CN207071670U - 一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机，包括工作台、保温炉、保温套、进液装置以及铸型，所述保温炉包括上盖、炉体、坩埚炉、加热器以及温度控制系统，所述进液装置包括进气管道、电极、加压室、升液管、单向阀。其特点是低压下填充高压下凝固，铸件致密性好，可以热处理，型腔充满后立即加高压补缩使铸件更加致密、内在质量好，工艺适应性强，炉体不用密封，设备成本低，铝水利用率高，炉体内可以放置除气机，通微量的氩气，既净化了液态金属液，也使整个炉体在氩气的保护下工作，使金属液的氧化夹渣大大减少，提高铸件内在质量，也延长了坩埚炉、升液管、加压室的使用寿命。

Description

一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机

技术领域

本实用新型涉及轻合金铸造技术领域，特别是一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机。

背景技术

铝合金纯液态铸造已经在高压铸造、挤压铸造、液态模锻等领域中取得了较多的应用，即做出了内在质量好的产品也达到了生产效率高。在纯液态的生产实践中发现高压铸造铝合金的大件铸件时出现了用浇注温度较高的纯液态铝合金填充时经常出现浇注不足的缺边少肉的现象，纯液态金属在填充大件铸件时由于降温剧烈很快形成网状的枝晶，阻挡了纯液态金属的流动，而网状枝晶是很难在液固共存的两相流中滚动或平移，故高温纯液态铝合金填充大件铸件易形成缺边少肉，浇注不足等问题。为此有必要开发坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机，这对液态成形技术的推广及普及是有重要意义的。

有鉴于此，本发明人专门设计了一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机，本案由此产生。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案如下：

一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机，用于将铝合金液凝固成大件铸件，包括工作台、保温炉、保温套、进液装置以及铸型，所述工作台设置于保温炉上方，所述铸型固定设置于工作台上方，所述铸型设置有进液口，所述进液装置设置于保温炉内，并与保温套连接，所述保温套穿过工作台与所述铸型上的进液口连接；

所述保温炉包括上盖、炉体、坩埚炉、加热器以及温度控制系统，所述上盖与炉体相互合并内部形成中空，所述坩埚炉设置于炉体内部，所述加热器设置于炉体内壁，且排布于坩埚炉两侧，所述温度控制系统设置于炉体外侧，且与加热器连接，所述上盖套设于进液装置上；

所述进液装置包括进气管道、电极、加压室、升液管、单向阀，所述加压室穿过上盖，且固定设置，悬空于坩埚炉内，所述加压室顶端面设置圆孔，所述升液管设置于加压室轴线上，且上边缘与圆孔边缘密封连接，上开口与保温套连接，下开口往下延伸抵近加压室底部，所述加压室与铝合金液面形成密闭空间，所述单向阀设置于加压室底部，所述进气管道与加压室连通，所述电极一端伸进加压室内。

进一步的，还包括进气管与电磁阀，所述电磁阀设置于进气管上。

进一步的，所述进液装置通过法兰与保温套连接，且进气管道设置于法兰上，所述进气管一端与进气管道连接，且固定设置于法兰上。

进一步的，所述铸型包括砂型、石膏型、精密铸造型、陶瓷型，也可以是复杂金属型。

进一步的，所述加热器包括两个以上加热元件，各加热元件沿竖直方向一次上下排布，各加热元件均配一个热电偶。

进一步的，所述热电偶均与温度控制系统连接。

进一步的，所述保温炉底部设置钢轮，并在侧面设置扶手，所述钢轮有四个，分别设置于炉体下端面四个角落。

进一步的，所述单向阀包括球形阀芯以及阀座，其中，球形阀芯直径为2-20厘米，阀座厚度为1-10厘米。

进一步的，所述加压室外径10-40厘米、长度50-150厘米、壁厚0.5-4厘米。

进一步的，所述升液管、加压室、球形阀芯以及阀座为耐高温材料，其耐高温材料可采用石墨、陶瓷、C-C复合材料、钼、钨、及其合金或耐高温复合材料。

本实用新型的大件成型机通过加压室与升液管上边缘密封连接，使得加压室与铝合金液面之间形成密闭空间，成型前，对密闭空间抽气，形成负压，铝合金液体通过单向阀流进加压室，以保证大件铸件成型时所需的量，成型时，对密闭空间加压，快速填充，而凝固加压时充型，使铸件内的气孔大大减少，充填能力好，可得到更大件的铸件；铸件的机械性能好，生产效率也得以大大提高；工艺的适应能力强；而且本实用新型的大件成型机简单成本低，占地面积小，使用方便。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型铝合金大件成型机的剖视图。

标号说明：

1-工作台，2-保温炉，21-上盖，22-炉体，23-坩埚炉，24-加热器，241-加热元件，25-温度控制系统，3-保温套，4-进液装置，41-加压室，42-升液管，43-单向阀，44-电极，45-进气管道，5-铸型，6-进气管，7-电磁阀，8-法兰，9-钢轮。

具体实施方式

请参阅图1，是作为本实用新型的最佳实施例的一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机，用于将铝合金液凝固成大件铸件，包括工作台1、保温炉2、保温套3、进液装置4以及铸型5，工作台1设置于保温炉2上方，铸型5固定设置于工作台1上方，铸型5设置有进液口，进液装置4设置于保温炉2内，并与保温套3连接，保温套3穿过工作台1与铸型5上的进液口连接。铸型5包括砂型、石膏型、精密铸造型、陶瓷型，也可以是复杂金属型。

保温炉2包括上盖21、炉体22、炉体23、加热器24以及温度控制系统25，上盖21与炉体22相互合并内部形成中空，炉体23活动设置于炉体22内部，加热器24设置于炉体22内壁，且排布于炉体23两侧，温度控制系统25设置于炉体22外侧，且与加热器24连接，上盖21套设于进液装置4上。

加热器24包括两个以上加热器241，各加热器241沿竖直方向一次上下排布，各加热器241均配一个热电偶，热电偶均与温度控制系统25连接。

在保温炉2底部还设置钢轮9，并在侧面设置扶手，钢轮9有四个，分别设置于炉体22下端面四个角落，保温炉2可通过四个钢轮9移动，同时设置的扶手便于移动。

进液装置4通过法兰8与保温套3连接，其中进液装置4包括进气管道45、电极44、加压室41、升液管42、单向阀43，加压室41穿过上盖21，且固定设置，悬空于炉体23内，加压室41顶端面设置圆孔，升液管42设置于加压室41轴线上，且上边缘与圆孔边缘密封连接，上开口与保温套3连接，下开口往下延伸抵近加压室41底部，使得加压室41与铝合金液面形成密闭空间，单向阀43设置于加压室41底部，进气管道45与加压室41连通，电极44一端伸进加压室41内，电极44可用于控制铝合金液达到一定的高度。

本使用新型的大件成型机还包括进气管6、电磁阀7、传感器以及控制系统，电磁阀7设置于进气管6上，进气管道45设置于法兰8上，进气管6一端与进气管道45连接，且固定设置于法兰8上，进气管6另一端用于接入氩气，控制系统用于控制电磁阀7的关闭以及接入气体的改变，以达到对加压室41内充气加压或者抽气减压，压力传感器与控制系统连接，且其压力接口接入进气管6，用于检测进气管6内的压力变化。

加压室41外径10-40厘米、长度50-150厘米、壁厚0.5-4厘米。单向阀43包括球形阀芯以及阀座，其中，球形阀芯直径为2-20厘米，阀座厚度为1-10厘米。

升液管42、加压室41、球形阀芯以及阀座为耐高温材料，其耐高温材料可采用石墨、陶瓷、C-C复合材料、钼、钨、及其合金或耐高温复合材料。

上述实施例解决了以下问题：

第一，由于铸造大件铸件，故成型前要保证加压室41内的铝合金液面达到一定的高度，此时如果是加压室41内的铝合金液比炉体23内的铝合金液面低，则通过单向阀43，将炉体23内的铝合金液补充进入加压室41内，当两者液面持平时，通过控制系统打开电磁阀7对加压室41内执行抽气减压动作，使得铝合金液从炉体23内通过单向阀43补充进入加压室41内，同时设置有电极44，当铝合金液面上升碰到电极44时，发出信号，控制系统控制停止抽气，即可执行大件铸件成型，有效解决了大件铸件的生产，而且提高了铝合金液的利用率；

第二，由于铸造大件铸件，成型时可能导致铸件存在气孔或者浇注不足等问题，故需加快成型速度，此时通过控制系统打开连通加压室41进气管6上的电磁阀7打开时，同时对加压室41内充氩气加压，铝合金液在压力的作用下就填充到铸型5中，当铸型5内的型腔充满时控制系统根据传感器中压力的异常变化立即将高压气体送进加压室41，强迫铝合金液挤进型腔中完成对铸件的补缩，加快成型速度，有效解决了铸件存在气孔、浇注不足等问题。当金属凝固后让进气管道45与大气接通，同时关闭电磁阀7；取出铸型5，清理出铸件，就完成了铝合金液大件铸件成型工作。

因此，本实用新型的一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机具有如下优点：

第一，低压下充型高压下凝固，使铸件内的气孔大大减少，可得到更致密的铸件；

第二，工艺的适应能力强，复杂的金属型、砂型、石膏型、精铸型、陶瓷型都可以使用；

第三，设备简单成本低，占地面积小，使用简单；

第四，保温炉无需密封在炉内可以通入微量的氩气既可以为铝液除气净化又可以使保温炉在氩气的保护下工作使铝水更洁净，坩埚炉、加压室、单向阀、升液管寿命更长；

第五，加压室中充满气体的空间很小，液面加压控制系统耗气量也小因而可以用氩气加压进一步减少铝水中的氧化夹杂，排除的废气收集起来可供除气机使用；

第六，该铝合金大件成型机不仅解决了大件的生产而且也提高铝水的利用率。

综上所述，本实用新型的大件成型机通过加压室与升液管上边缘密封连接，使得加压室与铝合金液面之间形成密闭空间，成型前，对密闭空间抽气，形成负压，铝合金液体通过单向阀流进加压室，以保证大件铸件成型时所需的量，成型时，对密闭空间加压，快速填充，而凝固加压时充型，使铸件内的气孔大大减少，充填能力好，可得到更大件的铸件；铸件的机械性能好，生产效率也得以大大提高；工艺的适应能力强；而且本实用新型的大件成型机简单成本低，占地面积小，使用方便。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机，其特征在于，包括工作台、保温炉、保温套、进液装置以及铸型，所述工作台设置于保温炉上方，所述铸型固定设置于工作台上方，所述铸型设置有进液口，所述进液装置设置于保温炉内，并与保温套连接，所述保温套穿过工作台与所述铸型上的进液口连接；

所述保温炉包括上盖、炉体、坩埚炉、加热器以及温度控制系统，所述上盖与炉体相互合并内部形成中空，所述坩埚炉活动设置于炉体内部，所述加热器设置于炉体内壁，且排布于坩埚炉两侧，所述温度控制系统设置于炉体外侧，且与加热器连接，所述上盖套设于进液装置上；

所述进液装置包括进气管道、电极、加压室、升液管、单向阀，所述加压室穿过上盖，且固定设置，悬空于坩埚炉内，所述加压室顶端面设置圆孔，所述升液管设置于加压室轴线上，且上边缘与圆孔边缘密封连接，上开口与保温套连接，下开口往下延伸抵近加压室底部，所述单向阀设置于加压室底部，所述进气管道与加压室连通，所述电极一端伸进加压室内。

2.根据权利要求1所述的一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机，其特征在于，还包括进气管与电磁阀，所述电磁阀设置于进气管上。

3.根据权利要求2所述的一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机，其特征在于，所述进液装置通过法兰与保温套连接，且进气管道设置于法兰上，所述进气管一端与进气管道连接，且固定设置于法兰上。

4.根据权利要求1所述的一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机，其特征在于，所述铸型包括砂型、石膏型、精密铸造型、陶瓷型，也可以是复杂金属型。

5.根据权利要求1所述的一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机，其特征在于，所述加热器包括两个以上加热元件，各加热元件沿竖直方向一次上下排布，各加热元件均配一个热电偶。

6.根据权利要求5所述的一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机，其特征在于，所述热电偶均与温度控制系统连接。

7.根据权利要求1所述的一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机，其特征在于，所述单向阀包括球形阀芯以及阀座，其中，球形阀芯直径为2-20厘米，阀座厚度为1-10厘米。

8.根据权利要求1所述的一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机，其特征在于，所述加压室外径10-40厘米、长度50-150厘米、壁厚0.5-4厘米。

9.根据权利要求7所述的一种坩埚炉式加压凝固铝合金大件成型机，其特征在于，所述升液管、加压室、球形阀芯以及阀座为耐高温材料。