CN1511661A - 正压立式离心真空感应熔铸炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及真空熔铸设备的制造技术，具体地说是一种正压立式离心真空感应熔铸炉。该熔铸炉包括加料斗、线圈和下炉体等配置，线圈置于下炉体内，与控制电源电连接，加料斗设在上炉盖上，上炉盖通过升降轴与液压缸相连；在上炉盖与下炉体及加料斗斗体与加料斗盖的接合处分别加一限位用卡环，并安装一离心装置于下炉体内。本发明可在真空、正压下熔炼合金，同时也可在真空、正压下离心或重力浇注熔炼的合金，采用本发明能减少真空感应冶炼时活泼元素与耐火氧化物坩埚材料之间产生的强烈反应，保证较高蒸汽压合金元素在合金中的准确成分，铸件的充型及补缩效果理想。
Description
技术领域
本发明涉及真空熔铸设备的制造技术，具体地说是一种正压立式离心真空感应熔铸炉。
背景技术
目前，常规真空感应熔铸炉在国内外都具备成熟的制造技术，但用该类型的炉子冶炼铸造合金时，通常很难保证液态下具有较高蒸汽压合金元素在合金中的准确成分，以及高N含量(＞0.3wt％)不锈钢的N含量。尤其是熔炼活泼金属合金(如Ti-Al基合金等)时，为减少真空感应冶炼时活泼元素与耐火氧化物坩埚材料之间产生的强烈反应，一般在真空感应炉熔炼时，通常向下炉体内通入一定量的保护气氛(如通入～0.05MPa的氩气)。但对有些合金，即使熔炼时加压到～0.05MPa，也不能解决冶炼中所出现的上述问题。另外，对铸造形状特殊的铸件，如细长比(L/φ)大的铸件，采用常规真空感应熔铸炉及顶铸、底铸工艺，铸件的充型及补缩不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种具备在真空(＜1Pa)及正压(至2atm)下熔炼合金、离心铸造的真空感应熔铸炉。采用本发明能减少真空感应冶炼时活泼元素与耐火氧化物坩埚材料之间产生的强烈反应，保证较高蒸汽压合金元素在合金中的准确成分，特殊形状铸件的充型及补缩效果理想。
为了实现上述目的，本发明技术方案是：包括加料斗、线圈、下炉体、前炉门、控制电源、上炉盖、抽真空系统，加料斗设在上炉盖上，线圈置于下炉体的熔炼室内，与控制电源电连接；上炉盖通过升降轴与液压缸相连实现上炉盖13的升降；下炉体与抽真空系统相连，在上炉盖与下炉体及加料斗的斗体与加料斗盖的接合处分别加一限位用卡环，保证炉内充入的保护性气氛在2atm下不向炉外泄漏；并安装一离心装置于下炉体内；
另外，所述离心装置主要由液压马达、液压站、离心盘组成，其中液压马达设在所述下炉体内，液压马达的转轴通过无油推力轴承与离心盘安装固定在一起，液压马达与下炉体外的液压站之间设有进油管和出油管，进油管路上设流量调节阀；
所述液压马达具有相互啮合的配合齿轮、工作齿轮，在液压马达的相对位置设置进油口、出油口，位于配合齿轮、工作齿轮啮合处；所述工作齿轮固定于转轴上；
所述卡环横截面为一侧中部开口的矩形框，即
型结构，所述卡环靠上炉盖边缘及加料斗盖边缘的下表面为相间设置的向上倾斜的齿型结构；所述卡环与液压缸相连，靠液压转动；
所述上炉盖边缘上表面为相问设置的向下倾斜的齿型结构，与卡环锁紧配合；所述加料斗盖边缘的上表面为相间设置的向下倾斜的齿型结构，与卡环锁紧配合；
本发明可在真空、正压下熔炼合金，同时也可在真空、正压下离心或重力浇注熔炼的合金，具有如下优点：
1.具有正压功能，确保铸件成分准确。本发明在上炉盖与下立式下炉体接合处增加一限位卡环，实现了正压功能，保证了液态下具有较高蒸汽压合金元素在合金中的成分准确，以及高N含量(＞0.3wt％)不锈钢的N含量。尤其是熔炼活泼金属合金(如Ti-Al基合金等)时，在正压的保护下，避免了真空感应冶炼时活泼元素与耐火氧化物坩埚材料之间产生的强烈反应问题。
2.铸件的充型及补缩效果好，使用方便。本发明采用离心装置，可以使铸造形状特殊的铸件获得良好的充型及补缩效果。在真空或正压下离心铸造合金，离心速度可调，所采用的离心盘高度可调，以适应离心铸件在高度上的不一致。所有的真空阀门即可在真空下开关，又可在2atm的正压下开关。另外，本发明采用液压马达作为离心的驱动力，使驱动力矩大而平稳。
3.本发明的离心盘采用无油推力轴承，解决了真空下有油轴承因油挥发而对熔炼铸造合金造成的污染问题。
4.应用范围广。本发明在兼有常规真空感应熔铸的功能外，还可在正压保护气氛下熔炼铸造合金。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2-1为图l中卡环锁紧示意图。
图2-2为图2-1局部放大剖面图。
图3为图1中液压马达驱动示意图。
图4为本发明一个实施例离心铸造的汽车排气阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，包括具有加料斗1和坩埚5的下炉体6，线圈3设在坩埚5的外侧，置于下炉体6内，与控制电源12电连接，加料斗1设在上炉盖13上；在侧面，上炉盖13通过升降轴与液压缸相连，下炉体6与抽真空系统18相连，在上炉盖13与下炉体6及加料斗1斗体与加料斗盖的接合处分别加一限位用卡环2，并安装一离心装置于下炉体6内；
如图2-1、2-2、3所示，所述卡环2与液压缸相连，横截面为一侧中部开口的矩形框，即
型结构，套装在下炉体6及上炉盖13、加料斗1斗体与加料斗盖的接合处，所述卡环2靠上炉盖13、加料斗盖边缘的下表面为相间设置的向上倾斜的齿型结构，上炉盖13边缘上表面为相间设置的向下倾斜的齿型结构，与卡环2锁紧配合；加料斗盖上表面为相间设置的向下倾斜的齿型结构，与卡环2锁紧配合；在上炉盖13、下炉体6的边缘之间加设密封圈14；加料斗1斗体与加料斗盖亦设密封圈14；所述卡环2与液压缸相连，靠液压转动。
如图1、3所示，所述离心装置主要由液压马达7、液压站9、离心盘11组成，其中液压马达7设在所述下炉体6内，液压马达7的转轴73通过无油推力轴承与离心盘11安装固定在一起，液压马达7与下炉体6外的液压站9之间设有进油管17和出油管16，进油管路上设流量调节阀8。
所述液压马达7具有相互啮合的配合齿轮71、工作齿轮74，在液压马达7的相对位置设置进油口72、出油口75，位于配合齿轮71、工作齿轮74啮合处；所述工作齿轮74固定于转轴73上。
另，4为合金液；前炉门10与下炉体6之间加设密封圈14。
本发明工作原理是：
本发明采用上炉盖13与下炉体6接合处增加一限位卡环2结构实现正压功能。在上炉盖13与立式下炉体6间加一限位卡环2，熔铸炉在抽真空时，上炉盖13下移后，液压转动卡环2，将上炉盖13锁紧，保证炉内的气氛在1～2atm的正压下不向炉外泄露；前炉门10抽真空后的锁紧则用普通的罗杆、罗冒实现。熔炼铸造结束时，将下炉体6内的正压抽至真空状态，液压转动卡环2至给定位置，当下炉体6破坏真空后，即可通过液压升降实现上炉盖13开启。
为解决环形件、薄壁筒(环)状件、以及细长比较大件的铸造难成型问题，本发明所采用的离心装置具有从0～500r/min任意调节离心铸造速度的离心功能，其离心动力来自于液压马达7，从液压站9流出的油通过流量调节阀8进入液压马达7，使液压马达7转动，液压马达7内的转轴带动离心盘11转动实现离心功能，参见图1、4。该种液压产生离心的特点是，不受启动力矩的限制，同时通过调整流量调节阀8控制进入液压马达7油的流量，可根据实验者的要求，让离心转盘11获得不同的转数，这种液压产生离心的特点克服了用电动机作离心的动力所产生的启动力矩大、电机容易烧坏，以及高速旋转时转轴难以有良好的密封的弊端。
其技术特点为：
1.本发明在兼有常规真空感应熔铸的功能外，还可在正压保护气氛下熔炼铸造合金，保证最大炉内压力达到2atm；
2.可在真空或正压下离心铸造合金，离心速度可从0～500r/min任意调节，离心的最大线速度为940m/min；同时为适应离心铸件在高度上的不一致，离心盘11可以在0～200mm高度之内的任意高度位置上进行离心铸造；
3.采用液压马达7作为离心的驱动力，使驱动力矩大而平稳；
4.采用无油推力轴承，解决了真空下有油轴承因油挥发而对熔炼铸造合金造成的污染问题；
5.所有的真空阀门既可在真空下开关，又可在2atm的正压下开关。
下面以采用本发明正压立式离心真空感应熔铸炉熔炼的TiAl合金为例作进一步说明。成分及性能分别见表1
表1 TiAl基合金的成分(wt％)
| 合金号 | Al | Nb | B | O | Ti |
| 12345 | 29.329.229.529.128.9 | 17.918.218.417.518.0 | 0.140.140.140.120.16 | 0.0930.1100.0950.1200.150 | Bal.Bal.Bal.Bal.Bal. |
实验结果参见图4，为铸造的新一代TiAl基汽车排气阀。
Claims (7)
1.一种正压立式离心真空感应熔铸炉，包括加料斗(1)、线圈(3)、下炉体(6)、前炉门(10)、控制电源(12)、上炉盖(13)、抽真空系统(18)，加料斗(1)设在上炉盖(13)上，线圈(3)置于下炉体(6)的熔炼室内，与控制电源(12)电连接；上炉盖(13)通过升降轴与液压缸相连，下炉体(6)与抽真空系统(18)相连；其特征在于：在上炉盖(13)与下炉体(6)及加料斗(1)的斗体与加料斗盖的接合处分别加一限位用卡环(2)，并安装一离心装置于下炉体(6)内。
2.按照权利要求1所述正压立式离心真空感应熔铸炉，其特征在于：所述离心装置主要由液压马达(7)、液压站(9)、离心盘(11)组成，其中液压马达(7)设在所述下炉体(6)内，液压马达(7)的转轴(73)通过无油推力轴承与离心盘(11)安装固定在一起，液压马达(7)与下炉体(6)外的液压站(9)之间设有进油管(17)和出油管(16)，进油管路上设流量调节阀(8)。
3.按照权利要求2所述正压立式离心真空感应熔铸炉，其特征在于：所述液压马达(7)具有相互啮合的配合齿轮(71)、工作齿轮(74)，在液压马达(7)的相对位置设置进油口(72)、出油口(75)，位于配合齿轮(71)、工作齿轮(74)啮合处；所述工作齿轮(74)固定于转轴(73)上。
4.按照权利要求1所述正压立式离心真空感应熔铸炉，其特征在于：所述卡环(2)横截面为一侧中部开口的矩形框，即
型结构，所述卡环(2)靠上炉盖(13)边缘及加料斗盖边缘的下表面为相间设置的向上倾斜的齿型结构。
5.按照权利要求1或4所述正压立式离心真空感应熔铸炉，其特征在于：所述上炉盖(13)边缘上表面为相间设置的向下倾斜的齿型结构，与卡环(2)锁紧配合。
6.按照权利要求1或4所述正压立式离心真空感应熔铸炉，其特征在于：所述加料斗盖边缘的上表面为相间设置的向下倾斜的齿型结构，与卡环(2)锁紧配合。
7.按照权利要求1所述正压立式离心真空感应熔铸炉，其特征在于：所述卡环(2)与液压缸相连。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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2002
- 2002-12-28 CN CN 02158871 patent/CN1282514C/zh not_active Expired - Lifetime
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