CN116100012A - 一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置及其制备方法 - Google Patents
一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置及其制备方法，包括有支撑架和导轨；支撑架设置有两个；两个支撑架上部固接有导轨；其特征在于：还包括有扒渣系统；导轨右部连接有用于清理熔体表面杂质的扒渣系统。本发明聚拢罩始终保持与炉体接触，有效地避免了熔体裸露在外界的空气中，利用倾斜设置的扒渣板开始对浮渣进行铲动收集，浮渣在不断地相互推挤过程中斜向上移动，并完成收集；取样器底部的半球形设计对熔体的冲击更为平缓，避免了熔体的大波动，并利用旋流板将熔体持续少量地送入取样器内，及时地排出存留在取样器内部的空气，避免样品出现孔洞和疏松稳定，使得样品和熔体性能一致，提高取样精度。
Description
技术领域
本发明涉及铸锭领域，尤其涉及一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置及其制备方法。
背景技术
现有汽车活塞开始摒弃锻造的制造手段，开始使用铸造的方式进行生产，但是汽车活塞需要在更为苛刻的环境下工作，所以需要具备高强度、高耐磨性和高温性能好的一系列优异性能，因此在铸造的过程中，需要对熔体表面的浮渣进行严格处理。
现有铸锭设备只是单纯地利用扒渣器对熔体表面进行扒渣，但是这种操作方式难以彻底清理浮渣，同时熔体长时间裸露会对最表层的熔体造成影响，导致内外温度出现严重差异，在随后的取样中，现有利用完全按压式的放置取样容易在取样器内造成空气残留，导致样品和熔体实质性能相差甚远，导致样品不具备代表性。
发明内容
本发明申请提供了一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置，旨在克服现有铸锭设备只是单纯地利用扒渣器对熔体表面进行扒渣，但是这种操作方式难以彻底清理浮渣，且取样存在较大缺陷的缺点。
第一方面，本发明申请提供了一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置，包括有支撑架、导轨、支撑板、第一电动伸缩件和第一锁扣；支撑架设置有两个；两个支撑架上部固接有导轨；右侧支撑架上部估计有支撑板；支撑板上固接有第一电动伸缩件；第一电动伸缩件伸缩部固接有第一锁扣；还包括有加热炉、扒渣系统、取样系统和旋流板；两个支撑架上安装有同一个加热炉；导轨右部连接有用于清理熔体表面杂质的扒渣系统；导轨左部连接有用于在熔体中部实现稳定取样的取样系统；取样系统上安装有若干个旋流板。
作为更进一步的优选方案，加热炉包括有连接座、转动电机、第一固定架、保温套、炉体、漏斗和密封门；两个支撑架上表面各固接有一个连接座；左侧的连接座上固接有转动电机；两个连接座转动连接有同一个第一固定架；转动电机输出轴固接第一固定架；第一固定架底部固接有保温套；第一固定架中部固接有炉体；炉体上部固接有漏斗，且漏斗搭在第一固定架上；第一固定架上表面后部安装有密封门，且密封门通过驱动电机智能控制。
作为更进一步的优选方案，扒渣系统包括有第一电动移动件、第二电动伸缩件、第一放置架、第一伺服电机、第二固定架、聚拢罩、保护环、扒渣板、挡板、收集箱、闸门、连接杆和弹簧；导轨上滑动连接有第一电动移动件；第一电动移动件上固接有第二电动伸缩件；第二电动伸缩件伸缩部固接有第一放置架；第一放置架上安装有第一伺服电机；第一伺服电机输出轴固接有第二固定架；第二固定架底部固接有聚拢罩；聚拢罩上部固接有保护环；聚拢罩中部安装有扒渣板；聚拢罩上表面中部固接有用于避免浮渣溢流的挡板；聚拢罩上固接有收集箱；第二固定架上滑动连接有连接杆；连接杆上固接有弹簧；连接杆底部固接有闸门；弹簧固接闸门。
作为更进一步的优选方案，聚拢罩为中部开槽的圆台，且底部直径与炉体内径相吻合。
作为更进一步的优选方案，扒渣板倾斜设置，便于浮渣进入。
作为更进一步的优选方案，收集箱为两侧高中间低的空心箱体，且中部开有导流孔。
作为更进一步的优选方案，取样系统包括有第二电动移动件、第三电动伸缩件、第二放置架、第二伺服电机、连接板、第二锁扣和取样器；导轨上滑动连接有第二电动移动件；第二电动移动件上固接有第三电动伸缩件；第三电动伸缩件伸缩部固接有第二放置架；第二放置架上安装有第二伺服电机；第二伺服电机输出轴固接有连接板；连接板上安装有用于拆卸固定的第二锁扣；第二锁扣上连接有可拆卸的取样器；取样器外表面上部固接若干个旋流板，且若干个旋流板周向均布。
作为更进一步的优选方案，取样器底部为半球状，有利于减少对熔体的冲击。
作为更进一步的优选方案，旋流板为弧形板，且弯弧面向内弯折。
第二方面，本申请提出了一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备方法，包括以下工作步骤：
S1：配料、熔化，根据产品成分设计要求进行配料，保证物料应干净、干燥，随后将物料装入炉体内，熔化；
S2：扒渣，利用扒渣系统定位至炉体内，利用旋转的方式将浮渣清理，并实现充分保温；
S3：合金化，加入已备好的合金，加入合金元素的顺序应遵循先加入高熔点的金属，再加入低熔点的金属，适当升高温度避免熔体在接触添加的合金受到影响；
S4：搅拌、扒渣、取样，在第二锁扣上安装搅拌器，将合金成分中的浮渣搅动至上层，随后继续利用扒渣系统实现扒渣，最后控制取样系统运行实现炉体205内的熔体取样；
S5：精炼、变质，采用惰性气体加熔剂复合精炼，添加变质剂，确保变质温度。
有益效果为：
1、本发明利用聚拢罩将熔体向内进行挤压，使得浮渣更多的往中部靠拢，聚拢罩始终保持与炉体接触，有效地避免了熔体裸露在外界的空气中，利用倾斜设置的扒渣板开始对浮渣进行铲动收集，浮渣在不断地相互推挤过程中斜向上移动，并完成收集；
2、本发明取样器底部的半球形设计对熔体的冲击更为平缓，避免了熔体的大波动，并利用旋流板将熔体持续少量地送入取样器内，及时地排出存留在取样器内部的空气，避免样品出现孔洞和疏松稳定，使得样品和熔体性能一致，提高取样精度。
附图说明
图1为本发明的第一种立体结构示意图；
图2为本发明的第二种立体结构示意图；
图3为本发明加热炉的立体结构示意图；
图4为本发明扒渣系统的立体结构示意图；
图5为本发明扒渣系统的局部结构示意图；
图6为本发明扒渣系统的局部结构剖视图；
图7为本发明收集箱的立体结构示意图；
图8为本发明取样系统的立体结构示意图；
图9为本发明取样器的立体结构示意图。
其中：1-支撑架；
201-连接座，202-转动电机，203-第一固定架，204-保温套，205-炉体，206-漏斗，207-密封门；
3-导轨，4-支撑板，5-第一电动伸缩件，6-第一锁扣；
701-第一电动移动件，702-第二电动伸缩件，703-第一放置架，704-第一伺服电机，705-第二固定架，706-聚拢罩，707-保护环，708-扒渣板，709-挡板，7010-收集箱，7011-闸门，7012-连接杆，7013-弹簧；
801-第二电动移动件，802-第三电动伸缩件，803-第二放置架，804-第二伺服电机，805-连接板，806-第二锁扣，807-取样器，808-旋流板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
参考图1-9，本申请实施例提供一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置，包括有支撑架1、导轨3、支撑板4、第一电动伸缩件5和第一锁扣6；支撑架1设置有两个；两个支撑架1上部固接有导轨3；右侧支撑架1上部估计有支撑板4；支撑板4上固接有第一电动伸缩件5；第一电动伸缩件5伸缩部固接有第一锁扣6；还包括有加热炉、扒渣系统、取样系统和旋流板808；两个支撑架1上安装有同一个加热炉；导轨3右部连接有扒渣系统；导轨3左部连接有取样系统；取样系统上安装有若干个旋流板808。
加热炉包括有连接座201、转动电机202、第一固定架203、保温套204、炉体205、漏斗206和密封门207；两个支撑架1上表面各固接有一个连接座201；左侧的连接座201上固接有转动电机202；两个连接座201转动连接有同一个第一固定架203；转动电机202输出轴固接第一固定架203；第一固定架203底部固接有保温套204；第一固定架203中部固接有炉体205；炉体205上部固接有漏斗206，且漏斗206搭在第一固定架203上；第一固定架203上表面后部安装有密封门207，且密封门207通过驱动电机智能控制。
扒渣系统包括有第一电动移动件701、第二电动伸缩件702、第一放置架703、第一伺服电机704、第二固定架705、聚拢罩706、保护环707、扒渣板708、挡板709、收集箱7010、闸门7011、连接杆7012和弹簧7013；导轨3上滑动连接有第一电动移动件701；第一电动移动件701上螺栓连接有第二电动伸缩件702；第二电动伸缩件702伸缩部固接有第一放置架703；第一放置架703上安装有第一伺服电机704；第一伺服电机704输出轴固接有第二固定架705；第二固定架705底部固接有聚拢罩706；聚拢罩706上部固接有保护环707；聚拢罩706中部安装有扒渣板708；聚拢罩706上表面中部固接有用于避免浮渣溢流的挡板709；聚拢罩706上固接有收集箱7010；第二固定架705上滑动连接有连接杆7012；连接杆7012上固接有弹簧7013；连接杆7012底部固接有闸门7011；弹簧7013固接闸门7011。
聚拢罩706为中部开槽的圆台，且底部直径与炉体205内径相吻合。
扒渣板708倾斜设置，便于浮渣进入。
收集箱7010为两侧高中间低的空心箱体，且中部开有导流孔。
取样系统包括有第二电动移动件801、第三电动伸缩件802、第二放置架803、第二伺服电机804、连接板805、第二锁扣806和取样器807；导轨3上滑动连接有第二电动移动件801；第二电动移动件801上螺栓连接有第三电动伸缩件802；第三电动伸缩件802伸缩部固接有第二放置架803；第二放置架803上安装有第二伺服电机804；第二伺服电机804输出轴固接有连接板805；连接板805上安装有用于拆卸固定的第二锁扣806；第二锁扣806上连接有可拆卸的取样器807；取样器807底部为半球状，有利于减少对熔体的冲击；取样器807外表面上部焊接若干个旋流板808，且若干个旋流板808周向均布；旋流板808为弧形板，且弯弧面向内弯折。
一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备方法，包括以下工作步骤：
S1：配料、熔化，根据产品成分设计要求进行配料，保证物料应干净、干燥，随后将物料装入炉体205内，熔化；
S2：扒渣，利用扒渣系统定位至炉体205内，利用旋转的方式将浮渣清理，并实现充分保温；
S3：合金化，加入已备好的合金，加入合金元素的顺序应遵循先加入高熔点的金属，再加入低熔点的金属，适当升高温度避免熔体在接触添加的合金受到影响；
S4：搅拌、扒渣、取样，在第二锁扣806上安装搅拌器，将合金成分中的浮渣搅动至上层，随后继续利用扒渣系统实现扒渣，最后控制取样系统运行实现炉体205内的熔体取样；
S5：精炼、变质，采用惰性气体加熔剂复合精炼，添加变质剂，确保变质温度。
在使用汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置前，需要对产品成分预先配备好，并保证物料时干净和干燥的，随后利用装炉器将样品放入炉体205内，随后利用控制器关闭密封门207，根据产品需要对炉体205的温度进行控制，其中保温套204对炉体205实现了良好的保温，加热一段时间之后，物料化平，这时需要向炉体205内添加合金，实现合金化处理，在这个过程前，需要对熔体表面的浮渣进行清理，避免合金化时浮渣嵌入到熔体的内部，此时控制密封门207打开，外接浮渣粉状溶剂喷洒器，将浮渣和金属有效地分离开，此时提高炉体205的温度，控制第一电动移动件701运行在导轨3上移动，第一电动移动件701带动其上相关联零件一并移动，跟随移动的聚拢罩706定位至炉体205的正上方，随后控制第二电动伸缩件702运行，第二电动伸缩件702带动第一放置架703向下移动，此时聚拢罩706跟随移动并定位至熔体的上表面，当聚拢罩706继续向下移动时，聚拢罩706将熔体向内进行挤压，使得浮渣更多的往中部靠拢，随后控制第一伺服电机704运行，第一伺服电机704输出轴带动第二固定架705进行转动，第二固定架705带动聚拢罩706进行转动，聚拢罩706在转动的过程中，倾斜设置的扒渣板708开始对浮渣进行铲动收集，浮渣在不断地相互推挤过程中斜向上移动，同时挡板709对浮渣的移动进行限制，使得浮渣只能朝收集箱7010的方向移动，由于收集箱7010也是一高一低的设置，浮渣只能掉落在收集箱7010的内部，在这个过程中，需要控制第二电动伸缩件702的伸缩部缓慢向下移动，直至将浮渣完全清理干净；在这个过程中，聚拢罩706始终保持与炉体205接触，有效地避免了熔体裸露在外界的空气中，同时熔体上部的温度对炉体205具有热传递作用，使得浮渣更快速的聚拢在收集箱7010的中部，完成扒渣之后，快速控制第一电动移动件701回程至初始位置，其中需要保证连接杆7012也运行回初始的位置，此时第一锁扣6与连接杆7012上部的环扣相接触，控制第一电动伸缩件5的伸缩部回程，因此向上移动的第一锁扣6带动连接杆7012向上移动，连接杆7012拉起闸门7011，随后利用外接的清理设备对浮渣进行清理，随后将第一锁扣6回程至初始位置，而闸门7011在弹簧7013的作用下稳定地嵌入在收集箱7010上，实现密封。
扒渣运行操作需要落实在两个阶段，合金化前和取样前，完成扒渣之后进行合金化处理，随后完成升温操作，在完成随后的扒渣后，开始取样操作，控制第二电动移动件801在导轨3上移动，跟随移动的取样器807定位至炉体205的正上方，随后控制第三电动伸缩件802运行，第三电动伸缩件802带动第二放置架803向下移动，并控制第二伺服电机804运行，第二伺服电机804输出轴带动连接板805转动，因此向下移动的取样器807开始缓慢转动接触到熔体，其中取样器807底部的半球形设计对熔体的冲击更为平缓，避免了熔体的大波动，随后当旋流板808开始接触到熔体之后，熔体开始朝取样器807中心旋入，这种操作有效避免了熔体集体涌入取样器807内，使得熔体进入取样器807内是持续少量的，及时地排出存留在取样器807内部的空气，避免样品出现孔洞和疏松稳定，使得样品和熔体性能一致，提高取样精度。
随后完成鉴定之后，采用复合精炼的方式操作，完成操作之后需要将炉体205内部的熔体进行浇筑，控制转动电机202运行，转动电机202带动第一固定架203转动，第一固定架203带动炉体205进行转动，因此位于炉体205内部的熔体从漏斗206上流出至模具上，完成铸造。
以上结合具体实施例描述了本发明实施例的技术原理。这些描述只是为了解释本发明实施例的原理，而不能以任何方式解释为对本发明实施例保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明实施例的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置，包括有支撑架(1)、导轨(3)、支撑板(4)、第一电动伸缩件(5)和第一锁扣(6)；支撑架(1)设置有两个；两个支撑架(1)上部固接有导轨(3)；右侧支撑架(1)上部估计有支撑板(4)；支撑板(4)上固接有第一电动伸缩件(5)；第一电动伸缩件(5)伸缩部固接有第一锁扣(6)；
其特征在于：还包括有加热炉、扒渣系统、取样系统和旋流板(808)；两个支撑架(1)上安装有同一个加热炉；导轨(3)右部连接有用于清理熔体表面杂质的扒渣系统；导轨(3)左部连接有用于在熔体中部实现稳定取样的取样系统；取样系统上安装有若干个旋流板(808)。
2.根据权利要求1所述的一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置，其特征在于：加热炉包括有连接座(201)、转动电机(202)、第一固定架(203)、保温套(204)、炉体(205)、漏斗(206)和密封门(207)；两个支撑架(1)上表面各固接有一个连接座(201)；左侧的连接座(201)上固接有转动电机(202)；两个连接座(201)转动连接有同一个第一固定架(203)；转动电机(202)输出轴固接第一固定架(203)；第一固定架(203)底部固接有保温套(204)；第一固定架(203)中部固接有炉体(205)；炉体(205)上部固接有漏斗(206)，且漏斗(206)搭在第一固定架(203)上；第一固定架(203)上表面后部安装有密封门(207)，且密封门(207)通过驱动电机智能控制。
3.根据权利要求2所述的一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置，其特征在于：扒渣系统包括有第一电动移动件(701)、第二电动伸缩件(702)、第一放置架(703)、第一伺服电机(704)、第二固定架(705)、聚拢罩(706)、保护环(707)、扒渣板(708)、挡板(709)、收集箱(7010)、闸门(7011)、连接杆(7012)和弹簧(7013)；导轨(3)上滑动连接有第一电动移动件(701)；第一电动移动件(701)上固接有第二电动伸缩件(702)；第二电动伸缩件(702)伸缩部固接有第一放置架(703)；第一放置架(703)上安装有第一伺服电机(704)；第一伺服电机(704)输出轴固接有第二固定架(705)；第二固定架(705)底部固接有聚拢罩(706)；聚拢罩(706)上部固接有保护环(707)；聚拢罩(706)中部安装有扒渣板(708)；聚拢罩(706)上表面中部固接有用于避免浮渣溢流的挡板(709)；聚拢罩(706)上固接有收集箱(7010)；第二固定架(705)上滑动连接有连接杆(7012)；连接杆(7012)上固接有弹簧(7013)；连接杆(7012)底部固接有闸门(7011)；弹簧(7013)固接闸门(7011)。
4.根据权利要求3所述的一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置，其特征在于：聚拢罩(706)为中部开槽的圆台，且底部直径与炉体(205)内径相吻合。
5.根据权利要求3所述的一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置，其特征在于：扒渣板(708)倾斜设置，便于浮渣进入。
6.根据权利要求3所述的一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置，其特征在于：收集箱(7010)为两侧高中间低的空心箱体，且中部开有导流孔。
7.根据权利要求6所述的一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置，其特征在于：取样系统包括有第二电动移动件(801)、第三电动伸缩件(802)、第二放置架(803)、第二伺服电机(804)、连接板(805)、第二锁扣(806)和取样器(807)；导轨(3)上滑动连接有第二电动移动件(801)；第二电动移动件(801)上固接有第三电动伸缩件(802)；第三电动伸缩件(802)伸缩部固接有第二放置架(803)；第二放置架(803)上安装有第二伺服电机(804)；第二伺服电机(804)输出轴固接有连接板(805)；连接板(805)上安装有用于拆卸固定的第二锁扣(806)；第二锁扣(806)上连接有可拆卸的取样器(807)；取样器(807)外表面上部固接若干个旋流板(808)，且若干个旋流板(808)周向均布。
8.根据权利要求7所述的一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置，其特征在于：取样器(807)底部为半球状，有利于减少对熔体的冲击。
9.根据权利要求7所述的一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置，其特征在于：旋流板(808)为弧形板，且弯弧面向内弯折。
10.一种汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备方法，其特征是：该运行方法使用权利要求9所述的汽车活塞用新型耐热高强铸锭用制备装置，包括以下工作步骤：
S1：配料、熔化，根据产品成分设计要求进行配料，保证物料应干净、干燥，随后将物料装入炉体(205)内，熔化；
S2：扒渣，利用扒渣系统定位至炉体(205)内，利用旋转的方式将浮渣清理，并实现充分保温；
S3：合金化，加入已备好的合金，加入合金元素的顺序应遵循先加入高熔点的金属，再加入低熔点的金属，适当升高温度避免熔体在接触添加的合金受到影响；
S4：搅拌、扒渣、取样，在第二锁扣(806)上安装搅拌器，将合金成分中的浮渣搅动至上层，随后继续利用扒渣系统实现扒渣，最后控制取样系统运行实现炉体(205)内的熔体取样；
S5：精炼、变质，采用惰性气体加熔剂复合精炼，添加变质剂，确保变质温度。
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