本发明专利技术提供了一种高温合金复杂薄壁铸件精密铸造装置，包括真空熔炼室、铸型室、闸板阀、感应熔炼装置、主/辅真空系统、控制系统、振动机构、模壳传动系统和充放气系统，其中：真空熔炼室与铸型室之间设置闸板阀；真空熔炼室与主真空系统、铸型室与辅真空系统均通过各自的管路和阀门相连，并均设置有真空仪表及充放气系统；感应熔炼装置用于熔化合金；模壳传动系统和振动机构均设置于真空熔炼室和铸型室的底部。本发明专利技术通过振动方式实现铸件浇注和凝固，有效提升材料利用效率，解决复杂薄壁铸件浇注中的充填补缩不足的问题，特别是对壁厚小于3mm的薄壁铸件的充填补缩能力有很大提升。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铸造专业领域，具体地，涉及一种高温合金复杂薄壁铸件精密铸造装置。
技术介绍
高温合金是制造航空、航天发动机和燃气轮机等高温热端部件不可替代的材料，也广泛应用在石油化工、核工业、汽车等行业上。自20世纪40年代以来，航空发动机涡轮前进口温度从730°C上升到1700°C以上，其中高温合金的铸造技术进步发挥了非常重要的作用。随·着我国制造大飞机战略的实施以及航天、航空事业的飞速发展，高温合金精密铸件结构大型化、复杂化和薄壁化成为发展趋势。随着高温合金大型复杂薄壁精密铸件的需求越来越多，铸件熔炼浇注过程铸型的充填问题日益突出，为了避免铸件充填不足造成的诸如浇不足、冷隔、疏松、缩孔等铸造缺陷，目前常用的装置是:(I)重力浇注装置，通过增大铸件浇冒补缩系统实现充填完满，浇冒补缩系统的金属重量往往达到铸件重量的4-5倍；(2)离心浇注装置，通过铸型转动使金属液产生一定的离心力填充完满，此种方法虽然减少了浇冒系统金属重量，但铸件容易产生成分偏析，并且铸件形状收到限制；(3)调压浇注装置，通过上下两个气罐控制作用于金属液和铸型之间的压力差达到使金属液充满铸型的目的，对于高温合金而言此装置存在设备成本高、控制难度大等缺点。因此，高温合金大型复杂薄壁铸件的充填问题一直没有得到很好的解决。经检索，中国专利技术专利公开号为102717051A，申请号为201210219506.2，该专利技术公开一种高温合金复杂薄壁铸件调压精密铸造装置，包括中频感应加热电源，调压炉、调压炉罐体提升系统、调压气路控制系统、真空系统和气体罐；其中:调压炉中的上下罐体通过中隔板隔开；中频感应加热电源用于熔化合金，连接到调压炉的下罐体；调压炉罐体提升系统设置在调压炉上方，用于提升上罐体；调压炉设有通气孔，该通气孔连接到调压炉外部的调压气路控制系统；调压气路控制系统与真空系统、气体罐依次相连接，实现调压炉内的真空度和压力调节。该专利技术虽然从理论上通过调压的方法能够实现复杂薄壁铸件的铸造，但实际上该装置用于比重大的高温合金复杂薄壁铸件的铸造方面仍存在设备制造成本高、操作难度大、无法实现高温合金大型薄壁精密铸件的浇注等诸多问题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种高温合金薄壁铸件精密铸造装置，通过在浇注过程中施加适当的振动满足高温合金大型复杂薄壁铸件的铸造要求，有效提升了材料的利用效率，解决了复杂薄壁铸件浇注中的充填补缩不足的问题，并且能够浇注比重大的高温合金大型薄壁铸件。为实现上述目的，本专利技术提供一种高温合金薄壁铸件精密铸造装置，包括真空熔炼室、铸型室、闸板阀、感应熔炼装置、主真空系统、辅真空系统、控制系统、模壳充放气系统以及模壳传动与振动系统，其中:所述真空熔炼室与所述铸型室之间设置所述闸板阀隔开；所述真空熔炼室与所述主真空系统通过管路和阀门相连，并设置有真空仪表和所述充放气系统以显示和调节真空度；所述铸型室与所述辅真空系统通过管路和阀门相连，并设置有真空仪表和所述充放气系统以显示和调节真空度；所述感应熔炼装置用于熔化合金；所述模壳传动与振动系统设置于所述真空熔炼室和所述铸型室的底部；所述控制系统连接、控制所述模壳传动与振动系统。优选地，所述真空熔炼室由立式炉体及其炉盖组成，所述立体炉体和所述炉盖均采用双层水冷金属壁结构，内壁采用不锈钢材质；所述炉盖通过液压系统压紧所述立体炉体并由密封胶圈密封。优选地，所述真空熔炼室设置有真空抽气管路接口、测温装置和加料机构，所述真空熔炼室通过插板阀与所述测温装置、所述加料机构相连。优选地，所述测温装置和所述加料机构由位于所述炉盖旁边的旋转塔、两个密闭空腔、隔离阀和放气阀组成的一个双工位互换装置，通过所述隔离阀在不破坏所述真空熔炼室真空的情况下进行精炼过程中的温度测量或原材料添加，所述测温装置的测温热电偶和所述加料机构的加料桶分别内置于两个所述密闭空腔中，采用减速电机加滚珠丝杠带动测温热电偶或加料桶上下运动，测温热电偶测得的金属液温度传给控温仪表显示出来。 更优选的，所述测温装置和加料机构均由液压系统驱动升降、转换位置。优选地，所述铸型室为长方体结构，与所述真空熔炼室通过闸板阀相连，并设置有真空抽气管路接口。更优选地，所述真空熔炼室的真空抽气管路上的粗抽部分设置有过滤网。优选地，所述感应熔炼装置包括中频感应加热电源、感应线圈、铜排与水冷电极和坩埚，其中:所述中频感应加热电源通过所述铜排与水冷电极连接所述感应线圈；所述感应线圈内放置熔化合金用的所述坩埚；所述感应线圈和所述坩埚均设置于所述真空熔炼室内。更优选的，所述感应线圈由感应器、与所述感应器相连接的可转动的同轴电极和集电进电装置组成。更优选的，所述集电进电装置由同轴进电电极、集电盘和紫铜铜排构成，与所述中频感应加热电源连接，将电能输送到所述感应器上。优选地，所述模壳传动与振动系统采用机械振动方式，通过偏心机构提供激振力和振动幅度，通过变频电机调整振动频率。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果:1、高温合金熔模精密铸造装置利用真空预处理、振动充型等手段实现平稳高效充型，实现铸件顺序凝固，可有效提升材料利用效率，实现近终净形铸造提供空间。2、振动机构采用机械方式，通过偏心机构提供激振力和振动幅度,通过变频电机调整振动频率，使不同浇注材料均能获得理想的铸件品质。3、本专利技术装置设计简单，成本低，可用于比重大的高温合金复杂薄壁铸件的铸造，能够有效的实现高温合金薄壁铸件的浇注充型，同时能够达到细化铸件组织，提高铸件的机械性能的目的。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本专利技术平面布置图；图2为本专利技术结构示意图。图中:1真空熔炼室；2铸型室；3测温和加料机构；4闸板阀；5中频感应加热电源；6感应线圈；7主真空系统；8辅真空系统；9模壳传动与振动系统；10液压缸；11控制系统；12铜排与水冷电极；13插板阀。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1、2所示，本实施例提供一种高温合金薄壁铸件精密铸造装置，包括真空熔炼室1、铸型室2、测温和加料机构3、闸板阀4、中频感应加热电源5、感应线圈6、主真空系统7、辅真空系统8、模壳传动与振动系统9、液压缸10、控制系统11、铜排与水冷电极12和插板阀13，其中:所述真空熔炼室I通过真空抽气管路接口和管路阀门连接到所述主真空系统7 ;所述铸型室2通过真空抽气管路接口和管路阀门连接到所述辅真空系统8 ;所述真空熔炼室I与所述铸型室2之间设置所述闸板阀4隔断；由所述液压缸10驱动升降的所述测温和加料机构3通过所述插板阀13连接所述真空熔炼室I ;所述中频感应加热电源5通过所述铜排与水冷电极12连接所述真空熔炼室I内的所述感应线圈6，所述感应线圈6内放置熔化合金用的坩埚；所述模壳传动与振动系统9设置于所述真空熔炼室I和所述铸型室2的底部；所述控制系统11连接、控制所述模壳传动与振动系统9。本实施例中，所述真空熔炼室I由立式炉本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高温合金复杂薄壁铸件精密铸造装置，其特征在于包括真空熔炼室、铸型室、闸板阀、感应熔炼装置、主真空系统、辅真空系统、控制系统、模壳充放气系统以及模壳传动与振动系统，其中：所述真空熔炼室与所述铸型室之间设置所述闸板阀隔开；所述真空熔炼室与所述主真空系统通过管路和阀门相连，并设置有真空仪表和所述充放气系统以显示和调节真空度；所述铸型室与所述辅真空系统通过管路和阀门相连，并设置有真空仪表和所述充放气系统以显示和调节真空度；所述感应熔炼装置用于熔化合金；所述模壳传动与振动系统设置于所述真空熔炼室和所述铸型室的底部；所述控制系统连接、控制所述模壳传动与振动系统。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何树先，王俊，孙宝德，张宝玉，任松国，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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