CN204639091U - 一种低压铸造熔池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低压铸造熔池装置。该装置包括壳体、顶板、底座和加热棒，壳体的内壁涂敷有保温材料，壳体具有顶部开口和底部开口，壳体的顶部开口处设有凸缘，顶板盖设于壳体的顶部开口处且与凸缘固定连接，顶板上开设有浇口孔，壳体的底部与底座固定连接，壳体由两块相对设置的侧板部和两块相对设置的弧形端板部构成，侧板部的外壁上设有自上向下方向设置的加强筋，加强筋的顶部与凸缘相连，加强筋的底部与底座相连，加热棒插接在加强筋上，底座上开有与壳体的底部开口相通的开口。本实用新型可以对铝液进行升温保温，为金属液充型提供足够大的缓冲空间，提高铸件的补缩效率，省去铸型的横浇道，金属液可即时回收。

Description

一种低压铸造熔池装置

技术领域

本实用新型涉及一种低压铸造设备，尤其是一种适用于大型铝合金铸件使用的低压铸造设备。

背景技术

现有技术中，铝合金低压铸造设备为升液管与铸件砂箱或金属型直接相连，铝液由升液管进入铸型内的横浇道，再经铸型内的内浇口进入铸件型腔内。铝液从保温炉经升液管到铸件内部，温度下降较快，会直接影响金属液的充型性能和补缩效果，从而影响铸件质量。如果铸型是砂型，较大的充型压力会冲刷铸型，有可能使铸型掉砂，引起铸件的夹砂等缺陷。在低压浇铸系统中，横浇道和内浇口在铸件凝固过程中相当于冒口，在保压压力的作用下对铸件进行补缩，但是随着凝固的进行，横浇道和内浇口的降温速度太快，会导致了补缩效果的下降。并且，现有技术必须在每个铸件的金属型或砂箱内开设横浇道，浇注完成后横浇道无法即时回收，铸件的出品率不高。

中国专利文献CN101367126（申请号为200710146778.3）公开了一种新的铸造方法及其铸造模，方法是将铸造模浸入金属液中进行浇注，利用吊升力和铸造模重力驱动上、下加压装置加压，型腔内的金属液在所需压力下充型、补缩、凝固、结晶，再将铸造模浸入水中激冷，提高铸件机械性能。该方法对现有低压铸造方法进行了改进，但是操作过余繁琐，铸型模直接浸入金属液，很难保证不会污染金属液。

中国专利文献CN102179498（申请号为201110167675.1）公开了一种用于低压铸造机上升液管保温节能装置，采用Al₂O₃为主的耐火材料制成的保温圈，其内径和升液管内径一致，壁厚10mm，该保温圈放在升液管的法兰上方，是连接升液管和金属铸型直浇口的金属液通道。低压铸造时，铝液在压力的作用下沿升液管上升，经过本实用新型的耐火材料保温圈进入金属铸型，由于耐火材料圈保温性好，低压铸造时保压过程中，耐火圈内铝液不会凝固，卸压后升液管内的铝液能回流到坩埚里。但是，仅利用保温材料对升液管进行保温，升液管中的金属液仍然存在凝固的可能，在操作时无法很好地进行控制。而利用电加热装置对升液管进行保温是本领域的技术人员较为常用的方法，但是即使对升液管进行有效地保温，其仍然存在充型压力不稳定，横浇道和内浇口的降温速度太快，横浇道无法即时回收等诸多问题。

最接近的中国专利文献CN102962431（申请号为201210443437.3）公开了一种铝合金低压铸造升液保温箱，由箱体和箱盖构成，升液箱的内壁设有硅钙板保温层，在该保温层与升液箱的内壁之间均填充有石棉。

该升液箱的箱体呈漏斗状，相当于增加了升液管与铸型连接处的截面积，由于其表面积较大，散热快，热容量小，即使内壁设有保温层，其实际保温效果也不佳，尤其是升液箱的箱体呈漏斗状，越往上的部分散热速度越快，更不利于金属液的保温。该升液箱在冬天环境温度较低时，铝液进入升液管后，在与升液箱连接处的升液管处金属液最容易冻结，冻结将影响铸件的浇铸，即使不冻结，金属液经过保温箱，温度还是会降低很多。

另外，该升液箱由于箱体的侧面是斜面，所以根本无法承受很大的压力，对于大型铸件并不适用。同时，斜面结构不利于卸压后的箱体内壁的金属液的回流，必然会导致部分金属液在箱体内壁凝固而影响下一次浇铸时的铸件的质量。

此外，由于没有更好的保温手段，要使得保温的金属液进入模具型腔时的温度与炉腔温度的温差保持在5℃以内，显然金属液不能在升液箱中停留较长时间，从而无法获得稳定的充型压力。

因此，中国专利文献CN102962431所公开的装置仅适用于小型铸件的生产，而对于大型铸件来说，实际上起不到提高补缩效率的作用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可以对金属液进行升温保温，为金属液充型提供足够大的缓冲空间，充型压力稳定，对铸件进行有效补缩，省去铸型的横浇道，金属液可即时回收的低压铸造熔池装置。

实现本实用新型目的的一个技术方案是一种低压铸造熔池装置，包括壳体和顶板，壳体的内壁涂敷有保温材料，壳体具有顶部开口和底部开口，壳体的顶部开口处设有凸缘，所述顶板盖设于所述壳体的顶部开口处且与所述凸缘固定连接；所述顶板上开设有浇口孔，所述浇口孔可连通铸型型腔的内浇口与壳体的内腔；

还包括底座和加热棒；

所述壳体的底部与底座固定连接；

所述壳体的顶部开口大于底部开口，且壳体的内壁具有垂直内壁面和向内收拢的弯曲内壁面，所述壳体由两块相对设置的侧板部和两块相对设置的弧形端板部构成；

所述侧板部的外壁上设有自上向下方向设置的加强筋；所述加强筋的顶部与凸缘相连，所述加强筋的底部与底座相连；

所述加热棒插接在所述加强筋上；

所述底座上开有与壳体的底部开口相通的开口，开口的内壁涂敷有保温材料。

上述端板部从顶部向底部延伸时，相对收拢且呈弧形弯曲；所述侧板部具有从顶部向下延伸的竖直段和向内收拢的弧形弯曲段，所述垂直内壁面位于竖直段，所述弯曲内壁面位于弧形弯曲段；所述壳体的底部开口处设有底板，所述底板的下表面贴在底座上。侧板部的上段竖直设置且下段相对收拢，再加上加强筋的支撑，有利于承受更大的压力，有利于金属液的回流。

上述加热棒包括金属外壳、设于所述金属外壳内的发热电阻元件和填充在所述金属外壳与发热电阻元件之间的结晶氧化镁粉。加热棒的金属外壳为不锈钢材质，结晶氧化镁粉具有良好的耐热性、导热性和绝缘性，在通电的情况下，发热电阻元件，通过结晶氧化镁粉和不锈钢外壳快速地将热量传递出去，同时结晶氧化镁粉将电阻元件和金属隔离开来，起到绝缘的作用，防止发热电阻元件过快氧化耗损。该装置采用加热棒与采用其他电热装置相比绝缘性好，不易损坏，安全可靠，并且可以逐根进行设置，根据金属液的多少确定加热棒的数量和总功率，维修维护方便。

上述加热棒平行于侧板部设置，可以使得加热更加均匀。

上述壳体的外壁和加热棒的外表面均覆盖有石棉，所述壳体与加热棒之间填充有石棉。加热棒通过热辐射和热传导将热量传递到熔池内，壳体的外壁和加热棒的外表面覆盖有石棉，壳体与加热棒之间填充石棉，有利于减少热量的散失，同时可以保护加热棒，减少加热棒的损耗。

为了提高端板部的抗变形能力，一种优选的技术方案是：上述各端板部的外壁上设有自上向下设置的加强筋。

上述低压铸造熔池装置还包括用于监测熔池装置内部温度的温度传感器。

上述低压铸造熔池装置还包括用于监测熔池装置的内部温度的温度传感器，所述温度传感器设在壳体内。

上述低压铸造熔池装置还包括用于监测熔池装置内部温度的温度传感器，所述温度传感器设在壳体内，且其测温端伸出壳体的内壁表面。温度传感器可以实时对熔池内的温度进行监控，当熔池内的温度达到浇注温度时，方可进行浇注。

上述温度传感器是外部套有陶瓷管的热电偶。

为了提高壳体在高温下的抗变形能力，一种优选的技术方案是：上述加强筋垂直于壳体的外壁设置。

为了便于加热棒的拆装，一种优选的技术方案是：上述加强筋上设有通孔，所述加热棒插接在所述通孔内，从而水平架设在所述加强筋上。

为了便于加热棒的拆装，另一种优选的技术方案是：上述加强筋上设有豁口，所述加热棒插接在所述豁口内，从而水平架设在所述加强筋上。

根据权利要求1所述的低压铸造熔池装置，其特征在于：所述加热棒（5）包括金属外壳、设于所述金属外壳内的发热电阻元件和填充在所述金属外壳与发热电阻元件之间的结晶氧化镁粉。

上述低压铸造熔池装置还包括连接板和升液管；所述连接板位于底座的下方，且与底座可拆式固定连接；所述连接板上开设有限位孔；所述升液管穿过限位孔，且通过法兰与所述连接板固定连接，所述底座的开口与所述升液管相通。

上述顶板通过螺栓与所述凸缘固定连接，所述底座通过螺栓与所述连接板固定连接，所述连接板通过螺栓与低压铸造设备的保温炉盖板固定连接。

上述凸缘与顶板之间设有密封条，所述连接板与底座之间设有密封条，所述连接板与保温炉盖板之间设有密封条。密封条为泥条，操作简单，成本低廉，密封效果好。

本实用新型具有积极的效果：

（1）本实用新型的低压铸造熔池装置的壳体两侧设有加热棒，顶板、壳体和底座围成的内腔形成了具有升温保温效果的熔池，可以有效的对金属液进行保温，使得熔池内的金属液到达内铸型的内浇口时，温度不会明显下降，可以有效地提升铸件的质量。

（2）本实用新型的低压铸造熔池装置采用熔池的方法浇铸，充满金属液的熔池对由升液管进入熔池的金属液有缓冲、稳流作用，经过熔池的金属液缓慢、稳定的进入内浇口，避免了金属液对铸型的冲刷，减少了夹砂等缺陷。

（3）在铸造的凝固过程中，低压浇铸铸件主要遵循顺序凝固的原则，一般离内浇口远的地方先凝固，因此，低压浇铸系统的内浇口、横浇道相当于冒口，在保压压力的作用下对铸件进行补缩。但是充型完成后横浇道、内浇口的温度会逐渐降低，补缩效果也铸件减弱。本实用新型的低压铸造熔池装置采用了熔池，在浇铸、铸件凝固过程中，熔池内的金属液的温度一直保持在熔融温度，不会大幅度降低，在压力的作用下，整个熔池相当于一个巨大的冒口，在整个凝固过程对铸件进行补缩，补缩效果更好，铸件的质量更好。

（4）本实用新型的低压铸造熔池装置采用的熔池可以充当浇铸系统的横浇道。由熔池出来的金属液经顶板孔直接进入铸件的内浇口。由此，熔池作为铸件的通用横浇道，无需在每个铸件砂型或金属型内开设横浇道，只需为每种铸件设计一个适用的顶板，可以减少模具开发费用，并且还可以减少在砂型铸造造型过程中因为横浇道质量问题而引起的铸件缺陷，减轻了工作量，节省了成本。

（5）本实用新型的低压铸造熔池装置熔池内的金属液始终处于液态，而顶板上部内浇口以上会随着温度的降低逐渐凝固，在铸件、内浇口已经完全凝固的时候，内浇口以下的熔池还处于液态，卸压时内浇口以下熔池的金属液会在重力的作用下落回保温炉，落回保温炉的金属液可进行下一个铸件的浇铸，整个过程实现了对熔池内金属液的回收。由此，整个铸件毛坯的重量只包含了铸件和内浇口的重量，原来横浇道的金属液成功回收，提高了铸件的工艺出品率。

（6）本实用新型的低压铸造熔池装置的壳体底部开口固定连接在底座上，壳体的顶部开口处设有凸缘，壳体由两块相对设置的侧板部和两块相对设置的弧形端板部首尾相接构成，各侧板部的外设有多条自上向下设置的加强筋，加强筋的顶部与凸缘相连，加强筋的底部与底座相连，从而使得壳体既可以承受上方砂箱和金属型模具的重力，又可以承受金属液充满熔池时产生的巨大压力，该形状的壳体与加强筋相配合在高温下具有优异的抗变形能力。同时，加热棒可以方便地插接在加强筋上且位于相对较长的侧板部的两侧，有利于熔池均匀受热。

（7）本实用新型的低压铸造熔池装置的加热装置采用插接固定在加强筋上且贴近壳体的加热棒，维修维护更加便捷。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的低压铸造熔池装置的结构示意图。

图2是图1中的低压铸造熔池装置的仰视图。

图3是图1中的低压铸造熔池装置去掉顶板后的俯视图。

图4是图3中的低压铸造熔池装置去掉顶板后的左视半剖视图。

图5是图1中的低压铸造熔池装置的顶板的结构示意图。

图6是图1中的低压铸造熔池装置其壳体内壁未涂覆保温材料时的A-A剖视图。

图7是图1中的低压铸造熔池装置其壳体内壁未涂覆保温材料时的B-B剖视图。

图8是图1中的低压铸造熔池装置其壳体内壁未涂覆保温材料时的C-C剖视图。

图9是图1中的低压铸造熔池装置的使用状态图。

图10是本实用新型实施例2的低压铸造熔池装置去掉顶板后的左视半剖视图。

上述附图的标记如下：

壳体1，侧板部1-1，侧板部1-2，端板部1-3，端板部1-4，垂直内壁面1-5，弯曲内壁面1-6，凸缘1-7，底板1-8，底座2，开口2-1，连接板3，限位孔3-1，顶板4，浇口孔4-1，加热棒5，保温材料6，升液管7，温度传感器8，加强筋9，通孔9-1，豁口9-2，密封槽10，密封条11，内浇口12，铸型型腔13，砂箱14，坩埚15，铝液16，保温炉盖板17。

具体实施方式

实施例1

见图1至图4以及图6至图8，本实施例的低压铸造熔池装置，包括壳体1、底座2、连接板3、顶板4、加热棒5、升液管7和温度传感器8。壳体1具有顶部开口和底部开口，壳体1的顶部开口大于底部开口，且壳体1的内壁具有垂直内壁面1-5和向内收拢的弯曲内壁面1-6。壳体1由两块相对设置的侧板部1-1、1-2和两块相对设置的弧形端板部1-3、1-4构成，制成侧板部1-1、1-2和端板部1-3、1-4的钢板厚度为3mm。端板部1-3、1-4从顶部向底部延伸时，相对收拢且呈弧形弯曲。侧板部1-1、1-2具有从顶部向下延伸的竖直段和向内收拢的弧形弯曲段。垂直内壁面1-5位于竖直段，弯曲内壁面1-6位于弧形弯曲段。壳体1的顶部开口处设有凸缘1-7，壳体1的底部与底座2固定连接，底座2上开有与壳体1的底部开口相通的开口2-1。底座2的开口2-1的内壁涂敷有保温材料6，壳体1的内壁涂敷有保温材料6，保温材料6是耐火纤维糊，保温材料6的厚度为30mm。壳体1的外壁上设有十二块自上向下方向设置且垂直于壳体1的加强筋9。加强筋9的顶部与凸缘1-7相连，加强筋9的底部与底座2相连。加强筋9是厚度为10mm的钢板。其中每块侧板部1-1、1-2的外壁上间隔设有五块加强筋9，每块端板部1-3、1-4的外壁的中部上设有一块加强筋9。位于侧板部1-1、1-2的外壁上加强筋9上设有通孔9-1，加热棒5有两组，每组加热棒5有四根，加热棒5分别插接在相应加强筋9的通孔9-1内，从而水平架设在加强筋9上。两组加热棒5分别位于壳体1的两侧。每组的各根加热棒5互相平行且等间距间隔设置。壳体1的外壁和加热棒5的外表面均覆盖有石棉，壳体1与加热棒5之间填充有石棉。顶板4盖设于壳体1的顶部开口处且通过螺栓与凸缘1-7固定连接，凸缘1-7上设有密封槽10，密封槽10内设有密封条11。连接板3位于底座2的下方，且通过螺栓与底座2固定连接。连接板3上开设有限位孔3-1。升液管7穿过限位孔3-1，且通过法兰与连接板3固定连接，底座2的开口2-1与升液管7相通。连接板3通过螺栓与现有低压铸造设备的保温炉盖板17固定连接。

连接板3与底座2之间也设有密封条11，连接板3与保温炉盖板17之间也设有密封条11。密封条11均采用泥条。

加热棒5包括金属外壳、设于所述金属外壳内的发热电阻元件和填充在所述金属外壳与发热电阻元件之间的结晶氧化镁粉。

温度传感器8是外部套有陶瓷管的热电偶。温度传感器8设在壳体1内，且其测温端伸出壳体1的内壁表面。温度传感器8用于监测熔池装置内部温度。

升液管由陶瓷材料制成。

见图1及图5，顶板4上开设有与铸型的内浇口12相对设置的浇口孔4-1。浇口孔4-1连通内浇口12与壳体1的内腔。

见图6和图7，壳体1沿水平方向的横截面呈四个角为弧形的长方形，并且从上至下的横截面的周长越来越短。壳体1的底部开口处设有底板1-8，底板1-8的下表面贴在底座2上。

见图9，本实施例的低压铸造熔池装置，在组装时，先将连接板3通过螺栓固定连接在现有低压铸造设备的保温炉盖板17的上方。再将壳体1由其底座2通过螺栓与连接板3固定连接。连接板3的顶部和底部设有密封槽10，密封槽10内设有密封条11，密封条11是泥条，从而使得保温炉盖板17、连接板3和底座2通过泥条密封，以防止漏气。将升液管7插入现有低压铸造设备的坩埚15内，连接板3上开设有供升液管7穿入的限位孔3-1，升液管7通过法兰与连接板3固定连接。然后在壳体1的内腔的壁上糊上保温材料6。选择与待浇注的已经做好铸型型腔13的砂箱14相匹配的顶板4，将顶板4通过螺栓与壳体1的顶部固定连接。壳体1的顶部设有密封槽10，密封槽10内设有密封条11，密封条11是泥条，从而使得顶板4与壳体1通过泥条密封。待浇注的砂箱14置于顶板4的上方，砂箱14的各个内浇口12与顶板4的浇口孔4-1对齐相通。

本实施例的低压铸造熔池装置的使用方法，包括以下具体步骤：

A. 开启加热棒5对壳体1进行加热，通过温度传感器8实时监控壳体1内腔中的温度。

B. 当壳体1内腔中的温度达到600℃以上时开始浇注，铝液16在压力的作用下经升液管7进入壳体1的内腔中，将壳体1的内腔填满后，铝液16流经顶板4的浇口孔4-1和内浇口12进入铸型型腔13。

C. 铝液16充满铸型型腔13后开始凝固，壳体1的内腔中的铝液在压力的作用下16补充到铸型型腔13中。

实施例2

见图10，本实施例的低压铸造熔池装置其余部分与实施例1相同，不同之处在于：加强筋9上设有豁口9-2，加热棒5分别插接在相应加强筋9的豁口9-2内，从而水平架设在加强筋9上。

本实用新型的低压铸造熔池装置及其使用方法不局限于上述各实施例。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，如所选用的钢板厚度、保温材料的类型、温度传感器位置的设定等，都可以根据实际需要作相应的调整。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种低压铸造熔池装置，包括壳体（1）和顶板（4），壳体（1）的内壁涂敷有保温材料（6），壳体（1）具有顶部开口和底部开口，壳体（1）的顶部开口处设有凸缘（1-7），所述顶板（4）盖设于所述壳体（1）的顶部开口处且与所述凸缘（1-7）固定连接；所述顶板（4）上开设有浇口孔（4-1）；所述浇口孔（4-1）可连通铸型型腔（13）的内浇口（12）与壳体（1）的内腔，其特征在于：

还包括底座（2）和加热棒（5）；所述壳体（1）的底部与底座（2）固定连接；所述壳体（1）的顶部开口大于底部开口，且壳体（1）的内壁具有垂直内壁面（1-5）和向内收拢的弯曲内壁面（1-6），所述壳体（1）由两块相对设置的侧板部（1-1、1-2）和两块相对设置的弧形端板部（1-3、1-4）构成； 所述侧板部（1-1、1-2）的外壁上设有自上向下方向设置的加强筋（9）；所述加强筋（9）的顶部与凸缘（1-7）相连，所述加强筋（9）的底部与底座（2）相连；所述加热棒（5）插接在所述加强筋（9）上；所述底座（2）上开有与壳体（1）的底部开口相通的开口（2-1）。

2.根据权利要求1所述的一种低压铸造熔池装置，其特征在于：所述端板部（1-3、1-4）从顶部向底部延伸时，相对收拢且呈弧形弯曲；所述侧板部（1-1、1-2）具有从顶部向下延伸的竖直段和向内收拢的弧形弯曲段，所述垂直内壁面（1-5）位于竖直段，所述弯曲内壁面（1-6）位于弧形弯曲段；所述壳体（1）的底部开口处设有底板（1-8），所述底板（1-8）的下表面贴在底座（2）上。

3.根据权利要求1所述的一种低压铸造熔池装置，其特征在于：所述加热棒（5）平行于侧板部（1-1、1-2）设置；所述壳体（1）的外壁和加热棒（5）的外表面均覆盖有石棉，所述壳体（1）与加热棒（5）之间填充有石棉。

4.根据权利要求1所述的一种低压铸造熔池装置，其特征在于：所述各端板部（1-3、1-4）的外壁上设有自上向下设置的加强筋（9）。

5.根据权利要求1至4之一所述的一种低压铸造熔池装置，其特征在于：还包括用于监测熔池装置内部温度的温度传感器（8），所述温度传感器（8）设在壳体（1）内，且其测温端伸出壳体（1）的内壁表面。

6.根据权利要求5所述的一种低压铸造熔池装置，其特征在于：所述温度传感器（8）是外部套有陶瓷管的热电偶。

7.据权利要求1至4之一所述的一种低压铸造熔池装置，其特征在于：所述加强筋（9）垂直于壳体（1）的外壁设置。

8.根据权利要求1至4之一所述的一种低压铸造熔池装置，其特征在于：所述加强筋（9）上设有通孔（9-1），所述加热棒（5）插接在所述加强筋（9）的通孔（9-1）内，从而水平架设在所述加强筋（9）上。

9.根据权利要求1至4之一所述的一种低压铸造熔池装置，其特征在于：所述加强筋（9）上设有豁口（9-2），所述加热棒（5）插接在所述加强筋（9）的通孔豁口（9-2）内，从而水平架设在所述加强筋（9）上。

10.根据权利要求1至4之一所述的一种低压铸造熔池装置，其特征在于：还包括连接板（3）和升液管（7）；所述连接板（3）位于底座（2）的下方，且与底座（2）可拆式固定连接；所述连接板（3）上开设有限位孔（3-1）；所述升液管（7）穿过限位孔（3-1），且通过法兰与所述连接板（3）固定连接，所述底座（2）的开口（2-1）与所述升液管（7）相通；所述顶板（4）通过螺栓与所述凸缘（1-7）固定连接，所述底座（2）通过螺栓与所述连接板（3）固定连接，所述连接板（3）通过螺栓与低压铸造设备的保温炉盖板（17）固定连接；所述凸缘（1-7）与顶板（4）之间设有密封条（11），所述连接板（3）与底座（2）之间设有密封条（11），所述连接板（3）与保温炉盖板（17）之间设有密封条（11）。