一體式高溫合金調壓精密鑄造裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種一體式高溫合金調壓精密鑄造裝置，該裝置包括溫度控制系統、調壓爐和調壓氣路控制系統，溫度控制系統包括調壓爐內測溫系統、電阻加熱系統及中頻感應加熱系統，其中：電阻加熱系統、調壓爐內測溫系統用于預熱升液管及型殼；中頻感應加熱系統用于熔化合金；調壓爐由上、下罐體及中隔板組成；調壓氣路控制系統一端與調壓爐的上、下罐體的通氣孔連接，另一端與真空系統、惰性氣源依次相連接，用于控制調壓爐內的真空度和壓力。本發明專利技術可保證調壓鑄造過程全程在真空下進行進行，減少合金氧化的可能，實現近終凈形鑄造，可顯著提升薄壁鑄件的充填能力。

【技術實現步驟摘要】
一體式高溫合金調壓精密鑄造裝置
本專利技術涉及鑄造專業領域，具體地，涉及一種一體式高溫合金調壓精密鑄造裝置。
技術介紹
近年來，隨著航空、航天、石油、化工、艦船、汽車等領域的高速發展，對高溫合金薄壁鑄件的要求越來越體現以下特點：(1)輕量化；(2)整體化；(3)精密化。與之相適應，高溫合金復雜薄壁鑄件有著巨大的發展前景。對于高溫合金薄壁鑄件來講，由液態合金表面張力引起的拉普拉斯力及粘滯力對充型的流動狀態有極大的影響，提高了合金液充型的難度，極易出現各種鑄造缺陷，而薄壁鑄件本身復雜的結構使充型壓力很難得到準確的分配，對合金液的流動缺乏有效的控制。因此，而調壓鑄造方法對于提高薄壁鑄件質量的效果是十分明顯的。利用該裝置可以得到澆注系統、澆注工藝等對熔體充填行為和補縮能力的影響規律，探索復雜薄壁鑄件調壓精密鑄造澆注系統設計原理與方法，實現復雜薄壁鑄件的節約、高效的制造。經對現有技術的文獻檢索發現：申請號為200410009617.6的中國專利技術專利涉及到一種調壓鑄造方法及調壓鑄造用坩堝，該專利提到所設計的調壓鑄造裝置基本適用于鋁合金等熔點較低合金，可一定程度上防止氣孔、縮松的產生。但該專利的合金熔煉部分、高溫密封、壓力曲線調整環節等方面的設計無法滿足高溫合金熔模精密鑄造的要求。申請號為201310036959.6的中國專利技術專利涉及到一種復雜合金鋁薄壁鑄件鑄造工藝，該裝置基于鋁合金鑄造設計，一定程度上克服了夾渣和氣孔等問題。該專利的鑄件工藝是采用縫隙式和底注式相結合的澆注方式充型速度為60～80mm/s，澆注溫度為715～725℃。但這種工藝對于高溫合金是無法適用的，高溫合金的反重力充型速度要遠低于該專利的速度，且澆注溫度高出該專利1倍以上。
技術實現思路
針對現有技術中的缺陷，本專利技術的目的是提供一種一體式高溫合金調壓精密鑄造裝置，可保證調壓鑄造過程全程在真空下進行進行，減少合金氧化的可能，實現近終凈形鑄造，可顯著提升薄壁鑄件的充填能力。為實現以上目的，本專利技術提供一種一體式高溫合金調壓精密鑄造裝置，該裝置包括：溫度控制系統、調壓爐、調壓氣路控制系統，其中：所述溫度控制系統包括調壓爐內測溫系統、電阻加熱系統及中頻感應加熱系統，所述調壓爐內測溫系統包括接觸式測溫系統和非接觸式測溫系統；所述調壓爐由依次堆垛的上罐體、中隔板以及下罐體組成，且上罐體、中隔板、下罐體之間采用活節螺絲桿夾緊；所述調壓氣路控制系統一端與調壓爐連接、另一端與真空系統和惰性氣源依次相連接，用于控制調壓爐內的真空度和壓力；所述接觸式測溫系統設置于調壓爐的中隔板下側；所述非接觸式測溫系統、所述中頻感應加熱系統均設置于調壓爐的下罐體內，中頻感應加熱系統內置用于熔化合金坩堝，所述非接觸式測溫系統設置于坩堝的上方，用于實時測量合金液溫度；所述電阻加熱系統分別設置于調壓爐的上罐體內與中隔板下側，用于預熱升液管及鑄型，保證整個調壓過程無需破除真空條件。優選地，所述中頻感應加熱系統由中頻感應線圈、固定電極、水冷電纜、中頻感應加熱電源、坩堝組成，其中：中頻感應線圈和坩堝設置于調壓爐下罐體內部，且坩堝內置于中頻感應線圈，用于熔化合金。優選地，所述上罐體為拱頂結構，上罐體的頂部內側焊有用以緊固、壓緊砂箱的壓環，上罐體的拱頂上焊有吊耳。優選地，所述上罐體內安裝有鑄型和升液管，升液管穿過中隔板、電阻加熱系統進入下罐體的坩堝內；在鑄型和上罐體的內殼中間安裝有砂箱，且砂箱安裝在上罐體的電阻加熱系統內，砂箱上端設置有壓固鑄型的壓鐵。優選地，所述下罐體內還安裝有自動升降平臺，自動升降平臺用于升降坩堝，用以提高合金液利用效率、減少升液管底端浸入合金液中的時間。優選地，所述中隔板內設置有與上、下罐體定位銷相對應的定位銷孔。優選的，所述上、下罐體均設有通氣孔，上、下罐體通過通氣孔連接到調壓氣路控制系統。優選地，所述電阻加熱系統處均設有接觸式測溫系統，用以測量砂箱、升液管的預熱溫度，便于鑄造過程的實行；并在坩堝的上方耐火纖維板處安裝有非接觸式測溫系統，實時測量合金的溫度，便于溫度控制系統智能控制合金液的溫度。本專利技術內設有預熱鑄型、升液管用電阻加熱系統，避免了合金熔煉完成后破除真空環境安裝鑄型、升液管的過程，減低合金的氧化程度；同時，下罐體內設有自動升降平臺，可實時控制坩堝位置，提高合金的利用效率，同時降低升液管與合金液接觸時間，提升工藝可靠性。與現有技術相比，本專利技術具有如下的有益效果：(1)可有效的實現合金液、鑄型、升液管的實時溫度控制，提高了調壓鑄造過程的可操控性。(2)杜絕了合金液產生氧化的環節，可有效降低鑄件內氧化、氣孔、夾雜等缺陷的產生。(3)減少了升液管與合金液接觸的時間，降低了對升液管的工藝要求，同時提高了合金液的利用率。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本專利技術的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：圖1為高溫合金調壓鑄造裝置平面布置圖；圖2為高溫合金調壓鑄造爐結構圖；圖中：溫度控制系統1，調壓爐2，調壓氣路控制系統3，上罐體4，電阻加熱系統5，砂箱6，活節螺絲桿7，中隔板8，緊固螺栓9，自動升降平臺10，下罐體11，壓鐵12，石英砂13，鑄型14，通氣孔15，定位銷16，升液管17，接觸式測溫系統18，耐火纖維板19，非接觸式測溫系統20，氧化鋁坩堝21，通氣孔22，中頻感應加熱系統23。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本專利技術的保護范圍。如圖1、圖2所示，本實施例提供一種一體式高溫合金調壓精密鑄造裝置，包括三個主要部分：溫度控制系統1、調壓爐2和調壓氣路控制系統3，具體的：所述溫度控制系統1包括接觸式測溫系統18、非接觸式測溫系統20、電阻加熱系統5及中頻感應加熱系統23，其中：接觸式測溫系統18固定于調壓爐2的中隔板8下側；電阻加熱系統5分別固定在調壓爐2的上罐體4內與中隔板8的下側，用于預熱升液管17及鑄型14，保證整個調壓過程無需破除真空條件；非接觸式測溫系統20、中頻感應加熱系統23均安裝在下罐體11內，中頻感應加熱系統23內置用于熔化合金的坩堝21，非接觸式測溫系統20安裝在坩堝21上方，用于實時測量合金液溫度。所述調壓爐2包括依次堆垛的上罐體4、中隔板8和下罐體11，中隔板8將調壓爐2的上罐體4和下罐體11分隔開；上罐體4、中隔板8、下罐體11之間采用8個活節螺絲桿7夾緊。所述調壓氣路控制系統3設置于調壓爐2爐體外部，其一端與調壓爐2連接，另一端與真空系統、惰性氣源依次相連接，用于調節調壓爐2內的真空度和壓力；調壓氣路控制系統3由計算機軟件控制，實現調壓過程中的壓力變化。本實施例中，所述上罐體4為拱頂結構，外壁、內部壓環材料選用1Cr18Ni9Ti不銹鋼板，中隔板8采用16MnR壓力容器專用鋼，結構壓力均按1.0MPa壓力設計制造。中隔板8裝有3個與上罐體4、下罐體11上3個定位銷16相對應的定位銷孔。上罐體4的頂部內側焊有用以緊固、壓緊砂箱的壓環，拱頂上焊有3個供吊運用的吊耳。本實施例中，所述上罐體4內安裝鑄型14和升液管17，升液本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種一體式高溫合金調壓精密鑄造裝置，其特征在于，包括：溫度控制系統、調壓爐、調壓氣路控制系統，其中：所述溫度控制系統包括調壓爐內測溫系統、電阻加熱系統及中頻感應加熱系統，所述調壓爐內測溫系統包括接觸式測溫系統和非接觸式測溫系統；所述調壓爐由依次堆垛的上罐體、下罐體以及中隔板組成，且上罐體、中隔板、下罐體之間采用活節螺絲桿夾緊；所述調壓氣路控制系統一端與調壓爐連接、另一端與真空系統和惰性氣源依次相連接，用于控制調壓爐內的真空度和壓力；所述接觸式測溫系統設置于調壓爐的中隔板下側，用于預熱升液管及型殼，保證整個調壓過程無需破除真空條件；所述非接觸式測溫系統、所述中頻感應加熱系統均設置于調壓爐的下罐體內，中頻感應加熱系統內置用于熔化合金的坩堝，所述非接觸式測溫系統設置于坩堝的上方，用于實時測量合金液溫度；所述電阻加熱系統分別設置于調壓爐的上罐體內與中隔板下側。

【技術特征摘要】
1.一種一體式高溫合金調壓精密鑄造裝置，其特征在于，包括：溫度控制系統、調壓爐、調壓氣路控制系統，其中：所述溫度控制系統包括調壓爐內測溫系統、電阻加熱系統及中頻感應加熱系統，所述調壓爐內測溫系統包括接觸式測溫系統和非接觸式測溫系統；所述調壓爐由依次堆垛的上罐體、中隔板、下罐體組成，且上罐體、中隔板、下罐體之間采用活節螺絲桿夾緊；所述調壓氣路控制系統一端與調壓爐連接、另一端與真空系統和惰性氣源依次相連接，用于控制調壓爐內的真空度和壓力；所述接觸式測溫系統設置于調壓爐的中隔板下側；所述非接觸式測溫系統、所述中頻感應加熱系統均設置于調壓爐的下罐體內，中頻感應加熱系統內置用于熔化合金的坩堝，所述非接觸式測溫系統設置于坩堝的上方，用于實時測量合金液溫度；所述電阻加熱系統分別設置于調壓爐的上罐體內與中隔板下側，用于預熱升液管及鑄型，保證整個調壓過程無需破除真空條件；所述下罐體內還安裝有自動升降平臺，自動升降平臺用于升降坩堝，用以提高合金液利用效率、減少升液管底端浸入合金液中的時間；所述電阻加熱系統處均設有接觸式測溫系統，用以測量砂箱、升液管的預熱溫度，便于鑄造過程的實行；并在坩堝的上方耐火纖維板處安裝有非接...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董安平，閆乃舜，張佼，疏達，王國祥，王俊，孫寶德，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發明
國別省市：上海;31