CN2569948Y - 镁合金低压铸造机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种镁合金低压铸造机，主要构件由保温炉、坩埚、升液管、模具和低压铸造主机以及气压控制系统构成，模具包括铸型和浇口套，其结构特点为采用浸于常压镁合金液中的气压泵驱动金属液沿升液管向铸型充填、增压和保压；所述的升液管固定在气压泵上并深入到气压泵内腔的底部上方。具有设计简单、操作方便、生产率高、安全性能优良，可用于各种型号的低压铸造机，还可以大幅度的提高低压铸造机的凝固压力，提高低压铸造对零件的适用范围，使低压铸造零件的质量大幅度提高。同时因消除了传统低压铸造机由于坩埚密封以及为了补偿因漏气和空腔体积的变化而使控制系统的复杂化所造成的一系列问题。由于驱动气体用量减少因而生产费用低。

Description

镁合金低压铸造机

技术领域：

本实用新型属于一种低压铸造机，尤其属于一种镁合金低压铸造机。

背景技术：

在国外，于20世纪初期开始研究并应用低压铸造，同期英国的E.H.Lake登记了第一个低压铸造专利，主要用于巴氏合金的铸造，法国人制定了用于铝合金和铜合金的计划，并首先在铝合金铸造生产中得到了推广应用。第二次世界大战爆发后，英国广泛采用低压铸造技术生产要求较高的航空发动机的轻合金零件，随后低压铸造机广泛应用于汽车工业、电机工业、通用机械、纺织机械、仪表和商业产品领域。目前低压铸造机的生产已实现专业化的生产。现在使用于低熔点金属或合金的低压铸造机的设计基本基于一种相同的原理：在装有合金液的封闭坩埚中通入压缩的气体，气体的压力作用在保持一定的浇铸温度的合金液面，在较低的充型压力下，合金沿着与铸型相通的升液管经过流道、铸型浇口、平稳地充满型腔后，增大压力，使型腔中的合金液在较高的压力下凝固结晶；然后坩埚内的气体卸压，升液管内尚未凝固的液态金属在重力的作用下回落到坩埚中。取出铸件后进行下一个循环。

镁合金的低压铸造同其它合金的低压铸造的最大不同是镁合金极易氧化、燃烧、甚至爆炸。因此镁合金的低压铸造必须符合镁合金的特点，尤其是防止镁合金的氧化、燃烧、特别要防止镁合金发生爆炸。

常规的低压铸造，坩埚密封施压的方法有如下缺点：金属液的添加、坩埚的密封和开启及清理操作相当麻烦、耗时；坩埚经反复施压会发生“涨肚”现象，该现象大大降低坩埚的使用寿命；对于象镁合金这样易燃金属，“涨肚”可能引发严重的漏镁安全事故，坩埚中镁合金液漏如炉子内腔，通常会引起剧烈爆炸。为防止此类重大事故的发生，常在坩埚外侧同时施压，以使坩埚内外压力相等，防止坩埚破裂，这样就会使压铸机变得更加复杂，压力的控制和调节也变得十分困难；由于坩埚的容量一般较大，加压时耗气较多，使得供气设备增大、供气成本增加；如果铸件要求更高的凝固压力，高温大容积的坩埚很难实现，否则安全问题变得十分严重。由于镁合金容易生成夹杂，因此通常不在同一个坩埚中同时进行精炼、保温，频繁的坩埚盖的拆装使操作十分复杂。卸压时镁合金液在升液管中下落造成的氧化，反复进行，在升液管中会生成大量的氧化皮，影响生产的进行，还可能造成铸件的氧化夹杂。由此可见，目前现有的低压铸造机不能很好地适用于镁合金的低压铸造。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种金属液保温坩埚能处于常压下工作以及能驱动金属液沿升液管向铸型充填、增压和保压的低压铸造机。本实用新型的目的是这样实现的，所述的镁合金低压铸造机，主要构件由保温炉、坩埚、升液管、模具和低压铸造主机以及气压控制系统构成，模具包括铸型和浇口套，其结构特点为采用浸于常压镁合金液中的气压泵驱动金属液沿升液管向铸型充填、增压和保压；所述的升液管固定在气压泵上并深入到气压泵内腔的底部上方。本实用新型的目的还可通过以下技术方案实现的，所述的镁合金低压铸造机，其特点为所述的气压泵包括泵壳体、单向阀门和进气管，单向阀门包括单向阀浮子、阀座和限位，单向阀浮子设计成常开状态并在限位的作用下不远离阀座；泵壳体内腔上部有进气管与气压控制系统相连，气压控制系统能以调整好的压力和流量的气体从进气管进入泵腔，闭合单向阀门并压迫泵腔内金属液进入升液管。所述的镁合金低压铸造机，其特点为保温炉底部设有轮子和升降机构。本实用新型由于采用浸于常压镁合金液中的气压泵驱动金属液沿升液管向铸型充填、增压和保压；所述的升液管固定在气压泵上并深入到气压泵内腔的底部上方。因而具有设计简单、操作方便、生产费用低、生产率高、安全性能优良，可用于各种型号的低压铸造机，还可以大幅度的提高低压铸造机的凝固压力，提高低压铸造对零件的适用范围，使低压铸造零件的质量大幅度提高。本实用新型进行多种镁合金低压铸造零件实验，各项操作性能良好，符合规定指标。同时因消除了传统低压铸造机由于坩埚密封以及为了补偿因漏气和空腔体积的变化而使控制系统的复杂化所造成的一系列问题。由于驱动气体用量减少因而生产费用低。本实用新型还由于采取了特殊的升液管——泵挂卡设计，使镁合金的低压铸造机日常操作变得非常容易；本实用新型还由于采取了特殊的升液管卸压时镁合金液下落防氧化技术，大大降低了铸件氧化夹杂的可能性。本实用新型的镁合金低压铸造机性能要明显超过其它设计。本实用新型也用于铝合金的低压铸造。

附图说明：

图1为本实用新型的气压泵结构示意图。

图2为本实用新型的在升液管的喉部外侧设置保护气环的结构示意图。

图3为本实用新型的结构示意图。

图4为本实用新型的升液管前端伸进低压铸造主机平板上设有的卡口内的结构示意图。

图5为本实用新型的升液管前端挂在低压铸造主机平板上设有的卡口上的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

如图1、图2、图3所示，本实用新型的新型低压铸造机主要由保温炉20、坩埚19、升液管5、轮子7、升降机构8和低压铸造主机构成，结构特点为采用浸于常压镁合金液中的气压泵施压代替在传统的密封坩埚中施压，气压泵驱动金属液沿升液管5向铸型充填、增压、保压；第二，升液管固定在气压泵上并深入到气压泵内腔的底部上方，气压泵设有常开单向阀，当升液管浸于金属液时，金属液自动进入气压泵，气压泵内腔上部有管道与气压控制系统相连，充气时，气体压力作用于气压泵的内腔上液面，常开单向阀关闭，金属液沿升液管向铸型充填、增压、保压，当卸压后，升液管中的未凝固液体下落，常开单向阀打开，坩埚中的金属液进入气压泵，为下一个循环准备。第三，根据合金种类、铸件的大小、对充型压力的要求，气压泵可更换不同的材料、不同的容积、不同的壳体厚度。第四，气压泵和升液管焊成一体，也可以以不同形式以可拆开的形式连接。气压泵和升液管联体用挂卡的方式同低压铸造主机连接和拆卸，从而实现十分容易的使坩埚炉同低压铸造主机的整体分离，使操作大为简化并且连接可靠。第五，为防止卸压使升液管中的镁合金液被氧化，在升液管的喉部外侧设置保护气环，该保护气环的惰性气体当泵卸压时被升液管中的负压吸入，从而有效地防止镁合金液的氧化。在低压铸造机生产过程中，金属液充型、增压和保压由独立的气压泵做驱动力，坩埚在铸造过程中处于常压状态。由于气压泵可以制造成耐压更高，以适应镁合金需要通过提高金属液充型、增压和保压压力来达到减少铸件缩松、热裂的倾向的要求，本实用新型设计的新型镁合金低压铸造机，最大工作压力可达0.3～0.8MPa，一般的低压铸造机很难达到如此水平。气压泵的构造如图1所示，包括泵壳体1、单向阀门和进气管4，单向阀门包括单向阀浮子2、阀座6和限位3，单向阀浮子2设计成常开状态并在限位3的作用下不远离阀座6；泵壳体1内腔上部有进气管4与气压控制系统相连。当气体没有进入时，金属液在静压力作用下使单向阀浮子2从阀座浮起，并在限位3的作用下不远离阀座6，金属液便进入泵壳体1内腔。当开始充型时，气体以调整好的压力和流量从进气管进入泵腔，在流体的作用下单向阀浮子2同阀座6接触造成单向阀门闭合，此时受压的金属液进入升液管5，随后根据气压的变化完成金属液的充型、增压和保压。保压结束后，泵壳体1腔内气体被释放，在金属液的静压力的作用下，单向阀浮子2上浮，单向阀门打开，升液管中未凝固的金属回落到泵腔内。待经一定时间间隔后进行下一个循环。气压泵和升液管焊接联成一体，升液管也可以制成分段式，以便于不同情况分别采用。如图3所示，气压泵与低压铸造主机平板的安装采用挂卡式结构，该结构可使安装十分可靠与简便，使之符合镁合金低压铸造的生产工艺要求，既要求可靠，又要求能满足经常拆装、清理的要求；在低压铸造主机平板10的下方的升液管套有加热器12。通过移动保温炉20底部设有的轮子7和升降机构8使升液管前端的法兰9伸进低压铸造主机平板10上设有的卡口11内，见图4所示，当升液管前端法兰9伸进低压铸造主机平板上的卡口11内时，通过移动保温炉底部设有的轮子7和升降机构8使升液管的法兰9挂在低压铸造主机平板的卡口11上，见图5所示。升液管采用二段式的升液管，升液管上端的法兰9通过耐高温密封垫13与低压铸造主机平板10紧密配合见图2所示。如图2所示，在升液管的喉部采用金属液回流下落充气防氧化技术。即当卸压时，在升液管的喉部通过特殊设计将具有防止镁合金液氧化功能的气体吸入升液管的下落镁合金液的上部，使金属液回流时得到气体的保护，避免氧化皮的产生，从而防止或减少铸件氧化夹杂的产生和升液管氧化皮聚集；具体结构为在升液管5的喉部外侧设置有能围绕浇口套14和升液管口15且能密封住浇口套和升液管口的保护气环密封圈16，该保护气环密封圈16设有惰性气体通入管17，保护气环密封圈16设于铸型18底面与低压铸造主机平板10之间并环状围住且能密封住浇口套和升液管口15，保护气环密封圈采用耐高温密封圈制成。该保护气环的惰性气体当泵卸压时被升液管中的负压吸入，从而有效地防止镁合金液的氧化。

本实用新型的实例一：

镁合金中型尺寸(轮毂)件低压铸造机，气压泵采用壁厚为8毫米以上的铁素体耐热钢焊接，容积为10升左右，泵的上面用内径为20毫米以上铁素体耐热钢同氩气源相连，单向阀的单向阀浮子2为中空体(有气孔，防止中空体内气体受热膨胀无法泄出引起爆炸)，表观比容为1.2克应方厘米，单向阀的阀塞也可设计成实体轻重量，靠镁合金液的静压力打开。气压泵和升液管可用低压铸造机的抽芯机构连同铸模底板一块提起，生产表明，使镁合金低压制造轮毂的生产过程得以简化，轮毂冶金质量大幅度的提高。

实例二：

镁合金小件低压铸造机，压铸机体与两开模(无机械抽芯机构，通常用沙芯形成铸件内腔)的常用低压铸造机相同，气压泵和升液管可用人工提起以进行清理泵、升液管及坩埚等操作。

实例三：

本实用新型也用于铝合金的低压铸造，上述的优点同样得以显示。

Claims (3)

1、一种镁合金低压铸造机，主要构件由保温炉(20)、坩埚(19)、升液管(5)、模具和低压铸造主机以及气压控制系统构成，模具包括铸型(18)和浇口套(14)，其特征在于采用浸于常压镁合金液中的气压泵驱动金属液沿升液管(5)向铸型充填、增压和保压；所述的升液管固定在气压泵上并深入到气压泵内腔的底部上方。

2、根据权利要求1所述的镁合金低压铸造机，其特征在于所述的气压泵包括泵壳体(1)、单向阀门和进气管(4)，单向阀门包括单向阀浮子(2)、阀座(6)和限位(3)，单向阀浮子(2)设计成常开状态并在限位(3)的作用下不远离阀座(6)；泵壳体(1)内腔上部有进气管(4)与气压控制系统相连，气压控制系统能以调整好的压力和流量的气体从进气管进入泵腔，闭合单向阀门并压迫泵腔内金属液进入升液管(5)。

3、根据权利要求1或2所述的镁合金低压铸造机，其特征在于保温炉(20)底部设有轮子(7)和升降机构(8)。

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