CN207255204U - 打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机，其特点是负压下填充高压下凝固，充分的发挥了高压铸造中半固态浆料的填充能力优于纯液态铝合金的特点，可以生产出更薄的铸件，负压下填充高压下凝固气孔被消灭，因而铸件可以热处理，半固态的浆料温度低，凝固快，生产效率高，铸件内在质量好，工艺适应性强(简单的金属型、砂型、石膏型、精铸型、陶瓷型)，炉体不用密封，设备成本低，制浆机可以通微量的氩气，既净化了半固态金属液，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，也延长了炉体、升液管、制浆机的使用寿命。

Description

打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机

技术领域

本实用新型属于轻合金半固态成型技术领域，尤其是涉及一种打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机。

背景技术

铝合金半固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。在半固态的生产实践中发现高压铸造铝合金的薄壁件时出现了用压注温度较高的液态铝合金填充时经常出现浇注不足的缺边少肉的现象，可用半固态时压注温度比纯液态低的很多可很少出现浇不足的现象。这就证明半固态浆料填充薄壁的能力比纯液态的铝液还高。其根源在于：半固态浆料晶粒长大时是以近似球形的外貌长大，在填充薄壁时当存有少量的液态时其液体就充当了润滑剂，使球形的晶粒向薄壁处填充时阻力更小，更容易充满，而纯液态金属在填充薄壁处由于降温剧烈很快形成网状的枝晶，阻挡了液态金属的流动，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薄壁件的能力远不如半固态浆料。为此有必要开发打结炉式铝合金薄壁铸件半固态成型机，这对半固态成形技术的推广及普及是有重要意义的。有时对薄壁铸件内在质量要求很高，这时在铝液充满型腔时必须向浇口施加高压以提高铸件的致密性，本专利就是为了解决这一问题。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是半固态浆料晶粒长大时是以近似球形的外貌长大，在填充薄壁时当存有少量的液态时其液体就充当了润滑剂，使球形的晶粒向薄壁处填充时阻力更小，更容易充满，而纯液态金属在填充薄壁处由于降温剧烈很快形成网状的枝晶，阻挡了液态金属的流动，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薄壁件的能力远不如半固态浆料。

为解决上述问题，本实用新型提供一种打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机的技术方案，其包括从下至上依次设置的保温炉、工作台、密封罩及升液管，其中：

保温炉，其开口朝上处设置有炉上盖，该保温炉的内腔安装有连续制浆机，该连续制浆机的端头伸入至保温炉炉底设置的制浆槽中，制浆槽下方设置有能带走一定热量的冷却盘；

工作台，其装于炉上盖上方，且工作台设有升液管安装通孔；

密封罩，其扣设于工作台上，密封罩内设置薄壁的铸型，该密封罩上方开设有一排气口，而密封罩与工作台接触的边沿设置有密封圈；

所述铸型固定在工作台上，铸型上的进料口对应工作台上的所述升液管安装通孔，升液管通过升液管安装通孔和铸型上的进料口，将铸型和保温炉的内部空间连接起来；

升液管，其为双筒升液管且其下端安装一单向阀，其上端开设一进气口，该进气口处安装一电磁阀；

所述排气口能与抽气设备相连，形成负压，进而保温炉内由连续制浆机制备的半固态铝合金通过升液管填充至铸型内，进而形成铝合金薄壁铸件半固态成型结构。

进一步优选的，工作台位于保温炉的上面，保温炉可固定在地面上，打结炉在轨道上移动、升降炉体进行密封，保温炉可是炉体固定，而工作台可以吊起落在炉顶或移开。

进一步优选的，由于炉体不需要密封，因而可以在制浆机里通入很少氩气(很小流量)，既可以为半固态金属除气，也可以使整个炉内处于无氧状态，大大的减少了铝水的氧化夹渣，也提高了制浆机、炉体、升液管的使用寿命，也提高了铸件的内在质量。

进一步优选的，所述双筒升液管下平面要低于制浆机的下平面，距保温炉炉底20～30毫米，以便把固相率高的浆料优先的送入铸型内。

进一步优选的，所述升液管上端的保温套为无热源的保温套或有热源的保温套。

进一步优选的，所述密封罩是圆柱形，该密封罩的上盖是向上突起球形，其下端口镶入密封圈并固定在其上，所述密封圈是硬度较小的硅橡胶。

进一步优选的，所述工作台的上平面要有一个与密封罩对应的环形，宽度在100毫米左右的光洁度为 0.8的平面以便密封使用。

进一步优选的，所述升液管的上端设置有法兰，而法兰处设有进气口并连有电磁阀，升液管下端有单向阀。

进一步优选的，所述升液管、单向阀材质为耐高温的复合材料。

进一步优选的，所述耐高温的复合材料为石墨、陶瓷、C-C复合材料、钼、钨、及其合金。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型利用负压下充型高压下凝固，使铸件内的气孔大大减少。

2、本实用新型利用负压下充型高压下凝固，充填能力更好，可得到更薄的铸件。

3、本实用新型所述半固态浆料的温度低，凝固的快，铸件的机械性能好，生产效率也得以大大提高。

4、本实用新型工艺的适应能力强，简单的金属型、砂型、石膏型、精铸型、陶瓷型都可以使用。

5、本实用新型所述设备简单成本低，占地面积小，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型实施例结构示意图：

说明书附图中标记说明如下：

1 外层保温材料

2 内城保温材料

3 加热器

4 保温炉

5 工作台

6 铸型

7 密封罩

8 排气口

9 密封圈

10 保温套

11 进气口电磁阀

12 炉上盖

13 进料扒渣口

14 冷却盘

15 单向阀

16 连续制浆槽

17 双筒升液管

18 连续制浆机。

具体实施方式

半固态浆料晶粒长大时是以近似球形的外貌长大，在填充薄壁时当存有少量的液态时其液体就充当了润滑剂，使球形的晶粒向薄壁处填充时阻力更小，更容易充满，而纯液态金属在填充薄壁处由于降温剧烈很快形成网状的枝晶，阻挡了液态金属的流动，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薄壁件的能力远不如半固态浆料。

发明人针对上述技术问题，经过对原因的分析，不断研究发现一种打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机的技术方案，其包括从下至上依次设置的保温炉、工作台、密封罩及升液管，保温炉，其开口朝上设置且开口处设置有炉上盖，该保温炉的内腔安装有连续制浆机，该连续制浆机的端头伸入至保温炉炉底设置的制浆槽中，制浆槽下方设置有能带走一定热量的冷却盘；工作台，其装于炉上盖上方，且工作台设有升液管安装通孔；密封罩，其扣设于工作台上，密封罩内设置薄壁的铸型，该密封罩上方开设有一排气口，而密封罩与工作台接触的边沿设置有密封圈；所述铸型固定在工作台上，铸型上的进料口对应工作台上的所述升液管安装通孔，升液管通过升液管安装通孔和铸型上的进料口，将铸型和保温炉的内部空间连接起来；升液管，其为双筒升液管且其下端安装一单向阀，其上端开设一进气口，该进气口处安装一电磁阀；所述排气口能与抽气设备相连。

本实用新型为将专利号为20161171060.0的一种用于连续制备铝合金半固态浆料的打结炉式保温炉4 (专利1)，再把专利号为201621131822.4的一种用于连续制备铝合金半固态浆料的循环细化装置18(专利2)放入前述的保温炉中形成图1所示的装置，该装置的上面有工作台5，工作台上有铸型6(可以是砂型，石膏型，精密铸造型，陶瓷型，也可以是简单的金属型)，铸型的上部扣一个下部有密封圈9压在工作台上的罩7，罩的上面有排气口8，保温炉内有双筒升液管17、其下有单向阀15、其上有带电磁阀的进气口11、制浆槽16，专利1靠顶部硅碳棒的热辐射加热铝液自然形成了一个炉温上高下低的温度场，专利2提供的连续制浆机18放到保温炉4中能源源不断的把炉内制浆槽16底部的铝水变成半固态浆料。在这一期间放出的大量的结晶潜热由图中的冷却盘14带走。当密封罩7内的空气被抽走时半固态铝合金在负压的驱动下就填充到薄壁件铸型6中，当型腔充满时控制系统根据传感器中压力的异常变化立即打开进气口电磁阀11高压气体进入双筒升液管17的右侧茼内强迫半固态铝液挤进型腔中完成对铸件的补缩。当半固态金属凝固时让排气口8与大气接通，同时关闭电磁阀11并使余压排大气。打开密封罩7取出铸型6，清理出薄壁铸件，就完成了半固态薄壁件成形工作。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

实施例：如图1所示：

一种打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机的技术方案，其包括从下至上依次设置的保温炉 4、工作台5、密封罩7及升液管17。

保温炉4，其开口朝上设置且开口处设置有炉上盖12，该保温炉12的内腔安装有连续制浆机18，该连续制浆机18的端头伸入至保温炉4炉底设置的制浆槽16中，制浆槽16下方设置有能带走一定热量的冷却盘14。具体的说：所述保温炉4包括炉体，该炉体包括内、外保温材料层2、1，该炉体一侧开设有进料扒渣口13，且该进料扒渣口13可配合一扣盖进行扣合，保温炉内还安装有加热器3。

工作台5，其装于炉上盖12上方，且工作台5设有升液管安装通孔。具体的说：工作台5位于保温炉 4的上面，保温炉4可固定在地面上，打结炉在轨道上移动、升降炉体进行密封，保温炉可是炉体固定，而工作台可以吊起落在炉顶或移开。

密封罩7，其扣设于工作台5上，密封罩7内设置薄壁的铸型，该密封罩7上方开设有一排气口8，而密封罩7与工作台5接触的边沿设置有密封圈9。具体的说：所述密封罩7是圆柱形，该密封罩7的上盖是向上突起球形，其下端口镶入密封圈9并固定在其上，所述密封圈9是硬度较小的硅橡胶。

所述铸型6固定在工作台8上，铸型6上的进料口对应工作台5上的所述升液管安装通孔，升液管17 通过升液管安装通孔和铸型6上的进料口，将铸型6和保温炉4的内部空间连接起来；

升液管17，其上端通过保温套10于工作台5的升液管安装通孔对接，为双筒升液管且其下端安装一单向阀15，其上端开设一进气口9，该进气口9处安装一电磁阀11；具体的说：所述升液管17得上端设置有法兰，而法兰处设有进气口9并连有电磁阀11，升液17管下端有单向阀15；所述双筒升液管下平面要低于连续制浆机18的下平面，距保温底20～30毫米，以便把固相率高的浆料优先的送入铸型6内，所述升液管17上端的保温套10为无热源的保温套或有热源的保温套。

由于保温炉不需要密封，因而可以在连续制浆机18里通入很少氩气(很小流量)，既可以为半固态金属除气，也可以使整个炉内处于无氧状态，大大的减少了铝水的氧化夹渣，也提高了制浆机、炉体、升液管的使用寿命，也提高了铸件的内在质量。

所述排气口9能与抽气设备相连，形成负压，进而保温炉4内由连续制浆机制备18的半固态铝合金通过升液管17填充至铸型6内，进而形成铝合金薄壁铸件半固态成型结构。

前述工作台5的上平面要有一个与密封罩7对应的环形，宽度在100毫米左右的光洁度为0.8的平面以便密封使用。

所述升液管17、单向阀15材质为耐高温的复合材料，所述耐高温的复合材料为石墨、陶瓷、C-C复合材料、钼、钨、及其合金。

上述保温炉靠顶部硅碳棒的热辐射加热铝液自然形成了一个炉温上高下低的温度场，专利2提供的连续制浆机18放到保温炉4中能源源不断的把炉内制浆槽16底部的铝水变成半固态浆料。在这一期间放出的大量的结晶潜热由图中的冷却盘14带走。当密封罩7内的空气被抽走时半固态铝合金在负压的驱动下就填充到薄壁件铸型6中，当型腔充满时控制系统根据传感器中压力的异常变化立即打开进气口电磁阀11 高压气体进入双筒升液管17的右侧茼内强迫半固态铝液挤进型腔中完成对铸件的补缩；当半固态金属凝固时让排气口8与大气接通，同时关闭电磁阀11并使余压排大气。打开密封罩7取出铸型6，清理出薄壁铸件，就完成了半固态薄壁件成形工作。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (8)

1.打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机，其特征在于：其包括从下至上依次设置的保温炉、工作台、密封罩及升液管，其中：

保温炉，其开口朝上处设置有炉上盖，该保温炉的内腔安装有连续制浆机，该连续制浆机的端头伸入至保温炉炉底设置的制浆槽中，制浆槽下方设置有能带走一定热量的冷却盘；

工作台，其装于炉上盖上方，且工作台设有升液管安装通孔；

密封罩，其扣设于工作台上，密封罩内设置薄壁的铸型，该密封罩上方开设有一排气口，而密封罩与工作台接触的边沿设置有密封圈，所述排气口能与抽气设备相连；

所述铸型固定在工作台上，铸型上的进料口对应工作台上的所述升液管安装通孔，所述升液管通过升液管安装通孔和铸型上的进料口，将铸型和保温炉的内部空间连接起来；

升液管，其为双筒升液管且其下端安装一单向阀，其上端开设一进气口，该进气口处安装一电磁阀。

2.根据权利要求1所述的打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机，其特征在于：由于保温炉不需要密封，因而可以在连续制浆机里通入很少氩气，既可以为半固态金属除气，也可以使整个炉内处于无氧状态，大大的减少了铝水的氧化夹渣，也提高了制浆机、炉体、升液管的使用寿命，也提高了铸件的内在质量。

3.根据权利要求1所述的打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机，其特征在于：所述双筒升液管下平面要低于制浆机的下平面，距保温炉炉底20～30毫米，以便把固相率高的浆料优先的送入铸型内。

4.根据权利要求1所述的打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机，其特征在于：所述升液管上端的保温套为无热源的保温套或有热源的保温套。

5.根据权利要求1所述的打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机，其特征在于：所述密封罩是圆柱形，该密封罩的上盖是向上突起球形，其下端口镶入密封圈并固定在其上，所述密封圈是硬度较小的硅橡胶。

6.根据权利要求1所述的打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机，其特征在于：所述工作台的上平面要有一个与密封罩对应的环形，宽度在100毫米左右的光洁度为0.8的平面以便密封使用。

7.根据权利要求1所述的打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机，其特征在于：所述升液管的上端设置有法兰，而法兰处设有进气口并连有电磁阀，升液管下端有单向阀。

8.根据权利要求1所述的打结炉式加压凝固半固态铝合金薄壁铸件成型机，其特征在于：所述升液管、单向阀材质为耐高温的复合材料，所述耐高温的复合材料为石墨、陶瓷、C-C复合材料、钼、钨、及其合金。