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一种类真空镁合金铸棒成型装置

2021-03-17 07:39:09

一种类真空镁合金铸棒成型装置

  技术领域

  本实用新型涉及一种镁合金成型装置,具体的说,涉及一种结构简单,在类真空下铸造成型,避免氧化,避免夹杂的类真空镁合金铸棒成型装置,属于镁合金成型技术领域

  背景技术

  镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。其特点是:密度小(1.8g/cm3镁合金左右),强度高,弹性模量大,散热好,消震性好,承受冲击载荷能力大,耐有机物和碱的腐蚀性能好;主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等;目前使用最广的是镁铝合金,其次是镁锰合金和镁锌锆合金,主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门,在实用金属中是最轻的金属,镁的比重大约是铝的2/3,是铁的1/4,它是实用金属中的最轻的金属,高强度、高刚性。

  镁合金在生产过程中是相当的严格的,不严会造成产品成型失败,从而造成镁合金的浪费,加大生产成本,所以生产镁合金产品时,需要对其使用的成型模具进行改进,使其更适于镁合金产品的铸造。

  为了解决上述问题,市面上出现了一种镁合金凝固装置,如专利号为:201821151113.1,公开了一种真空条件下使用超声波控制镁合金凝固的装置,包括结晶器,结晶器的空腔内通循环冷却水,结晶器的底部内侧设置有冷却水出口Ⅰ,对应结晶器的中间通孔在结晶器下方设置引锭盘,引锭盘与结晶器的内壁形成铸造空腔,结晶器的顶部设置密封罩,密封罩上固定有声波振动部件和入液管,声波振动部件连接超声波发生器,入液管的出液口伸入到铸造空腔内,对应出液口在入液管的下方设置分流盘,分流盘顶部连接分流盘支架,分流盘底部设置浮漂空腔,分流盘通过分流盘支架、浮漂空腔和结晶器的配合进行支撑,密封罩上还设置有抽真空孔,抽真空孔连接抽真空装置。

  上述该类镁合金凝固装置能够简单实现镁合金结晶,但是该类结晶器冷却方式为水冷却,主要通过水泵内的循环水来对镁合金棒进行冷却,采用水冷冷却方式不利于自动化的改进,冷却效果有限,尤其不利于稀土镁合金的制备,并且现有的结晶器塞头没有加热装置,在结晶前通过氧气乙炔的火枪加热,自动化程度低,加热不均匀,浪费人力。

  实用新型内容

  本实用新型要解决的主要技术问题是提供一种结构简单,在类真空下铸造成型,避免氧化,避免夹杂的类真空镁合金铸棒成型装置。

  为解决上述技术问题,本实用新型提供如下技术方案:

  一种类真空镁合金铸棒成型装置,包括工作平台,工作平台的中部设置有结晶成型装置,工作平台上且位于结晶成型装置的上方设置有真空机构,真空机构由升降装置驱动实现升降打开结晶成型装置。

  以下是本实用新型对上述技术方案的进一步优化:

  所述真空机构包括设置在工作平台上且位于结晶成型装置的上方真空罩,真空罩与工作平台通过密封组件密封连接。

  进一步优化:所述真空罩上设置有依次设置有真空安全阀、保护气体进气口、放散阀,真空安全阀与外部抽真空设备连接,保护气体进气口上设置有用于控制保护气体进气口进气量的保护气体进气阀,放散阀自动放气使真空罩内一直保持微正压。

  进一步优化:所述真空罩上设置由多个透视孔,多个透视孔沿真空罩的外表面间隔一定距离布设。

  进一步优化:所述密封组件包括一组分别安装在真空罩的下端和工作平台上与真空罩下端相对应位置的密封法兰盘。

  进一步优化:所述升降装置包括固定安装在工作平台上且位于真空罩一侧的升降杆,升降杆由驱动组件驱动实现升降,升降杆的上端通过连杆与真空罩连接。

  进一步优化:所述真空罩的一侧设置有进料对接口,进料对接口位于真空罩内的一端与结晶成型装置连通。

  进一步优化:所述结晶成型装置包括安装工作平台上且位于真空罩内的结晶器,结晶器内设置有铸造空腔,结晶器的外部设置有用于冷却铸造空腔内镁合金熔液使其结晶的冷却系统。

  进一步优化:所述结晶器的下方设置有结晶器底座,结晶器底座的上方设置有加热装置,加热装置由热控制器控制。

  进一步优化:所述加热装置包括加热盘,加热盘的上方设置有加热盘上盖,加热盘上盖的上端位于结晶器的铸造空腔内,加热盘上盖与结晶器配合用于封装结晶器的下端。

  本实用新型采用上述技术方案,使用时,首先通过升降装置带动真空罩向下移动,实现关闭结晶成型装置,并且通过密封法兰盘的配合,使真空罩与工作平台之间实现密封连接,防止有空气的进入真空罩内。

  然后通过外部抽真空设备与真空安全阀连通对真空罩内进行快速抽真空,使结晶成型装置处于真空状态内,然后在通过控制调节手柄打开保护气体进气阀使保护气源内的保护气体通过保护气体进气口进入真空罩内,并保持真空罩内微正压,使结晶成型装置工作一直处于在保护气状态下进行,进而可以实现绝对避免空气的进入,避免氧化夹杂。

  需要对熔融态的镁合金熔液进行结晶时,将熔融态的镁合金熔液通过进料对接口引导进结晶器内。

  当熔融态的镁合金熔液进入结晶器后,温度感应器检测到热源输出电信号给加热控制器,加热控制器控制加热盘加热并将热量传导给加热盘上盖,加热盘上盖使结晶器塞头处的镁合金均匀受热。

  然后冷却液源输出冷却液,使冷却液通过冷却液进口进入冷却空腔内,冷却空腔内的冷却液与结晶器铸造空腔内的待结晶的镁合金进行热量交换,然后在通过冷却液出口排出热交换完成的冷却液实现带走热量,使镁合金在结晶器内快速结晶。

  当镁合金熔液进入结晶器铸造空腔内进行结晶完成后,升降平台驱动结晶器底座向下移动带动结晶器铸造空腔内结晶完成的镁合金铸棒向下移动,使结晶器铸造空腔内空出空腔为下一次待结晶的镁合金熔液提供空间,进而实现不停机连续铸棒。

  并且通过设置透视孔,可以方便工作人员观察真空罩内且位于结晶成型装置内镁合金的成型情况,方便使用。

  本实用新型采用上述技术方案,构思巧妙,结构合理,真空罩设计为透明式,能方便工作人员贯穿结晶情况,并且采用先抽真空在抽真空后通入保护气体,并保持真空罩内成微正压,使镁合金结晶成型过程一直在保护气的保护下进行,绝对避免空气的进入,避免氧化夹杂,不需要撒溶剂,节约人工,自动化程度高,自动压力保持,是合金棒结晶质量大大提高。

  下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

  附图说明

  图1为本实用新型实施例的总体结构示意图;

  图2为附图1的主视图;

  图3为附图2中A-A向的剖视图;

  图4为本实用新型实施例中真空机构的结构示意图;

  图5为本实用新型实施例中结晶器的总体结构示意图;

  图6为附图5中A-A向的剖视图;

  图7为附图5的俯视图。

  图中:1-升降杆;2-工作平台;3-连杆;4-进料对接口;5-真空安全阀;6-保护气体进气阀;7-调节手柄;8-放散阀;9-透视孔;10-真空罩;11-保护气体进气口;12-结晶器底座底板;13-密封法兰盘;14-冷却回路;15-加热盘上盖;16-加热盘;17-结晶器;18-结晶器底座;19-温度感应器;20-加热控制器;21-冷却空腔;22-冷却液进口;23-冷却液出口。

  具体实施方式

  实施例:请参阅图1-7,一种类真空镁合金铸棒成型装置,包括工作平台2,所述工作平台2的中部设置有结晶成型装置,所述工作平台2上且位于结晶成型装置的上方设置有真空机构,所述真空机构由升降装置驱动实现升降打开结晶成型装置。

  所述真空机构包括设置在工作平台2上且位于结晶成型装置的上方真空罩10,所述真空罩10与工作平台2通过密封组件密封连接。

  所述真空罩10上设置有真空安全阀5,所述真空安全阀5与外部抽真空设备连接,用于抽出真空罩10内的气体使真空罩10内处于真空状态。

  所述真空罩10上设置有保护气体进气口11,所述保护气体进气口11上设置有用于控制保护气体进气口11进气量的保护气体进气阀6,所述保护气体进气口11与外部保护气源连接,用于为真空罩10内通入保护气体。

  所述保护气体进气阀6由调节手柄7控制,进行调节保护气体由保护气体进气口11进入真空罩10内的进气量。

  这样设计,在铸造前,可以通过外部抽真空设备和真空安全阀5对真空罩10内进行快速抽真空,使结晶成型装置处于真空状态内,然后在通过控制调节手柄7打开保护气体进气阀6使保护气源内的保护气体通过保护气体进气口11进入真空罩10内,并保持真空罩10内微正压,使结晶成型装置工作一直处于在保护气状态下进行,进而可以实现绝对避免空气的进入,避免氧化夹杂。

  所述真空罩10上设置有放散阀8,放散阀8能够自动放气,使真空罩10内一直保持微正压。

  所述真空罩10上设置由多个透视孔9,所述多个透视孔9沿真空罩10的外表面间隔一定距离布设。

  通过设置透视孔9,可以方便工作人员观察真空罩10内且位于结晶成型装置内镁合金的成型情况,方便使用。

  所述密封组件包括一组分别安装在真空罩10的下端和工作平台2上与真空罩10下端相对应位置的密封法兰盘13。

  这样设计,该组密封法兰盘13,可以使真空罩10与工作平台2之间实现密封连接,进而能够防止对真空罩10抽真空时有空气的进入真空罩10内。

  所述升降装置包括固定安装在工作平台2上且位于真空罩10一侧的升降杆1,升降杆1由驱动组件驱动实现升降,所述升降杆1上端固定连接有连杆3,所述连杆3远离升降杆1的一端与真空罩10固定连接。

  所述驱动升降杆1实现升降的驱动组件为现有技术,由一电机驱动螺母转动实现带动螺纹杆上下移动,所述螺纹杆与升降杆1固定连接,进而螺纹杆上下移动带动升降杆1实现升降功能。

  所述升降杆1也可以为现有技术中的电动伸缩杆。

  这样设计,可以使升降杆1上下移动时通过连杆3带动真空罩10实现上下升降,进而能够实现打开或关闭结晶成型装置。

  所述真空罩10的一侧设置有进料对接口4,所述进料对接口4位于真空罩10内的一端与结晶成型装置连通。

  这样设计,可以通过进料对接口4能够方便的与输送镁合金熔液的熔液管路连通,进而方便熔融态的镁合金熔液通过进料对接口4进入结晶成型装置内。

  所述结晶成型装置包括安装工作平台2上且位于真空罩10内的结晶器17,所述结晶器17内设置有铸造空腔,所述结晶器17的外部设置有用于冷却铸造空腔内镁合金熔液使其结晶的冷却系统。

  所述结晶器17的下方设置有结晶器底座18,所述结晶器底座18的下端贯穿工作平台2并由结晶驱动装置驱动升降。

  所述结晶驱动装置为现有技术,可以为升降平台,所述结晶器底座18的下端固定安装在升降平台上,升降平台升降带动结晶器底座18实现升降。

  当镁合金熔液进入结晶器17的铸造空腔进行结晶完成后,升降平台驱动结晶器底座18向下移动带动结晶器17铸造空腔内结晶完成的镁合金铸棒向下移动,使结晶器17铸造空腔内空出空腔为下一次待结晶的镁合金熔液提供空间,进而实现不停机连续铸棒。

  所述冷却系统包括设置在结晶器17的外部的冷却空腔21,所述冷却空腔21的外部设置有冷却液进口22和冷却液出口23,所述冷却液进口22和冷却液出口23和冷却空腔21组成冷却回路14。

  这样设计,可以通过将冷却液进口22、冷却液出口23分别与冷却液源连通,使冷却液通过冷却液进口22进入冷却空腔21内,冷却空腔21内的冷却液与结晶器17铸造空腔内的待结晶的镁合金进行热量交换,然后在通过冷却液出口23排出热交换完成的冷却液实现带走热量,使镁合金在结晶器17内快速结晶,冷却效果好,冷却能力强。

  所述结晶器底座18的上方设置有加热装置,所述加热装置包括加热盘16,所述加热盘16的上方设置有加热盘上盖15,所述加热盘上盖15与结晶器底座18固定连接。

  所述加热盘上盖15的上端位于结晶器17的铸造空腔内,加热盘上盖15与结晶器17配合用于封装结晶器17的下端。

  所述加热盘16输出热能传导给加热盘上盖15,加热盘上盖15上的热能用于加热结晶器17铸造空腔内的待结晶的镁合金。

  所述结晶器底座18上还设有温度感应器19和加热控制器20,所述温度感应器19用于用于时刻检测铸造空腔内镁合金温度的并传递给加热控制器20。

  所述加热控制器20的输出端与加热盘16的控制端电性连接,用于控制加热盘16自动加热。

  这样设计,可以使熔融态的镁合金熔液进入结晶器后,温度感应器19检测到热源输出电信号给加热控制器20,加热控制器20控制加热盘16加热并将热量传导给加热盘上盖15,加热盘上盖15使结晶器塞头处的镁合金均匀受热。

  使用时,首先通过升降装置带动真空罩10向下移动,实现关闭结晶成型装置,并且通过密封法兰盘13的配合,使真空罩10与工作平台2之间实现密封连接,防止有空气的进入真空罩10内。

  然后通过外部抽真空设备与真空安全阀5连通对真空罩10内进行快速抽真空,使结晶成型装置处于真空状态内,然后在通过控制调节手柄7打开保护气体进气阀6使保护气源内的保护气体通过保护气体进气口11进入真空罩10内,并保持真空罩10内微正压,使结晶成型装置工作一直处于在保护气状态下进行,进而可以实现绝对避免空气的进入,避免氧化夹杂。

  需要对熔融态的镁合金熔液进行结晶时,将熔融态的镁合金熔液通过进料对接口4引导进结晶器17内。

  当熔融态的镁合金熔液进入结晶器后,温度感应器19检测到热源输出电信号给加热控制器20,加热控制器20控制加热盘16加热并将热量传导给加热盘上盖15,加热盘上盖15使结晶器塞头处的镁合金均匀受热。

  然后冷却液源输出冷却液,使冷却液通过冷却液进口22进入冷却空腔21内,冷却空腔21内的冷却液与结晶器17铸造空腔内的待结晶的镁合金进行热量交换,然后在通过冷却液出口23排出热交换完成的冷却液实现带走热量,使镁合金在结晶器17内快速结晶。

  当镁合金熔液进入结晶器17铸造空腔内进行结晶完成后,升降平台驱动结晶器底座18向下移动带动结晶器17铸造空腔内结晶完成的镁合金铸棒向下移动,使结晶器17铸造空腔内空出空腔为下一次待结晶的镁合金熔液提供空间,进而实现不停机连续铸棒。

  并且通过设置透视孔9,可以方便工作人员观察真空罩10内且位于结晶成型装置内镁合金的成型情况,方便使用。

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