设在外部储油腔壳体上方和下方，促进储油腔内高温导热油的循环流动。
4.如权利要求1所述的一种利用超声处理消除压铸机压室中冷凝层的装置，其特征在于：所述超声辐射杆和温度传感器均通过开设在储油腔外壁下方的螺纹孔与储油腔连接固定，超声辐射杆与温度传感器与储油腔外壁之间通过金属橡胶密封圈进行密封处理。
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