CN211135491U

CN211135491U - 一种用于水溶溃散性砂型铸造的快速凝固控制装置

Info

Publication number: CN211135491U
Application number: CN201921006254.9U
Authority: CN
Inventors: 甘武奎; 彭金贵; 周文波; 张良金; 李峻
Original assignee: Zhaoqing Guangyingke General Aviation Research Institute; Nanchang Institute of Technology
Current assignee: Zhaoqing Guangyingke General Aviation Research Institute; Nanchang Institute of Technology
Priority date: 2019-07-01
Filing date: 2019-07-01
Publication date: 2020-07-31
Anticipated expiration: 2029-07-01

Abstract

本实用新型公开了一种用于水溶溃散性砂型铸造的快速凝固控制装置，包括固定支架、阀门开关、压力水管、砂型砂芯、浇口杯、浇口保护盖、防护围挡、减压阀、压力表、接水箱、电磁阀、喷头、支撑作业平台、废砂处理箱、可翻转坡道、金属过滤网、储水箱、进水管、排水管、底板、万向轮、过滤网和增压泵，其中：减压阀、增压泵、电磁阀、接水箱、压力表、压力水管、过滤网、储水箱、进水管、排水管、阀门开关构成水循坏装置。本实用新型通过该装置能很好实现铸件的快速凝固，细化铸件的晶粒组织，提高铸件力学性能。同时，也可实现无粉尘、无噪音的快速清砂，铸件清理的工作量大幅减少，且改善作业环境和减轻了工人的劳动强度。

Description

一种用于水溶溃散性砂型铸造的快速凝固控制装置

技术领域

本实用新型涉及砂型铸造设备，尤其是涉及一种用于水溶溃散性砂型铸造的快速凝固控制装置。

背景技术

砂型铸造是采用砂型砂芯来生产铸件的铸造方法。目前，全球铸件的生产约80%是用砂型生产的。这是由于砂型铸造较其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。其中钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸件的冷却速度慢而且不容易控制，依靠现有的清砂设备难以实现快速凝固或局部快冷，使得铸件局部厚、大部位容易出现各种冶金缺陷，尤其是形状复杂、局部存在热节的铸件。设备的限制使铸件的砂芯清理也非常困难，工人作业环境差和劳动强度大。

而基于水溶溃散性砂型的快速铸造是高性能复杂铸件的一种较理想的制备方法，水溶溃散性砂型铸造的快速凝固工作原理是，采用添加硫酸镁等的水溶性粘结剂制备的砂型和砂芯，具有一定的强度和良好的溃散性，经冷却水冲刷易溃散，从而减少了清砂和砂处理的工序。更为重要的是：待合金浇注完成，及在铸件表面产生凝壳层后，及时用高压冷却水冲刷砂型，冷却水直接作用在铸件表面，消除了普通砂型铸造铸件与砂型之间的空气热隔，实现了铸件的快速凝固，细化了铸件的晶粒组织，有利于提高铸件力学性能。而由于该技术在国内外都刚起步，目前人们都还仅仅是采用简便的高压水人工直接冲刷砂型砂芯，这样一是不能精确控制在冷却水作用下铸件的顺序凝固，容易出现厚大部位冲刷不及时等问题；二是因冲刷过程中，形成大量的水雾和烟雾，也容易造成铸件内砂芯冲刷不完全，冲刷不到的现象；三是砂型砂芯在高压水冲刷下，废砂废水随处飞溅流淌，容易形成大量安全隐患。为此，有必要进行其相关设备的研制开发，专业设备的研发对于促进该技术的整体水平的提高和推广应用有重要作用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能实现铸件的快速凝固、细化铸件的晶粒组织、减少清砂和砂处理的工序、实现无粉尘、无噪音的快速清砂、铸件清理的工作量大幅减少、改善作业环境和减轻了工人劳动强度的用于水溶溃散性砂型铸造的快速凝固控制装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种用于水溶溃散性砂型铸造的快速凝固控制装置，包括向上开口的固定支架，在固定支架的底板的底部四角设有四个万向轮，特征是：在固定支架的上面设有通过螺纹连接的支撑作业平台，在支撑作业平台上设有可实现砂粒和水分离的开槽和通孔，在支撑作业平台上面放置有砂型砂芯，在砂型砂芯的上面中间设有漏斗形且带浇口保护盖的浇口杯；在固定支架的支架腔中内置有废砂处理箱和储水箱，在上面的废砂处理箱和下面的储水箱之间设有水平放置的金属过滤网；在固定支架的底板的底部设有带开关的进水管和排水管，排水管顶端的进水口和进水管的出水口均与储水箱的底部连通，压力水管的一端从固定支架的侧壁伸入到储水箱内，压力水管的另一端依次与增压泵、阀门开关串联后接接水箱，在接水箱的底部设有若干个带电磁阀的喷头，喷头的喷口对着下面的砂型砂芯和浇口杯，在阀门开关后的压力水管上设有减压阀和压力表。

在储水箱内的底部及四周侧壁布有防止废砂进入压力水管的过滤网。

在固定支架的侧壁顶端设有通过铰轴连接、活动的可翻转坡道，推送待浇注砂型砂芯的小车能够沿着可翻转坡道把砂型砂芯送至支撑作业平台的上面。

喷头采用双排数量各2-8个的固定式排列结构，喷头能在前后90°范围内任意旋转。

在支撑作业平台的四周设有防止废砂废水飞溅的防护围挡。

压力水管的水压通过增压泵控制在1-10Kg/cm²，压力水管的口径10-120mm。

废砂处理箱为敞口的不锈钢箱或塑料箱。

本实用新型由固定支架、阀门开关、压力水管、砂型砂芯、浇口杯、浇口保护盖、防护围挡、减压阀、压力表、接水箱、电磁阀、喷头、支撑作业平台、废砂处理箱、可翻转坡道、金属过滤网、储水箱、进水管、排水管、底板、万向轮、过滤网和增压泵等组成，其中：减压阀、增压泵、电磁阀、接水箱、压力表、压力水管、过滤网、储水箱、进水管、排水管、阀门开关构成水循坏装置。工作原理：

砂型砂芯首先由小车经过活动可翻转坡道推至支撑作业平台上，待金属液浇注完毕后，在浇口杯的上方盖上浇口保护盖，防止冷却水的意外溅入。通过控制电磁阀打开喷头，并控制减压阀、喷头，进行水压和角度调节以对砂型砂芯进行冲刷和冷却，支撑作业平台上开槽用于收集废砂，通孔用于让冷却水流入废砂处理箱中，其中冷却水和废砂粒经金属过滤网进行过滤分离，废砂粒留在废砂处理箱内，冷却水进入储水箱，经由底部的过滤网进行二次过滤，流入增压泵进行增压，通过减压阀，进行循环作业，从而可实现对砂型砂芯的各部分依次进行冷却冲刷，达到顺序凝固的目的。冲刷完成，砂型砂芯通过活动可翻转坡道送离。

用冷却水对砂型砂芯进行冲刷，需根据砂型砂芯不同位置控制喷头的水压和角度对砂型砂芯进行冲刷，砂型砂芯被冷却水冲刷后，金属铸件在冷却水的激冷作用下进行冷却、凝固。液态金属凝固冷却速度加快，能获得更细的晶粒组织。根据砂型结构、铸件结构、材质及内在组织要求的不同，可通过压力调节减压阀控制水的压力和喷头的角度来冲刷砂型砂芯。

水循环装置能够将喷头喷出的水冲刷砂型砂，砂型砂芯经冷却水冲刷溃散后，冷却水和部分溃散砂粒进入废砂处理箱内，冷却水再经过金属滤网进入储水箱中，经过过滤网重新过滤处理、增压泵增压后再冲刷砂型砂芯。

本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、在合金浇注完成，及在铸件表面产生凝壳层后，本实用新型利用高压冷却水来冲刷砂型砂芯，冷却水直接作用在铸件的表面，消除了普通砂型铸造铸件与砂型之间的空气热隔，实现了铸件的快速凝固，细化了铸件的晶粒组织，有利于提高铸件的力学性能；

2、控制铸件的冷却速度，通过本实用新型能控制砂型铸造不同位置的冷却速度，实现快速冷却及局部快速冷却，提高铸件的内在冶金质量；

3、减少了清砂和砂处理的工序，实现了无粉尘、无噪音的快速清砂，铸件清理的工作量大幅减少，且改善了作业环境和减轻了工人的劳动强度。

本实用新型适用于如航空航天、汽车等领域内的铝合金铸件。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2 为支撑作业平台的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种用于水溶溃散性砂型铸造的快速凝固控制装置，包括向上开口的固定支架1，在固定支架1的底板20的底部四角设有四个万向轮21，在固定支架1的上面设有通过螺纹连接的支撑作业平台13，在支撑作业平台13上设有可实现砂粒和水分离的开槽26和通孔27，在支撑作业平台13的上面放置有砂型砂芯4，在砂型砂芯4的上面中间设有漏斗形且带浇口保护盖6的浇口杯5；在固定支架1的支架腔24中内置有废砂处理箱14和储水箱17，在上面的废砂处理箱14和下面的储水箱17之间设有水平放置的金属过滤网16；在固定支架1的底板20的底部设有带开关的进水管18和排水管19，排水管19顶端的进水口和进水管18的出水口均与储水箱17的底部连通，压力水管3的一端从固定支架1的侧壁伸入到储水箱17内，压力水管3的另一端依次与增压泵23、阀门开关2串联后接接水箱10，在接水箱10的底部设有若干个带电磁阀11的喷头12，喷头12的喷口对着下面的砂型砂芯4和浇口杯5，在阀门开关2后的压力水管3上设有减压阀8和压力表9。

在储水箱17内的底部及四周侧壁布有防止废砂进入压力水管3的过滤网22。

在固定支架1的侧壁顶端设有活动的可翻转坡道15，推送待浇注砂型砂芯4的小车25能够沿着可翻转坡道15把砂型砂芯4送至支撑作业平台13的上面。

喷头12采用双排数量各2-8个的固定式排列结构，喷头12能在前后90°范围内任意旋转。

在支撑作业平台13的四周设有防止废砂废水飞溅的防护围挡7。

压力水管3的水压通过增压泵控制在1-10Kg/cm²，压力水管3的口径10-120mm。

在废砂处理箱14为敞口不锈钢箱或塑料箱。

Claims

1.一种用于水溶溃散性砂型铸造的快速凝固控制装置，包括向上开口的固定支架，在固定支架的底板的底部四角设有四个万向轮，其特征在于：在固定支架的上面设有通过螺纹连接的支撑作业平台，在支撑作业平台上设有可实现砂粒和水分离的开槽和通孔，在支撑作业平台上面放置有砂型砂芯，在砂型砂芯的上面中间设有漏斗形且带浇口保护盖的浇口杯；在固定支架的支架腔中内置有废砂处理箱和储水箱，在上面的废砂处理箱和下面的储水箱之间设有水平放置的金属过滤网；在固定支架的底板的底部设有带开关的进水管和排水管，排水管顶端的进水口和进水管的出水口均与储水箱的底部连通，压力水管的一端从固定支架的侧壁伸入到储水箱内，压力水管的另一端依次与增压泵、阀门开关串联后接接水箱，在接水箱的底部设有若干个带电磁阀的喷头，喷头的喷口对着下面的砂型砂芯和浇口杯，在阀门开关后的压力水管上设有减压阀和压力表。

2.根据权利要求1所述的用于水溶溃散性砂型铸造的快速凝固控制装置，其特征在于：在储水箱内的底部及四周侧壁布有防止废砂进入压力水管的过滤网。

3.根据权利要求1所述的用于水溶溃散性砂型铸造的快速凝固控制装置，其特征在于：在固定支架的侧壁顶端设有通过铰轴连接、活动的可翻转坡道，推送待浇注砂型砂芯的小车能够沿着可翻转坡道把砂型砂芯送至支撑作业平台的上面。

4.根据权利要求1所述的用于水溶溃散性砂型铸造的快速凝固控制装置，其特征在于：喷头采用双排数量各2-8个的固定式排列结构，喷头能在前后90°范围内任意旋转。

5.根据权利要求1所述的用于水溶溃散性砂型铸造的快速凝固控制装置，其特征在于：在支撑作业平台的四周设有防止废砂废水飞溅的防护围挡。

6.根据权利要求1所述的用于水溶溃散性砂型铸造的快速凝固控制装置，其特征在于：压力水管的水压通过增压泵控制在1-10Kg/cm²，压力水管的口径10-120mm。

7.根据权利要求1所述的用于水溶溃散性砂型铸造的快速凝固控制装置，其特征在于：废砂处理箱为敞口的不锈钢箱或塑料箱。