CN110756787A - 一种铸造设备及其浇铸方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铸造生产技术领域，提供一种铸造设备。该铸造设备包括坩锅熔池、铸箱、炉盖升降机构以及模具移动机构；坩锅熔池设置于铸箱中，坩锅熔池包括浇铸液进口和浇铸液出口，浇铸液进口和浇铸液出口均伸出于铸箱，炉盖升降机构与模具移动机构均安装于铸箱的上端，炉盖升降机构设置于浇铸液进口的上方，炉盖升降机构上连接有气体控制装置，模具移动机构可移动地设置于浇铸液出口的上端，模具移动机构上连接有抽真空装置。本发明通过气压通入浇铸液进口，将坩锅熔池内的金属液从浇铸液出口压出至模具移动机构内进行铸造，取消传统的低压铸造升液管，其具有生成效率高、生成成本低以及生产铸件质量高的优点。
Description
技术领域
本发明属于铸造生产技术领域，尤其涉及一种铸造设备及其浇铸方法。
背景技术
低压铸造是铝合金制造行业内主要成型工艺方法，传统的低压铸造工艺是在保温炉内加压干燥气体，通过一根连接模具和炉内铝液的升液管，在气体压力下液体通过升液管进入模具型腔，以获得铸件。然而，在黑色金属领域，浇铸温度高，升液管材料耗损大，更换时密封问题难处理，导致生产效率低，成本高无法大规模生产应用；并且在浇铸结束后，停止对保温炉膛加压与释放压力后，模具型腔内未凝固的金属液会从升液管回流，升液管内的液面与保温炉膛一致，此时回流的金属液存在杂质、氧化物等，影响下一模的铸件质量。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种铸造设备及其浇铸方法，旨在解决现有技术中的低压铸造设备存在生产效率低、生产成本高以及铸造铸件质量不高的问题。
本发明实施例是这样实现的，提供一种铸造设备，其包括坩锅熔池、铸箱、炉盖升降机构以及用于将金属液铸造成铸件的模具移动机构；所述坩锅熔池设置于所述铸箱中，所述坩锅熔池包括浇铸液进口和浇铸液出口，所述浇铸液进口和浇铸液出口均伸出于所述铸箱，所述坩锅熔池通过加热线圈加热；
所述炉盖升降机构与模具移动机构均安装于所述铸箱的上端，所述炉盖升降机构设置于所述浇铸液进口的上方，并能对接打开与关闭所述浇铸液进口，所述炉盖升降机构上连接有用于对所述浇铸液进口供气与排气的气体控制装置，所述模具移动机构可移动地设置于所述浇铸液出口的上端，并能对接打开与关闭所述浇铸液出口，所述模具移动机构上连接有用于对所述浇铸液出口抽气的抽真空装置。
进一步地，所述炉盖升降机构包括炉盖架、炉盖以及炉盖提升油缸；所述炉盖架安装在所述铸箱上，所述炉盖提升油缸安装在所述炉盖架上，所述炉盖安装在所述炉盖提升油缸的输出端上，所述炉盖提升油缸带动所述炉盖沿所述浇铸液进口的轴线方向移动盖住所述浇铸液进口或打开所述浇铸液进口，所述气体控制装置连接于所述炉盖上。
进一步地，所述炉盖架包括两个炉盖支撑柱、炉盖升降支撑梁以及旋转件，所述旋转件可水平旋转地安装在其中一个所述炉盖支撑柱上，所述炉盖升降支撑梁的一端固定安装在所述旋转件上，所述炉盖升降支撑梁的另一端可拆卸地安装在另一个所述炉盖支撑柱上，所述炉盖提升油缸安装在所述炉盖升降支撑梁上。
进一步地，所述坩锅熔池呈U型，并且坩锅熔池由耐火材料制成。
进一步地，所述气体控制装置包括气泵、进气管、进气阀、压力传感器、排气管以及排气阀；所述气泵连接所述进气管的一端，所述进气管的另一端穿过所述炉盖置于所述浇铸液进口处，所述进气阀和压力传感器安装于所述进气管上，所述排气管的一端穿过所述炉盖置于所述浇铸液进口处，所述排气管的另一端置于所述炉盖外，并安装所述排气阀。
进一步地，所述模具移动机构包括模具、模具升降油缸、模具开合油缸以及模具支撑架，所述模具包括上膜具和下模具，所述模具支撑架安装在所述铸箱上，所述模具升降油缸和模具开合油缸均安装在所述模具支撑架上，所述模具升降油缸和模具开合油缸带动所述模具沿所述浇铸液出口的轴线方向移动盖住所述浇铸液出口或打开所述浇铸液出口，所述抽真空装置连接于所述模具上，所述模具升降油缸的输出端连接所述下模具，所述模具开合油缸的输出端连接所述上模具。
进一步地，所述抽真空装置包括抽气管、真空阀以及真空泵；所述抽气管的一端连通所述上模具和下模具，所述抽气管的另一端连接所述真空阀和真空泵。
进一步地，所述模具支撑架的下端连接有用于驱动所述模具支撑架水平移动的导轮轨道。
本发明实施例还提供一种上述的铸造设备的浇铸方法，该浇铸方法包括如下步骤：
S1、把造型组芯好的覆膜砂壳放入所述模具移动机构中，然后将模具移动机构移动到与所述坩锅熔池的浇铸液出口对接；
S2、打开所述抽真空装置对所述模具移动机构进行抽真空；
S3、利用所述气体控制装置向所述坩锅熔池的浇铸液进口加入保护性气体，在保护性气体压力下，将所述坩锅熔池内的高温熔融金属液通过坩埚熔池底部通道从坩锅熔池的浇铸液出口压入所述模具移动机构内；
S4、在压力作用下，所述模具移动机构将铸件凝固后，利用所述气体控制装置对所述坩锅熔池的浇铸液出口排气；
S5、打开所述模具移动机构，取出铸件。
本发明实施例与现有技术相比，有益效果在于：本发明通过炉盖升降机构将坩锅熔池的浇铸液进口盖合，并利用气体控制装置向所述坩锅熔池的浇铸液进口加入保护性气体，在保护性气体压力下，将坩锅熔池内的高温熔融金属液通过坩埚熔池底部通道从坩锅熔池的浇铸液出口压入模具移动机构内，利用抽真空装置对模具移动机构进行抽真空，在真空下可以自动化实现高强度灰铁、耐热铸铁、不锈钢、耐热钢与高温合金钢等金属液在压力下充型与凝固铸造成铸件，解决传统低压铸造设备中存在的铸件缩松、气孔等缺陷，取消了传统利用低压铸造升液管进行浇铸成型，其具有生产效率高、生产成本低以及铸造铸件质量高的优点。
附图说明
图1是本发明实施例提供的铸造设备结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明实施例提供的一种铸造设备。该一种铸造设备包括坩锅熔池1、铸箱2、炉盖升降机构3以及用于将金属液A铸造成铸件的模具移动机构4；坩锅熔池1设置于铸箱2中，铸箱2对坩锅熔池1起到保温作用。坩锅熔池1包括浇铸液进口11和浇铸液出口12，浇铸液进口11和浇铸液出口12均伸出于铸箱2，坩锅熔池1通过加热线圈5加热，以对坩锅熔池1进行升温和保温。
炉盖升降机构3与模具移动机构4均安装于铸箱2的上端，炉盖升降机构3设置于浇铸液进口11的上方，并能对接打开与关闭浇铸液进口11，炉盖升降机构3上连接有用于对浇铸液进口供气与排气的气体控制装置，模具移动机构3可移动地设置于浇铸液出口12的上端，并能对接打开与关闭浇铸液出口12，模具移动机构4上连接有用于对浇铸液出口12抽气的抽真空装置，利用气体控制装置对浇铸液进口11供气，可将坩锅熔池1内的金属液A从浇铸液出口12压出至模具移动机构4内进行铸造。
上述实施例中，炉盖升降机构3包括炉盖架31、炉盖32以及炉盖提升油缸33；炉盖架31安装在铸箱2上，炉盖提升油缸33安装在炉盖架31上，炉盖32安装在炉盖提升油缸33的输出端上，炉盖提升油缸33带动炉盖32沿浇铸液进口11的轴线方向移动盖住浇铸液进口11或打开浇铸液进口11，气体控制装置连接于炉盖32上。具体地，炉盖架31包括两个炉盖支撑柱311、炉盖升降支撑梁312以及旋转件313，旋转件313可水平旋转地安装在其中一个炉盖支撑柱312上，该旋转件313为轴承等在炉盖支撑柱311上转动的部件313。炉盖升降支撑梁312的一端固定安装在旋转件313上，炉盖升降支撑梁312的另一端可拆卸地安装在另一个炉盖支撑柱311上，炉盖提升油缸33安装在炉盖升降支撑梁312上，从而能够将炉盖32进行水平移动。坩锅熔池1呈U型，并且坩锅熔池1由耐火材料制成。坩锅熔池1的浇铸液进口11上安装有炉盖密封环110，保证炉盖32与浇铸液进口11对接的密封性。
上述实施例中，气体控制装置包括气泵（图中未示出）、进气管6、进气阀7、压力传感器8、排气管9以及排气阀10；气泵连接进气管6的一端，进气管6的另一端穿过炉盖32置于浇铸液进口11处，进气阀7和压力传感器8安装于进气管6上，利用气泵对坩锅熔池1内进行增压，利用进气阀7对进气管6进行打开与关闭，利用压力传感器8对坩锅熔池1内的气体压力进行检测。排气管9的一端穿过炉盖32置于浇铸液进口11处，排气管9的另一端置于炉盖32外，并安装排气阀10，利用排气阀10对排气管9进行打开与关闭。
上述实施例中，模具移动机构4包括模具41、模具升降油缸42、模具开合油缸43以及模具支撑架44，模具41包括上膜具411和下模具412，模具支撑架44安装在铸箱2上，模具升降油缸42和模具开合油缸43均安装在模具支撑架44上，模具升降油缸42和模具开合油缸43带动模具41沿浇铸液出口12的轴线方向移动盖住浇铸液出口12或打开浇铸液出口12，抽真空装置连接于上模具411上，模具升降油缸42的输出端连接下模具412，以驱动下模具412与浇铸液出口12对接，模具开合油缸43的输出端连接上模具411，以驱动上模具411与下模具412闭合或打开。在浇铸液出口12处安装有模具密封环120，保证下模具412与浇铸液出口12对接的密封性。
抽真空装置包括抽气管13、真空阀14以及真空泵（图中未示出）；抽气管13的一端连通上模具411和下模具412，抽气管13的另一端连接真空阀14和真空泵，从而能够利用真空泵在金属液A从坩锅熔池1的浇铸液出口11进入模具41型腔之前对模具41进行抽真空。在模具支撑架44的下端连接有用于驱动模具支撑架44水平移动的导轮轨道45，以便将模具41移动至与浇铸液出口12对接以及在浇铸完成后将模具41从浇铸液出口12处移开，取出铸件。
本发明实施例还提供一种上述的铸造设备的浇铸方法，该铸造设备的浇铸方法包括如下步骤：
S1、把造型组芯好的覆膜砂壳放入模具移动机构4中，然后将模具移动机构4移动到与坩锅熔池1的浇铸液出口12对接。具体地，将造型组芯好的覆膜砂壳放入模具41内，然后通过导轮轨道45将模具支撑架44移动，并利用模具升降油缸42和模具开合油缸43驱动模具41向下移动，使模具41的下模具412与坩锅熔池1的浇铸液出口12对接。
S2、打开抽真空装置对模具移动机构4进行抽真空。具体地，在模具41的下模具412与坩锅熔池1的浇铸液出口12对接后，打开真空阀14，利用真空泵对模具41的型腔进行抽真空，以将模具41内的空气排出。
S3、利用气体控制装置向坩锅熔池1的浇铸液进口11加入保护性气体，在保护性气体压力下，将坩锅熔池1内的高温熔融金属液A通过坩埚熔池1底部通道从坩锅熔池1的浇铸液出口12压入模具移动机构4内。具体地，打开进气阀7，利用气泵通过进气管6往浇铸液进口11充入保护性气体，在保护性气体压力作用下，将高温熔融金属液A通过坩埚熔池1底部通道压入模具41的覆膜砂型腔内。
S4、在气体压力作用下，模具移动机构4将铸件凝固后，利用气体控制装置对坩锅熔池1的浇铸液出口12排气。具体地，在模具41将铸件制成后，关闭气体控制装置的进气阀6，打开排气阀10，以对坩锅熔池1内进行泄压。
S5、打开模具移动机构4，取出铸件。具体地，利用模具升降油缸42和模具开合油缸43驱动模具41向上移动后，通过导轮轨道45将模具41移出，并利用模具开合油缸43驱动上模具411从下模具412上打开，然后取出铸件。
综上所述，本发明通过炉盖升降机构3驱动炉盖32对坩锅熔池1的浇铸液进口11进行盖合，并利用气体控制装置的气泵向坩锅熔池1的浇铸液进口11加入保护性气体，在保护性气体压力下，将坩锅熔池1内的高温熔融金属液A通过坩埚熔池1底部通道从坩锅熔池1的浇铸液出口压入模具移动机构4的模具41内，利用抽真空装置对模具41进行抽真空，在真空下可以自动化实现高强度灰铁、耐热铸铁、不锈钢、耐热钢与高温合金钢等金属液A在压力下充型与凝固铸造成铸件，解决传统低压铸造设备中存在的铸件缩松、气孔等缺陷，取消了传统利用低压铸造升液管进行浇铸成型，降低金属液A的污染，其具有生产效率高、生产成本低以及铸造铸件质量高的优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种铸造设备，其特征在于，包括坩锅熔池、铸箱、炉盖升降机构以及用于将金属液铸造成铸件的模具移动机构；所述坩锅熔池设置于所述铸箱中，所述坩锅熔池包括浇铸液进口和浇铸液出口，所述浇铸液进口和浇铸液出口均伸出于所述铸箱，所述坩锅熔池通过加热线圈加热；
所述炉盖升降机构与模具移动机构均安装于所述铸箱的上端，所述炉盖升降机构设置于所述浇铸液进口的上方，并能对接打开与关闭所述浇铸液进口，所述炉盖升降机构上连接有用于对所述浇铸液进口供气与排气的气体控制装置，所述模具移动机构可移动地设置于所述浇铸液出口的上端，并能对接打开与关闭所述浇铸液出口，所述模具移动机构上连接有用于对所述浇铸液出口抽气的抽真空装置。
2.如权利要求1所述的铸造设备，其特征在于，所述炉盖升降机构包括炉盖架、炉盖以及炉盖提升油缸；所述炉盖架安装在所述铸箱上，所述炉盖提升油缸安装在所述炉盖架上，所述炉盖安装在所述炉盖提升油缸的输出端上，所述炉盖提升油缸带动所述炉盖沿所述浇铸液进口的轴线方向移动盖住所述浇铸液进口或打开所述浇铸液进口，所述气体控制装置连接于所述炉盖上。
3.如权利要求2所述的铸造设备，其特征在于，所述炉盖架包括两个炉盖支撑柱、炉盖升降支撑梁以及旋转件，所述旋转件可水平旋转地安装在其中一个所述炉盖支撑柱上，所述炉盖升降支撑梁的一端固定安装在所述旋转件上，所述炉盖升降支撑梁的另一端可拆卸地安装在另一个所述炉盖支撑柱上，所述炉盖提升油缸安装在所述炉盖升降支撑梁上。
4.如权利要求2所述的铸造设备，其特征在于，所述坩锅熔池呈U型，并且坩锅熔池由耐火材料制成。
5.如权利要求2所述的铸造设备，其特征在于，所述气体控制装置包括气泵、进气管、进气阀、压力传感器、排气管以及排气阀；所述气泵连接所述进气管的一端，所述进气管的另一端穿过所述炉盖置于所述浇铸液进口处，所述进气阀和压力传感器安装于所述进气管上，所述排气管的一端穿过所述炉盖置于所述浇铸液进口处，所述排气管的另一端置于所述炉盖外，并安装所述排气阀。
6.如权利要求1所述的铸造设备，其特征在于，所述模具移动机构包括模具、模具升降油缸、模具开合油缸以及模具支撑架，所述模具包括上膜具和下模具，所述模具支撑架安装在所述铸箱上，所述模具升降油缸和模具开合油缸均安装在所述模具支撑架上，所述模具升降油缸和模具开合油缸带动所述模具沿所述浇铸液出口的轴线方向移动盖住所述浇铸液出口或打开所述浇铸液出口，所述抽真空装置连接于所述模具上，所述模具升降油缸的输出端连接所述下模具，所述模具开合油缸的输出端连接所述上模具。
7.如权利要求6所述的铸造设备，其特征在于，所述抽真空装置包括抽气管、真空阀以及真空泵；所述抽气管的一端连通所述上模具和下模具，所述抽气管的另一端连接所述真空阀和真空泵。
8.如权利要求6所述的铸造设备，其特征在于，所述模具支撑架的下端连接有用于驱动所述模具支撑架水平移动的导轮轨道。
9.一种如权利要求1至8中任意一项所述的铸造设备的浇铸方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、把造型组芯好的覆膜砂壳放入所述模具移动机构中，然后将模具移动机构移动到与所述坩锅熔池的浇铸液出口对接；
S2、打开所述抽真空装置对所述模具移动机构进行抽真空；
S3、利用所述气体控制装置向所述坩锅熔池的浇铸液进口加入保护性气体，在保护性气体压力下，将所述坩锅熔池内的高温熔融金属液通过坩埚熔池底部通道从坩锅熔池的浇铸液出口压入所述模具移动机构内；
S4、在压力作用下，所述模具移动机构将铸件凝固后，利用所述气体控制装置对所述坩锅熔池的浇铸液出口排气；
S5、打开所述模具移动机构，取出铸件。
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