專利名稱：一種輕合金熔體的定量澆注方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輕合金鑄造成型的熔體定量澆注方法，主要用于鋁合金、鎂合金的高壓鑄造、擠壓鑄造、重力鑄造和傾翻鑄造，屬于輕合金鑄造成型領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當鑄造成型設(shè)備采用現(xiàn)行熔化保溫澆注爐自動供應(yīng)熔體時(見圖1)，在熔爐將輕合金熔體從熔池轉(zhuǎn)移到鑄造成型模具的過程中，熔體在下傾式澆管中的流動轉(zhuǎn)移過程中，一直暴露在大氣或者保護氣氛中。結(jié)果，在熔體的自由表面迅速形成一層致密氧化保護膜。這些在熔體流表面瞬時形成的膜層在熔體轉(zhuǎn)移過程中雖能有效防止熔體流的過度氧化，但他們的形成不僅伴隨著熔體燒損，還隨熔體流進入鑄件內(nèi)部或者駐留在鑄件表面，形成各種工藝缺陷，降低了鑄件的工藝品質(zhì)和使用性能?！?br> 同時，熔體在敞開式流動轉(zhuǎn)移過程中，還以傳導(dǎo)、對流和輻射等形式向四周散失熱量，導(dǎo)致熔體流溫度迅速降低。為了獲得理想的流動充型溫度，通常需要將熔體的出爐溫度升高20-50攝氏度，補償澆注過程中的溫度損失，導(dǎo)致了寶貴能源的浪費。以產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)代化鋁合金壓鑄和金屬型重力鑄造生產(chǎn)為例，鑄造島通常采用如圖I所示、帶自動定量澆注功能的澆注爐為鑄造成形設(shè)備或模具供應(yīng)熔體。在澆注過程中，鋁合金熔體一旦被機械泵(I)或氣壓提離位于熔爐爐膛(5)內(nèi)的熔爐熔池(4)后，都通過一個開放式的流槽(2 )，向下流入鑄造成型設(shè)備或模具的澆口( 3 )內(nèi)。結(jié)果，因澆注熔體在開放式流動轉(zhuǎn)移過程中形成并攜入大量的氧化膜，壓鑄件的工藝品質(zhì)和綜合機械性能都不高，只能用于對性能要求都不苛刻的普通結(jié)構(gòu)領(lǐng)域；而重要的重力鑄造鑄件，如氣缸蓋等，則轉(zhuǎn)而采用能將氧化膜截留在澆口內(nèi)的其他鑄造工藝方法生產(chǎn)，以杜絕氧化膜為鑄件工藝品質(zhì)和機械性能帶來的危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種輕合金熔體從熔爐熔池到鑄造成型設(shè)備或模具澆口的密封定量澆注方法，以期減少或消除現(xiàn)行輕合金鑄造熔體澆注方法存在的“熔體氧化成膜”和“溫度損失”兩個問題，。為了達成上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下(見圖2)
在鑄造島進入生產(chǎn)狀態(tài)時，熔爐的機械泵(I)啟動，以設(shè)定的轉(zhuǎn)速將位于熔爐爐膛(5)內(nèi)的熔爐熔池(4)中的輕合金熔體泵入上傾的保溫輸液管(7)，直到熔體在輸液管中的液位(6)略低于出口并維持不變，熔爐的澆注作業(yè)進入準備狀態(tài)；該狀態(tài)下，輸液管中的液位
(6)的高度，由控制系統(tǒng)根據(jù)熔爐熔池(4)液位高度變化而調(diào)節(jié)機械泵轉(zhuǎn)速來自行穩(wěn)定。開始澆注時，機械泵(I)以一個合理的增量提高轉(zhuǎn)速，使輸液管中的液位(6)高于輸液管出口而流出；流出熔體由固定在輸液管出口上的下傾澆嘴(8)導(dǎo)入鑄造成型設(shè)備或模具的澆口(3)內(nèi)；當澆出熔體達到要求量時，機械泵(I)的轉(zhuǎn)速迅速回調(diào)到初始值，輸液管中的熔體液位(6 )回落，終止?jié)沧?，并進入下一次澆注前的準備狀態(tài)。澆注的熔體量由機械泵(I)的轉(zhuǎn)速提高值和維持高轉(zhuǎn)速的時間長短來確定。伸入鑄造成型設(shè)備或模具的澆口( 3 )內(nèi)的下傾澆嘴(8 )上可設(shè)置液位探針(9 )，用于檢測控制澆口內(nèi)的熔體液位；當液位超過許可值時，機械泵(I)的轉(zhuǎn)速根據(jù)鑄造工藝的需要回調(diào)，降低澆注速度或終止?jié)沧?。較長時間不澆注或需要終止鑄造作業(yè)時，機械泵(I)停止轉(zhuǎn)動，使輸液管(7)中的熔體回流到熔爐熔池(4)中。
本發(fā)明與現(xiàn)行熔體出爐后自流進入鑄造設(shè)備或模具澆口的定量澆注方法相比，有如下效果
1、在進入鑄造成型設(shè)備的澆口前，熔體完全密封在泵和保溫的輸液管內(nèi)，除十分有限的前端表面外，不形成氧化膜，也不會散失熱量，確保了熔體質(zhì)量和節(jié)省了能源，為高品質(zhì)鑄造提供了熔體品質(zhì)保障；
2、向上澆注方式，輸液管可根據(jù)澆注需要、以與泵的連接部位為軸心做上下和左右移動，實現(xiàn)與鑄造設(shè)備或模具的澆口的靈活匹配，免除熔體整體姿態(tài)的調(diào)節(jié)。


附圖I為現(xiàn)行熔體出爐后自流進入鑄造設(shè)備或模具的澆口的定量澆注方法原理圖 圖中I一機械泵；2—流槽；3—鑄造成型設(shè)備或模具的澆口 ；4一熔爐熔池；5—熔爐爐膛。附圖2為本發(fā)明的一種輕合金熔體的定量澆注方法的原理圖
圖中6—輸液管中的液位；7—輸液管；8—下傾澆嘴；9一液位探針；
具體實施例方式 下面以圖2所示的一種輕合金熔體的定量澆注方法原理圖作進一步說明
以鋁合金金屬型重力鑄造為例，定量澆注方法如下
1、開始澆注前，機械泵(I)啟動，以設(shè)定的轉(zhuǎn)速將位于熔爐爐膛(5)內(nèi)熔爐熔池(4)中的熔體泵入上傾的輸液管(7)，直到熔體在輸液管中的液位(6)略低于輸液管(7)出口并維持不變，澆注進入準備狀態(tài)，當熔爐熔池(4)中液位高度發(fā)生變化時，為維持輸液管中的液位(6)的高度不變，需通過改變機械泵(I)的轉(zhuǎn)速來穩(wěn)定；
2、開始澆注時，機械泵(I)提高轉(zhuǎn)速，使輸液管中的液位(6)高于輸液管(7)出口而流出，流出熔體經(jīng)固定在輸液管(7)出口的下傾澆嘴(8)而引入鑄造成型設(shè)備或模具的澆口
(3)內(nèi)，當澆出熔體達到要求量時，機械泵(I)的轉(zhuǎn)速迅速回調(diào)到初始值，輸液管(7)中的熔體液位回落到初始位置，終止?jié)沧?，并進入下一次澆注前的準備狀態(tài)，在此過程中，澆注的熔體量由機械泵(I)的轉(zhuǎn)速提高值和維持高轉(zhuǎn)速的時間長短來確定，澆注量的控制也可通過在伸入鑄造成型設(shè)備或模具的澆口(3)內(nèi)的下傾澆嘴(8)上設(shè)置液位探針(9)，該探針用于檢測鑄造成型設(shè)備或模具的澆口(3)內(nèi)的熔體液位，當液位超過許可值時，機械泵(I)的轉(zhuǎn)速回調(diào)，終止?jié)沧⒒蚪档蜐沧⑺俣龋?br> 3、當較長時間不澆注或需要終止鑄造作業(yè)時，機械泵(I)停止轉(zhuǎn)動，使輸液管(7)中的熔體回流到熔爐熔池(4)中。
采用該抽輕合金熔體澆注方法，能有效解決現(xiàn)行熔體出爐后自流進入鑄造設(shè)備或模具澆口的定量澆注方法的“熔體表面氧化、熔體降溫、鑄件品質(zhì)不高和鑄造能源浪費”等問 題。
權(quán)利要求
1.一種輕合金熔體的定量澆注方法，其方法是用機械泵(I)將輕合金熔體從位于熔爐爐膛(5)內(nèi)的熔爐熔池(4)中向上泵起，通過上傾的保溫輸液管(7)和固定在輸液管(7)出口的下傾澆嘴(8)，將其轉(zhuǎn)移到鑄造成型設(shè)備或模具的澆口(3)內(nèi)，其特征是進行熔體的定量澆注時，輕合金熔體從熔爐熔池(4)轉(zhuǎn)移到鑄造成型設(shè)備或模具的澆口(3)的過程中一直處于密封和保溫狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕合金熔體的定量澆注方法，其特征是開始澆注前，機械泵(I)啟動，以設(shè)定的轉(zhuǎn)速將熔爐熔池(4)中的熔體泵入上傾的輸液管(7)，直到熔體(4)在輸液管中的液位(6)略低于出口并維持不變，使?jié)沧⒆鳂I(yè)進入準備狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕合金熔體的定量澆注方法，其特征是澆注作業(yè)處于準備狀態(tài)時，輸液管中的液位(6)的高度，是根據(jù)熔爐熔池(4)液位高度變化而調(diào)節(jié)機械泵Cl)的轉(zhuǎn)速來穩(wěn)定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕合金熔體的定量澆注方法，其特征是開始澆注時，機械泵(I)提高轉(zhuǎn)速，使輸液管中的液位(6 )高于輸液管(7 )的出口而流出，流出熔體經(jīng)固定在輸液管(7)出口的下傾澆嘴(8)而導(dǎo)入鑄造成型設(shè)備或模具的澆口(3)內(nèi)，當澆出熔體達到要求量時，機械泵(I)的轉(zhuǎn)速迅速回調(diào)到初始值，輸液管(7)中的熔體液位回落，終止?jié)沧ⅲ⑦M入下一次澆注前的準備狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕合金熔體的定量澆注方法，其特征是澆注的熔體量由機械泵(I)的轉(zhuǎn)速提高值和維持高轉(zhuǎn)速的時間長短來確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕合金熔體的定量澆注方法，其特征是伸入鑄造成型設(shè)備或模具的澆口(3)內(nèi)的下傾澆嘴(8)上可設(shè)置液位探針(9)，用于檢測鑄造成型設(shè)備或模具的澆口(3)內(nèi)的熔體液位，當液位超過許可值時，機械泵(I)的轉(zhuǎn)速回調(diào)，終止?jié)沧⒒蚪档蜐沧⑺俣取?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕合金熔體的定量澆注方法，其特征是較長時間不澆注或需要終止鑄造作業(yè)時，機械泵(I)停止轉(zhuǎn)動，使輸液管(7)中的熔體回流到熔爐熔池(4)中，退出準備澆注狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輕合金熔體的定量澆注方法。其實現(xiàn)方法是用機械泵將熔體從熔爐的熔池中向上泵起，通過上傾的保溫輸液管和固定在輸液管出口的下傾澆嘴，將熔體轉(zhuǎn)移到鑄造成型設(shè)備或模具的澆口內(nèi)。用該方法進行熔體的定量澆注時，輕合金熔體從熔爐熔池轉(zhuǎn)移到鑄造成型設(shè)備或模具的過程中一直處于密封狀態(tài)，能有效防止熔體的氧化和熱量損失；在定量澆注時，機械泵的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動時間根據(jù)熔池液位的變動實時調(diào)節(jié)，實現(xiàn)澆注熔體量的精確控制；同時，伸入鑄造成型設(shè)備或模具的澆口內(nèi)的澆嘴上還設(shè)置有液位探針，可根據(jù)需要檢測澆注熔體液位，當澆口內(nèi)熔體觸及探針時，澆注速度就被調(diào)低或澆注被強行終止。
文檔編號B22D39/02GK102909357SQ20121042644
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者龍思遠, 徐紹勇, 查吉利 申請人:重慶碩龍科技有限公司