CN211939000U - 一种真空浇铸高温合金力学试棒的振动装置 - Google Patents

Abstract

一种真空浇铸高温合金力学试棒的振动装置，属于铸造高温合金生产制造技术领域。装置包括真空感应炉、熔炼坩埚、试棒浇铸模、振动传输板、减震支撑弹簧、弹簧固定脚块、偏心震机和电控系统；熔炼坩埚和振动传输板位于真空感应炉内；试棒浇铸模固定于振动传输板上方，偏心震机固定于振动传输板下方；电控系统与偏心震机连接，减震支撑弹簧和弹簧固定脚块位于振动传输板的下方。优点在于，合金试棒的凝固环境由从前的静止状态变为振动，粘稠的金属熔体流动性增加，提高了补缩率，同时抑制粗大枝晶和搭桥现象的产生，提高了高温母合金力学试棒的综合质量，提高生产效率。

Description

一种真空浇铸高温合金力学试棒的振动装置

技术领域

本实用新型属于铸造高温合金生产制造技术领域，特别涉及一种真空浇铸高温合金力学试棒的振动装置。

背景技术

目前铸造高温合金力学试棒的制备，由于试棒浇铸模处于静止状态、熔融态金属体积较小、凝固时间短，前期率先凝固的金属容易发生搭桥、中期熔融金属比较粘稠，导致熔融态金属中的少量气体和非金属夹杂物等杂质难以上浮，同时后期的熔融金属难以完成充分补缩，最终造成试棒纯净度不高、疏松和缩孔等缺陷出现，严重影响试棒品质，造成力学性能测试结果不达标，只能进行重新制备并测试，增加了生产成本、降低了生产效率。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种真空浇铸高温合金力学试棒的振动装置，解决了熔融态金属中的少量气体和非金属夹杂物等杂质难以上浮的问题。从熔融态金属进入铸模到凝固和补缩过程结束，振动装置持续工作，根据合金的理化特性、铸模整体质量等条件，设置相应的振动频率、振幅和时间，通过控制试棒浇铸模的振幅和频率，来促进气体和夹杂物的上浮，并阻止枝晶搭桥的产生，能够有效降低力学试棒中气体和非金属夹杂物的含量、减少疏松和缩孔等铸造缺陷的产生，提高性能测试结果的准确性、降低重新浇铸制备的风险。

一种真空浇铸高温合金力学试棒的振动装置，包括真空感应炉1、熔炼坩埚 2、试棒浇铸模3、振动传输板4、减震支撑弹簧5、弹簧固定脚块6、偏心震机 7和电控系统8；熔炼坩埚2和振动传输板4位于真空感应炉1内；试棒浇铸模 3固定于振动传输板4上方，偏心震机7固定于振动传输板4下方；振动传输板 4将偏心震机7的振动传给试棒浇铸模3，使试棒浇铸模3与偏心震机7同频振动，对试棒浇铸模3内部金属熔体的结晶过程实施振动干扰，限制粗大枝晶的产生、促进杂质上浮和金属熔体补缩。电控系统8与偏心震机7连接，电控系统8 通过偏心震机7驱动振动传输板4；减震支撑弹簧5和弹簧固定脚块6位于振动传输板4的下方，减震支撑弹簧5对振动传输板4起到支撑和牵引的双重作用，既能够控制振动传输板4的震动幅度，又能固定其在真空感应炉1中的相对位置，使其不随振动而在真空感应炉1内移动，保证整个装置的稳定。

所述振动传输板4与试棒浇铸模3紧密接触，通过螺母紧固和定位，浇铸和凝固过程完成后，将试棒浇铸模3从振动板上取下，并取出试棒。

为了保持生产的连续性，试棒浇铸模3多个循环使用，根据产品的需要，试棒浇铸模3可以设计多种规格、多种数量的试棒腔体。

所述装置为可更换件，材质为不锈钢或硬质合金。

所述装置位于真空浇铸室内部，试棒浇铸模下方。

所述的弹簧固定脚块6为水泥浇铸块或焊接铸铁块。

所述试棒浇铸模3内部可放置试棒个数为4～24支。

所述振动传输板4和试棒浇铸模3有机加工的定位槽，来辅助螺母定位，螺母固定需加2层以上的垫片，以防止在振动过程中松动。

所述减震支撑弹簧5数量为4或8个。

装置开始振动的时间应该在熔融态金属开始凝固之前，并伴随金属凝固的整个过程，所以振动开始应该在熔融态金属从熔炼坩埚2浇铸到试棒浇铸模3之前。

所述装置振动频率为10-50Hz，振动幅度为0.1-10mm。

所述装置可用于铁、镍、钴基铸造母合金产品力学试棒的制备，并对其他合金制造铸态样品提供参考。

本实用新型的优点在于：通过本装置的使用，合金试棒的凝固环境由从前的静止状态变为振动，由于振动，粘稠的金属熔体流动性增加，提高了补缩率，同时抑制粗大枝晶和搭桥现象的产生，此外利于合金中气体和非金属夹杂物等杂质的上浮；最终提高了高温母合金力学试棒的综合质量，使试棒的力学性能测试结果更接近合金的真实水平、具有更好的稳定性，降低生产成本、提高生产效率。

附图说明

图1为本振动装置结构示意图。其中，真空感应炉1、熔炼坩埚2、试棒浇铸模3、振动传输板4、减震支撑弹簧5、弹簧固定脚块6、偏心震机7、电控系统8。

图2为四个减震支撑弹簧组合示意图。

图3为八个减震支撑弹簧组合示意图。

具体实施方式

一种真空浇铸高温合金力学试棒的振动装置，包括真空感应炉1、熔炼坩埚 2、试棒浇铸模3、振动传输板4、减震支撑弹簧5、弹簧固定脚块6、偏心震机 7、电控系统8；熔炼坩埚2和振动传输板4位于真空感应炉1内；试棒浇铸模3 固定于振动传输板4上方，偏心震机7固定于振动传输板4下方；振动传输板4 将偏心震机7的振动传给试棒浇铸模3，使试棒浇铸模3与偏心震机7同频振动，对试棒浇铸模3内部金属熔体的结晶过程实施振动干扰，限制粗大枝晶的产生、促进杂质上浮和金属熔体补缩。电控系统8与偏心震机7连接，电控系统8通过偏心震机7驱动振动传输板4；减震支撑弹簧5和弹簧固定脚块6位于振动传输板4的下方，减震支撑弹簧5对振动传输板4起到支撑和牵引的双重作用，既能够控制振动传输板4的震动幅度，又能固定其在真空感应炉1中的相对位置，使其不随振动而在真空感应炉1内移动，保证整个装置的稳定。

实施例1，参见图1、图2，采用装置制备K4169合金拉伸试棒和冲击试棒，震源由底部作用于装有K4169合金钢液的试棒浇铸模，实现对合金凝固过程的振动干扰；装有合金料的试棒浇铸模重7.5公斤，拉伸试棒10支，冲击试棒2支。

为了适应力学试棒的制备，并提高生产效率，试棒浇铸模采用可拆卸更换的方式，在完成一个炉次合金的样品制备后，可以快速将浇铸模拆下，并更换上符合试棒种类要求的新浇铸模。

振动装置产生振动的振源采用电机驱动。

在所述的振动装置中，固定支撑弹簧采用四组，弹簧直径60mm，弹簧丝直径3mm，圈数12，长度120mm，用来支撑振动传输板和试棒浇铸模，如图2所示。

所述振动装置启动时间应该在合金浇铸30s之前，持续至合金凝固完成，打开真空炉同时停止振动，振动接触装置对试棒浇铸模的振动频率为40Hz，振动幅度为0.5mm。

实施例2，参见图1、图3，采用装置制备713C合金拉伸试棒和冲击试棒，震源由底部作用于装有713C合金钢液的试棒浇铸模，实现对合金凝固过程的振动干扰；装有合金料的试棒浇铸模重8.5公斤，拉伸试棒18支。

为了适应力学试棒的制备，并提高生产效率，试棒浇铸模采用可拆卸更换的方式，在完成一个炉次合金的样品制备后，可以快速将浇铸模拆下，并更换上符合试棒种类要求的新浇铸模。

振动装置产生振动的振源采用电机驱动。

在所述的振动装置中，固定支撑弹簧采用八组，弹簧直径60mm，弹簧丝直径3mm，圈数12，长度120mm，用来支撑振动传输板和试棒浇铸模，如图3所示。

所述振动装置启动时间应该在合金浇铸25s之前，持续至合金凝固完成，打开真空炉同时停止振动，振动接触装置对试棒浇铸模的振动频率为50Hz，振动幅度为0.7mm。

Claims (6)

1.一种真空浇铸高温合金力学试棒的振动装置，其特征在于，包括真空感应炉(1)、熔炼坩埚(2)、试棒浇铸模(3)、振动传输板(4)、减震支撑弹簧(5)、弹簧固定脚块(6)、偏心震机(7)和电控系统(8)；熔炼坩埚(2)和振动传输板(4)位于真空感应炉(1)内；试棒浇铸模(3)固定于振动传输板(4)上方，偏心震机(7)固定于振动传输板(4)下方；电控系统(8)与偏心震机(7)连接，电控系统(8)通过偏心震机(7)连接振动传输板(4)；减震支撑弹簧(5)和弹簧固定脚块(6)位于振动传输板(4)的下方。

2.根据权利要求1所述的真空浇铸高温合金力学试棒的振动装置，其特征在于，所述振动传输板(4)与试棒浇铸模(3)紧密接触，通过螺母紧固和定位。

3.根据权利要求1所述的真空浇铸高温合金力学试棒的振动装置，其特征在于，所述的弹簧固定脚块(6)为水泥浇铸块或焊接铸铁块。

4.根据权利要求1所述的真空浇铸高温合金力学试棒的振动装置，其特征在于，所述试棒浇铸模(3)内部放置试棒个数为4～24支。

5.根据权利要求1所述的真空浇铸高温合金力学试棒的振动装置，其特征在于，所述振动传输板(4)和试棒浇铸模(3)有机加工的定位槽。

6.根据权利要求1所述的真空浇铸高温合金力学试棒的振动装置，其特征在于，所述减震支撑弹簧(5)数量为4或8个。

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