CN203356573U - 一种用于空壳薄壁铸件的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于空壳薄壁铸件的装置，包括感应加热炉、设置在感应加热炉内部的砂型、与砂型连接的负压舱、真空泵；所述砂型与感应加热炉之间设置有合金熔体；所述砂型端部设置砂型排气管、砂型排气管与负压舱连接；所述负压舱通过负压舱连接管与真空泵连接。本装置结构简单、操作方便，通过抽气，铸型避免形成负压，并布置电磁搅拌装置对熔体进行搅拌，可以改善半固态熔体微观结构，提高熔体的流变性能，能制备形状复杂的铸件。运用该装置所制备铸件的外部质量优良，轮廓清晰，内部组织致密、均匀，而且不会产生缩孔、气孔，能够满足制备高品质空壳薄壁铸件的需求。

Description

一种用于空壳薄壁铸件的装置

技术领域：

本实用新型属于合金铸造技术领域，具体的说就是提供用于空壳薄壁铸件的装置，采用本实用新型生产的铸件组织致密、均匀，不会产生缩孔、气孔，而且生产工艺简单，能够满足高品质空壳薄壁铸件的需求。 

背景技术：

薄壁空壳铸件具有广泛的应用领域，在制造业和艺术铸造也等领域受到广泛关注。 

CN97118729.0号国家实用新型专利涉及一种空壳薄壁铸件的制备方法。该实用新型涉及将制备好的砂型浸入半固态合金中，停留一段时间后，待其冷却至室温并清砂处理之后，即可获得薄壁合金制品。该制备技术中，熔体温度处于半固态温度区间，且固相分数高，流动性差，填充性能不佳，造成局部狭窄区域难以成形；氧化物容易附着与铸件上，对砂型、砂芯的要求很高，需要严格控制水分。因此，通过该方法所制得的铸件组织疏松、铸造缺陷多，最终导致铸件机械加工困难、耐蚀性差、使用寿命短。 

CN02133413.7介绍了一种金属材料凝壳铸造工艺，制备工艺包括铸造铸型-烘干或焙烧-熔炼金属材料-凝壳结晶成形-倒出多余金属材料液体-冷却清理，其所用的合金熔体温度高于合金液相线温度100-150℃，然后直接浇注入铸型中，待其停留1-5分钟后从铸型中将 多余金属材料液体倒出。采用该种方法制备的薄壁铸件尽管填充性能好、组织致密，但是铸件壁厚不均匀，工艺控制困难，难以满足实际生产的需求。 

因此，迫切需要提高实用新型新的薄壁铸件制备技术，以满足对薄壁铸件日益增长的需求和苛刻使用环境的要求。 

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种用于空壳薄壁铸件的装置，该装置具有工艺控制简单、操作方便，所制各的铸件组织致密、均匀，且不会产生缩孔、气孔缺陷，所制得铸件具有优良的力学性能和使用性能。 

本实用新型的技术方案如下： 

一种用于空壳薄壁铸件的装置，包括感应加热炉、设置在感应加热炉内部的砂型、与砂型连接的负压舱、真空泵；所述砂型与感应加热炉之间设置有合金熔体；所述砂型端部设置砂型排气管、砂型排气管与负压舱连接；所述负压舱通过负压舱连接管与真空泵连接。 

所述真空泵上设置有真空泵阀门，负压舱连接管上安装有压力表。 

所述感应熔炼炉的坩埚底部设置有电磁搅拌装置。 

所述感应加热炉外壁设置有冷却装置，感应加热炉底部设置有电磁搅拌器。 

所述砂型排气管与负压舱连接处设置有电磁阀。 

本实用新型中，首先需要制备出透气性好的砂型，并在砂型端部 设置砂型排气管；其次，将熔体温度控制在该合金的液相线温度以下0-20℃，保持半固态熔体液相分数＞80％；再次，在砂型浸入熔体中时，需迅速对砂型或砂型抽气；最后，在砂型表面凝结一层金属后，冷却清砂、去除多余部分合金即获得所需要的铸件。在该装置中，半固态合金熔体流变性能好，且在负压作用下填充性能大大改善，进一步可将砂型中的水汽、空气排除，改善成形铸件的内部质量。 

本实用新型的有益效果在于： 

1.装置结构简单、操作方便，通过抽气，铸型避免形成负压，并布置电磁搅拌装置对熔体进行搅拌，可以改善半固态熔体微观结构，提高熔体的流变性能，能制备形状复杂的铸件。 

2.运用该装置所制备铸件的外部质量优良，轮廓清晰，内部组织致密、均匀，而且不会产生缩孔、气孔，能够满足制备高品质空壳薄壁铸件的需求。 

附图说明：

图1为本实用新型的装置的结构示意图； 

其中：1为真空泵；2为砂型；3为铸件；4为合金熔体；5为感应加热炉；6为电磁搅拌器；7为砂型排气管；8为电磁阀；9为负压舱；10为压力表；11为负压舱连接管；12为真空泵阀门。 

具体实施方式：

下面结合实施例对本实用新型作进一步详细说明。 

参见图1，本实用新型所提供的用于空壳薄壁铸件的装置，包括感应加热炉、设置在感应加热炉内部的砂型、与砂型连接的负压舱、真空 泵；所述砂型与感应加热炉之间设置有合金熔体；所述砂型端部设置砂型排气管、砂型排气管与负压舱连接；所述负压舱通过负压舱连接管与真空泵连接。 

所述真空泵上设置有真空泵阀门，负压舱连接管上安装有压力表。 

所述感应熔炼炉的坩埚底部设置有电磁搅拌装置，以便对半固态熔体进行搅拌。 

所述砂型排气管与负压舱连接处设置有电磁阀。 

工作原理如下： 

①把用于铸造的合金在熔炼炉中熔化，脱氧打渣后，将温度降至该合金液相线温度以下0-20℃，使其半固态合金液相率＞80％，并启动电磁搅拌装置对熔体进行搅拌； 

②制备好透气性良好、且带有砂型排气管的砂型； 

③将制备好的砂型通过砂型排气管与真空泵相连； 

④先关闭电磁阀、打开真空泵阀，启动真空泵对负压舱抽真空，关闭真空泵和真空泵阀门； 

⑤将砂型浸入熔体中，并迅速打开连接砂型与负压舱的电磁阀； 

⑥砂型在熔体中做行星式自转，保持5-30转/分钟，待砂型表面凝固后将其从熔体中提出，关闭电磁阀，打开真空泵阀，启动真空泵对负压舱抽真空； 

⑦冷却清砂、去除多余部分合金即获得所需要的铸件。 

实施例1 

采用ZGS96-60Q-15型硅砂作为原砂，制成砂型2，并安装砂型排气管7；将一定量的1Cr18Ni9Ti合金钢坯加入带有电磁搅拌器6的感应加热电炉5中，将合金钢加热熔化，脱氧打渣，启动电磁搅拌器6对熔体4进行搅拌，将熔体4温度降至该合金液相线温度1510℃以下0-10℃，即控制在1510-1500℃；关闭电磁阀7、打开真空泵阀门12，启动真空泵1，待负压舱9获得高真空后，关闭真空泵阀门12；将烘干后的砂型2垂直浸入合金熔体4中，迅速打开真空阀7；以5-10转/分钟速度旋转并均匀摆动砂型2，保持10-30秒后将其缓慢提出，此时，砂型2浸入的所有表面形成了一层均匀的凝固层，冷却后清砂，并切除两端多余部分的合金，获得所需要的1Cr18Ni9Ti空心薄壁合金铸件，铸件壁厚为1.5-2mm。 

实施例2 

采用ZGS96-42Q-15型硅砂作为原砂，制成砂型2，并安放砂型排气管；将一定量的ZQSn10-5合金坯料加入感应电炉5中，将其加热熔化，除气打渣，然后将熔体温度降至该合金液相线温度1005℃以下10-20℃，即控制在995-985℃；关闭电磁阀7、打开真空泵阀门12，启动真空泵1，待负压舱9获得高真空后，关闭真空泵阀门12；将烘干后的砂型2垂直浸入合金熔体4中，迅速打开真空阀7；以20-30转/分钟的速度旋转并摆动砂型2，保持30-60秒后将其缓慢提出，此时，砂型2浸入的所有表面形成了一层均匀的凝固层，冷却后清砂，并切除两端多余部分的合金，获得所需要的ZQSn10-5空心薄壁合金铸件，铸件壁厚为1.5-2mm。 

实施例3 

采用ZGS85-30Q-15型硅砂作为原砂，制成砂型2，并安装砂型排气管；将一定量的HT150铸铁合金坯料加入感应电炉5中，将其加热熔化，除气打渣，然后将熔体温度降至该合金液相线温度1260℃以下5-15℃，即控制在1245-1255℃；关闭电磁阀7、打开真空泵阀门12，启动真空泵1，待负压舱9获得高真空后，关闭真空泵阀门12；将烘干后的砂型2垂直浸入合金熔体4中，迅速打开真空阀7；以10-20转/分钟的速度旋转并摆动砂型2，保持20-40秒后将其缓慢提出，此时，砂型2浸入的所有表面形成了一层均匀的凝固层，冷却后清砂，并切除两端多余部分的合金，获得所需要的HT150铸铁空心薄壁合金铸件，铸件壁厚为1.5-2mm。 

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本实用新型技术方案的范围内。 

Claims (4)

1.一种用于空壳薄壁铸件的装置，其特征在于：包括感应加热炉、设置在感应加热炉内部的砂型、与砂型连接的负压舱、真空泵；所述砂型与感应加热炉之间设置有合金熔体；所述砂型端部设置砂型排气管、砂型排气管与负压舱连接；所述负压舱通过负压舱连接管与真空泵连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述真空泵上设置有真空泵阀门，负压舱连接管上安装有压力表。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述感应加热炉外壁设置有冷却装置，感应加热炉底部设置有电磁搅拌器。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述砂型排气管与负压舱连接处设置有电磁阀。

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