一種鎂合金閥式澆鑄系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鎂合金閥式澆鑄系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度高、比彈性模量大、散熱好、減震性高、承受沖擊載荷能力大、耐有機(jī)物和堿的腐蝕性好能性能。在航空、航天、運(yùn)輸、化工、火箭等工業(yè)部門(mén)的應(yīng)用日漸增多。鎂合金在高溫環(huán)境下，化學(xué)活性極其活潑。與氧接觸后，液態(tài)鎂或高溫固態(tài)鎂的表面很容易產(chǎn)生一層疏松氧化膜，這種氧化膜的產(chǎn)生為進(jìn)一步氧化鎂熔體或固態(tài)鎂提供了通道，難以對(duì)新鮮鎂液表面或者固態(tài)鎂表面產(chǎn)生保護(hù)作用。而且高溫環(huán)境下，尤其是液態(tài)情況下，鎂合金增氣壓較高，容易在表面產(chǎn)生鎂蒸汽。鎂氧化放出的熱量在氧化表面聚集，引燃鎂蒸汽，會(huì)引發(fā)燃爆事故。因此，鎂合金鑄造過(guò)程中的熔煉保護(hù)，熔體轉(zhuǎn)運(yùn)、澆鑄、凝固過(guò)程中的防氧化都極為重要。
[0003]當(dāng)前，鎂合金的澆鑄方式主要分為兩種:1、采用直接澆鑄的方式將鎂合金熔體從熔煉保溫爐中轉(zhuǎn)移到鑄模中凝固成型。該技術(shù)生產(chǎn)效率低，澆鑄過(guò)程中熔體溫度較高，容易發(fā)生燙傷，此外熔體暴露在空氣中，容易發(fā)生氧化。澆鑄過(guò)程中，熔劑、表面渣及鎂合金中形成的夾雜物不易控制，對(duì)鑄件質(zhì)量有較大影響。2、采用壓力鑄造的方式，在密閉容器中，將熔體通過(guò)高壓氣體壓入到鑄型中成型。該方法屏蔽了空氣對(duì)鎂合金熔體的影響，但價(jià)格非常昂貴，限制了中小企業(yè)的應(yīng)用。此外，由于這種壓力鑄造方法需要設(shè)計(jì)特殊的模具，對(duì)小批量精密成型件來(lái)說(shuō)不是一個(gè)經(jīng)濟(jì)的方案。
[0004]中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利(ZL200520009524.3)提出的鎂合金溶液定量輸送裝置采用的是高壓氣體壓力輸送的方式，將高壓艙中的鎂合金熔體經(jīng)輸送管壓至鑄模中。該實(shí)用新型由于熔體均置于一密閉容器中并置于高壓環(huán)境，一旦鎂合金發(fā)生燃爆現(xiàn)象具有較大的安全隱患。第二、該設(shè)備的高壓系統(tǒng)較為復(fù)雜，成本高。
[0005]中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(CN1846903A)采用真空虹吸的方法將鑄型置于真空包內(nèi)。鎂合金在真空作用下，被從熔煉爐中吸出到鑄型中，完成澆鑄過(guò)程。該方法需要特殊設(shè)計(jì)的真空系統(tǒng)，成本過(guò)高。
[0006]中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利(ZL200820227822.3)利用離心栗方式將鎂合金熔體甩入到出液管中完成澆鑄過(guò)程，由于離心栗本身的結(jié)構(gòu)相對(duì)精密，熔渣的沉積會(huì)影響到設(shè)備的運(yùn)行，尤其是出液管中的熔渣沉積將造成出液管堵塞。因此該技術(shù)難以適應(yīng)工廠(chǎng)長(zhǎng)期可靠使用的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種鎂合金閥式澆鑄系統(tǒng)，通過(guò)活塞閥的啟閉控制熔體的澆鑄過(guò)程，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的各種不足。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種鎂合金閥式澆鑄系統(tǒng)，用于鎂合金鑄造成型領(lǐng)域，該閥式澆鑄系統(tǒng)包括濾渣導(dǎo)流管、活塞式控流閥、閥體加熱裝置、分段式隔熱活塞導(dǎo)桿、活塞驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、出料口以及保護(hù)氣體輸入口，
所述的活塞式控流閥為一水平放置的“T”字形的管道閥體，所述的活塞式控流閥的一端向下傾斜形成下方通道，另一端與所述濾渣導(dǎo)流管聯(lián)通，
所述的活塞式控流閥的閥體一端安裝有雙徑活塞，當(dāng)該雙徑活塞關(guān)閉時(shí)，所述雙徑活塞變徑面可與閥體另一端構(gòu)成密封面，阻止鎂合金熔體流動(dòng)，在該雙徑活塞打開(kāi)時(shí)，所述雙徑活塞前段的斜面成為導(dǎo)流面，使得鎂合金熔體在重力和活塞斜面雙重作用下進(jìn)入所述下方通道，通過(guò)與下方通道聯(lián)通的出料口進(jìn)入澆道完成澆鑄，
所述的活塞驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與分段式隔熱活塞導(dǎo)桿連接，在外部電信號(hào)作用下控制活塞式控流閥閥體的開(kāi)合動(dòng)作，
所述的保護(hù)氣體輸入口，用于與保護(hù)氣體輸入裝置連接，使得保護(hù)氣體分布于活塞式控流閥閥體內(nèi)，保護(hù)氣體出口朝向下方通道的出料口位置，
所述的出料口上部與活塞式控流閥的下方通道聯(lián)通，所述的出料口的下部與鑄型澆鑄系統(tǒng)聯(lián)通，并安裝有氣體保護(hù)裝置，
所述閥體加熱裝置從外部與所述的濾渣導(dǎo)流管和活塞式控流閥固定安裝。
[0009]所述的濾渣導(dǎo)流管安裝在熔體保溫爐或者澆鑄爐內(nèi)部，濾渣口在爐內(nèi)離爐底10?30厘米距離，以防止?fàn)t內(nèi)熔渣堵住濾渣口，鎂合金熔體在濾渣口濾渣后，進(jìn)入濾渣導(dǎo)流管，然后進(jìn)入塞式控流閥。
[0010]所述的分段式隔熱活塞導(dǎo)桿由三部分組成，包括變徑活塞部分、陶瓷隔熱部分和活塞導(dǎo)桿部分，
陶瓷隔熱部分采用耐熱高強(qiáng)不導(dǎo)熱的高強(qiáng)硅酸鋁纖維陶瓷制作，變徑活塞部分和活塞導(dǎo)桿部分采用不含鎳耐熱材料或者耐熱陶瓷制作，
變徑活塞部分和活塞導(dǎo)桿部分通過(guò)螺紋連接并且其間設(shè)有保護(hù)氣體輸入口，供保護(hù)氣體通過(guò)，
陶瓷隔熱部分為一套管，套于變徑活塞部分和活塞導(dǎo)桿部分連接處外側(cè)。
[0011]本發(fā)明的鎂合金閥式澆鑄系統(tǒng)，由濾渣導(dǎo)流管、活塞式控流閥、閥體加熱裝置、分段式隔熱活塞導(dǎo)桿、活塞驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、出料口以及保護(hù)氣體輸入機(jī)構(gòu)組成。屬于金屬材料和冶金設(shè)備領(lǐng)域。鎂合金熔體經(jīng)由濾渣導(dǎo)流管進(jìn)入到活塞式控流閥。在活塞驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)控流閥的啟?？刂浦?，熔體可定量經(jīng)由出料口進(jìn)入澆鑄系統(tǒng)?？亓骰钊麨榉侄胃魺嵩O(shè)計(jì)，可有效保持控流閥內(nèi)的熔體溫度。整套系統(tǒng)配套有完成的保護(hù)氣體輸送裝置，因此在澆鑄過(guò)程中，鎂合金熔體不與氧氣接觸，可避免氧化發(fā)生。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，安全可靠，成本低，并可通過(guò)濾渣導(dǎo)流管對(duì)熔體進(jìn)行過(guò)濾清潔，控流閥可以對(duì)熔體澆量進(jìn)行定量控制，有利于進(jìn)一步提高鎂合金澆鑄過(guò)程的質(zhì)量控制和實(shí)現(xiàn)澆鑄自動(dòng)化。本發(fā)明為鎂合金澆鑄提供了經(jīng)濟(jì)、可靠的澆鑄解決方案。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中鎂合金定量澆鑄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中鎂合金定量澆鑄系統(tǒng)活塞控流閥縱剖面。
[0014]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中鎂合金定量澆鑄系統(tǒng)分段式隔熱活塞導(dǎo)桿剖面圖。
[0015]其中，I一一濾渣導(dǎo)流管，2—一閥體加熱裝置，3—一活塞控流閥，4一一分段式活塞導(dǎo)桿，5 活塞驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，6 保護(hù)氣體輸入口，7 出料口，8 爐騰，9 活塞頂頭，10 活塞隔熱圈，11 保護(hù)氣體輸入口，12 活塞導(dǎo)桿。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明的鎂合金閥式澆鑄系統(tǒng)如附圖1所示，包括濾渣導(dǎo)流管1，閥體加熱裝置2，活塞控流閥3，分段式活塞導(dǎo)桿4，活塞驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5，保護(hù)氣體輸入口 6，出料口 7構(gòu)成。濾渣導(dǎo)流管I位于鎂合金熔爐中離爐底10-30公分距離，以避免熔渣堆積堵住濾渣導(dǎo)流管I。經(jīng)除渣、脫氣以后的熔體經(jīng)濾渣口進(jìn)入導(dǎo)流管I并與控流閥3 —端聯(lián)通。該控流閥3為一水平放置斜“ T”字形管道閥體，在閥體一側(cè)安裝有雙徑活塞，活塞關(guān)閉時(shí)，活塞變徑面可與T型管道另一側(cè)構(gòu)成密封面，阻止鎂合金熔體流動(dòng)；在活塞打開(kāi)時(shí)，活塞前段的斜面成為導(dǎo)流面，使得鎂合金熔體在重力和活塞斜面雙重作用下進(jìn)入T型管道的下方出料口 7，進(jìn)入澆道完成澆鑄?；钊麊㈤]時(shí)間間隔可用于控制合金的澆鑄量。分段式隔熱活塞導(dǎo)桿4有三部分組成，包括前段變徑活塞頂頭部分9，中段陶瓷隔熱圈部分10，后段活塞導(dǎo)桿部分12。其中，中段陶瓷隔熱圈部分10采用耐熱高強(qiáng)不導(dǎo)熱陶瓷，如高強(qiáng)硅酸鋁纖維陶瓷制作，前段和后段可采用無(wú)鎳耐熱材料或者耐熱陶瓷制作，兩者通過(guò)螺紋連接并且中間有通孔供保護(hù)氣體通過(guò)。中段陶瓷隔熱部分為一套管，套于前、后段中間連接部分外側(cè)?；钊捎蓺鈩?dòng)或者電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)5，完成活塞的開(kāi)合。保護(hù)氣體由閥體端輸入口 11輸入，經(jīng)閥體內(nèi)部氣體輸送管道，出氣口位于閥體下方，朝向下方出料口 7位置。氣體可被均勻分布到出料口內(nèi)部，對(duì)鎂合金熔體進(jìn)行保護(hù)。該保護(hù)氣體可以是C02，SF6, C3F5H3, C3F6等氣體經(jīng)稀釋、混合構(gòu)成。
[0017]本發(fā)明可用于鎂合金鑄造中的澆鑄過(guò)程，為中小型企業(yè)或者小型精密鑄件生產(chǎn)提供提供低成本，高可靠性，高安全性的定量澆鑄系統(tǒng)，從而可以獲得氧化程度低，純凈度高的高質(zhì)量鎂合金熔體，為實(shí)驗(yàn)可靠性提供保證。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鎂合金閥式澆鑄系統(tǒng)，用于鎂合金鑄造成型領(lǐng)域，其特征在于，該閥式澆鑄系統(tǒng)包括濾渣導(dǎo)流管、活塞式控流閥、閥體加熱裝置、分段式隔熱活塞導(dǎo)桿、活塞驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、出料口以及保護(hù)氣體輸入口， 所述的活塞式控流閥為一水平放置的“T”字形的管道閥體，所述的活塞式控流閥的一端向下傾斜形成下方通道，另一端與所述濾渣導(dǎo)流管聯(lián)通， 所述的活塞式控流閥的閥體一端安裝有雙徑活塞，當(dāng)該雙徑活塞關(guān)閉時(shí)，所述雙徑活塞變徑面可與閥體另一端構(gòu)成密封面，阻止鎂合金熔體流動(dòng)，在該雙徑活塞打開(kāi)時(shí)，所述雙徑活塞前段的斜面成為導(dǎo)流面，使得鎂合金熔體在重力和活塞斜面雙重作用下進(jìn)入所述下方通道，通過(guò)與下方通道聯(lián)通的出料口進(jìn)入澆道完成澆鑄， 所述的活塞驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與分段式隔熱活塞導(dǎo)桿連接，在外部電信號(hào)作用下控制活塞式控流閥閥體的開(kāi)合動(dòng)作， 所述的保護(hù)氣體輸入口，用于與保護(hù)氣體輸入裝置連接，使得保護(hù)氣體分布于活塞式控流閥閥體內(nèi)，保護(hù)氣體出口朝向下方通道的出料口位置， 所述的出料口上部與活塞式控流閥的下方通道聯(lián)通，所述的出料口的下部與鑄型澆鑄系統(tǒng)聯(lián)通，并安裝有氣體保護(hù)裝置， 所述閥體加熱裝置從外部與所述的濾渣導(dǎo)流管和活塞式控流閥固定安裝。2.根如權(quán)利要求1所述的鎂合金閥式澆鑄系統(tǒng)，其特征在于，所述的濾渣導(dǎo)流管安裝在熔體保溫爐或者澆鑄爐內(nèi)部，濾渣口在爐內(nèi)離爐底10?30厘米距離，以防止?fàn)t內(nèi)熔渣堵住濾渣口，鎂合金熔體在濾渣口濾渣后，進(jìn)入濾渣導(dǎo)流管，然后進(jìn)入塞式控流閥。3.如權(quán)利要求1所述的鎂合金閥式澆鑄系統(tǒng)，其特征在于，所述的分段式隔熱活塞導(dǎo)桿由三部分組成，包括變徑活塞部分、陶瓷隔熱部分和活塞導(dǎo)桿部分， 陶瓷隔熱部分采用耐熱高強(qiáng)不導(dǎo)熱的高強(qiáng)硅酸鋁纖維陶瓷制作，變徑活塞部分和活塞導(dǎo)桿部分采用不含鎳耐熱材料或者耐熱陶瓷制作， 變徑活塞部分和活塞導(dǎo)桿部分通過(guò)螺紋連接并且其間設(shè)有保護(hù)氣體輸入口，供保護(hù)氣體通過(guò)， 陶瓷隔熱部分為一套管，套于變徑活塞部分和活塞導(dǎo)桿部分連接處外側(cè)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鎂合金閥式澆鑄系統(tǒng)，用于鎂合金鑄造成型領(lǐng)域，該閥式澆鑄系統(tǒng)包括濾渣導(dǎo)流管、活塞式控流閥、閥體加熱裝置、分段式隔熱活塞導(dǎo)桿、活塞驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、出料口以及保護(hù)氣體輸入口，所述的活塞式控流閥為一水平放置的“T”字形的管道閥體，所述的活塞式控流閥的一端向下傾斜形成下方通道，另一端與所述濾渣導(dǎo)流管聯(lián)通，所述的活塞式控流閥的閥體一端安裝有雙徑活塞，當(dāng)該雙徑活塞關(guān)閉時(shí)，所述雙徑活塞變徑面可與閥體另一端構(gòu)成密封面，阻止鎂合金熔體流動(dòng)，在該雙徑活塞打開(kāi)時(shí)，所述雙徑活塞前段的斜面成為導(dǎo)流面，使得鎂合金熔體在重力和活塞斜面雙重作用下進(jìn)入所述下方通道，通過(guò)與下方通道聯(lián)通的出料口進(jìn)入澆道完成澆鑄。
【IPC分類(lèi)】B22D35/04, B22D41/16
【公開(kāi)號(hào)】CN105081294
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510503710
【發(fā)明人】夏明許
【申請(qǐng)人】共慧冶金設(shè)備科技(蘇州)有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年8月17日