冷凍鑄造裝置及方法制造方法及圖紙

一種冷凍鑄造裝置，包括鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室、深冷處理室、傳動機構(gòu)、冷量供應(yīng)設(shè)備和控制系統(tǒng)，鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室和深冷處理室依次設(shè)置于傳動機構(gòu)的一側(cè)，冷量供應(yīng)設(shè)備分別和鑄模冷卻室、過程冷卻室以及深冷處理室連接，冷量供應(yīng)設(shè)備用于給鑄模冷卻室、過程冷卻室以及深冷處理室提供冷量，控制系統(tǒng)分別和鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室、深冷處理室以及冷量供應(yīng)設(shè)備連接，控制系統(tǒng)用于控制鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室和深冷處理室的溫度。上述冷凍鑄造的裝置及采用該裝置的方法，工藝過程簡單，鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室和深冷處理室通過控制系統(tǒng)進行溫度控制，能夠?qū)崿F(xiàn)升降溫速率、低溫溫度的精確可控。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及金屬材料鑄造工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種冷凍鑄造裝置及方法。
技術(shù)介紹
隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的材料鑄造技術(shù)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因此，對傳統(tǒng)鑄造技術(shù)進行升級改造勢在必行。其發(fā)展的目標(biāo)一方面要保護環(huán)境，減少污染，另一方面要提高鑄件質(zhì)量和可靠性，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)近凈形鑄件，降低生產(chǎn)成本。為了實現(xiàn)以上目標(biāo)發(fā)展了熔模鑄造、陶瓷型鑄造等方法以生產(chǎn)高質(zhì)量鑄件。但常規(guī)的特種鑄造方法都有許多局限性。冷凍鑄造是通過在型砂中加入適量的水或粘結(jié)劑，然后在一定的低溫環(huán)境下使鑄型溫度降低至所需的低溫溫度從而進行鑄造的過程。其具有精度高、無污染、低成本等優(yōu)點，因此受到廣泛關(guān)注。此外，深冷處理技術(shù)作為材料傳統(tǒng)熱處理的補充，能夠有效改善材料的耐磨性、尺寸穩(wěn)定性和綜合力學(xué)性能，尤其對于高鉻鑄球耐磨性的提升效果較為明顯，目前在很多領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的冷凍鑄造工藝過程復(fù)雜，且很少考慮在鑄造過程中對溫度進行控制。
技術(shù)實現(xiàn)思路
鑒于此，有必要提供了一種工藝過程簡單且在鑄造過程中可進行溫度控制的冷凍鑄造裝置及方法。一種冷凍鑄造裝置，包括鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室、深冷處理室、傳動機構(gòu)、冷量供應(yīng)設(shè)備和控制系統(tǒng)，所述鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室和深冷處理室依次設(shè)置于所述傳動機構(gòu)的一側(cè)，所述冷量供應(yīng)設(shè)備分別和所述鑄模冷卻室、所述鑄造過程冷卻室以及深冷處理室連接，所述冷量供應(yīng)設(shè)備用于給所述鑄模冷卻室、所述鑄造過程冷卻室以及深冷處理室提供冷量，所述控制系統(tǒng)分別和所述鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室、深冷處理室以及所述冷量供應(yīng)設(shè)備連接，所述控制系統(tǒng)用于控制所述鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室和深冷處理室的溫度。在其中一個實施例中，所述冷量供應(yīng)設(shè)備包括液氮儲罐、第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥，所述液氮儲罐分別和所述鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室以及深冷處理室連接，所述第一電磁閥設(shè)于所述鑄模冷卻室的液氮入口，所述第二電磁閥設(shè)于所述鑄造過程冷卻室的液氮入口，所述第三電磁閥設(shè)于所述深冷處理室的液氮入口，所述控制系統(tǒng)分別和所述第一電磁閥、第二電磁閥以及第三電磁閥連接。在其中一個實施例中，所述鑄模冷卻室包括絕熱箱體、液氮分散器、軸流風(fēng)機和傳感器，所述液氮分散器和軸流風(fēng)機設(shè)于所述絕熱箱體內(nèi)遠離所述傳動機構(gòu)的一端，所述液氮分散器設(shè)于所述軸流風(fēng)機的軸流風(fēng)扇和所述絕熱箱體的內(nèi)壁之間，所述液氮分散器與所述液氮儲罐連接，所述傳感器設(shè)于所述絕熱箱體內(nèi)，所述傳感器和所述控制系統(tǒng)連接。在其中一個實施例中，所述液氮分散器包括環(huán)形不銹鋼管，所述環(huán)形不銹鋼管上開設(shè)有小孔。在其中一個實施例中，所述絕熱箱體包括箱壁和設(shè)于所述箱壁上的可移動箱門，所述箱壁包括依次層疊的第一不銹鋼板層、絕熱層以及第二不銹鋼板層。在其中一個實施例中，所述絕熱層為聚氨酯發(fā)泡材料層。在其中一個實施例中，所述鑄造過程冷卻室、深冷處理室和所述鑄模冷卻室結(jié)構(gòu)相同。在其中一個實施例中，所述傳動機構(gòu)為傳送帶。一種冷凍鑄造方法，包括以下步驟：將鑄模冷卻至第一預(yù)設(shè)溫度，得到冷卻后的鑄模；將鑄液注入所述冷卻后的鑄模中，得到鑄件；將所述鑄件在第二預(yù)設(shè)溫度下進行冷卻，得到冷卻后的鑄件；將所述冷卻后的鑄件進行深冷處理；其中，將鑄模冷卻至第一預(yù)設(shè)溫度、將所述鑄件在第二預(yù)設(shè)溫度下進行冷卻以及將所述冷卻后的鑄件進行深冷處理的操作均由控制系統(tǒng)進行溫度控制。在其中一個實施例中，所述第一預(yù)設(shè)溫度和第二預(yù)設(shè)溫度相同。上述冷凍鑄造的裝置和方法，工藝過程簡單，鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室和深冷處理室通過控制系統(tǒng)進行溫度控制，能夠?qū)崿F(xiàn)升降溫速率、低溫溫度的精確可控。上述冷凍鑄造的裝置和方法，在鑄造過程中對鑄模和鑄件整體進行降溫冷卻并保持恒定的溫度，有利于提高鑄造冷卻速率，并使得冷卻過程均勻可控，從而能夠提高鑄件的性能和鑄造的均勻性。鑄造后緊接著開展深冷處理能夠使得鑄造組織中的不穩(wěn)定組織盡快發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而進一步提高鑄件的性能。較快的鑄造冷卻速率能夠得到馬氏體和殘余奧氏體組織，通過快速進行深冷處理能夠使得殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，從而提高鑄件的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性等性能。附圖說明圖1為一實施方式的冷凍鑄造裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清晰，以下結(jié)合附圖及實施例，對本專利技術(shù)進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。請參閱圖1，一實施方式的冷凍鑄造裝置100，包括鑄模冷卻室10、鑄造過程冷卻室20、深冷處理室30、傳動機構(gòu)40、冷量供應(yīng)設(shè)備50和控制系統(tǒng)60。鑄模冷卻室10、鑄造過程冷卻室20、深冷處理室30依次設(shè)置于傳動機構(gòu)40的一側(cè)。冷量供應(yīng)設(shè)備50分別和鑄模冷卻室10、鑄造過程冷卻室20以及深冷處理室30連接。冷量供應(yīng)設(shè)備50用于給鑄模冷卻室10、鑄造過程冷卻室20以及深冷處理室30提供冷量?？刂葡到y(tǒng)60分別和鑄模冷卻室10、鑄造過程冷卻室20、深冷處理室30以及冷量供應(yīng)設(shè)備50連接，控制系統(tǒng)60用于控制鑄模冷卻室10、鑄造過程冷卻室20和深冷處理室30的溫度。上述冷凍鑄造裝置100工作時，通過傳動機構(gòu)40將鑄模200送入鑄模冷卻室10。待鑄模200均勻達到第一預(yù)設(shè)溫度后，傳動機構(gòu)40將鑄模20送至鑄液出口300下方并注入鐵水，然后快速傳送至鑄造過程冷卻室30。鑄造過程冷卻室30提前降溫至鑄模200設(shè)定的冷卻溫度。鑄件進入后，控制溫度并進行冷卻，鑄造完成后的產(chǎn)品直接傳送至深冷處理室40，通過控制系統(tǒng)60設(shè)定溫度進行深冷處理。上述冷凍鑄造裝置100進行冷凍鑄造時，工藝過程簡單，鑄模冷卻室10、鑄造過程冷卻室20和深冷處理室30通過控制系統(tǒng)60進行溫度控制，能夠?qū)崿F(xiàn)升降溫速率、低溫溫度的精確可控。在本實施方式中，冷量供應(yīng)設(shè)備50包括液氮儲罐52、第一電磁閥54、第二電磁閥56和第三電磁閥58。液氮儲罐52分別和鑄模冷卻室10、鑄造過程冷卻室20以及深冷處理室30連接。第一電磁閥54設(shè)于鑄模冷卻室10的液氮入口。第二電磁閥56設(shè)于鑄造過程冷卻室20的液氮入口。第三電磁閥58設(shè)于深冷處理室30的液氮入口。具體的，液氮儲罐52通過輸液管53分別和鑄模冷卻室10、鑄造過程冷卻室20以及深冷處理室30連接。其中，液氮儲罐52為自增壓低溫液體儲罐，用于儲存低溫液氮。自增壓低溫液體儲罐由雙層不銹鋼材料制成，中間夾層抽真空絕熱，并具有自增壓功能。液氮儲罐52本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種冷凍鑄造裝置，其特征在于，包括鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室、深冷處理室、傳動機構(gòu)、冷量供應(yīng)設(shè)備和控制系統(tǒng)，所述鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室和深冷處理室依次設(shè)置于所述傳動機構(gòu)的一側(cè)，所述冷量供應(yīng)設(shè)備分別和所述鑄模冷卻室、所述鑄造過程冷卻室以及深冷處理室連接，所述冷量供應(yīng)設(shè)備用于給所述鑄模冷卻室、所述鑄造過程冷卻室以及深冷處理室提供冷量，所述控制系統(tǒng)分別和所述鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室、深冷處理室以及所述冷量供應(yīng)設(shè)備連接，所述控制系統(tǒng)用于控制所述鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室和深冷處理室的溫度。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種冷凍鑄造裝置，其特征在于，包括鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室、
深冷處理室、傳動機構(gòu)、冷量供應(yīng)設(shè)備和控制系統(tǒng)，所述鑄模冷卻室、鑄造過
程冷卻室和深冷處理室依次設(shè)置于所述傳動機構(gòu)的一側(cè)，所述冷量供應(yīng)設(shè)備分
別和所述鑄模冷卻室、所述鑄造過程冷卻室以及深冷處理室連接，所述冷量供
應(yīng)設(shè)備用于給所述鑄模冷卻室、所述鑄造過程冷卻室以及深冷處理室提供冷
量，所述控制系統(tǒng)分別和所述鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室、深冷處理室以及
所述冷量供應(yīng)設(shè)備連接，所述控制系統(tǒng)用于控制所述鑄模冷卻室、鑄造過程冷
卻室和深冷處理室的溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的冷凍鑄造裝置，其特征在于，所述冷量供應(yīng)設(shè)備
包括液氮儲罐、第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥，所述液氮儲罐分別和
所述鑄模冷卻室、鑄造過程冷卻室以及深冷處理室連接，所述第一電磁閥設(shè)于
所述鑄模冷卻室的液氮入口，所述第二電磁閥設(shè)于所述鑄造過程冷卻室的液氮
入口，所述第三電磁閥設(shè)于所述深冷處理室的液氮入口，所述控制系統(tǒng)分別和
所述第一電磁閥、第二電磁閥以及第三電磁閥連接。
3.如權(quán)利要求2所述的冷凍鑄造裝置，其特征在于，所述鑄模冷卻室包
括絕熱箱體、液氮分散器、軸流風(fēng)機和傳感器，所述液氮分散器和軸流風(fēng)機設(shè)
于所述絕熱箱體內(nèi)遠離所述傳動機構(gòu)的一端，所述液氮分散器設(shè)于所述軸流風(fēng)
機的軸流風(fēng)扇和所述絕熱箱體...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：顧開選，王俊杰，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11