一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于真空熔煉技術領域，公開了一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置。該裝置包括耐高溫玻璃腔體、真空發生裝置，耐高溫玻璃腔體與真空發生裝置之間通過真空連接管連接；耐高溫玻璃腔體的底部設置有澆注模具，澆注模具上方設有石墨坩堝，耐高溫玻璃腔體外設有給石墨坩堝加熱的加熱裝置；石墨坩堝的底部設有與澆注模具連通的通孔，通孔內配合有石墨柱塞，石墨柱塞的上部設有柱塞桿，柱塞桿的上端設有驅動其上下運動的直線運動磁力桿；耐高溫玻璃腔體的上部設有能夠水平和旋轉運動的水平磁力桿，水平磁力桿的內端設有用于放置后續添加合金料的放料斗。該裝置能夠在真空狀態下連續添加中間合金，且能夠精確調節合金熔體的成分。
【專利說明】
一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于真空熔煉技術領域，特別涉及一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注
目.0
【背景技術】
[0002]鋁合金、鎂合金等有色金屬由于具有密度低、比強度和比剛度高的基本特點，被廣泛用于方便攜帶的器械、航空航天、3C產業及軍工等領域。然而，由于鋁合金、鎂合金都屬于化學性質非常活潑的金屬材料，很容易被氧化和產生雜質，尤其是澆注過程中由于表面形成氧化膜進入鑄型后，氧化膜接觸碰撞后形成缺陷，從而在熔煉和澆注后導致鑄件縮孔、縮松、孔洞等缺陷明顯增加，真空熔煉能夠大大減少此類缺陷的發生。因此，開發鋁合金、鎂合金真空熔煉和澆注設備勢在必行。
[0003]目前，對鋁合金、鎂合金的真空熔煉設備已經公開的文獻如是CN1876858A發明了防止鎂合金燃燒的封閉熔煉爐，CN102728819A發明了一體化真空熔煉精確定量澆注鋁合金和鎂合金的裝置和方法。應該說以上文獻都對防止鋁合金和鎂合金氧化和純凈熔煉做出了很好的解決方案，但是由于鋁合金和鎂合金在真空熔煉時往往需要根據合金熔點不同，先后不同時刻添加入熔體。但是，現有的裝置均不具有在真空狀態下連續添加中間合金的功能，且不能精確調節合金恪體成分。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置，該裝置能夠在真空狀態下連續添加中間合金，而且能夠精確調節合金熔體的成分，該裝置結構簡單、使用方便。
[0005]為達到以上目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現。
[0006]—種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置，其特征在于:包括耐高溫玻璃腔體、真空發生裝置，所述耐高溫玻璃腔體與真空發生裝置之間通過真空連接管連接；
[0007]所述耐高溫玻璃腔體的底部設置有澆注模具，所述澆注模具上方設置有用于放置主體合金料的石墨坩禍，所述耐高溫玻璃腔體外設置有給石墨坩禍加熱的加熱裝置;所述石墨坩禍的底部設置有與澆注模具連通的通孔，所述通孔內配合有石墨柱塞，所述石墨柱塞的上部設置有柱塞桿，所述柱塞桿的上端設置有驅動其上下運動的直線運動磁力桿；
[0008]所述耐高溫玻璃腔體的上部設置有至少一個能夠水平和旋轉運動的水平磁力桿，所述水平磁力桿的內端設置有用于放置后續添加合金料的放料斗;所述水平磁力桿水平運動到石墨坩禍上方后旋轉運動，使放料斗翻轉將后續添加合金料倒入石墨坩禍。
[0009]上述技術方案的特點和進一步改進:
[0010]進一步的，所述柱塞桿外套設有攪拌槳葉套管，所述攪拌槳葉套管的下端設置有攪拌槳葉，其上端設置有驅動其轉動的旋轉運動磁力桿。
[0011 ]進一步的，所述真空連接管設置為“十”字狀，其下端與耐高溫玻璃腔體連接，其上端安裝所述旋轉運動磁力桿和直線運動磁力桿，其左端從左到右依次設置有第一卡箍和第一真空閥門，其右端從右到左依次設置有第二真空閥門和壓力表，其右端通過第二卡箍和波紋管連接所述真空發生裝置。
[0012]進一步的，所述加熱裝置為通過電磁感應加熱的感應線圈。
[0013]進一步的，所述石墨坩禍內設置有熱電偶，所述熱電偶連接有設置在耐高溫玻璃腔體外的溫度記錄儀。
[0014]進一步的，所述熱電偶與溫度記錄儀之間連接有陶瓷電極。
[0015]進一步的，所述通孔為上寬下窄的錐形，所述石墨柱塞為與通孔配合的錐形。
[0016]進一步的，所述水平磁力桿為兩個，分別相對設置在耐高溫玻璃腔體的兩側。
[0017]本實用新型的鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置，通過感應線圈加熱石墨坩禍，石墨坩禍通過熱傳導作用熔煉合金;通過水平磁力桿驅動放料斗直線運動到坩禍的開口上方后再旋轉磁力桿將放料斗中合金料加入坩禍熔化，通過旋轉運動磁力桿帶動攪拌槳葉實現熔體攪拌，通過直線運動磁力桿提拉石墨柱塞使得熔體通過坩禍下部的錐形開口流入模具中完成澆注。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置的結構示意圖；
[0019]圖中:1、耐高溫玻璃腔體;2、澆注模具;3、石墨坩禍;4、感應線圈；5、第一水平磁力桿;6、第一放料斗;7、密封端蓋;8、真空連接管;9、第一卡箍；10、第一真空閥門；11、直線運動磁力桿；12、柱塞桿；13、旋轉運動磁力桿；14、壓力表；15、第二真空閥門；16、第二卡箍；
17、攪拌槳葉套管；18、陶瓷電極；19、溫度記錄儀;20、密封圈；21、第二放料斗;22、第二水平磁力桿;23、熱電偶;24、攪拌槳葉;25、石墨柱塞;26、支架;27、真空發生裝置;28、波紋管。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0021]參照圖1，為實用新型的一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置的結構示意圖；該真空熔煉澆注裝置包括耐高溫玻璃腔體1、真空發生裝置27，耐高溫玻璃腔體I與真空發生裝置27之間通過真空連接管連接8。
[0022]耐高溫玻璃腔體I的底部設置有澆注模具2，澆注模具2上方設置有用于放置主體合金料的石墨坩禍3，耐高溫玻璃腔體I外設置有給石墨坩禍3加熱的加熱裝置，本實施例中加熱裝置為通過電磁感應加熱的感應線圈4;石墨坩禍3的底部設置有與澆注模具2連通的通孔，通孔內配合有石墨柱塞25，石墨柱塞25的上部設置有柱塞桿12，柱塞桿12的上端設置有驅動其上下運動的直線運動磁力桿11。本實施例中，通孔為上寬下窄的錐形，石墨柱塞25為與通孔配合的錐形，方便石墨柱塞25的插入和拉出。
[0023]耐高溫玻璃腔體I的上部設置有至少一個能夠水平和旋轉運動的水平磁力桿，水平磁力桿的內端設置有用于放置后續添加合金料的放料斗;水平磁力桿水平運動到石墨坩禍3上方后旋轉運動，使放料斗翻轉將后續添加合金料倒入石墨坩禍3。本實施例中，水平磁力桿為兩個，分別為第一水平磁力桿5和第二水平磁力桿22，相應的放料斗也為兩個，分別為第一放料斗6和第二放料斗21，分別相對設置在耐高溫玻璃腔體I的兩側。方便不同時間添加不同的合金料。
[0024]柱塞桿12外套設有攪拌槳葉套管17，攪拌槳葉套管17的下端設置有攪拌槳葉24，其上端設置有驅動其轉動的旋轉運動磁力桿13。攪拌槳葉24實現對熔體的攪拌。
[0025]真空連接管8設置為“十”字狀，其下端與耐高溫玻璃腔體I連接，其上端安裝旋轉運動磁力桿13和直線運動磁力桿11，其左端從左到右依次設置有第一卡箍9和第一真空閥門10，第一卡箍9用于與保護氣體裝置連接;其右端從右到左依次設置有第二真空閥門15和壓力表14，其右端通過第二卡箍16和波紋管28連接真空發生裝置27。
[0026]石墨坩禍3內設置有熱電偶23，熱電偶23連接有設置在耐高溫玻璃腔體I外的溫度記錄儀19。熱電偶23與溫度記錄儀19之間連接有陶瓷電極18。
[0027]該裝置的使用方法如下:
[0028]步驟1:關閉第一真空閥門10，打開第二真空閥門15，打開真空發生裝置27，抽真空，通過壓力表14檢測壓力，待真空度達到所需真空度值時關閉第二真空閥門15。
[0029]步驟2:啟動感應電源，感應線圈4加熱石墨坩禍3，石墨坩禍3通過熱傳導作用熔煉合金，當合金熔化后，通過第一水平磁力桿5和第二水平磁力桿22分別驅動第一放料斗6和第二放料斗21直線運動到石墨坩禍3的開口上方再旋第一水平磁力桿5和第二水平磁力桿22將放料斗中的需后添加的合金料放入石墨坩禍3中，繼續加熱直至全部熔化，然后旋轉運動磁力桿13帶動攪拌槳葉24轉動實現熔體攪拌均勻。
[0030]步驟3:待合金熔煉結束，通過直線運動磁力桿11帶動柱塞桿12和石墨柱塞25向上移動，打開石墨坩禍3底部的通孔，熔體通過石墨坩禍3下部的錐形通孔流入澆注模具2中，完成澆注。
[0031]下面通過一個【具體實施方式】，并結合其附圖，對本方案進行闡述。以熔煉和澆注鎂錫硅(Mg-Sn-Si)合金為例，首先打開密封端蓋7，抬起真空連接管8以上部分，在石墨坩禍3中放入純鎂錠，在第一放料斗6和第二放料斗21中分別放入鎂錫合金和鎂硅合金，合上密封端蓋7后，關閉第一真空閥門10，打開第二真空閥門15，啟動真空發生裝置27，抽真空，待真空達到規定值后，啟動感應電源，感應圈4開始加熱，感應線圈4加熱石墨坩禍3，石墨坩禍3通過熱傳導作用熔化鎂錠，當鎂錠熔化后，
[0032]通過和第二水平磁力桿22分別驅動第一放料斗6和第二放料斗21直線運動到坩禍3的開口上方再旋第一水平磁力桿5和第二水平磁力桿22將放料斗中的需后添加的合金料放入石墨坩禍3中，繼續加熱直至全部熔化，然后旋轉運動磁力桿13帶動攪拌槳葉24轉動實現熔體攪拌均勻。
[0033]通過第一水平磁力桿5驅動第一放料斗6直線運動到石墨坩禍3的開口上方再旋轉第一水平磁力桿5將第一放料斗6中鎂錫合金添加的鎂熔體中，繼續加熱直至全部熔化，然后通過第二水平磁力桿22驅動第二放料斗21直線運動到石墨坩禍3的開口上方再旋轉第二水平磁力桿22將第二放料斗21中鎂硅合金添加的鎂熔體中，待全部熔化后，然后旋轉運動磁力桿13帶動攪拌槳葉24實現熔體攪拌均勻。待合金熔煉結束，通過直線運動磁力桿11帶動柱塞桿12和石墨柱塞25向上移動，打開石墨坩禍3底部的通孔，熔體通過石墨坩禍3下部的錐形通孔流入澆注模具2中，完成澆注。
[0034]真空發生裝置可根據實際情況選擇，真空度要求高的可選擇分子栗機組，要求不高的可以直接選擇機械栗。
[0035]盡管以上結合附圖對本實用新型的實施方案進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方案和應用領域，上述的具體實施方案僅僅是示意性的、指導性的，而不是限制性的。本領域的普通技術人員在說明書的啟示下，在不脫離本實用新型權利要求所保護的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本實用新型保護之列。
【主權項】
1.一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置，其特征在于:包括耐高溫玻璃腔體(I)、真空發生裝置(27)，所述耐高溫玻璃腔體(I)與真空發生裝置(27)之間通過真空連接管(8)連接； 所述耐高溫玻璃腔體(I)的底部設置有澆注模具(2)，所述澆注模具(2)上方設置有用于放置主體合金料的石墨坩禍(3)，所述耐高溫玻璃腔體(I)外設置有給石墨坩禍(3)加熱的加熱裝置;所述石墨坩禍(3)的底部設置有與澆注模具(2)連通的通孔，所述通孔內配合有石墨柱塞(25)，所述石墨柱塞(25)的上部設置有柱塞桿(12)，所述柱塞桿(12)的上端設置有驅動其上下運動的直線運動磁力桿(11); 所述耐高溫玻璃腔體(I)的上部設置有至少一個能夠水平和旋轉運動的水平磁力桿，所述水平磁力桿的內端設置有用于放置后續添加合金料的放料斗;所述水平磁力桿水平運動到石墨坩禍(3)上方后旋轉運動，使放料斗翻轉將后續添加合金料倒入石墨坩禍(3)。2.如權利要求1所述的一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置，其特征在于:所述柱塞桿(12)外套設有攪拌槳葉套管(17)，所述攪拌槳葉套管(17)的下端設置有攪拌槳葉(24)，其上端設置有驅動其轉動的旋轉運動磁力桿(13)。3.如權利要求2所述的一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置，其特征在于:所述真空連接管(8)設置為“十”字狀，其下端與耐高溫玻璃腔體(I)連接，其上端安裝所述旋轉運動磁力桿(13)和直線運動磁力桿(11)，其左端從左到右依次設置有第一卡箍(9)和第一真空閥門(10)，其右端從右到左依次設置有第二真空閥門(15)和壓力表(14)，其右端通過第二卡箍(16)和波紋管(28)連接所述真空發生裝置(27)。4.如權利要求1?3任一項所述的一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置，其特征在于:所述加熱裝置為通過電磁感應加熱的感應線圈(4)。5.如權利要求1?3任一項所述的一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置，其特征在于:所述石墨坩禍(3)內設置有熱電偶(23)，所述熱電偶(23)連接有設置在耐高溫玻璃腔體(I)外的溫度記錄儀(19)。6.如權利要求5所述的一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置，其特征在于:所述熱電偶(23)與溫度記錄儀(19)之間連接有陶瓷電極(18)。7.如權利要求1、2、3、6任一項所述的一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置，其特征在于:所述通孔為上寬下窄的錐形，所述石墨柱塞(25)為與通孔配合的錐形。8.如權利要求1、2、3、6任一項所述的一種鋁合金和鎂合金真空熔煉澆注裝置，其特征在于:所述水平磁力桿為兩個，分別相對設置在耐高溫玻璃腔體(I)的兩側。
【文檔編號】C22C1/03GK205603660SQ201620381249
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月28日
【發明人】崔紅保, 楊文朋, 周忠勛, 常亞濤, 錢天寶, 原志鵬, 郭學鋒
【申請人】河南理工大學