CN112176210A - 铝合金铸件制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝合金铸件制备技术领域，具体涉及铝合金铸件制备装置，包括铸件模具，铸件模具上侧对应固定设置铝合金熔炼炉，铝合金熔炼炉开口内设有高温加热炉，高温加热炉通过周围若干均匀设置的固定杆与铝合金熔炼炉内壁固定连接，转杆上端与驱动电机输出端同轴固定连接，高温加热炉内竖直设有内筒体，内筒体套设在转杆上，内筒体上端贯穿高温加热炉延伸至外部，内筒体内设有挤出组件，高温加热炉外套设有环形壳体，环形壳体上侧环绕设有若干连通管，环形壳体内设有粉碎挤出组件。本发明不需要高温预热，增加细化剂的加热行程，然后进行挤出、切割以及研磨动作，保证细化剂的颗粒充分变小，挤出至铝合金熔液内配合搅拌增加作用效果。

Description

铝合金铸件制备装置

技术领域

本发明涉及铝合金铸件制备技术领域，具体涉及铝合金铸件制备装置。

背景技术

铝合金广泛应用于航空、航天、汽车、船舶制造等工业领域，目前的铝合金往往通过铸造进行生产，在进行铸造时，通过细化剂来控制铸造合金的细化组织并影响锻坯组织。铝钛硼中间合金是细化铝合金组织的最重要的细化剂之一，铝钛硼细化剂主要为TiAl3及TiB2颗粒起到细化作用，目前其作用机理尚不十分明确，主要是其形貌，尺寸及含量影响细化效果，国际标准中对铝钛硼细化剂中的TiAl3及TiB2颗粒的尺寸有明确的限制，颗粒越小，细化效果越明显，铝合金的力学性能越优越，通常制备铝钛硼中间合金主要通过氟盐法来制备，采用的KBF4和K2TiF6与Al高温加热获得。但是现有的工艺较为复杂，不够方便。

我国专利申请号：CN201910216660.6；公开了铝合金铸件制备装置，所述装置在使用的过程中首先将纯铝粉末、纯钛粉末及硼氢化钛粉末混合均匀作为细化剂，细化剂混合粉末通过高温预热使得硼氢化钛分解，且经过高温使得细化剂混合粉末中的自蔓延反应形成细小的TiAl3及TiB2颗粒，再经过高温挤压成含有氢气孔的丝状细化剂，然后将丝状细化剂切割为细小块状细化剂，最后通过高压喷射方法将细小块状细化剂喷射进入铝合金熔体中，在熔体凝固后起到细化作用，铝合金熔体中的残余氢元素通过抽真空去除。

该方案具有以下缺点：

需要进行高温预热，然后通过高温反应进行挤压后形成丝状细化剂，最后通过切割以及高压喷射方法将细化剂导入铝合金溶体中，效率较低，且细化剂的大小仍然较大。

发明内容

本发明的目的在于提供铝合金铸件制备装置。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供铝合金铸件制备装置，包括铸件模具，所述铸件模具上侧对应固定设置铝合金熔炼炉，所述铝合金熔炼炉开口内设有高温加热炉，所述高温加热炉通过周围若干均匀设置的固定杆与铝合金熔炼炉内壁固定连接，所述铝合金熔炼炉上侧固定安装有驱动电机，所述铝合金熔炼炉内竖直设有转杆，所述转杆贯穿高温加热炉设置，所述转杆上端与驱动电机输出端同轴固定连接，所述高温加热炉内竖直设有内筒体，所述内筒体套设在转杆上，所述内筒体上端贯穿高温加热炉延伸至外部，所述内筒体内设有挤出组件，所述高温加热炉外套设有环形壳体，所述环形壳体上侧环绕设有若干连通管，所述连通管一端与高温加热炉固定连接并连通，所述连通管另一端与环形壳体固定连接并连通，所述环形壳体内设有粉碎挤出组件。

进一步的，所述转杆周围环绕设有若干搅拌杆，若干所述搅拌杆均与转杆固定连接，若干所述搅拌杆均设置在铝合金熔炼炉内。

进一步的，所述挤出组件包括竖直设置在内筒体中的螺旋叶片，所述螺旋叶片与内筒体滑动密封接触，所述螺旋叶片固定套设在转杆上。

进一步的，所述粉碎挤出组件包括设置在环形壳体外侧壁上的环形开口，所述环形壳体外套设有环形转块，所述环形转块与环形开口相匹配，所述环形转块上下两端均与环形壳体密封转动连接，所述环形转块内壁上固定设有第一环形研磨块，所述环形壳体内设有与第一环形研磨块位置对应的第二环形研磨块，所述第二环形研磨块固定套设在高温加热炉上，所述环形壳体内环绕均布有若干与连通管位置对应的切割刀片，若干所述切割刀片均与环形转块内壁固定连接。

进一步的，所述环形转块周围环绕均布有若干传动杆，若干所述传动杆均呈向上折弯状，若干所述传动杆一端与环形转块固定连接，且若干传动杆另一端与转杆固定连接。

进一步的，所述环形壳体下端面均匀环绕设有若干导出开口，若干所述导出开口分别与第一环形研磨块以及第二环形研磨块位置应，若干所述导出开口内均固定设有单向出料组件。

进一步的，所述单向出料组件包括固定设置在导出开口内的导出筒，所述导出筒中间段为粗段，所述导出筒中间位置设有密封块，所述导出筒上端开口内固定设有T型块，所述T型块下端设有圆形凹槽，所述圆形凹槽内匹配设有限位杆，所述限位杆通过限位弹簧与圆形凹槽底壁固定连接，所述限位杆延伸至圆形凹槽外并与密封块固定连接。

进一步的，所述铸件模具包括凸模具和凹模具，所述凹模具侧壁上均匀设有若干连通内部的开槽，所述开槽内滑动匹配设有移动块，若干所述移动块均与外部驱动组件固定连接，若干所述移动块内壁上均设有铸型槽。

进一步的，所述铝合金熔炼炉炉壁以及高温加热炉炉壁上均固定安装有热电偶温度检测器。

进一步的，所述铝合金铸件制备装置的工作步骤具体为：

A）铝合金熔炼炉对铝合金进行熔炼，同步对高温加热炉进行加热，根据需求向内筒体内添加纯铝粉末、纯钛粉末及硼氢化钛粉末混合均匀的粉末，此时驱动电机工作带动转杆转动，转杆带动螺旋叶片转动，对细化剂粉末进行输送挤送动作，在输送挤送的过程中，细化剂粉末受到加热作用，然后导出内筒体后沿着内筒体与高温加热炉之间的空间向上输送，这个过程中，转杆带动若干搅拌杆对铝合金熔液进行搅拌；

B）随着输送挤送动作的进行，被充分加热后的细化剂粉末穿过若干连通管进入环形壳体内，此时细化剂经过高温挤压成含有氢气孔的丝状细化剂，同步的环形转块通过若干传动杆的连接作用随着转杆进行转动，环形转块带动若干切割刀片对丝状细化剂进行切割；

C）切割完毕后的丝状细化剂进入到第一环形研磨块和第二环形研磨块之间，通过环形转块的转动动作，第一环形研磨块和第二环形研磨块之间相对运动进行摩擦，对切割后的细化剂进行研磨，随着连通管不停向内注入丝状细化剂，产生挤压作用，将研磨后的细化剂通过导出口导出；

D）导出口内的密封块受到挤压作用，向下进行运动，从而解除密封块对导出筒的封闭作用，从而将研磨后的细化剂导出至铝合金熔液中，同时配合铝合金熔液内部的搅拌作用，保证细化剂充分作用于铝合金熔液；

E）在进行后续铝合金熔铸操作时，铸件模具的凹模具可以进行变形操作，其上的若干移动块在铸件形成后，可以向外进行移动，接着再进行脱模操作，从而可以形成复杂的铝合金铸件。

本发明的有益效果：

本发明将高温加热炉设置在铝合金熔炼炉内，通过铝合金熔液对高温加热炉起到加热作用，不需要高温预热，通过内筒体和高温加热炉的配合增加细化剂的加热行程，保证加热效果，然后通过连通管进行挤出至环形壳体内，转杆转动时带动环形转块转动，环形转块上的切割刀片对连通管挤出的丝状细化剂进行切割，切割后的丝状细化剂受到第一环形研磨块和第二环形研磨块的研磨效果，保证细化剂的颗粒充分变小，然后挤出至铝合金熔液内配合搅拌增加作用效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的俯视立体结构示意图；

图3为本发明中铝合金熔炼炉的内部立体结构示意图；

图4为本发明中高温加热炉的剖视立体结构示意图；

图5为本发明中高温加热炉的仰视立体结构示意图；

图6为本发明中导出口的内部立体结构示意图；

图7为本发明中凹模具的立体结构示意图。

图中：

1铸件模具、2铝合金熔炼炉、3高温加热炉、4固定杆、5驱动电机、6转杆、7内筒体、8环形壳体、9连通管、10搅拌杆、11螺旋叶片、12环形转块、13第一环形研磨块、14第二环形研磨块、15切割刀片、16传动杆、17T型块、18限位杆、19移动块、20导出筒、21密封块。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。

参照图1和图2所示的铝合金铸件制备装置，包括铸件模具1，铸件模具1上侧对应固定设置铝合金熔炼炉2，采用现有的熔炼炉结构，对铝合金进行熔炼，形成铝合金熔液，铝合金熔炼炉2开口内设有高温加热炉3，高温加热炉3通过周围若干均匀设置的固定杆4与铝合金熔炼炉2内壁固定连接，铝合金熔液对高温加热炉3起到加热效果，铝合金熔炼炉2上侧固定安装有驱动电机5，铝合金熔炼炉2内竖直设有转杆6，转杆6贯穿高温加热炉3设置，转杆6上端与驱动电机5输出端同轴固定连接，驱动电机5采用现有技术，工作后可以带动转杆6进行转动，高温加热炉3内竖直设有内筒体7，内筒体7套设在转杆6上，内筒体7上端贯穿高温加热炉3延伸至外部，可以导入细化剂，同时延长细化剂在高温加热炉3内的行程，保证加热效果，内筒体7内设有挤出组件，高温加热炉3外套设有环形壳体8，环形壳体8上侧环绕设有若干连通管9，连通管9一端与高温加热炉3固定连接并连通，连通管9另一端与环形壳体8固定连接并连通，高温加热后的细化剂利用连通管9形成高温挤出动作，向环形壳体8内挤出丝状细化剂，环形壳体8内设有粉碎挤出组件，对丝状细化剂进行粉碎并挤出。

如图2和图3所示，转杆6周围环绕设有若干搅拌杆10，若干搅拌杆10均与转杆6固定连接，若干搅拌杆10均设置在铝合金熔炼炉2内，转杆6转动时，同步带动若干搅拌杆10转动，对铝合金熔液进行搅拌，进而保证铝合金熔液受到细化剂的效果。

如图4所示，挤出组件包括竖直设置在内筒体7中的螺旋叶片11，螺旋叶片11与内筒体7滑动密封接触，螺旋叶片11固定套设在转杆6上，转杆6转动可以带动螺旋叶片11转动，从而对导入内筒体7的细化剂起到输送以及挤送的作用。

如图4所示，粉碎挤出组件包括设置在环形壳体8外侧壁上的环形开口，环形壳体8外套设有环形转块12，环形转块12与环形开口相匹配，环形转块12上下两端均与环形壳体8密封转动连接，环形转块12内壁上固定设有第一环形研磨块13，环形壳体8内设有与第一环形研磨块13位置对应的第二环形研磨块14，当环形转块12转动时，带动第一环形研磨块13转动，第一环形研磨块13转动与第二环形研磨块14相互作用对细化剂进行研磨，保证颗粒大小，第二环形研磨块14固定套设在高温加热炉3上，环形壳体8内环绕均布有若干与连通管9位置对应的切割刀片15，若干切割刀片15均与环形转块12内壁固定连接，环形转块12转动时带动若干切割刀片15转动，对连通管9挤出的丝状细化剂进行切割动作。

如图3所示，环形转块12周围环绕均布有若干传动杆16，若干传动杆16均呈向上折弯状，若干传动杆16一端与环形转块12固定连接，且若干传动杆16另一端与转杆6固定连接，从而环形转块12随着转杆6转动而转动。

如图5所示，环形壳体8下端面均匀环绕设有若干导出开口，若干导出开口分别与第一环形研磨块13以及第二环形研磨块14位置应，用于导出研磨后的细化剂粉末，若干导出开口内均固定设有单向出料组件，避免铝合金熔液进入环形壳体8内。

如图6所示，单向出料组件包括固定设置在导出开口内的导出筒20，导出筒20中间段为粗段，导出筒中间位置设有密封块21，导出筒20上端开口内固定设有T型块17，T型块17下端设有圆形凹槽，圆形凹槽内匹配设有限位杆18，限位杆18通过限位弹簧与圆形凹槽底壁固定连接，限位杆18延伸至圆形凹槽外并与密封块21固定连接，限位弹簧提供弹力，使得密封块21对导出筒20进行封闭，当内部向外导出细化剂时，会挤动密封块21，而铝合金熔液会受到密封块21的封闭作用而无法进入。

如图7所示，铸件模具1包括凸模具和凹模具，凹模具侧壁上均匀设有若干连通内部的开槽，开槽内滑动匹配设有移动块19，若干移动块19均与外部驱动组件固定连接，若干移动块19内壁上均设有铸型槽，在铸件形成后，可以向外进行移动，接着再进行脱模操作，从而可以形成复杂的铝合金铸件，适应不同需求。

其中，铝合金熔炼炉2炉壁以及高温加热炉3炉壁上均固定安装有热电偶温度检测器，采用现有技术，可以对铝合金熔炼炉2以及高温加热炉3内部的温度进行监测。

铝合金铸件制备装置的工作步骤具体为：

A）铝合金熔炼炉2对铝合金进行熔炼，同步对高温加热炉3进行加热，根据需求向内筒体7内添加纯铝粉末、纯钛粉末及硼氢化钛粉末混合均匀的粉末，此时驱动电机5工作带动转杆6转动，转杆6带动螺旋叶片11转动，对细化剂粉末进行输送挤送动作，在输送挤送的过程中，细化剂粉末受到加热作用，然后导出内筒体7后沿着内筒体7与高温加热炉3之间的空间向上输送，这个过程中，转杆6带动若干搅拌杆10对铝合金熔液进行搅拌；

B）随着输送挤送动作的进行，被充分加热后的细化剂粉末穿过若干连通管9进入环形壳体8内，此时细化剂经过高温挤压成含有氢气孔的丝状细化剂，同步的环形转块12通过若干传动杆16的连接作用随着转杆6进行转动，环形转块12带动若干切割刀片15对丝状细化剂进行切割；

C）切割完毕后的丝状细化剂进入到第一环形研磨块13和第二环形研磨块14之间，通过环形转块12的转动动作，第一环形研磨块14和第二环形研磨块13之间相对运动进行摩擦，对切割后的细化剂进行研磨，随着连通管9不停向内注入丝状细化剂，产生挤压作用，将研磨后的细化剂通过导出口导出；

D）导出口内的密封块21受到挤压作用，向下进行运动，从而解除密封块21对导出筒20的封闭作用，从而将研磨后的细化剂导出至铝合金熔液中，同时配合铝合金熔液内部的搅拌作用，保证细化剂充分作用于铝合金熔液；

E）在进行后续铝合金熔铸操作时，铸件模具1的凹模具可以进行变形操作，其上的若干移动块19在铸件形成后，可以向外进行移动，接着再进行脱模操作，从而可以形成复杂的铝合金铸件。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.铝合金铸件制备装置，其特征在于，包括铸件模具（1），所述铸件模具（1）上侧对应固定设置铝合金熔炼炉（2），所述铝合金熔炼炉（2）开口内设有高温加热炉（3），所述高温加热炉（3）通过周围若干均匀设置的固定杆（4）与铝合金熔炼炉（2）内壁固定连接，所述铝合金熔炼炉（2）上侧固定安装有驱动电机（5），所述铝合金熔炼炉（2）内竖直设有转杆（6），所述转杆（6）贯穿高温加热炉（3）设置，所述转杆（6）上端与驱动电机（5）输出端同轴固定连接，所述高温加热炉（3）内竖直设有内筒体（7），所述内筒体（7）套设在转杆（6）上，所述内筒体（7）上端贯穿高温加热炉（3）延伸至外部，所述内筒体（7）内设有挤出组件，所述高温加热炉（3）外套设有环形壳体（8），所述环形壳体（8）上侧环绕设有若干连通管（9），所述连通管（9）一端与高温加热炉（3）固定连接并连通，所述连通管（9）另一端与环形壳体（8）固定连接并连通，所述环形壳体（8）内设有粉碎挤出组件。

2.根据权利要求1所述的铝合金铸件制备装置，其特征在于，所述转杆（6）周围环绕设有若干搅拌杆（10），若干所述搅拌杆（10）均与转杆（6）固定连接，若干所述搅拌杆（10）均设置在铝合金熔炼炉（2）内。

3.根据权利要求1所述的铝合金铸件制备装置，其特征在于，所述挤出组件包括竖直设置在内筒体（7）中的螺旋叶片（11），所述螺旋叶片（11）与内筒体（7）滑动密封接触，所述螺旋叶片（11）固定套设在转杆（6）上。

4.根据权利要求1所述的铝合金铸件制备装置，其特征在于，所述粉碎挤出组件包括设置在环形壳体（8）外侧壁上的环形开口，所述环形壳体（8）外套设有环形转块（12），所述环形转块（12）与环形开口相匹配，所述环形转块（12）上下两端均与环形壳体（8）密封转动连接，所述环形转块（12）内壁上固定设有第一环形研磨块（13），所述环形壳体（8）内设有与第一环形研磨块（13）位置对应的第二环形研磨块（14），所述第二环形研磨块（14）固定套设在高温加热炉（3）上，所述环形壳体（8）内环绕均布有若干与连通管（9）位置对应的切割刀片（15），若干所述切割刀片（15）均与环形转块（12）内壁固定连接。

5.根据权利要求2所述的铝合金铸件制备装置，其特征在于，所述环形转块（12）周围环绕均布有若干传动杆（16），若干所述传动杆（16）均呈向上折弯状，若干所述传动杆（16）一端与环形转块（12）固定连接，且若干传动杆（16）另一端与转杆（6）固定连接。

6.根据权利要求2所述的铝合金铸件制备装置，其特征在于，所述环形壳体（8）下端面均匀环绕设有若干导出开口，若干所述导出开口分别与第一环形研磨块（13）以及第二环形研磨块（14）位置应，若干所述导出开口内均固定设有单向出料组件。

7.根据权利要求6所述的铝合金铸件制备装置，其特征在于，所述单向出料组件包括固定设置在导出开口内的导出筒（20），所述导出筒（20）中间段为粗段，所述导出筒中间位置设有密封块（21），所述导出筒（20）上端开口内固定设有T型块（17），所述T型块（17）下端设有圆形凹槽，所述圆形凹槽内匹配设有限位杆（18），所述限位杆（18）通过限位弹簧与圆形凹槽底壁固定连接，所述限位杆（18）延伸至圆形凹槽外并与密封块（21）固定连接。

8.根据权利要求1所述的铝合金铸件制备装置，其特征在于，所述铸件模具（1）包括凸模具和凹模具，所述凹模具侧壁上均匀设有若干连通内部的开槽，所述开槽内滑动匹配设有移动块（19），若干所述移动块（19）均与外部驱动组件固定连接，若干所述移动块（19）内壁上均设有铸型槽。

9.根据权利要求1所述的铝合金铸件制备装置，其特征在于，所述铝合金熔炼炉（2）炉壁以及高温加热炉（3）炉壁上均固定安装有热电偶温度检测器。

10.根据权利要求1所述的铝合金铸件制备装置，其特征在于，所述铝合金铸件制备装置的工作步骤具体为：

A）铝合金熔炼炉（2）对铝合金进行熔炼，同步对高温加热炉（3）进行加热，根据需求向内筒体（7）内添加纯铝粉末、纯钛粉末及硼氢化钛粉末混合均匀的粉末，此时驱动电机（5）工作带动转杆（6）转动，转杆（6）带动螺旋叶片（11）转动，对细化剂粉末进行输送挤送动作，在输送挤送的过程中，细化剂粉末受到加热作用，然后导出内筒体（7）后沿着内筒体（7）与高温加热炉（3）之间的空间向上输送，这个过程中，转杆（6）带动若干搅拌杆（10）对铝合金熔液进行搅拌；

B）随着输送挤送动作的进行，被充分加热后的细化剂粉末穿过若干连通管（9）进入环形壳体（8）内，此时细化剂经过高温挤压成含有氢气孔的丝状细化剂，同步的环形转块（12）通过若干传动杆（16）的连接作用随着转杆（6）进行转动，环形转块（12）带动若干切割刀片（15）对丝状细化剂进行切割；

C）切割完毕后的丝状细化剂进入到第一环形研磨块（13）和第二环形研磨块（14）之间，通过环形转块（12）的转动动作，第一环形研磨块（13）和第二环形研磨块（14）之间相对运动进行摩擦，对切割后的细化剂进行研磨，随着连通管（9）不停向内注入丝状细化剂，产生挤压作用，将研磨后的细化剂通过导出口导出；

D）导出口内的密封块（21）受到挤压作用，向下进行运动，从而解除密封块（21）对导出筒（20）的封闭作用，从而将研磨后的细化剂导出至铝合金熔液中，同时配合铝合金熔液内部的搅拌作用，保证细化剂充分作用于铝合金熔液；

E）在进行后续铝合金熔铸操作时，铸件模具（1）的凹模具可以进行变形操作，其上的若干移动块（19）在铸件形成后，可以向外进行移动，接着再进行脱模操作，从而可以形成复杂的铝合金铸件。

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