CN114713064A - 一种用于高温铸锭过程中的搅拌机构及铸锭系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高温铸锭过程中的搅拌机构及铸锭系统，主要涉及铸锭技术领域。包括机架，机架上可升降的安装有转轴，转轴的底端固定有转盘，转盘的下方环形阵列有多个立杆，立杆的底端铰接有第一连杆，第一连杆的顶端铰接有第二连杆，第二连杆的顶端设有销轴，立杆的上部设有竖直延伸的条形槽孔，销轴贯穿条形槽孔且二者槽口配合，销轴远离第二连杆的一端转动套接有转动套，转动套上贯穿设有控制杆，转盘上转动连接有与过孔同轴的齿轮件，齿轮件套接在控制杆外部且二者螺纹配合，转盘的上方可转动的安装有与齿轮件啮合的齿圈。本发明的有益效果在于：它对环形的型腔能够充分混合均匀，减少钢液温度差。

Description

一种用于高温铸锭过程中的搅拌机构及铸锭系统

技术领域

本发明涉及铸锭技术领域，具体是一种用于高温铸锭过程中的搅拌机构及铸锭系统。

背景技术

GH4169合金在650℃以下具有较高的高温强度，优异的持久、蠕变和疲劳性能，同时兼具良好的加工和焊接性能，是目前应用范围最广的高温合金品种，在航空和航天发动机的燃烧室、涡轮盘、轴、叶片、燃气导管等部位，核工业应用的各种弹性元件及管路，石油和化工工业应用的零件均可使用变形高温合金制备。

传统铸造在稳定状态下金属是以枝晶方式长大，在凝固过程中容易出现成分偏析和粗大的树枝晶。对于GH4169合金，树枝间富Nb、Ti元素，枝干部位则贫Nb、Ti元素，易造成冶金缺陷，如黑斑、白斑、碳化物偏聚等。若不采取有效措施，这类严重的成分偏析会遗传至材料成品中，形成粗细晶条带偏析、δ相与γ″相的条带偏析，造成组织与性能的不均匀性直接影响产品质量。为了减轻和改善成分偏析，提高材料成分和组织的均匀性，在金属铸造过程中常见动态晶粒细化的方法有机械搅拌、电磁搅拌、气泡搅拌、机械振动和超声波振动等，通过以上方法对合金熔体进行预处理,达到控制凝固组织的目的。

机械搅拌易于操作，是常见的脚版形式，但是由于机械搅拌多以中心作为旋转轴进行旋转交办，对于铸锭中带型芯的中空铸锭的搅拌则难以配合实现，造成钢液冷却中温度的不均，从而表现出性能的不均匀性。在后续加工中容易产生裂纹等缺陷，降低产品性能；而在受载服役过程中，晶界处的脆性相由于变形协调能力差，在受力变形中不能稳定维持材料的加工硬化从而导致早期裂纹萌生，损害性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高温铸锭过程中的搅拌机构及铸锭系统，它对环形的型腔能够充分混合均匀，减少钢液温度差。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种用于高温铸锭过程中的搅拌机构，包括机架，所述机架上可升降的安装有延伸架，所述延伸架上转动连接有基于电机驱动的转轴，所述转轴的底端固定有转盘，所述转盘的下方环形阵列有多个立杆，所述立杆的底端铰接有第一连杆，所述第一连杆的顶端铰接有第二连杆，所述第二连杆的顶端设有销轴，所述销轴垂直第二连杆且水平延伸，所述立杆的上部设有竖直延伸的条形槽孔，所述销轴贯穿条形槽孔且二者槽口配合，所述销轴远离第二连杆的一端转动套接有转动套，所述转动套上贯穿设有控制杆，所述控制杆向上竖直延伸，所述转盘上对应控制杆设有过孔，所述控制杆的顶端自过孔贯穿并暴露在转盘上方，所述转盘上转动连接有与过孔同轴的齿轮件，所述齿轮件套接在控制杆外部且二者螺纹配合，所述转盘的上方可转动的安装有与齿轮件啮合的齿圈。

所述机架的底部安装有下安装座，所述机架的顶部安装固定有上安装座，所述下安装座和上安装座之间安装有光轴导轨和丝杠，所述光轴导轨上上下滑动连接有升降滑台，所述升降滑台上固定有与丝杠相配合的丝母，所述上安装座上安装有用于驱动丝杠的丝杠电机，所述延伸架固定在升降滑台上，所述延伸架水平延伸且延伸方向与丝杠垂直。

一种铸锭系统，包括上述的搅拌机构及模具机构。

所述模具机构包括外箍筒，所述外箍筒内设有隔热衬套，所述隔热衬套内设有型芯，所述型芯与隔热衬套内壁之间形成环形型腔，所述立杆能够插入环形型腔内。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

通过第一连杆、第二连杆和立杆获得可调的桨叶结构，基于第一连杆和第二连杆构成对角度可调，能够实现对不同厚度环形型腔的适应，并在环形空间内获得很好的搅拌效果，提高钢液的均匀度，降低温度差。

附图说明

图1是本发明的铸锭系统整体示意图。

图2是本发明的搅拌机构示意图。

图3是本发明的搅拌机构的搅拌部分结构示意图。

图4是本发明图3的部分放大图。

图5是本发明立杆、第一连杆、第二连杆及转动套的连接关系示意图。

附图中所示标号：

1、模具机构；2、机架；3、下安装座；4、上安装座；5、光轴导轨；6、丝杠；7、升降滑台；8、丝母；9、延伸架；10、转轴；11、搅拌电机；12、转盘；13、立杆；14、第一连杆；15、第二连杆；16、销轴；17、条形槽孔；18、转动套；19、控制杆；20、齿轮件；21、齿圈。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。

实施例：一种用于高温铸锭过程中的搅拌机构及铸锭系统

基于钢液在冷却前期时间较长是产生内外温差的重要时期，也是能够基于搅拌获得有效干预，降低温差的重要阶段。故对于带型芯的模具进行搅拌同样重要。

本系统包括搅拌机构和模具机构1；

所述模具机构1为采用现有技术的模具结构，所述模具机构1包括外箍筒，所述外箍筒内设有隔热衬套，所述隔热衬套内设有型腔，所述型腔中部设有型芯。基于型芯获得环形型腔。

用于获得具有中空结构的铸锭。

所述型芯根据需要设置不同大小，获得不同大小的环形型腔。

所述搅拌机构包括机架2，所述机架2的底部安装有下安装座3，所述机架2的顶部安装固定有上安装座4，所述下安装座3和上安装座4之间安装有2光轴导轨5和1根丝杠6，所述丝杠6的两端分别与上安装座4和下安装座3转动连接，所述光轴导轨5对称的设置在丝杠6的两侧，基于双侧导向获得稳定的升降行程。所述光轴导轨5上上下滑动连接有升降滑台7，所述升降滑台7上固定有与丝杠6相配合的丝母8，所述上安装座4上安装有用于驱动丝杠6的丝杠6电机。

所述升降滑台7上固定有延伸架9，所述延伸架9水平延伸且延伸方向与丝杠6垂直，所述延伸架9的外端安装固定有轴承件，所述轴承件内贯穿安装有上下竖直设置的转轴10，所述转轴10基于轴承件与延伸架9可转动的安装。所述延伸架9的上部安装有搅拌电机11，所述搅拌电机11的输出轴与转轴10的顶端键连接。

所述转轴10的底端固定有转盘12，所述转盘12的底面上环形阵列固定有立杆13，所述立杆13的顶端固定在转盘12的边缘，所述立杆13的底端铰接有第一连杆14，所述第一连杆14的顶端铰接有第二连杆15，所述第二连杆15的顶端设有销轴16，所述销轴16垂直第二连杆15且水平延伸，所述立杆13的上部设有竖直延伸的条形槽孔17，所述销轴16贯穿条形槽孔17且二者槽口配合，通过立杆13、第一连杆14和第二连杆15构成一个可调的三角形“搅拌桨叶”，所述销轴16沿着条形槽上下滑动的过程中，能够改变第二连杆15与第一连杆14向内的折叠状态，从而改变“搅拌桨叶”的形状，获得与不同环形型腔的配合效果。

所述销轴16远离第二连杆15的一端转动套18接有转动套18，所述转动套18上贯穿设有控制杆19，所述控制杆19向上竖直延伸，所述转盘12上对应控制杆19设有过孔，所述控制杆19的顶端自过孔贯穿并暴露在转盘12上方，所述转盘12上转动连接有与过孔同轴的齿轮件20，所述齿轮件20的里侧设有内螺纹，所述控制杆19的外周设有与齿轮件20啮合的外螺纹，通过齿轮件20的转动获得对控制杆19升降的控制，从而改变第一连杆14与第二连杆15的夹角幅度。

所述转盘12的上方可转动的安装有齿圈21，所述齿圈21与齿轮啮合实现对多个齿轮的同步驱动，同时改变每组第二连杆15与第一连杆14的铰接角度，方便高效，状态一致。所述齿圈21可以手动控制，也可以通过在转盘12上安装步进电机，通过在步进电机的输出轴上设置驱动齿轮，并通过驱动齿轮与齿圈21啮合实现对齿圈21转动的控制。

Claims (4)

1.一种用于高温铸锭过程中的搅拌机构，其特征在于，包括机架(2)，所述机架(2)上可升降的安装有延伸架(9)，所述延伸架(9)上转动连接有基于电机驱动的转轴(10)，所述转轴(10)的底端固定有转盘(12)，所述转盘(12)的下方环形阵列有多个立杆(13)，所述立杆(13)的底端铰接有第一连杆(14)，所述第一连杆(14)的顶端铰接有第二连杆(15)，所述第二连杆(15)的顶端设有销轴(16)，所述销轴(16)垂直第二连杆(15)且水平延伸，所述立杆(13)的上部设有竖直延伸的条形槽孔(17)，所述销轴(16)贯穿条形槽孔(17)且二者槽口配合，所述销轴(16)远离第二连杆(15)的一端转动套(18)接有转动套(18)，所述转动套(18)上贯穿设有控制杆(19)，所述控制杆(19)向上竖直延伸，所述转盘(12)上对应控制杆(19)设有过孔，所述控制杆(19)的顶端自过孔贯穿并暴露在转盘(12)上方，所述转盘(12)上转动连接有与过孔同轴的齿轮件(20)，所述齿轮件(20)套接在控制杆(19)外部且二者螺纹配合，所述转盘(12)的上方可转动的安装有与齿轮件(20)啮合的齿圈(21)。

2.根据权利要求1所述一种用于高温铸锭过程中的搅拌机构，其特征在于，所述机架(2)的底部安装有下安装座(3)，所述机架(2)的顶部安装固定有上安装座(4)，所述下安装座(3)和上安装座(4)之间安装有光轴导轨(5)和丝杠(6)，所述光轴导轨(5)上上下滑动连接有升降滑台(7)，所述升降滑台(7)上固定有与丝杠(6)相配合的丝母(8)，所述上安装座(4)上安装有用于驱动丝杠(6)的丝杠(6)电机，所述延伸架(9)固定在升降滑台(7)上，所述延伸架(9)水平延伸且延伸方向与丝杠(6)垂直。

3.一种铸锭系统，其特征在于，包括模具机构(1)，以及如权利要求1或2所述的用于高温铸锭过程中的搅拌机构。

4.根据权利要求2所述一种铸锭系统，其特征在于，所述模具机构(1)包括外箍筒，所述外箍筒内设有隔热衬套，所述隔热衬套内设有型芯，所述型芯与隔热衬套内壁之间形成环形型腔，所述立杆(13)能够插入环形型腔内。

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