中頻離心鈦金屬鑄造機制造技術

本實用新型專利技術公開了一種中頻離心鈦金屬鑄造機，旨在提供一種加熱效率高，造熱均勻，鈦鑄造純度高的中頻離心鈦金屬鑄造機。該鑄造機包括熔鑄工作室、水循環冷卻系統，熔鑄工作室上設置有抽真空口、通氬氣口、觀察窗和鑄件進出口，熔鑄工作室內固定有加熱線圈，加熱線圈與中頻電源連接。在加熱線圈下部固定有與離心電機連接的離心托盤，離心托盤上固定有鑄圈、包埋圈，包埋圈上有澆鑄口，澆鑄口通過澆道與鑄模連接。由于采用中頻電磁感應加熱方式，加熱效率高，能避免對人體產生的傷害。熱透性好，加熱均勻。由于加熱無加熱容器，避免容器對鈦金屬純度的影響，提高了鑄件的純度。設備制造成本低，體積小，可靠性高，能自動熔化，自動澆鑄。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種鑄造設備，更具體的說，是涉及一種采用中頻離心技術進行鈦金屬鑄造的設備。
技術介紹
金屬鈦具有最好的生物相容性、比重小、機械強度高、導電率低，是齒科、骨科應用的最好材料，目前逐漸應用在人體，取代對人體有害的鎳、鉻、鈷、銅等金屬。但鈦熔點高，純鈦易氧化，因此鑄造性能差，對齒科鑄造尤其困難。鈦金屬鑄造機主要由熱源、熱傳導、純鈦熔化的容器及鑄造機構組成。目前，國內外的鈦金屬鑄造機主要有以下幾方面的不足首先是加熱方面。加熱方式有兩種方式，一種是電弧加熱，即將電極的一極接到坩堝，另一極是鎢絲，通上幾百安的直流電，產生電弧，靠電弧的熱量給鈦金屬加熱，使其熔化。另一種是高頻感應加熱方式，即將鈦金屬置于坩堝內，坩堝外面是線圈，線圈通以高頻電流，通過電磁感應方式使鈦金屬產生渦流，獲得熱量熔化。上述加熱方式中，電弧加熱方式由于直流電流需要幾百安，輸入功率大，熱效率低，設備較大。高頻感應加熱方式趨膚效應較大，熱量從外向內透熱，熱量分布不均勻，而且高頻電源對公共電網有較大的污染，尤其對近距離接觸的人體有傷害。其次是加熱的容器方面現有的鑄造機都使用坩堝作為加熱的容器，坩堝的材料有普通坩堝、銅坩堝、石墨坩堝、陶瓷坩堝等，容器對鈦金屬都有一定的影響，普通坩堝容易粘鈦金屬，其它坩堝有相應的粒子等滲到鈦液中，影響鈦的純度。而且，用坩堝加熱，鑄造時對溫度的控制比較困難，要靠人的經驗或增加非接觸式溫度控制器，溫度掌握不準，容易過熱，用溫度控制器需要增加設備成本。再次，鈦液澆鑄的方式方面目前，鈦液的澆鑄方式有離心式、加壓式、吸引式，各有優缺點。有的設備將三種方式同時應用，以綜合各種優點，但設備復雜，效果不理想。
技術實現思路
本技術的目的在于，提供一種節能，加熱效率高，造熱均勻，鈦鑄造純度高的中頻離心鈦金屬鑄造機。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是一種中頻離心鈦金屬鑄造機，包括熔鑄工作室、水循環冷卻系統，所述熔鑄工作室上設置有抽真空口、通氬氣口、觀察窗和鑄件進出口，所述熔鑄工作室內固定有加熱線圈，其特征在于，所述加熱線圈與中頻電源連接；所述加熱線圈下部固定有與離心電機連接的離心托盤，所述離心托盤上固定有鑄圈，所述鑄圈內設置有包埋圈，所述包埋圈上與加熱線圈中心相應的位置有澆鑄口，所述澆鑄口通過澆道與鑄模連接。所述中頻電源為三相市電與整流橋、濾波電路連接，將三相市電轉變為平滑的直流電，所述濾波電路一端分別與功率開關管IGBT1、功率開關管IGBT4的集電極連接，所述功率開關管IGBT1、功率開關管IGBT4的發射極分別與電容電感串聯諧振電路的兩端連接，所述功率開關管IGBT1、功率開關管IGBT4的基極分別與脈沖控制器的兩輸出端連接；所述濾波電路的另一端分別與功率開關管IGBT2、功率開關管IGBT3的發射極連接，所述功率開關管IGBT2、功率開關管IGBT3的集電極分別與電容電感串聯諧振電路的兩端連接，所述功率開關管IGBT2、功率開關管IGBT3的基極分別與脈沖控制器的兩輸出端連接，所述電容電感串聯諧振電路通過高頻變壓器與所述加熱線圈連接，將能量傳遞給加熱線圈。所述澆鑄口與所述離心電機軸同心。所述中頻電源中設置有過流保護電路。所述中頻電源中設置有過壓保護電路。所述中頻電源中設置有無水保護報警電路。所述中頻電源中設置有水溫過高保護報警電路。所述中頻電源中設置有缺相保護報警電路。所述中頻電源的頻率為20-80KHZ。本技術的中頻離心鈦金屬鑄造機具有下述優點1.由于采用中頻電磁感應加熱方式，加熱效率高，節約能源，而且中頻方式輻射小，避免對人體產生的傷害。熱透性好，加熱均勻。2.由于加熱無加熱容器，避免容器對鈦金屬純度的影響，提高了鑄件的純度。3.設備制造成本低，體積小，可靠性高。4.無需人工觀察熔化程度，可以達到自動熔化，自動澆鑄，流鑄率高，使用方便簡單。5.澆鑄流動力的產生采用熔化裝置與鑄模在機械上分離，在熔化過程中鑄模提前轉動，達到最高轉速后熔化后的鈦液再與鑄模接觸，鈦液獲得最大的離心力，因此，可以減小電機的功率，也不會產生突然啟動時的振動。附圖說明圖1為本技術中頻離心鈦金屬鑄造機的結構示意圖；圖2為本技術中頻離心鈦金屬鑄造機的電路控制原理圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例對本技術詳細說明。圖1為本技術中頻離心鈦金屬鑄造機的結構示意圖，包括熔鑄工作室2、水循環冷卻系統8，在熔鑄工作室上設置有抽真空口6、通氬氣口7、觀察窗1和鑄件進出口16，在熔鑄工作室內固定有加熱線圈3，加熱線圈與中頻電源5連接。中頻電源的頻率為20-80KHZ。加熱線圈下部固定有與離心電機12連接的離心托盤15，離心托盤上固定有鑄圈9，鑄圈內設置有包埋圈10，包埋圈上與加熱線圈中心相應的位置有澆鑄口11，澆鑄口通過澆道13與鑄模14連接。熔鑄工作室采用不導磁材料做壁，觀察窗用玻璃加濾光膜，冷卻水最好是沒有金屬離子的軟水，以減少水在線圈中結垢。加熱線圈用直徑為6mm、壁厚1mm的紫銅管彎成，銅管外壁涂以耐高溫絕緣不隔磁的材料，加熱線圈的大小應使待熔化的鈦金屬塊能自由運動為宜。離心電機可以采用300W左右，1400-2800轉/分的普通電機。圖2為本技術中頻離心鈦金屬鑄造機的電路控制原理圖，中頻電源采用熔鑄純鈦金屬的專用中頻電源，功率不小于5KW。本實施例的中頻電源為三相市電通過整流橋、濾波電路轉變為平滑的直流電，用四個功率開關管兩個一組相互導通和關閉改變電流方向，使直流電變為交流電。再通過電容電感串聯諧振方式進行能量傳遞。具體連接為濾波電路采用由電容C2和電解電容C3組成的電容濾波電路，濾波電路一端分別與功率開關管IGBT1、功率開關管IGBT4的集電極連接，功率開關管IGBT1、功率開關管IGBT4的發射極分別與由電容C1與電感L組成的電容電感串聯諧振電路的兩端連接，功率開關管IGBT1、功率開關管IGBT4的基極分別與脈沖控制器的兩輸出端A、B連接。濾波電路的另一端分別與功率開關管IGBT2、功率開關管IGBT3的發射極連接，功率開關管IGBT2、功率開關管IGBT3的集電極分別與電容電感串聯諧振電路的兩端連接，功率開關管IGBT2、功率開關管IGBT3的基極分別與脈沖控制器的兩輸出端B、A連接，電容電感串聯諧振電路通過高頻變壓器與加熱線圈3連接，將能量傳遞給加熱線圈。功率開關管IGBT使用德國西門子公司(EUPEC)BSM200GB120DN2 VCE＝1200V，IC＝290A或其它公司同樣技術指標的產品。脈沖控制器可以采用SG3525脈沖控制芯片，控制各功率開關管IGBT的通斷及通斷速度，以控制輸出頻率的大小，獲得最佳工作頻率。根據實際需要，在中頻電源中可以設置過流保護電路、過壓保護電路、無水保護報警電路、水溫過高保護報警電路、缺相保護報警電路等。上述電路可以采用現有鑄造機的常規的設計電路即可。使用時，先將待熔化的鈦金屬塊4放入加熱線圈中。熔鑄工作室抽真空達到-0.9bar，再通入氬氣，啟動水循環冷卻系統，啟動工作電源。在加熱線圈中通以交變的電流，則產生磁場，磁力線在線圈內部密度大，放在線圈內的鈦金屬則產生感應電流和感應磁場，這個感應電流和感應磁場的方向與加熱線圈中的電流及磁場的方向相反，因此本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種中頻離心鈦金屬鑄造機，包括熔鑄工作室、水循環冷卻系統，所述熔鑄工作室上設置有抽真空口、通氬氣口、觀察窗和鑄件進出口，所述熔鑄工作室內固定有加熱線圈，其特征在于，所述加熱線圈與中頻電源連接；所述加熱線圈下部固定有與離心電機連接的離心托盤，所述離心托盤上固定有鑄圈，所述鑄圈內設置有包埋圈，所述包埋圈上與加熱線圈中心相應的位置有澆鑄口，所述澆鑄口通過澆道與鑄模連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：孟令義，
申請(專利權)人：天津市愛鑫醫療設備有限公司，
類型：實用新型
國別省市：12[中國|天津]