CN117444177A - 一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，包括：熔炼系统、铸造系统、离心机构、真空系统、注砂系统以及供气系统。本装置通过熔炼系统、铸造系统、离心机构、真空系统、注砂系统以及供气系统组成高温合金多功能反重力铸造设备，以保证高温合金大型复杂薄壁铸件在真空下除气、负压下充型、正压下凝固，实现大型高温合金复杂薄壁件控形和控性的要求。

Description

一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置。

背景技术

随着航空、航天、舰船、武器装备、石油、化工高精尖领域的快速发展，制造业尤其是铸造行业面临着越来越严格的标准，其中对主要用于航空发动机的高温合金铸件提出了以下要求：(1)薄壁轻量化；(2)大型整体化；(3)复杂精密化。常规的铸造技术难以保证这些要求，因此，反重力调压铸造成为大型高温合金复杂薄壁铸件的理想铸造方法。

反重力铸造包括低压铸造、差压铸造、真空吸铸和调压铸造其中一个铸造功能。该铸造技术能够显著提升金属液充型能力，减少氧化夹杂，并在压力下进行补缩，获得近净成形且铸造缺陷较少的铸件，目前已经在铝、镁合金这些轻质合金上已经实现了工业化的应用。

由于高温合金具有高密度、高熔点、高合金化、高活泼性的特点，反重力铸造过程中需要更大的充型压力、更高的浇注温度、更严格的真空，这就对铸型材料、升液管材料以及设备各部位的密封提出更加苛刻的要求。对于高温合金大型复杂薄壁铸件来说，充型阻力主要来源于熔体表面张力引起的拉普拉斯力和粘滞力，这极大地增加了合金液充型的难度，非常容易出现浇不足和冷隔缺陷。而反重力铸造方法由于在可控压差下充型，压力下凝固补缩的特点，可以有效地提高大型高温合金复杂薄壁件的充型能力并获得致密的铸件。

然而，现有的反重力铸造设备，只能实现重力铸造、离心铸造、喷铸、反重力吸铸的铸造功能中的一种，对于充型压力要求极高、真空度要求高、设备耐高温性及密封性极高的高温合金铸件成形来说，其并不具备任何优势。

因此，需要提供一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置以解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，针对现有技术的缺陷，本发明的高温合金多功能反重力铸造设备满足铝、镁合金这些铸件的不同反重力铸造需求，特别是能够满足不同高温合金铸件的反重力铸造需求，如调压铸造功能够保证高温合金大型复杂薄壁铸件在真空下除气、负压下充型、正压下凝固，能同时实现大型高温合金复杂薄壁件控形和控性的要求，而真空离心吸铸功能可以实现高温合金铸件薄壁处成形，细化铸件晶粒，获得组织致密且力学性能优异的铸件，以解决现有技术的反重力铸造设备，只能实现重力铸造、离心铸造、喷铸、反重力吸铸的铸造功能中的一种，对于充型压力要求极高、真空度要求高、设备耐高温性及密封性极高的高温合金铸件成形来说，并不具备任何优势的问题。

本发明的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置采用如下技术方案：包括：

熔炼系统，其包括熔炼炉，熔炼炉内设置有坩埚驱动机构，坩埚驱动机构的输出端设置有熔炼机构，熔炼炉的进口处还设置有挡板阀，挡板阀用于遮挡熔炼炉的进口；

铸造系统，其包括铸造炉，其与熔炼炉顶部的开口拆卸连接，其内设置有型壳，型壳上设置有与熔炼炉连通的吸铸组件，铸造炉的顶部设置有盖板，盖板上设置有进口管道；

离心机构，用于在铸造炉与熔炼炉拆开后，驱动铸造炉离心转动；

真空系统，用于在合金熔炼时对熔炼炉进行抽真空；

注砂系统，用于将定量砂砾送入铸造炉的砂箱内；

以及供气系统，其出口分别与熔炼炉、铸造炉的进口连通，用于调节熔炼炉、铸造炉内的压力，使得熔炼炉、铸造炉产生压差，并在其中，供气系统的出口与盖板上设置的进口管道转动连接；

其中，坩埚驱动机构用于在驱动熔炼机构升降或者翻转，驱动熔炼坩埚上升时升液管进入熔炼机构内。

优选的，供气系统包括：

压力罐和真空罐；

压力罐和真空罐的出口通过供气管路分别与铸造炉与熔炼炉的进口连通，供气管路上设置有控制压力罐、真空罐内部压力的阀门组。

优选的，吸铸组件包括：升液管，升液管的一端与型壳连通，升液管的另一端穿过铸造炉底部后延伸到熔炼炉内。

优选的，铸造炉的底部开设有阶梯孔，升液管穿设在阶梯孔内，且升液管与升液管连接并密封连接。

优选的，离心机构包括：支撑架，支撑架上设置有驱动电机和固定座，固定座套设在铸造炉的外周上的内套上，固定座的内圈与内套外壁之间通过轴承连接，驱动电机通过带传动组件与所述铸造炉的外周上套装固定的内套传动连接。

优选的，内套上套装固定有从动皮带轮，驱动电机的输出端套装固定有主动皮带轮，主动皮带轮和从动皮带轮通过传动皮带连接。

优选的，熔炼炉通过直筒双层筒体的过渡腔与铸造炉连接，且过渡腔与铸造炉之间密封。

优选的，熔炼机构包括：熔炼坩埚，熔炼坩埚的底部固定有熔炼感应器，熔炼感应器底部设置有坩埚托架，坩埚托架通过坩埚倾转轴与熔炼炉的内壁转动且沿竖直方向滑动连接。

优选的，坩埚驱动机构包括：倾转手柄和液压推杆，其中，液压推杆的固定端与熔炼炉的内底面固定，液压推杆的伸缩端朝向熔炼机构的坩埚托架的底部，倾转手柄通过离合机构与坩埚倾转轴背离转动端的一端连接。

优选的，注砂系统包括：行走机构和注砂机构，行走机构用于转运型壳和铸造炉，注砂机构设置在行走机构上，用于将定量砂砾送入铸造炉的砂箱。

本发明的有益效果是：

通过设置熔炼系统、铸造系统、离心机构、真空系统、注砂系统以及供气系统，以满足不同高温合金铸件的反重力铸造需求，即通过本装置实现调压铸造、低压铸造、差压铸造、真空吸铸、真空吸铸+增压保压、真空离心吸铸中的任意一种铸造功能，在调压铸造功能下保证高温合金大型复杂薄壁铸件在真空下除气、负压下充型、正压下凝固，同时实现大型高温合金复杂薄壁件控形和控性的要求；在低压铸造功能下保证金属液的平稳充型，避免金属充型时的紊流、冲击和飞溅，提高铸件质量；在差压铸造功能实现充型速度可调节，低压充型和高压凝固的工艺，实现大型复杂薄壁铸件的高质量生产；在真空吸铸下实现高温合金超薄壁铸件的功能；在真空吸铸+增压保压下实现超薄壁铸件的充分补缩能力；在真空离心吸铸功能实现高温合金铸件薄壁处成形，细化铸件晶粒，获得组织致密且力学性能优异的铸件。

其次，在安装升液管和铸型时，利用熔炼炉的过渡腔内设置挡板阀关闭熔炼炉的出口，从而避免了金属液与外界环境的直接接触，减少了高温合金熔体氧化的倾向，可有效降低高温合金铸件内部氧化、夹杂、气孔缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置的实施例的总体结构示意图；

图2为本发明的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置的熔炼炉和铸造炉的结构示意图。

图中：1、供气系统；2、控制系统；3、熔炼系统；4、铸造系统；5、注砂系统；6、熔炼炉；7、坩埚驱动机构；8、熔炼机构；9、过渡腔；10、铸造炉；11、离心机构；12、旋转移动机构；13、行走机构；14、工装机构；15、注砂机构；16、压力罐；17、真空罐；18、供气管路；19、法兰；20、挡板阀；21、加料口；22、真空管道接口；23、倾转手柄；24、坩埚托架；25、液压推杆；26、熔炼坩埚；27、熔炼感应器；28、镁砂；29、铜管；30、锁紧压块；31、台阶孔；32、升液管；33、盖板；34、进口管道；35、固定座；36、轴承；37、内套；38、旋转轴承；39、铸造腔体；40、熔炼腔体；41、型壳；42、驱动电动。

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。

本发明的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置的实施例，如图1所示，包括：熔炼系统33、铸造系统4、离心机构、真空系统、注砂系统5以及供气系统1。其中，熔炼系统3包括熔炼炉6，熔炼炉6内设置有坩埚驱动机构7，坩埚驱动机构7的输出端设置有熔炼机构8，熔炼炉6的进口处还设置有挡板阀20，挡板阀20用于遮挡熔炼炉6的进口；铸造系统4包括铸造炉10，铸造炉10与熔炼炉6顶部的开口拆卸连接，铸造炉10内设置有型壳41，型壳41上设置有与熔炼炉6连通的吸铸组件，铸造炉10的顶部设置有盖板33，盖板33上设置有进口管道34；离心机构11用于驱动铸造炉10离心转动，用于反重力铸造过程中离心凝固功能的实现；真空系统用于在合金熔炼时对熔炼炉6进行抽真空；注砂系统5用于将定量砂砾送入铸造炉10的砂箱内；供气系统1的出口分别与熔炼炉6、铸造炉10的进口连通，用于调节熔炼炉6、铸造炉10内的压力，使得熔炼炉6、铸造炉10产生压差，并在其中，供气系统1的出口与盖板33上设置的进口管道34通过旋转轴承38转动连接；其中，坩埚驱动机构7用于驱动熔炼机构8升降或者翻转，使得驱动熔炼坩埚26上升同时升液管32进入熔炼机构8内。

其中，供气系统1包括：压力罐16和真空罐17；压力罐16和真空罐17的出口通过供气管路18分别与铸造炉10与熔炼炉6的进口连通，供气管路18上设置有控制压力罐16、真空罐17内部压力的阀门组。

其中，吸铸组件包括：升液管32，升液管32的一端与型壳41连通，升液管32的另一端穿过铸造炉10底部后延伸到熔炼炉6内。

其中，铸造炉10的底部开设有阶梯孔31，升液管32穿设在阶梯孔31内，且升液管32与升液管32连接并密封连接。

其中，离心机构11包括：支撑架，支撑架上设置有驱动电机42和固定座35，固定座35套设在铸造炉10的外周上的内套37上，固定座35的内圈与内套37外壁之间通过轴承36连接，驱动电机42通过带传动组件与铸造炉10的外周上套装固定的内套37传动连接；内套37上套装固定有从动皮带轮，驱动电机42的输出端套装固定有主动皮带轮，主动皮带轮和从动皮带轮通过传动皮带连接，其中，盖板33的进口管道34上连接有旋转移动机构12，旋转移动机构12包括，旋转杆，旋转杆的一端与支撑架转动连接，旋转杆的另一端开设有安装孔，盖板33上的进口管道34穿设在安装孔内。

其中，熔炼炉6通过直筒双层筒体的过渡腔9与铸造炉10连接，且过渡腔9与铸造炉10之间密封，具体的过渡腔9与铸造炉10的采用锁紧压块式锁紧，用以保证密封状态。

其中，熔炼机构8包括：熔炼坩埚26，熔炼坩埚26的底部固定有熔炼感应器27，熔炼感应器27底部设置有坩埚托架24，坩埚托架24通过坩埚倾转轴与熔炼炉6的内壁转动且沿竖直方向滑动连接。

其中，坩埚驱动机构7包括：倾转手柄23和液压推杆25，其中，液压推杆25的固定端与熔炼炉6的内底面固定，液压推杆25的伸缩端朝向熔炼机构8的坩埚托架24的底部，倾转手柄23通过离合机构与坩埚倾转轴背离转动端的一端连接，升降时，液压推杆25驱动熔炼坩埚26上升或者下降，此时坩埚倾转轴通过熔炼炉6内壁竖直方向设置的直线滑轨上下移动，需要翻转，倾倒合金液时，熔炼坩埚26的坩埚倾转轴下降至直线滑轨的最底部，此时，坩埚倾转轴能在直线滑轨内转动，通过将倾转手柄23插入离合机构的输入端，转动倾转手柄23使得坩埚倾转轴转动，从而实现熔炼坩埚26倾倒合金液，离合结构可采用在坩埚倾转轴上设置与倾转手柄23连接插接结构。

其中，注砂系统5包括：行走机构13和注砂机构15，行走机构13用于转运型壳41和铸造炉10，注砂机构15设置在行走机构13上，用于将定量砂砾送入铸造炉10的砂箱。

本实施例的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置还包括：控制系统2，控制系统2包括工控电脑、PLC、中立执行元件、操作柜和触屏电脑，设备的运行操作均在触屏界面来实现，参数设定、数据采集均在触屏电脑来实现，并且整体运行过程也随之记录下来。

需要说明的是，如图2所示，本实施例中的熔炼炉6为筒状立式侧开门结构，熔炼炉6的内腔尺寸为1200X1200X1200mm，熔炼炉6的进口的一侧设置有挡板阀20，熔炼炉6的进口通过直径Φ600mm的法兰19与过渡腔9连接(即如图2所示，法兰19和直筒双层筒体的过渡腔9的下口连接)，熔炼炉6的侧壁有加料口21和真空管道接口22，熔炼炉6的前方置设有一方门，尺寸约为1200X1200mm，通过铰链与熔炼炉6连接，过渡腔9与铸造炉10的锁紧为锁紧压块式锁紧方式，在炉体上安装有2个视窗机构，便于对设备内部状态观察和测温。

本实施例中，坩埚驱动机构7安装在熔炼炉6的内底部，由倾转手柄23和液压推杆25组成，坩埚驱动机构7在熔炼炉6的内壁侧方，通过直线滑轨与熔炼炉6内壁固定，可实现熔炼机构8的升降和倾翻功能；具体的，熔炼机构8的升降是通过安装在熔炼机构8的坩埚托架24上的液压推杆25，液压推杆25推动坩埚托架24，使熔炼机构8沿竖直方向上下移动，同时坩埚倾转轴通过熔炼炉6内壁竖直方向设置的直线滑轨上下移动，同时且能在滑轨内转动；当坩埚托架24回落至最下方时，与液压推杆25脱离，通过离合机构将倾转手柄23与坩埚倾转轴连接，通过手动倾转手柄23使坩埚托架24进行倾转，带动熔炼机构8进行倾转浇注。

实施例中，熔炼机构8包括：熔炼坩埚26、熔炼感应器27、进电转接软线、母线排和熔炼电源，熔炼坩埚26置于感应器27中心部位与熔炼炉6竖直轴线重合，通过镁砂28填充与熔炼感应器27固定；熔炼感应器27由铜管29环绕而成，熔炼感应器27外壁设有固定支架，通过固定支架与坩埚驱动机构7的坩埚托架连接固定，用于熔化合金，本设备能达到的最高额定温度为1800℃。

本实施例中，真空系统包括旋片泵、罗茨泵、扩散泵、真空罐体、主真空管道、辅助真空管道和压力传感机构，其中：主真空管道为设备主体真空管道，设有预真空阀门、低真空阀门、高真空阀门以及排气阀、压力检测装置，辅助真空管道主要用于真空罐的真空维持状态，辅助真空管道连接在主真空管道的高低真空管道上，通过组合阀门实现高低真空转换使用，本设备工作真空度3×10-1Pa，极限真空度3X10-2Pa。

本实施例中，供气系统1包括压力罐、真空罐、可控阀门组及供气管路18，由供气系统1的控制单元实现程序控制，通过对设备内部压力的监测信号传递给控制系统，再将驱动信息分配到阀门组，通过不同口径的气路对熔炼炉6以及铸造炉10进行不同程度对气流的速度以及压力进行控制。

本实施例中，过渡腔9为直径约为Φ550mm的直筒双层筒体，设置在熔炼炉6上方，与熔炼炉6上口螺栓连接，过渡腔9的上口有密封装置，过渡腔9的上口与铸造炉10的锁紧方式采用锁紧压块30锁紧，在过渡腔9的上口法兰19与铸造炉10底部的法兰19闭合后通过液压缸带动锁紧压块30将两法兰19压紧，用以保证密封状态。

本实施例中，铸造炉10为圆筒状容器，在铸造炉10的底部开设有阶梯孔31，阶梯孔31与升液管32连接并密封，铸造炉10的顶部设置有可倾转的盖板33，盖板33的倾转动作由液压缸实现；在盖板33上还装有进口管道34，进口管道34与供气系统1的出口管道之间通过轴承连接，铸造炉10的真空获取和微正压的实现均由此机构实现；铸造炉10上固定底座35与行走车13之间还可实现升降、倾转的功能，能够方便安装预热完成的型壳和升液管；在行走车上设有上下滑动的滑轨，固定底座通过滑块与滑轨之间滑动连接，通过液压缸带动固定底座进行上下移动，并通过光标限位实现多个位置的准确定位，底座与滑块之间为转动连接，可实现旋转动作，通过平行轴减速机、驱动轴来实现整个铸造炉10的旋转、倾倒动作。

本实施例中，离心机构11包括固定座35、滚动轴承36、内套37和驱动电机42，固定座35可与行走车预留接口连接，驱动电机42通过带传动带动内套37进行旋转，驱动电机42的转速通过变频器实现转速控制，最高转速约300r/min。

本实施例中，注砂系统5包括：还包括工装机构14，其中，行走机构13包括行走框架及行走车，行走框架由H型钢焊接而成，占地面积为4000X8000mm，高3500mm；在行走框架的上方悬挂两根通长直线导轨，行走车通过直线轴承组装在直线导轨上，行走车通过电机驱动齿轮与齿条实现行走功能；工装机构14为型壳组装机构，装在一固定位置，与行走车实现位置锁定，当需要型壳41、升液管32组装时，将盖板33与铸造炉拆卸开，然后转动旋转杆使得盖板33从铸造炉10的进口移开，然后，拆卸内套37与铸造炉10，利用行走车上的夹持组件夹持铸造炉10，并将铸造炉10移至工装机构14上方完成停止、下降动作，当上述三者组装完成后实现提升、填砂，最后盖板33盖合进行下一步动作，注砂机构15安装在工装机构14上方的行走机构上，具体的，注砂机构15包括砂箱、阀门和推杆装置以及旋转送砂机构，其中：旋转送砂机构15用于将定量砂砾送入铸造腔体39，控制推杆装置下落压紧型壳41，铸造炉整体上移到指定位置，打开阀门砂砾落下，震动填满后推杆装置回缩，移开铸造炉完成填砂过程。

本实施例的具体的工作原理

在本发明的设备用于高温合金铸件反重力铸造时，首先打开熔炼炉6，将合金装入熔炼坩埚26内，关闭熔炼炉6的熔炼腔体40与过渡腔9之间的挡板阀20，通过真空系统对熔炼腔体40进行抽真空，抽真空完成后，通过控制系统2的电控部分对熔炼坩埚26进行加热，熔化合金料；将型壳41和升液管32从预热炉中取出，转移到工装机构14进行安装配合，将组装好的模组通过行走机构13装入铸造炉10中的铸造腔体39，然后通过注砂机构15完成填砂过程，盖住盖板33并进行液压密封；调整位置行走机构13将铸造炉10移至过渡腔9正上方，铸造炉10的铸造腔体39与过渡腔9连通时，需要在熔炼炉6的熔炼腔体39内充入氩气，并保持在微正压(1k)的氩气气氛环境，打开熔炼炉6的挡板阀20，开始持续充氩气，铸造炉10与中间过渡腔9的直筒双层筒体通过液压压块30连接并锁紧，对铸造腔体39以及过渡腔9进行抽真空；当铸造炉10的铸造腔体39与熔炼炉6的熔炼腔体40达到同一真空状态时，将铸造腔体39与熔炼腔体40两室连通；通过坩埚驱动机构7的液压推杆25举升熔炼坩埚26，使得升液管32浸入熔炼坩埚26中合金熔体内的预定深度；铸造腔体39与熔炼腔体40间实现机械密封隔离，铸造腔体39与熔炼腔体40间仅升液管32连通。然后，以高纯氩气作为增压介质，按照设定的工艺加压曲线对熔炼炉6的熔炼腔体40进行增压，完成合金熔体在升液管32内的升液、熔体在精铸的型壳41的腔体的充填、结壳、增压及保压凝固，保压结束后，铸造腔体39与熔炼腔体40同时破真空、排气；熔炼坩埚26下降，铸造腔体39与过渡腔9分开，通过行走机构13将铸造炉10转移至清砂站，倾倒后进行后续清理。

在本发明的具体实施方式的前提下，提供实施例1-6，各实施例的具体工艺参数及实施效果如下：实施例过程中首先完成了合金熔炼、升液管32和型壳41的预热准备工作，合金熔炼在真空环境下进行，铸造炉10的铸造腔体39与过渡腔9连通时，需要在熔炼炉6的熔炼腔体39内充入氩气，并保持在微正压(1k)的氩气气氛环境，打开熔炼炉6的挡板阀20，开始持续充氩气，使得铸造炉10的铸造腔体39与熔炼炉6的熔炼腔体40的对接。

实施例1：利用本发明的高温合金多功能反重力铸造设备，通过调压铸造制备高温合金后机匣铸件的步骤为：

熔炼坩埚26内金属液重量为40kg，铸造腔体39的压力为0.01Mpa，熔炼腔体40的压力为0.09Mpa，压差为0.08Mpa，充型完成后将铸造腔体39与熔炼腔体40分别提高至大气压以上，铸造腔体39为0.11Mpa和熔炼腔体40为0.19Mpa，保压压力为0.19Mpa，保持时间为10min，金属液上升速度为40mm/s，利用调压铸造工艺得到机匣铸件最大高度为95mm，最大外轮廓尺寸为290mm，最薄区域厚度为1mm，最大薄壁区域集中面积为45cm2，铸件内部质量较好。

实施例2：利用本发明的高温合金多功能反重力铸造设备，通过低压铸造制备高温合金后机匣铸件的步骤为：

熔炼坩埚26内金属液重量为40kg，铸造腔体39的压力为0.1Mpa，熔炼腔体40的压力为0.18Mpa，压差为0.08Mpa，保压压力为0.18Mpa，保持时间为10min，金属液上升速度为40mm/s，利用低压铸造工艺得到机匣铸件最大高度为90mm，最大外轮廓尺寸为280mm，最薄区域厚度为1.2mm，最大薄壁区域集中面积为50cm2，铸件内部质量较好。

实施例3：利用本发明的高温合金多功能反重力铸造设备，通过差压铸造制备高温合金后机匣铸件的步骤为：

熔炼坩埚26内金属液重量为40kg，首先为铸造腔体39与熔炼腔体40通入氩气使两者压力全部达到0.20Mpa，之后对铸造腔体39抽真空，使铸造腔体39的压力至0.12Mpa，压差为0.08Mpa，金属液上升速度为40mm/s，保压压力为0.20Mpa，保持时间为25min，利用差压铸造工艺得到机匣铸件最大高度为85mm，最大外轮廓尺寸为275mm，最薄区域厚度为1.2mm，最大薄壁区域集中面积为45cm2，铸件内部质量较好。

实施例4：利用本发明的高温合金多功能反重力铸造设备，通过真空吸铸制备高温合金后机匣铸件的步骤为：

熔炼坩埚26内金属液重量为40kg，铸造腔体39的压力为0.02Mpa，熔炼腔体40的压力为0.1Mpa，压差为0.08Mpa，金属液上升速度为40mm/s，保压时间为20min，利用真空吸铸工艺得到机匣铸件最大高度为90mm，最大外轮廓尺寸为280mm，最薄区域厚度为1.1mm，最大薄壁区域集中面积为50cm2，铸件内部质量较好。

实施例5：利用本发明的高温合金多功能反重力铸造设备，通过真空吸铸+增压保压制备高温合金后机匣铸件的步骤为：

熔炼坩埚26内金属液重量为40kg，铸造腔体39的压力为0.02Mpa，熔炼腔体40的压力为0.1Mpa，压差为0.08Mpa，金属液上升速度为40mm/s，型腔填充完成，使熔炼腔体40的压力提高至0.15Mpa进行保压，保持时间为25min，利用真空吸铸+增压保压工艺得到机匣铸件最大高度为90mm，最大外轮廓尺寸为280mm，最薄区域厚度为1.1mm，最大薄壁区域集中面积为50cm2，铸件内部质量较好。

实施例6：利用本发明的高温合金多功能反重力铸造设备，通过真空离心吸铸制备高温合金后机匣铸件的步骤为：

熔炼坩埚26金属液重量为40kg，上铸造腔体39的压力为0.02Mpa，熔炼腔体40的压力为0.1Mpa，压差为0.08Mpa，金属液上升速度为40mm/s，型腔填充完成后，打开驱动电机，使铸件在离心压力作用下进行保压，离心转速为100rpm，保压时间20min，利用真空离心吸铸工艺得到机匣铸件最大高度为90mm，最大外轮廓尺寸为280mm，最薄区域厚度为1.1mm，最大薄壁区域集中面积为50cm2，铸件内部质量较好。

综上所述，本发明实施例提供的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，通过。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，其特征在于，包括：

熔炼系统(3)，其包括熔炼炉(6)，所述熔炼炉(6)内设置有坩埚驱动机构(7)，所述坩埚驱动机构(7)的输出端设置有熔炼机构(8)，所述熔炼炉(6)的进口处还设置有挡板阀(20)，挡板阀(20)用于遮挡熔炼炉(6)的进口；

铸造系统(4)，其包括铸造炉(10)，其与熔炼炉(6)顶部的开口拆卸连接，其内设置有型壳(41)，所述型壳(41)上设置有与熔炼炉(6)连通的吸铸组件，铸造炉(10)的顶部设置有盖板(33)，盖板(33)上设置有进口管道(34)；

离心机构(11)，用于驱动铸造炉(10)离心转动；

真空系统，用于在合金熔炼时对熔炼炉(6)进行抽真空；

注砂系统(5)，用于将定量砂砾送入铸造炉(10)的砂箱内；

以及供气系统，其出口分别与熔炼炉(6)、铸造炉(10)的进口连通，用于调节熔炼炉(6)、铸造炉(10)内的压力，使得熔炼炉(6)、铸造炉(10)产生压差，并在其中，供气系统的出口与盖板(33)上设置的进口管道(34)转动连接；

其中，坩埚驱动机构(7)用于在驱动熔炼机构(8)升降或者翻转，使得熔炼坩埚(26)上升时升液管(32)进入熔炼机构(8)内。

2.根据权利要求1所述的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，其特征在于，供气系统包括：

压力罐(16)和真空罐(17)；

压力罐(16)和真空罐(17)的出口通过供气管路(18)分别与铸造炉(10)与熔炼炉(6)的进口连通，所述供气管路(18)上设置有控制压力罐(16)、真空罐(17)内部压力的阀门组。

3.根据权利要求1所述的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，其特征在于，吸铸组件包括：升液管(32)，所述升液管(32)的一端与型壳(41)连通，升液管(32)的另一端穿过铸造炉(10)底部后延伸到熔炼炉(6)内。

4.根据权利要求3所述的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，其特征在于，铸造炉(10)的底部开设有阶梯孔(31)，所述升液管(32)穿设在阶梯孔(31)内，且升液管(32)与升液管(32)连接并密封连接。

5.根据权利要求1所述的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，其特征在于，离心机构(11)包括：支撑架，支撑架上设置有驱动电机(42)和固定座(35)，固定座(35)套设在铸造炉(10)的外周上的内套(37)上，所述固定座(35)的内圈与内套(37)外壁之间通过轴承(36)连接，驱动电机(42)通过带传动组件与所述铸造炉(10)的外周上套装固定的内套(37)传动连接。

6.根据权利要求5所述的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，其特征在于，内套(37)上套装固定有从动皮带轮，驱动电机(42)的输出端套装固定有主动皮带轮，主动皮带轮和从动皮带轮通过传动皮带连接。

7.根据权利要求1所述的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，其特征在于，所述熔炼炉(6)通过直筒双层筒体的过渡腔(9)与铸造炉(10)连接，且过渡腔(9)与铸造炉(10)之间密封。

8.根据权利要求1所述的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，其特征在于，熔炼机构(8)包括：熔炼坩埚(26)，熔炼坩埚(26)的底部固定有熔炼感应器(27)，熔炼感应器(27)底部设置有坩埚托架(24)，坩埚托架(24)通过坩埚倾转轴与熔炼炉(6)的内壁转动且沿竖直方向滑动连接。

9.根据权利要求8所述的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，其特征在于，所述坩埚驱动机构(7)包括：倾转手柄(23)和液压推杆(25)，其中，液压推杆(25)的固定端与熔炼炉(6)的内底面固定，液压推杆(25)的伸缩端朝向熔炼机构(8)的坩埚托架(24)的底部，倾转手柄(23)通过离合机构与坩埚倾转轴背离转动端的一端连接。

10.根据权利要求1所述的一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，其特征在于，注砂系统(5)包括：行走机构(13)和注砂机构(15)，行走机构(13)用于转运型壳(41)和铸造炉(10)，注砂机构(15)设置在行走机构(13)上，用于将定量砂砾送入铸造炉(10)的砂箱。