一种自带模具预热功能的真空射铸装置及射铸方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于金属材料制造装备技术领域，具体涉及一种自带模具预热功能的真空射铸装置及射铸方法，该装置结构包括真空熔炼室、感应熔炼装置、模具夹持装置、熔炼电源、模具预热装置；通过在顶部模具夹持区域增加模具预热装置，使射铸模具在射铸前能充分均匀预热，从而有效避免了模具预热不均匀和模具预热温度不可控的情况，改善金属管棒材坯料顶部的铸造质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种自带模具预热功能的真空射铸装置及射铸方法


[0001]本专利技术属于金属材料制造装备
，具体涉及一种自带模具预热功能的真空射铸装置及射铸方法。

技术介绍

[0002]真空射铸技术一般用于细长金属管棒材坯料制备，其制备的金属管棒材具有尺寸精度好、制造周期短、生产成本低等优点。
[0003]由于在传统射铸工艺中，模具一般通过底部的熔池温度通过热辐射加热，导致模具预热温度不均匀且不可控；另外，设备所能达到的最大射铸压力较低，最快平压时间较长，从而金属液进入模具后不可避免会导致金属管棒材坯料顶部出现缩松和孔洞，影响铸件射铸质量，降低型铸件工艺出品率。

技术实现思路

[0004]针对以上不足，本专利技术的目的是提供一种自带模具预热功能的真空射铸装置及其制备方法，通过在顶部模具夹持区域增加模具预热装置，使射铸模具在射铸前能充分均匀预热，从而有效避免了模具预热不均匀和模具预热温度不可控的情况，改善金属管棒材坯料顶部的铸造质量。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种自带模具预热功能的真空射铸装置，该装置结构包括真空熔炼室、感应熔炼装置、模具夹持装置、熔炼电源、模具预热装置；
[0007]真空熔炼室内部上段位置，设置有模具预热装置，模具预热装置结构内部可以将真空熔炼室内部的模具夹持装置夹持的模具周围环绕包裹；
[0008]感应熔炼装置设置在真空熔炼室内部的下段位置，感应熔炼装置通过与下区段真空熔炼室侧壁上的同轴电极及动密封传动轴与真空熔炼室进行固定连接；
[0009]同轴电极与真空熔炼室外部熔炼电源连接。
[0010]所述模具预热装置为环形筒状结构，模具预热装置的环形结构内部可以将模具夹持装置夹持的模具周围环绕包裹；模具预热装置下沿与模具完全进入预热段后的下端头平齐，模具预热装置配有单独的加热电源，采用上段真空熔炼室侧边的接线端子实现模具预热装置的送电加热和温度测量。
[0011]所述真空熔炼室顶部为顶盖，在顶盖外部设置有升降装置。
[0012]所述升降装置装配有升降杆，升降杆通过顶盖中心的开口进入到真空熔炼室的内部，升降杆与真空熔炼室内的模具夹持装置连接。
[0013]所述模具夹持装置挂在升降杆底部的主支撑环挂钩上，并且通过预紧压套装配结构套在升降杆底部的，主支撑环上的圆柱销和预紧压套上倾斜的导向槽使预紧压套紧压模具底部，模具夹持装置外径范围在12mm
‑
22mm，且无极可调。
[0014]所述真空熔炼室为单室形式，包括顶盖、上下两部分区段，真空熔炼室外部铰链与
上部及下部真空熔炼室连接，真空熔炼室上下段之间的开合面锁紧方式采用气动错齿圈结构。
[0015]所述感应熔炼装置包括感应熔炼线圈、坩埚和炉衬；炉衬设置在感应熔炼线圈底部的炉衬支架上，坩埚设置在炉衬中，感应熔炼线圈通过底部的3个炉衬支架固定。
[0016]所述炉衬支架通过与下区段真空熔炼室侧壁上的同轴电极及动密封传动轴与真空熔炼室进行固定连接。
[0017]一种射铸方法，(1)将真空熔炼室上下段打开，将升降杆伸出模具预热段；(2)在升降杆上安装模具；(3)将炉衬放到感应熔炼线圈底部的炉衬支架上，并在炉衬中放入坩埚，在感应熔炼线圈中安放坩埚和炉衬；(4)模具与坩埚对中操作，记录模具行程，并将模具缩回模具预热段；(5)在坩埚中装入金属原材料；(6)在储气罐中预先充入一定压力的惰性气体；(7)关闭锁真空熔炼室上下段，开始抽真空；(8)设定模具预热温度参数，当真空熔炼室内真空度＜10Pa后开始预热模具；(9)真空度与模具预热温度均达到实验指标后开始升温熔炼；(10)金属完全熔化后倾转同轴电极带动感应熔炼圈进行倾转，采用红外测温设备从窥视窗对熔体温度进行测量；(11)达到射铸工艺实验指标后关闭真空系统；(12)关闭模具预热，降下模具伸入坩埚内熔体液面以下；(13)快速充气并保压一定时间后提升模具离开熔体液面；(14)关闭感应加热，待模具冷却后泄压；(15)将模具缩回模具预热段中后打开真空熔炼室，将已充型完成的模具从预热段中降下；(16)取下已充型完成的射铸模具，并更换新模具坩埚，重复(1)～(15)操作，准备下炉次射铸试验。
[0018]本专利技术的有益效果在于：
[0019](1)通过设计模具预热装置，可实现射铸前模具预热温度的准确控制。
[0020](2)通过制定合理的射铸模具预热工艺参数，能有效改善金属管棒材坯料顶部铸造缺陷，提升金属铸件射铸质量。
[0021](3)通过快速向真空熔炼室内通入一定压力惰性气体，使金属液充入模具后进一步密实，能提高金属管棒材坯料组织致密度，获得尺寸长度大、表面质量好的大长径比金属管棒材坯料。
[0022](4)本装置具有较好的通用性，可适用于熔点≤1700℃的金属材料的大长径比管棒材坯料的射铸工艺制备。
[0023](5)本装置采用储气罐与真空熔炼室之间实现压力平衡的形式充入气体，可以实现金属液＜1s的快速充型，避免因充型时间过长导致金属液在冷却过程中因流动性下降而产生的铸造缺陷。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的装置整体结构示意图。
[0025]图中：1、真空熔炼室；2、感应熔炼装置；3、模具夹持装置；4、升降装置；5、熔炼电源；8、模具；9、坩埚；10、炉衬；12、模具预热装置；13、感应熔炼圈；14、窥视窗；
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0027]基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]如图所示，一种自带模具预热功能的真空射铸装置，该装置的主要结构包括：真空熔炼室1、感应熔炼装置2、模具夹持装置3、升降装置4、熔炼电源5、模具8、坩埚9、炉衬10、模具预热装置12。
[0029]所述真空熔炼室1采用单室形式，包括顶盖、上下两部分区段，真空熔炼室1外部铰链与上部及下部真空熔炼室1连接，真空熔炼室1的各区段可沿铰链相对独立运动和旋转，真空熔炼室1上下段之间的开合面锁紧方式采用气动错齿圈结构，开启采用手动推拉方式和机械辅助相结合的方式。
[0030]真空熔炼室1顶部为顶盖，在顶盖外部设置有升降装置4，升降装置4装配有升降杆，升降杆通过顶盖中心的开口进入到真空熔炼室1的内部，升降杆与真空熔炼室1内的模具夹持装置3连接。
[0031]真空熔炼室1内部上段位置，设置有环形筒状结构的模具预热装置12，模具预热装置12的环形结构内部可以将模具夹持装置3夹持的模具周围环绕包裹；模具预热装置12下沿与模具完全进入预热段后的下端头平齐。
[0032]感应熔炼装置2设置在真空熔炼室1内部的下区段，感应熔炼装置1包括感应熔炼线圈13、坩埚9和炉衬10；炉衬10设置在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自带模具预热功能的真空射铸装置，该装置结构包括真空熔炼室、感应熔炼装置、模具夹持装置、熔炼电源、模具预热装置；其特征在于：真空熔炼室内部上段位置，设置有模具预热装置，模具预热装置结构内部可以将真空熔炼室内部的模具夹持装置夹持的模具周围环绕包裹；感应熔炼装置设置在真空熔炼室内部的下段位置，感应熔炼装置通过与下区段真空熔炼室侧壁上的同轴电极及动密封传动轴与真空熔炼室进行固定连接；同轴电极与真空熔炼室外部熔炼电源连接。2.如权利要求1所述的一种自带模具预热功能的真空射铸装置，其特征在于：所述模具预热装置为环形筒状结构，模具预热装置的环形结构内部可以将模具夹持装置夹持的模具周围环绕包裹；模具预热装置下沿与模具完全进入预热段后的下端头平齐，模具预热装置配有单独的加热电源，采用上段真空熔炼室侧边的接线端子实现模具预热装置的送电加热和温度测量。3.如权利要求1所述的一种自带模具预热功能的真空射铸装置，其特征在于：所述真空熔炼室顶部为顶盖，在顶盖外部设置有升降装置。4.如权利要求3所述的一种自带模具预热功能的真空射铸装置，其特征在于：所述升降装置装配有升降杆，升降杆通过顶盖中心的开口进入到真空熔炼室的内部，升降杆与真空熔炼室内的模具夹持装置连接。5.如权利要求4所述的一种自带模具预热功能的真空射铸装置，其特征在于：所述模具夹持装置挂在升降杆底部的主支撑环挂钩上，并且通过预紧压套装配结构套在升降杆底部的，主支撑环上的圆柱销和预紧压套上倾斜的导向槽使预紧压套紧压模具底部，模具夹持装置外径范围在12mm
‑
22mm，且无极可调。6.如权利要求1所述的一种自带模具预热功能的真空射铸装置，其特征在于：所述真空熔炼室为单室形式，包括顶盖、上下两部分区段，真空熔炼室外部铰链与上部及下部真空熔炼室连接，真空熔炼室上下段之间的开合面锁紧方式采用气动错齿圈结构。7.如权利要求1所述的一种自带模具预热功能的真空射铸装置，其特征在于：所述感应熔炼装置包括感应熔炼线圈、坩埚和炉衬；炉衬设置在感应熔炼线圈底部的炉衬支架上，坩埚设置在炉衬中，感应熔炼线圈通过底部的3个炉衬支架固定。8.如权利要求7所述的一种自带模具预热功能的真空射铸装置，其特征在于：所述炉衬支架通过与下区段真空熔炼室侧壁上的同轴电极及动密封传动轴与真空熔炼室进行固定连接。9.如权利要求7或8所述的一种自带模具预热功能的真空射铸装置，其特征在于：所述炉衬支架可倾转，倾转角度为0～45
°
。10.如权利要求1
‑
8任意一项所述的一种自带模具预热功能的真空射铸装置，其特征在于：所述真空熔炼室中部位置设置有窥视窗。11.如权利要求9所述的一种自带模具预热功能的真空射铸装置，其特征在于：所述真空熔炼室中部位置设置有窥视窗，设置有红外测温装置的一侧窥视窗为前窥视窗，感应熔炼线圈倾转方向为前窥视窗方向。12.如权利要求1
‑
8任意一项所述的一种自带模具预热功能的真空射铸装置，其特征在于：所述真空熔炼室与真空系统相连，二者与之间通过气动高压蝶阀与高真空挡板阀进行
连接，真空熔炼室还连接有供水系统。13.如权利要求1
‑
8任意一项所述的一种自带模具预热功能的真空射铸装置，其特征在于：所述真空熔炼腔室与储气罐相连，二者之间通过气动阀门和手动阀门两级连接，真空熔炼室还连接有供水系统。14.一种利用权利要求1所述的装置进行的射铸方法，其特征在于：(1)将真空熔炼室上下段打开，将升降杆伸出模具预热段；(2)在升降杆上安装模具；(3)将炉衬放到感应熔炼线圈底部的炉衬支架上，并在炉衬中放入坩埚，在感...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐奇，吴裕，张忠伦，蒋明忠，刘超红，邱绍宇，卓洪，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：