CN117324593A - 超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置及其方法，属于高锰镶嵌合金技术领域，包括保温炉以及铰接在保温炉底端的模具箱；包括如下步骤，浇铸合金件，制备镶嵌块，进行镶嵌作业和合金件脱模，保温炉的内侧底端固定连接有若干浇铸筒，模具箱的内部设置有活塞板，模具箱的底端开设有螺纹通孔，螺纹通孔内螺纹连接有螺纹轴。本发明通过设置有浇铸筒和模具箱，模具箱浇铸合金件，同时利用浇铸筒成型并脱模镶嵌块，使得镶嵌块插入未成型的合金件内部，待合金件冷却成型后，即可实现镶嵌块的镶嵌功能，从而无需借助外界工具，使得镶嵌块和合金件在制造成型过程中，即可实现镶嵌块的镶嵌功能，大大降低镶嵌难度，同时提高镶嵌效率。
Description
技术领域
本发明涉及高锰镶嵌合金技术领域，尤其涉及超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置及其方法。
背景技术
常将两种或两种以上的金属元素或以金属为基添加其他非金属元素通过合金化工艺而形成的具有金属特性的金属材料叫做合金；
为了增强合金的耐磨性和韧性，常常采用高猛镶嵌的方式来达到目的，高猛镶嵌即在合金表面开设有孔洞，然后将高猛材料制成的镶嵌块或镶嵌柱，插入孔洞内部，高猛镶嵌的方式分为冷镶和热镶，冷镶是利用镶嵌块或镶嵌柱表面的平滑度，同时利用设备将其锤入孔洞内部，热镶是先对合金进行加热，利用热胀冷缩的原理，合金表面的孔洞会增大，然后将镶嵌块或镶嵌柱插入孔洞内，待合金冷却后，孔洞回缩，实现镶嵌块或镶嵌柱的镶嵌功能；
上述镶嵌方法均需要成品的镶嵌块或镶嵌柱以及合金，而且需要利用外界设备在合金表面开孔，同时需要利用外界设备帮助镶嵌块或镶嵌柱插入合金表面的孔洞内，从而镶嵌步骤繁多，使得镶嵌作业不仅效率低下，而且镶嵌难度较高，因此提出超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置及其方法解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中需要利用外界设备在合金表面开孔，同时需要利用外界设备帮助镶嵌块或镶嵌柱插入合金表面的孔洞内，从而镶嵌步骤繁多，使得镶嵌作业不仅效率低下，而且镶嵌难度较高问题，而提出的超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置及其方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置，包括保温炉以及铰接在保温炉底端的模具箱，所述保温炉的内侧底端固定连接有若干浇铸筒，所述浇铸筒内侧底端固定连接有隔板，所述隔板的顶端转动连接有转动板，所述隔板的一侧面靠近顶端处固定连接有浇铸底板，所述转动板的一侧面固定连接有成型框，所述成型框的底端与浇铸底板的顶端端面紧密贴合，所述隔板的另一侧面固定连接有导向框，所述浇铸筒的顶端位于导向框的顶端开设有通孔，所述通孔内滑动连接有推杆，所述推杆的底端固定连接有脱模压块，所述推杆的顶端共同固定连接有压板，所述保温炉的外侧壁固定连接有安装架，所述安装架的顶端安装有气缸，所述气缸的输出轴与压板固定连接，所述模具箱的内部设置有活塞板，所述模具箱的底端开设有螺纹通孔，所述螺纹通孔内螺纹连接有螺纹轴，所述螺纹轴的顶端与活塞板转动连接。
优选的，所述模具箱的底端对称固定连接有滑轨，所述滑轨之间设置有伺服电机，所述伺服电机的输出端与螺纹轴底端固定连接。
优选的，所述伺服电机的表面固定连接有安装环，所述安装环的表面固定连接有与滑轨滑动连接的滑块。
优选的，所述浇铸筒的底端位于导向框的下方开设有贯穿口，所述保温炉的底端开设有与贯穿口对齐的漏料口，所述漏料口内设置有密封球。
优选的，所述保温炉的外侧底端固定连接有固定板，所述密封球和固定板之间固定连接有弹簧。
优选的，所述浇铸筒的侧壁安装有浇铸漏斗，所述浇铸漏斗的出液口处正对成型框，所述浇铸筒的顶端中心处转动连接有转轴，所述转轴的底端与转动板固定连接，所述转轴的顶端固定连接有转盘。
优选的，所述导向框的侧壁开设有转向口，所述转向口的内侧设置有挤压轮，同侧所述挤压轮共用一根联动轴，所述联动轴的一端固定连接有旋转轴杆，所述旋转轴杆与保温炉的侧壁转动连接。
超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸方法，包括如下步骤，
第一步、浇铸合金件：将热熔状态的合金材料倒入保温炉内，然后开启伺服电机，伺服电机带动螺纹轴转动，使得活塞板下移，此时模具箱内形成负压，使得保温炉内的合金材料推压密封球，使得漏料口打开，合金材料通过漏料口进入模具箱；
第二步、制备镶嵌块：将热熔状态的高锰材料通过浇铸漏斗倒入成型框内，然后浇铸底板下方的冷水作用下，快速冷却成型，然后通过转盘带动转动板转动，使得成型框带动成型后的镶嵌块转动至导向框上方，然后开启气缸，气缸带动压板下移，进而通过推杆带动脱模压块下移，将成型后的镶嵌块推出成型框，实现镶嵌块的脱模功能；
第三步、进行镶嵌作业：脱模后镶嵌块会落在导向框内，然后利用旋转轴杆带动联动轴转动，进而带动挤压轮转动，从而挤压下移镶嵌块，通过控制旋转轴杆的转动圈数可以控制挤压轮的转动圈数，进而控制镶嵌块的下移距离，使得镶嵌块的大部分插入热熔状态的合金材料内，待合金材料冷却成型后，即可实现镶嵌块的镶嵌功能；
第四步、合金件脱模：转动保温炉打开模具箱，然后开启伺服电机，使其反向转动(相比活塞板下移时，伺服电机的转动方向)，使得螺纹轴带动活塞板上移，进而将镶嵌有镶嵌块的合金件顶出模具箱，实现合金件的脱模功能。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
本发明通过设置有浇铸筒和模具箱，模具箱浇铸合金件，同时利用浇铸筒成型并脱模镶嵌块，使得镶嵌块插入未成型的合金件内部，待合金件冷却成型后，即可实现镶嵌块的镶嵌功能，从而无需借助外界工具，使得镶嵌块和合金件在制造成型过程中，即可实现镶嵌块的镶嵌功能，大大降低镶嵌难度，同时提高镶嵌效率。
附图说明
图1为本发明提出的超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置及其方法中浇铸装置的立体结构示意图；
图2为本发明提出的超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置及其方法中浇铸装置的局部剖视图；
图3为图2中A处放大结构示意图；
图4为本发明提出的超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置及其方法中浇铸筒的内部结构示意图一；
图5为本发明提出的超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置及其方法中浇铸筒的内部结构示意图二；
图6为本发明提出的超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置及其方法中方法流程框图。
图中：1、保温炉；101、漏料口；2、模具箱；3、伺服电机；4、滑轨；5、浇铸筒；6、压板；7、气缸；8、安装架；9、浇铸漏斗；10、联动轴；11、螺纹轴；12、密封球；13、固定板；14、弹簧；15、转盘；16、转动板；17、隔板；18、导向框；19、脱模压块；20、挤压轮；21、浇铸底板；22、成型框；23、推杆；24、活塞板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-6，超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置及其方法，包括保温炉1以及铰接在保温炉1底端的模具箱2，保温炉1的内侧底端固定连接有若干浇铸筒5，浇铸筒5内侧底端固定连接有隔板17，隔板17的顶端转动连接有转动板16，隔板17的一侧面靠近顶端处固定连接有浇铸底板21，浇铸底板21的表面涂覆有聚四氟乙烯涂层，避免成型的镶嵌块与浇铸底板21粘接，方便转动板16带动成型框22转动；
值得注意的是：浇铸筒5内部位于浇铸底板21的下方填充有用于冷却镶嵌块的冷水；
转动板16的一侧面固定连接有成型框22，成型框22的底端与浇铸底板21的顶端端面紧密贴合，成型框22与浇铸底板21组成完整的成型模具，可以实现镶嵌块的浇铸功能；
隔板17的另一侧面固定连接有导向框18，浇铸筒5的顶端位于导向框18的顶端开设有通孔，通孔内滑动连接有推杆23，推杆23的底端固定连接有脱模压块19，推杆23的顶端共同固定连接有压板6，保温炉1的外侧壁固定连接有安装架8，安装架8的顶端安装有气缸7，气缸7的输出轴与压板6固定连接；
需要说明的是：气缸7带动压板6下移，进而通过推杆23带动脱模压块19下移，使得脱模压块19将镶嵌块推出成型框22，实现镶嵌块的脱模功能；
模具箱2的内部设置有活塞板24，模具箱2的底端开设有螺纹通孔，螺纹通孔内螺纹连接有螺纹轴11，螺纹轴11的顶端与活塞板24转动连接，模具箱2的底端对称固定连接有滑轨4，滑轨4之间设置有伺服电机3，伺服电机3的输出端与螺纹轴11底端固定连接；
需要说明的是：伺服电机3带动螺纹轴11转动，在螺纹通孔的作用下，使得螺纹轴11带动活塞板24下移，进而使得模具箱2内形成负压，使得保温炉1内的合金材料推压密封球12，使得漏料口101打开，合金材料通过漏料口101进入模具箱2。
进一步的，伺服电机3的表面固定连接有安装环，安装环的表面固定连接有与滑轨4滑动连接的滑块；
需要说明的是：滑块配合滑轨4可以实现伺服电机3的限位功能，避免伺服电机3出现自转现象，同时使得伺服电机3可以实现升降运动，便于螺纹轴11带动活塞板24进行升降运动。
进一步的，浇铸筒5的底端位于导向框18的下方开设有贯穿口，保温炉1的底端开设有与贯穿口对齐的漏料口101，漏料口101内设置有密封球12，保温炉1的外侧底端固定连接有固定板13，密封球12和固定板13之间固定连接有弹簧14；
需要说明的是：密封球12配合弹簧14可以实现漏料口101的密封功能，当模具箱2内形成负压时，在气压差的作用下，使得保温炉1内的合金材料能够推压密封球12打开漏料口101。
进一步的，浇铸筒5的侧壁安装有浇铸漏斗9，浇铸漏斗9的出液口处正对成型框22，浇铸筒5的顶端中心处转动连接有转轴，转轴的底端与转动板16固定连接，转轴的顶端固定连接有转盘15；
需要说明的是：转盘15带动转动板16转动，可以带动成型框22转动，使得成型的镶嵌块位于导向框18上方，便于导向框18将镶嵌块导入热熔状态的合金件内。
进一步的，导向框18的侧壁开设有转向口，转向口的内侧设置有挤压轮20，同侧挤压轮20共用一根联动轴10，联动轴10的一端固定连接有旋转轴杆，旋转轴杆与保温炉1的侧壁转动连接；
值得注意的是：旋转轴杆由热绝缘材料制成，避免热熔状态的合金材料将热量传导至旋转轴杆处，影响加工人员使用；
需要说明的是：联动轴10的设置，使得加工人员通过转动旋转轴杆可以控制各处挤压轮20的转动，通过控制旋转轴杆的转动圈数可以控制挤压轮20的转动圈数，进而控制镶嵌块的下移距离(当镶嵌块的大部分插入热熔状态的合金材料内时，挤压轮20仍然夹持镶嵌块，避免镶嵌块完全插入热熔状态的合金材料内)。
超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸方法，包括如下步骤，
第一步、浇铸合金件：将热熔状态的合金材料倒入保温炉1内，然后开启伺服电机3，伺服电机3带动螺纹轴11转动，使得活塞板24下移，此时模具箱2内形成负压，使得保温炉1内的合金材料推压密封球12，使得漏料口101打开，合金材料通过漏料口101进入模具箱2；
第二步、制备镶嵌块：将热熔状态的高锰材料通过浇铸漏斗9倒入成型框22内，然后浇铸底板21下方的冷水作用下，快速冷却成型，然后通过转盘15带动转动板16转动，使得成型框22带动成型后的镶嵌块转动至导向框18上方，然后开启气缸7，气缸7带动压板6下移，进而通过推杆23带动脱模压块19下移，将成型后的镶嵌块推出成型框22，实现镶嵌块的脱模功能；
第三步、进行镶嵌作业：脱模后镶嵌块会落在导向框18内，然后利用旋转轴杆带动联动轴10转动，进而带动挤压轮20转动，从而挤压下移镶嵌块，通过控制旋转轴杆的转动圈数可以控制挤压轮20的转动圈数，进而控制镶嵌块的下移距离，使得镶嵌块的大部分插入热熔状态的合金材料内，待合金材料冷却成型后，即可实现镶嵌块的镶嵌功能；
第四步、合金件脱模：转动保温炉1打开模具箱2，然后开启伺服电机3，使其反向转动(相比活塞板24下移时，伺服电机3的转动方向)，使得螺纹轴11带动活塞板24上移，进而将镶嵌有镶嵌块的合金件顶出模具箱2，实现合金件的脱模功能。
伺服电机3为现有技术，其型号为JB5274-91，其能够实现带动螺纹轴11转动的功能，在此不再赘述。
本发明在进行使用时，将热熔状态的合金材料倒入保温炉1内，然后开启伺服电机3，伺服电机3带动螺纹轴11转动，使得活塞板24下移，此时模具箱2内形成负压，使得保温炉1内的合金材料推压密封球12，使得漏料口101打开，合金材料通过漏料口101进入模具箱2；
将热熔状态的高锰材料通过浇铸漏斗9倒入成型框22内，然后在浇铸底板21下方的冷水作用下，快速冷却成型，然后通过转盘15带动转动板16转动，使得成型框22带动成型后的镶嵌块转动至导向框18上方，然后开启气缸7，气缸7带动压板6下移，进而通过推杆23带动脱模压块19下移，将成型后的镶嵌块推出成型框22，实现镶嵌块的脱模功能；
脱模后镶嵌块会落在导向框18内，然后利用旋转轴杆带动联动轴10转动，进而带动挤压轮20转动，从而挤压下移镶嵌块，通过控制旋转轴杆的转动圈数可以控制挤压轮20的转动圈数，进而控制镶嵌块的下移距离，使得镶嵌块的大部分插入热熔状态的合金材料内，待合金材料冷却成型后，即可实现镶嵌块的镶嵌功能；
最后转动保温炉1打开模具箱2，然后开启伺服电机3，使其反向转动(相比活塞板24下移时，伺服电机3的转动方向)，使得螺纹轴11带动活塞板24上移，进而将镶嵌有镶嵌块的合金件顶出模具箱2，实现合金件的脱模功能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置，包括保温炉(1)以及铰接在保温炉(1)底端的模具箱(2)，其特征在于，所述保温炉(1)的内侧底端固定连接有若干浇铸筒(5)，所述浇铸筒(5)内侧底端固定连接有隔板(17)，所述隔板(17)的顶端转动连接有转动板(16)，所述隔板(17)的一侧面靠近顶端处固定连接有浇铸底板(21)，所述转动板(16)的一侧面固定连接有成型框(22)，所述成型框(22)的底端与浇铸底板(21)的顶端端面紧密贴合，所述隔板(17)的另一侧面固定连接有导向框(18)，所述浇铸筒(5)的顶端位于导向框(18)的顶端开设有通孔，所述通孔内滑动连接有推杆(23)，所述推杆(23)的底端固定连接有脱模压块(19)，所述推杆(23)的顶端共同固定连接有压板(6)，所述保温炉(1)的外侧壁固定连接有安装架(8)，所述安装架(8)的顶端安装有气缸(7)，所述气缸(7)的输出轴与压板(6)固定连接，所述模具箱(2)的内部设置有活塞板(24)，所述模具箱(2)的底端开设有螺纹通孔，所述螺纹通孔内螺纹连接有螺纹轴(11)，所述螺纹轴(11)的顶端与活塞板(24)转动连接。
2.根据权利要求1所述的超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置，其特征在于：所述模具箱(2)的底端对称固定连接有滑轨(4)，所述滑轨(4)之间设置有伺服电机(3)，所述伺服电机(3)的输出端与螺纹轴(11)底端固定连接。
3.根据权利要求2所述的超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置，其特征在于：所述伺服电机(3)的表面固定连接有安装环，所述安装环的表面固定连接有与滑轨(4)滑动连接的滑块。
4.根据权利要求1所述的超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置，其特征在于：所述浇铸筒(5)的底端位于导向框(18)的下方开设有贯穿口，所述保温炉(1)的底端开设有与贯穿口对齐的漏料口(101)，所述漏料口(101)内设置有密封球(12)。
5.根据权利要求4所述的超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置，其特征在于：所述保温炉(1)的外侧底端固定连接有固定板(13)，所述密封球(12)和固定板(13)之间固定连接有弹簧(14)。
6.根据权利要求1所述的超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置，其特征在于：所述浇铸筒(5)的侧壁安装有浇铸漏斗(9)，所述浇铸漏斗(9)的出液口处正对成型框(22)，所述浇铸筒(5)的顶端中心处转动连接有转轴，所述转轴的底端与转动板(16)固定连接，所述转轴的顶端固定连接有转盘(15)。
7.根据权利要求1所述的超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸装置，其特征在于：所述导向框(18)的侧壁开设有转向口，所述转向口的内侧设置有挤压轮(20)，同侧所述挤压轮(20)共用一根联动轴(10)，所述联动轴(10)的一端固定连接有旋转轴杆，所述旋转轴杆与保温炉(1)的侧壁转动连接。
8.根据权利要求1-7任一所述的超高锰镶嵌硬质合金浇铸的真空负压浇铸方法，其特征在于，包括如下步骤，
S1、浇铸合金件：将热熔状态的合金材料倒入保温炉(1)内，然后开启伺服电机(3)，伺服电机(3)带动螺纹轴(11)转动，使得活塞板(24)下移，此时模具箱(2)内形成负压，使得保温炉(1)内的合金材料推压密封球(12)，使得漏料口(101)打开，合金材料通过漏料口进入模具箱(2)；
S2、制备镶嵌块：将热熔状态的高锰材料通过浇铸漏斗(9)倒入成型框(22)内，然后浇铸底板(21)下方的冷水作用下，快速冷却成型，然后通过转盘(15)带动转动板(16)转动，使得成型框(22)带动成型后的镶嵌块转动至导向框(18)上方，然后开启气缸(7)，气缸带动压板(6)下移，进而通过推杆(23)带动脱模压块(19)下移，将成型后的镶嵌块推出成型框(22)，实现镶嵌块的脱模功能；
S3、进行镶嵌作业：脱模后镶嵌块会落在导向框(18)内，然后利用旋转轴杆带动联动轴(10)转动，进而带动挤压轮(20)转动，从而挤压下移镶嵌块，通过控制旋转轴杆的转动圈数可以控制挤压轮(20)的转动圈数，进而控制镶嵌块的下移距离，使得镶嵌块的大部分插入热熔状态的合金材料内，待合金材料冷却成型后，即可实现镶嵌块的镶嵌功能；
S4、合金件脱模：转动保温炉(1)打开模具箱(2)，然后开启伺服电机(3)，使其反向转动，使得螺纹轴(11)带动活塞板(24)上移，进而将镶嵌有镶嵌块的合金件顶出模具箱(2)，实现合金件的脱模功能。
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