CN113894266B - 一种多室半连续真空熔铸炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多室半连续真空熔铸炉。所述熔铸炉由熔铸室、铸型预热/保温室、铸件冷却室等组成，熔铸室的上、下两侧分别与加料及测温室和铸型预热/保温室相连通，铸型预热/保温室左右两侧分别与铸型室和铸件冷却室相连通；熔铸室内设置能够水平移动的熔炼装置，铸型预热/保温室内设置升降机构和带有水冷环的加热装置，铸型室内设置铸型移动小车，铸件冷却室内设置加热体。与传统三室半连续真空熔铸炉相比，采用本发明所述熔铸炉能够控制铸件冷却顺序，提高铸件产品工艺出品率，减少产品因铸型温度不可控导致的产品质量波动；采用本发明设备时，铸件可在冷却室内缓慢冷却，降低铸件热应力，减小开裂倾向。
Description
技术领域
本发明属于精密铸造领域，涉及真空熔炼浇注设备，特别提供一种多室半连续真空熔铸炉。
背景技术
随着我国装备设计和制造水平的提升以及装备制造的轻量化发展，以铸代焊的复杂结构整体熔模精密铸件的市场需求越来越大，该类铸件技术要求非常严格，甚至要求铸件部分区域为零缺陷，传统的熔模精密铸造浇注装备越来越满足不了新兴产品对装备的要求。为此，本发明公开一种应用于复杂结构熔模精密铸件熔炼浇注的熔铸炉，以降低复杂结构整体熔模精密铸件的制造难度，提升复杂结构熔模精密铸件的制造水平。
随着熔模精密铸件结构的复杂化，铸件的孤立热节增多。对于复杂结构铸件，在铸件浇注系统设计过程中，若各个热节都采用冒口补缩，铸件的浇冒系统将非常复杂，铸件容易出现缩松缺陷。铸件中的缩松缺陷，部分可以通过热等静压去除，但是铸件成本增加。
专利CN 106914606 A提出了一种铸造加压凝固半连续生产装置及方法。该专利中，通过提高铸件凝固过程中冒口的补缩压力以提高铸件的致密度，防止铸件缩松的产生。然而此方法需要铸件有足够长的凝固时间，对于凝固时间短的薄壁铸件，该方法有一定的局限性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多室半连续真空熔铸炉，该装置的设计考虑了真空熔铸过程中，熔模精密铸件浇注、冷却过程工况，通过控制铸件冷却顺序可防止铸件形成缩松缺陷，提升铸件工艺出品率。同时通过控制铸件冷却速度，可降低铸件热应力，减小开裂倾向。
本发明技术方案如下：
一种多室半连续真空熔铸炉，其特征在于：由加料及测温室、熔铸室、铸型预热/保温室、铸型室、铸件冷却室组成；其中，熔铸室的上、下两侧分别与加料及测温室和铸型预热/保温室相连通，熔铸室与铸型预热/保温室之间设有翻板阀；铸型预热/保温室左右两侧分别与铸型室和铸件冷却室相连通，且铸型预热/保温室与铸型室之间、铸型预热/保温室与铸件冷却室之间均由闸板阀隔开；
所述熔铸室内设置能够水平移动的熔炼装置；
所述铸型预热/保温室内设置升降机构，该升降机构上安装有加热装置，在加热装置下方设有水冷环装置；
所述铸型室内设置铸型移动小车；
所述铸件冷却室内设置加热体。
本发明所述铸型预热/保温室一方面可以精确控制铸型温度；另一方面可与升降机构配合，控制铸件凝固顺序。熔铸室内设置了可移动的熔炼装置，利于金属液注入铸型。
作为优选的技术方案：
所述能够水平移动的熔炼装置由小车、置于小车之上的可翻转坩埚以及置于坩埚外部的感应线圈组成。
所述升降机构行程最大1.5米，由伺服机构驱动，升降速均可在0至0.1m/s之间连续变化。
所述加热装置与控制器相连，能够实现室温至1400℃连续控温；加热体与控制器相连，能够实现室温至800℃的连续控温。
所述熔铸炉还设有型壳高度调节工装，用于放置铸型。
本发明的有益效果为：
1、浇注时铸型温度可以精确控制。在传统精密铸造炉中，铸型预热后再进入真空炉内浇注，浇注前铸型温度与操作者熟练程度及铸型室抽真空速度有关，不能精确控制。本发明通过设置铸型预热/保温室，保证了铸型温度在浇注时温度准确。
2、铸件预热温度可以达到1400℃。传统真空熔模精密铸造过程中，铸型在熔炼炉外预热，预热温度低于1200℃。本发明中，铸型可预热至1400℃，超过大多数高温合金固相线温度，可以实现低温浇注薄壁复杂结构件。
3、浇注后铸件的冷却速度可控，实现铸件顺序凝固和慢速冷却。浇注完成后，可通过加热装置和升降机构联合控制铸件的冷却速度，满足不同复杂程度铸件对冷却速度的控制要求。通过设置在铸件冷却室的加热体可防止铸件冷却过快形成裂纹。
附图说明
图1多室半连续真空熔铸炉结构示意图。
附图标记：1—加料及测温室，2—熔铸室，3—炉体，4—翻板阀，5—加热装置，6—铸型预热/保温室，7—铸型室，8—铸型室炉门，9—铸型室小车，10—闸板阀，11—升降机构，13—加热体，15—铸件冷却室炉门，16—铸件冷却室，18—水冷环装置，19—型壳高度调节工装，20—铸型，21—小车，22—坩埚，23—感应线圈。
具体实施方式
如图1所示为本发明一种多室半连续真空熔铸炉结构简图，该熔铸炉由加料及测温室1、熔铸室2、铸型预热/保温室6、铸型室7、铸件冷却室16组成；
其中，熔铸室2的上、下两侧分别与加料及测温室1和铸型预热/保温室6相连通，加料及测温室1与熔铸室2之间设有闸板阀10，熔铸室2与铸型预热/保温室6之间设有翻板阀4；铸型预热/保温室6左右两侧分别与铸型室7和铸件冷却室16相连通，且铸型预热/保温室6与铸型室7之间、铸型预热/保温室6与铸件冷却室16之间均由闸板阀10隔开。
所述熔铸室2内设置能够水平移动的熔炼装置；该能够水平移动的熔炼装置由小车21、置于小车21之上的可翻转坩埚22以及置于坩埚22外部的感应线圈23组成。
所述铸型预热/保温室6内设置升降机构11，该升降机构11上安装有加热装置5，在加热装置5下方设有水冷环装置18；所述升降机构11行程最大1.5米，由伺服机构驱动，升降速均可在0至0.1m/s之间连续变化。
所述铸型室7内设置铸型移动小车9，可利用铸型移动小车9将铸型20送至铸型预热/保温室6内的升降机构11上。
所述铸件冷却室16内设置加热体13。
所述加热装置5与控制器相连，能够实现室温至1400℃连续控温。所述加热体13与控制器相连，能够实现室温至800℃的连续控温。
所述铸型室7侧壁设有铸型室炉门8，所述铸件冷却室16侧壁设有铸件冷却室炉门15。
实施例1
采用本发明所述熔铸炉制备铸件的过程为：
1、对熔铸室2及铸型预热/保温室6抽真空，从加料及测温室1加入准备好的合金料并放入坩埚22内，按照工艺要求熔化合金料，调节钢水温度至浇注温度。
2、将炉外预热好的型壳20及型壳高度调节工装19置于铸型室7内的铸型室小车9上。铸型室7抽真空，打开铸型室7和铸型预热/保温室6之间的闸板阀10，通过铸型室小车9及升降机构11将型壳20及型壳高度调节工装19转移至加热装置5内。
3、打开翻板阀4，利用小车21调整坩埚22及感应线圈23至合适位置，倾转浇注完成后，关闭翻板阀4。
4、操作升降机构11及铸型室小车9，将型壳20及型壳高度调节工装19转移至铸型室7内，关闭闸板阀10，铸型室7破真空，取出铸件，完成浇注。
实施例2
采用本发明所述熔铸炉制备铸件的过程为：
1、对熔铸室2及铸型预热/保温室6抽真空，打开加热装置5，到温后，将预热后的型壳20及型壳高度调节工装19置于铸型室7内的铸型室小车9上。
2、铸型室7抽真空，打开铸型室7和铸型预热/保温室6之间的闸板阀10，通过铸型室小车9及升降机构11将型壳20及型壳高度调节工装19转移至加热装置5内，按工艺要求保温。
3、从加料及测温室1加入准备好的合金料并放入坩埚22内，按照工艺要求熔化合金料，调节钢水温度至浇注温度。
4、打开翻板阀4，利用小车21调整坩埚22及感应线圈23至合适位置，倾转浇注完成后，关闭翻板阀4。
5、设置加热装置5温度，设置升降机构11下降速度，将型壳20及型壳高度调节工装19移至铸型预热/保温室6底部。
6、操作升降机构11及铸型室小车9，将型壳20及型壳高度调节工装19移至铸型室7内，关闭闸板阀10，铸型室7破真空，取出铸件，完成浇注。
实施例3
采用本发明所述熔铸炉制备铸件的过程为：
1、对熔铸室2及铸型预热/保温室6抽真空，打开加热装置5，到温后，将预热后的型壳20及型壳高度调节工装19置于铸型室7内的铸型室小车9上。
2、铸型室7抽真空，打开铸型室7和铸型预热/保温室6之间的闸板阀10，通过铸型室小车9及升降机构11将型壳20及型壳高度调节工装19转移至加热装置5内，按工艺要求保温。
3、铸件冷却室16抽真空，设置好铸件冷却室16温度，打开加热体13。
4、从加料及测温室1加入准备好的合金料并放入坩埚22内，按照工艺要求熔化合金料，调节钢水温度至浇注温度。
5、打开翻板阀4，利用小车21调整坩埚22及感应线圈23至合适位置，倾转浇注完成后，关闭翻板阀4。
6、设置加热装置5温度，设置升降机构11下降速度，将型壳20及型壳高度调节工装19转移至铸型预热/保温室6底部。
7、打开铸型预热/保温室6与铸件冷却室16之间的闸板阀10，将型壳20及型壳高度调节工装19移至铸件冷却室16内，关闭闸板阀10，缓慢冷却至指定温度后，铸件冷却室16破真空，打开铸件冷却室炉门15出炉。
本发明未尽事宜为公知技术。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种多室半连续真空熔铸炉，其特征在于：由加料及测温室(1)、熔铸室(2)、铸型预热/保温室(6)、铸型室(7)、铸件冷却室(16)组成；其中，熔铸室(2)的上、下两侧分别与加料及测温室(1)和铸型预热/保温室(6)相连通，熔铸室(2)与铸型预热/保温室(6)之间设有翻板阀(4)；铸型预热/保温室(6)左右两侧分别与铸型室(7)和铸件冷却室(16)相连通，且铸型预热/保温室(6)与铸型室(7)之间、铸型预热/保温室(6)与铸件冷却室(16)之间均由闸板阀(10)隔开；
所述熔铸室(2)内设置能够水平移动的熔炼装置，该装置由小车(21)、置于小车(21)之上的可翻转坩埚(22)以及置于坩埚(22)外部的感应线圈(23)组成；
所述铸型预热/保温室(6)内设置升降机构(11)，该升降机构(11)上安装有加热装置(5)，在加热装置(5)下方设有水冷环装置(18)；所述升降机构(11)行程最大1.5米，由伺服机构驱动，升降速均可在0至0.1m/s之间连续变化；所述加热装置(5)与控制器相连，能够实现室温至1400℃连续控温；
所述铸型室(7)内设置铸型移动小车(9)；
所述铸件冷却室(16)内设置加热体(13)，所述加热体(13)与控制器相连，能够实现室温至800℃的连续控温。
2.按照权利要求1所述多室半连续真空熔铸炉，其特征在于：所述熔铸炉还设有型壳高度调节工装(19)，用于放置铸型(20)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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