CN201760582U - 双金属液/固复合铸造浇注设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双金属液/固复合铸造浇注设备，其包括：电源装置；第一感应器，包括至少一组连接至电源装置的感应线圈，第一感应器构造为螺旋管状结构，内部形成有用于容纳被加热的内置镶件的铸型的容纳空间。本实用新型的双金属液/固复合铸造浇注设备预热铸型内置镶件效率高，速度快，温控准确；可同时实现镶件理想预热状态下的复合浇注，能获得良好结合界面的复合铸件；并且自动化程度高，操作条件好。

Description

双金属液/固复合铸造浇注设备

技术领域

本实用新型涉及铸造领域，具体涉及一种双金属液/固复合铸造浇注设备。

背景技术

双金属液/固复合铸造法，一般要求基体材料与镶件材料的体积比大于8.0，否则就不可能获得良好的界面结合。实际生产中，受零件结构、形状及质量等诸多因素影响，上述理想的体积比条件不一定具备。因而，控制液固作用时间以及控制基体钢水的温度或镶件温度就成为双金属液/固复合铸造法成功的关键。目前产业中主要采用两种方法来对上述参数进行控制。

一种方法就是提高基体钢水浇注温度。但是，高温基体钢水只能使内浇口附近一定区域内的镶件表面熔溶，而在远离浇口的地方合金不会熔溶，同时，高温浇注还会给复合件带来许多铸造质量问题。另一种方法就是对镶件进行预热，由此降低镶件与基体钢水之间的温度差，以使基体钢水带入的热量满足获得良好界面结合的基本要求。通常做法是将镶件置于加热炉内预热至适当温度并保温，之后迅速将镶件出炉放置与铸型中，合箱后浇注基体钢水获得复合铸件；或者先将镶件放置于铸型中，使用火焰加热至适当温度后再合箱浇注。上述两种预热方法存在问题较多：1)预热温度不能保证。即便在炉内设定了理想的过热温度，但镶件出炉之后受环境温度、工装条件、操作效率及型腔清理等因素影响，致使浇注时镶件温度偏离工艺要求甚远；2)预热时间长。电阻炉预热条件下，镶件温度均匀化过程较长；3)劳动条件恶化。预热镶件的装炉、出炉、下入(铸型)等大多在高温条件下进行，容易给操作者带来安全事故。此外，直接使用火焰加热镶件，还存在预热温度不确定、操作麻烦、不便于批量生产等弊端。并且，上述镶件加热方式无法应用于消失模双金属液/固复合铸造工艺过程。以上分析可以看出，双金属液/固复合铸造生产过程中，采用电炉预热或火焰加热方式预热镶件，预热效果很不理想，双金属结合界面质量差，复合产品可靠性无法保证。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的双金属液/固复合铸造浇注设备，其采用新型的预热装置，能够获得理想的镶件预热温度，并改善了劳动条件，简化了预热操作，最终能够获得良好结合界面的复合铸件。

针对上述目的，根据本实用新型的一个方面提供了一种双金属液/固复合铸造浇注设备，其特征在于，包括：电源装置；第一感应器，包括至少一组连接至电源装置的感应线圈，第一感应器构造为螺旋管状结构，内部形成有用于容纳被加热的内置镶件的铸型的容纳空间。

进一步地，根据本实用新型一个方面的双金属液/固复合铸造浇注设备还包括：铸型输送轨道，延伸经过第一感应器；铸型输送台，可移动地安置在铸型输送轨道上；以及输送驱动装置，沿铸型输送轨道的延伸方向与铸型输送台正对布置，具有驱动铸型输送台的推动部。

进一步地，根据本实用新型一个方面的双金属液/固复合铸造浇注设备，其中，第一感应器具有朝竖直方向开口的螺旋管状结构，第一感应器能升降地安装至复合铸造浇注设备的机架，铸型输送轨道从第一感应器的正下方延伸穿过。

进一步地，根据本实用新型一个方面的双金属液/固复合铸造浇注设备，其中，第一感应器通过升降装置安装至机架，升降装置包括：升降滑轨，连接于第一感应器的两侧，升降滑轨从机架的安装平台中穿过；升降板，套设在升降滑轨上，并位于安装平台上方；以及升降驱动装置，两端分别连接至升降板与安装平台之间。

进一步地，根据本实用新型一个方面的双金属液/固复合铸造浇注设备，其中，第一感应器具有朝水平方向开口的螺旋管状结构，第一感应器布置在地面上或复合铸造浇注设备的底座上，铸型输送轨道从第一感应器的内部延伸穿过。

进一步地，根据本实用新型一个方面的双金属液/固复合铸造浇注设备还包括：安装在机架上并位于第一感应器上方的测温装置，测温装置连接至复合铸造浇注设备的控制电路。

进一步地，根据本实用新型一个方面的双金属液/固复合铸造浇注设备，其中，测温装置为红外测温仪，测温装置设置在与铸型顶部的冒口相对应的位置。

进一步地，根据本实用新型一个方面的双金属液/固复合铸造浇注设备，其中，第一感应器构造为卧式螺旋管状结构，第一感应器的顶壁开设有与测温装置正对的测温孔。

进一步地，根据本实用新型一个方面的双金属液/固复合铸造浇注设备还包括：第二感应器，构造为平板形状，包括至少一组连接至电源装置的感应线圈，第二感应器布置在铸型输送轨道上且相对于第一感应器对中布置，且第二感应器的高度低于铸型输送台的底面。

进一步地，根据本实用新型一个方面的双金属液/固复合铸造浇注设备，其中，第一感应器和第二感应器为中频感应器。

本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型的双金属液/固复合铸造浇注设备采用感应加热装置对铸型内置镶件进行加热，其加热效率高，速度快，温度便于控制，加热质量好，且具有良好的操作条件；同时，本复合铸造浇注设备能够在铸件预热完成后，立即进行浇注，由此能够保证在预定的理想预热温度下对铸件进行浇注，延长了液固作用时间，从而获得质量良好的铸件。

应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本实用新型提供进一步的说明。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本实用新型。这些附图图解了本实用新型的一些实施例，并与说明书一起用来说明本实用新型的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。附图中：

图1A示出了根据本实用新型一种实施方式的复合铸造浇注设备的结构示意图；

图1B示出了根据本实用新型一种实施方式的复合铸造浇注设备的又一结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的另一种实施方式的复合铸造浇注设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型的双金属液/固复合铸造浇注设备的基本构成进行说明，同时结合示例性实施例同时参照相应附图来说明本实用新型的具体实施方式。

图1A、图1B和图2分别示出了根据本实用新型的双金属液/固复合铸造浇注设备的两种实施例，结合上述附图，对根据本实用新型的双金属液/固复合铸造浇注设备的基本构成进行说明。本复合铸造浇注设备主要包括：电源装置(未示出，具体为中频电源)，其可以设置在复合铸造浇注设备的机架2一侧或其他远程位置；第一感应器4，包括至少一组连接至电源装置的感应线圈，第一感应器4构造为螺旋管状结构，内部形成有用于容纳被加热的内置镶件的铸型5的容纳空间，即，第一感应器4的尺寸大于铸型5的外围尺寸。

上述本实用新型的双金属液/固复合铸造浇注设备中，采用第一感应器对铸型内置镶件进行加热，其加热效率高，速度快，温度便于控制，加热质量好，且具有良好的操作条件；同时，本复合铸造浇注设备还能够在铸件预热完成后，立即进行浇注，由此能够保证在预定的理想预热温度下对铸件进行浇注，从而获得质量良好的铸件。

进一步，如图所示，为了实现自动化的双金属液/固复合铸造浇注生产线，提高整个铸造过程的安全性和操作的准确性，除了上述的用于预热镶件的第一感应器4之外，本实用新型的复合铸造浇注设备还提供了用于铸型移动的装置。具体地，本复合铸造浇注设备还包括铸型输送轨道1，其延伸越过第一感应器4，铸型输送轨道1可以设置在复合铸造浇注设备的底座8上；铸型输送台6，可移动地安置在铸型输送轨道1上，铸型输送台6上设置有与机架2上的限位开关(未示出)配合的定位装置；以及输送驱动装置7，沿铸型输送轨道1的延伸方向与铸型输送台6正对布置，且具有用于驱动铸型输送台6的推动部7a。输送驱动装置7与复合铸造浇注设备的控制器相连，在一个实施例中，输送驱动装置7可以设置在底座8上；在另一个实施例中，输送驱动装置7可以直接安置在地面上。通过上述的装置，就能够以机械化的方式来移动铸型5，同时能够对铸型5进行精确地定位。具体地，当输送台6在输送驱动装置7(具体为推动部7a)的推动下运行到既定位置时，其定位装置触动限位开关的活动柄或触头，带动限位开关内的闭合触头分开而切断电源，使输送驱动装置7停止操作，输送台6就在所要求的位置停车。

具体地，根据第一感应器4所采用的结构，上述的铸型输送轨道1可以在第一感应器4内部或外部延伸，这将在下文结合具体实例进行描述。在图1、图2A-图2B中所示的两种实施方式中，复合铸造浇注设备采用了不同形式的第一感应器，具体形式如下。

首先参照图1A，其中所示的复合铸造浇注设备中，第一感应器4具有立式螺旋管状结构(也就是管状结构的开口在竖直方向上)，该第一感应器4能升降地安装至复合铸造浇注设备的机架2上，铸型输送轨道1从第一感应器4的正下方延伸越过第一感应器4。在本实施例中，铸型输送轨道1在第一感应器4的外部延伸。

进一步，上述实施例中的第一感应器4通过升降装置安装至机架2，该升降装置包括：升降滑轨2a，其连接于第一感应器4的两侧，升降滑轨2a从机架2的安装平台2b中穿过；升降板2c，套设在升降滑轨2a上，并位于安装平台2b上方；以及升降驱动装置9，两端分别连接至升降板2c与安装平台2b之间。通过上述的构件，在升降驱动装置9的驱动下，升降板2c就可以沿着升降滑轨2a上下滑动，从而带动第一感应器4上下滑动。由此，当铸型5移动到预定的加热位置时，使第一感应器4下降，并罩在铸型5的外部，进而对铸型5进行加热。

在第一感应器4构成立式结构的情况下，其顶部是开放式的，因此可以在立式结构的第一感应器4上方设置浇注台架(未示出)，浇注台架上可以直接放置和倾转浇注包。由此，设置在第一感应器4上方的浇注包就可以直接将金属液通过铸型5上的浇注孔5a而浇注到铸型5中。此时第一感应器4可以继续通电，铸型5也可以保持在原加热位置中，这种情况下能够获得最理想的复合铸造效果，这是由于浇注是在铸型5内置的镶件保持在最理想的预热温度下进行的，而且浇入铸型型腔内的钢液在电磁感应的作用下会继续加热而保持高温，使液固作用时间延长。

参照图2，其中示出了根据本实用新型另一种实施方式的复合铸造浇注设备，其中，第一感应器4具有卧式螺旋管状结构(也就是筒形结构的开口在水平方向上)，该第一感应器4可以直接布置地面上或布置在复合铸造浇注设备的底座8上，铸型输送轨道1从第一感应器4的内部延伸穿过。在这种结构中，第一感应器4无需移动，铸型5可以从第一感应器4的侧部移动进入其中，从而在第一感应器4中进行预热。

对于本实用新型的双金属液/固复合铸造浇注设备，在铸型5完成预热后，复合铸造浇注设备的控制器向铸型输送驱动装置7发出指令，使其推动铸型输送台6，从而将完成预热的铸型5推出第一感应器4，以进行后续浇注操作。优选地，为了实现流水线作业，在完成上述动作的同时，铸型驱动装置7推动铸型输送台6将下一个铸型5推进第一感应器4进行感应预热。

此外，如图1A、图2所示，本复合铸造浇注设备还包括测温装置3，其安装在机架2上并位于第一感应器4上方，该测温装置3连接至复合铸造浇注设备的控制器。设置该测温装置3的目的是为了更加精确地控制铸型5内置镶件的预热温度，在预热过程中，测温装置3将感测到的温度信号实时传送给控制器，控制器根据该温度信号来控制第一感应器4的加热温度。当铸型5内镶件的温度尚未达到预定值，则使第一感应器4升温；如果已经达到预定温度，则使第一感应器4停止加热。

优选地，测温装置3为红外测温仪，且将测温装置3布置在与铸型5顶部的冒口5b相对应的位置，以使得在铸型5位于加热位置时测温装置3正对铸型5顶部的冒口5b。进而，测温装置3悬挂在第一感应器4的上方。上述的设置方式都是为了使测温装置3更好更精确地感测到铸型5内置镶件的温度。

进一步地，如图1B所示，本实用新型的双金属液/固复合铸造浇注设备还包括：第二感应器4a，其构造为平板形状，同样包括至少一组连接至电源装置的感应线圈。该第二感应器布置在铸型输送轨道1上且相对于第一感应器4对中布置。该第二感应器4a作为第一感应器4的辅助加热手段，由此能够使镶件获得更均匀的加热温度。如图1中所示的，第二感应器4a的高度低于铸型输送台6的底面，这样当铸型输送台6进入第一感应器4内部后，第二感应器4a将位于铸型输送台6下方，进而对铸型5内置的镶件进行加热。

对于本实用新型的双金属液/固复合铸造浇注设备中采用的第一感应器4和第二感应器4a，它们可以通过适当的联接方式构成一个完整的感应器组合，并且可以根据铸型内置镶件的形状及预热要求，采用第一感应器4独立工作方式或第一感应器4与第二感应器4a同时工作方式。

优选地，上述第一感应器4和第二感应器4a为中频感应器。感应加热的电源频率对感应器总效率有很大影响，可以根据公式f_min＝30000/d²以及f_max＝60000/d²(其中d为工件直径)确定电源的频率范围以使感应器获得最大总效率。若频率太高，则会使工件加热不均匀，这时工件的透入深度太浅，而工件外表面温度很高，甚至开始熔化，而内部还未达到所需温度，这是所不希望的。同时，如果采用较低的频率，如工频，则感应加热装置的效率较低，感应加热的优势不能发挥。因此，选用中频加热是较优选的。

此外，在本双金属液/固复合铸造浇注设备中，上述的铸型驱动装置7以及升降驱动装置9可以采用液压缸、气压缸或电推杆。

在一个实施例中，例如用于砂型双金属液/固复合铸造时，本实用新型的复合铸造浇注设备可以采用如下的示例性工艺参数：

电源频率2000-5000Hz；

电源功率20-350KW；

镶件预热温度：400-800℃，时间：3-20min；

镶件预热温度均匀性：整体温差≤5℃。

本实用新型的复合铸造浇注设备总体具有以下主要的优点：

1)取代现有的火焰预热或电炉预热的方式，对镶件进行感应预热，速度快、温度均匀且准确，保证镶件预热质量，且型腔及镶件清理方便；

2)可以应用于砂型双金属液/固复合铸造、消失模双金属液/固复合铸造；

3)铸型推进、镶件预热、感应器的运动等都采用机械或电气动力及控制系统准确控制，设备操作简单，准确到位，且便于组织生产流程；

4)可以在完成铸型预热的同时，在感应器通电情况下进行浇注，同时还可以与熔炼设备、造型设备、落砂设备等联动操作，组成复合铸造浇注生产线，实现批量流水线生产；

5)镶件放入铸型的操作在常温下进行，操作条件良好，安全性高。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双金属液/固复合铸造浇注设备，其特征在于，包括：

电源装置；

第一感应器(4)，包括至少一组连接至所述电源装置的感应线圈，所述第一感应器构造为螺旋管状结构，内部形成有用于容纳被加热的内置镶件的铸型(5)的容纳空间。

2.根据权利要求1所述的双金属液/固复合铸造浇注设备，其特征在于，还包括：

铸型输送轨道(1)，延伸经过所述第一感应器；

铸型输送台(6)，可移动地安置在所述铸型输送轨道上；以及

输送驱动装置(7)，沿所述铸型输送轨道的延伸方向与所述铸型输送台正对布置，具有驱动所述铸型输送台的推动部。

3.根据权利要求2所述的双金属液/固复合铸造浇注设备，其特征在于，

所述第一感应器具有朝竖直方向开口的螺旋管状结构，所述第一感应器能升降地安装至所述复合铸造浇注设备的机架(2)，所述铸型输送轨道从所述第一感应器的正下方延伸穿过。

4.根据权利要求3所述的双金属液/固复合铸造浇注设备，其特征在于，所述第一感应器通过升降装置安装至所述机架，所述升降装置包括：

升降滑轨(2a)，连接于所述第一感应器的两侧，所述升降滑轨从所述机架的安装平台(2b)中穿过；

升降板(2c)，套设在所述升降滑轨上，并位于所述安装平台上方；以及

升降驱动装置(9)，两端分别连接至所述升降板与所述安装平台之间。

5.根据权利要求2所述的双金属液/固复合铸造浇注设备，其特征在于，

所述第一感应器具有朝水平方向开口的螺旋管状结构，所述第一感应器布置在地面上或所述复合铸造浇注设备的底座上，所述铸型输送轨道从所述第一感应器的内部延伸穿过。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的双金属液/固复合铸造浇注设备，其特征在于，还包括：安装在所述机架上并位于所述第一感应器上方的测温装置(3)，所述测温装置连接至所述复合铸造浇注设备的控制电路。

7.根据权利要求6所述的双金属液/固复合铸造浇注设备，其特征在于，所述测温装置为红外测温仪，所述测温装置设置在与所述铸型顶部的冒口(5b)相对应的位置。

8.根据权利要求6所述的双金属液/固复合铸造浇注设备，其特征在于，所述第一感应器构造为卧式螺旋管状结构，所述第一感应器的顶壁开设有与所述测温装置正对的测温孔(3a)。

9.根据权利要求2-5中任一项所述的双金属液/固复合铸造浇注设备，其特征在于，还包括：

第二感应器(4a)，构造为平板形状，包括至少一组连接至所述电源装置的感应线圈，所述第二感应器布置在所述铸型输送轨道上且相对于所述第一感应器对中布置，且所述第二感应器的高度低于所述铸型输送台的底面。

10.根据权利要求9所述的双金属液/固复合铸造浇注设备，其特征在于，所述第一感应器和所述第二感应器为中频感应器。

Images