低壓鑄造熔池裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低壓鑄造設(shè)備，尤其是一種適用于大型鋁合金鑄件使用的低壓鑄造設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，鋁合金低壓鑄造設(shè)備為升液管與鑄件砂箱或金屬型直接相連，鋁液由升液管進(jìn)入鑄型內(nèi)的橫澆道，再經(jīng)鑄型內(nèi)的內(nèi)澆口進(jìn)入鑄件型腔內(nèi)。鋁液從保溫爐經(jīng)升液管到鑄件內(nèi)部，溫度下降較快，會直接影響金屬液的充型性能和補(bǔ)縮效果，從而影響鑄件質(zhì)量。如果鑄型是砂型，較大的充型壓力會沖刷鑄型，有可能使鑄型掉砂，引起鑄件的夾砂等缺陷。在低壓澆鑄系統(tǒng)中，橫澆道和內(nèi)澆口在鑄件凝固過程中相當(dāng)于冒口，在保壓壓力的作用下對鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮，但是隨著凝固的進(jìn)行，橫澆道和內(nèi)澆口的降溫速度太快，會導(dǎo)致了補(bǔ)縮效果的下降。并且，現(xiàn)有技術(shù)必須在每個鑄件的金屬型或砂箱內(nèi)開設(shè)橫澆道，澆注完成后橫澆道無法即時(shí)回收，鑄件的出品率不高。
[0003]中國專利文獻(xiàn)CN101367126 (申請?zhí)枮?00710146778.3)公開了一種新的鑄造方法及其鑄造模，方法是將鑄造模浸入金屬液中進(jìn)行澆注，利用吊升力和鑄造模重力驅(qū)動上、下加壓裝置加壓，型腔內(nèi)的金屬液在所需壓力下充型、補(bǔ)縮、凝固、結(jié)晶，再將鑄造模浸入水中激冷，提高鑄件機(jī)械性能。該方法對現(xiàn)有低壓鑄造方法進(jìn)行了改進(jìn)，但是操作過余繁瑣，鑄型模直接浸入金屬液，很難保證不會污染金屬液。
[0004]中國專利文獻(xiàn)CN102179498 (申請?zhí)枮?01110167675.1)公開了一種用于低壓鑄造機(jī)上升液管保溫節(jié)能裝置，采用Al2O3為主的耐火材料制成的保溫圈，其內(nèi)徑和升液管內(nèi)徑一致，壁厚10mm，該保溫圈放在升液管的法蘭上方，是連接升液管和金屬鑄型直澆口的金屬液通道。低壓鑄造時(shí)，鋁液在壓力的作用下沿升液管上升，經(jīng)過本發(fā)明的耐火材料保溫圈進(jìn)入金屬鑄型，由于耐火材料圈保溫性好，低壓鑄造時(shí)保壓過程中，耐火圈內(nèi)鋁液不會凝固，卸壓后升液管內(nèi)的鋁液能回流到坩禍里。但是，僅利用保溫材料對升液管進(jìn)行保溫，升液管中的金屬液仍然存在凝固的可能，在操作時(shí)無法很好地進(jìn)行控制。而利用電加熱裝置對升液管進(jìn)行保溫是本領(lǐng)域的技術(shù)人員較為常用的方法，但是即使對升液管進(jìn)行有效地保溫，其仍然存在充型壓力不穩(wěn)定，橫澆道和內(nèi)澆口的降溫速度太快，橫澆道無法即時(shí)回收等諸多問題。
[0005]最接近的中國專利文獻(xiàn)CN102962431 (申請?zhí)枮?01210443437.3)公開了一種鋁合金低壓鑄造升液保溫箱，由箱體和箱蓋構(gòu)成，升液箱的內(nèi)壁設(shè)有硅鈣板保溫層，在該保溫層與升液箱的內(nèi)壁之間均填充有石棉。
[0006]該升液箱的箱體呈漏斗狀，相當(dāng)于增加了升液管與鑄型連接處的截面積，由于其表面積較大，散熱快，熱容量小，即使內(nèi)壁設(shè)有保溫層，其實(shí)際保溫效果也不佳，尤其是升液箱的箱體呈漏斗狀，越往上的部分散熱速度越快，更不利于金屬液的保溫。該升液箱在冬天環(huán)境溫度較低時(shí)，鋁液進(jìn)入升液管后，在與升液箱連接處的升液管處金屬液最容易凍結(jié)，凍結(jié)將影響鑄件的澆鑄，即使不凍結(jié)，金屬液經(jīng)過保溫箱，溫度還是會降低很多。
[0007]另外，該升液箱由于箱體的側(cè)面是斜面，所以根本無法承受很大的壓力，對于大型鑄件并不適用。同時(shí)，斜面結(jié)構(gòu)不利于卸壓后的箱體內(nèi)壁的金屬液的回流，必然會導(dǎo)致部分金屬液在箱體內(nèi)壁凝固而影響下一次澆鑄時(shí)的鑄件的質(zhì)量。
[0008]此外，由于沒有更好的保溫手段，要使得保溫的金屬液進(jìn)入模具型腔時(shí)的溫度與爐腔溫度的溫差保持在5°C以內(nèi)，顯然金屬液不能在升液箱中停留較長時(shí)間，從而無法獲得穩(wěn)定的充型壓力。
[0009]因此，中國專利文獻(xiàn)CN102962431所公開的裝置僅適用于小型鑄件的生產(chǎn)，而對于大型鑄件來說，實(shí)際上起不到提高補(bǔ)縮效率的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種可以對金屬液進(jìn)行升溫保溫，為金屬液充型提供足夠大的緩沖空間，充型壓力穩(wěn)定，對鑄件進(jìn)行有效補(bǔ)縮，省去鑄型的橫澆道，金屬液可即時(shí)回收的低壓鑄造熔池裝置。
[0011]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的一個技術(shù)方案是一種低壓鑄造熔池裝置，包括殼體和頂板，殼體的內(nèi)壁涂敷有保溫材料，殼體具有頂部開口和底部開口，殼體的頂部開口處設(shè)有凸緣，所述頂板蓋設(shè)于所述殼體的頂部開口處且與所述凸緣固定連接；所述頂板上開設(shè)有澆口孔，所述澆口孔可連通鑄型型腔的內(nèi)澆口與殼體的內(nèi)腔；
還包括底座和加熱棒；
所述殼體的底部與底座固定連接；
所述殼體的頂部開口大于底部開口，且殼體的內(nèi)壁具有垂直內(nèi)壁面和向內(nèi)收攏的彎曲內(nèi)壁面，所述殼體由兩塊相對設(shè)置的側(cè)板部和兩塊相對設(shè)置的弧形端板部構(gòu)成；
所述側(cè)板部的外壁上設(shè)有自上向下方向設(shè)置的加強(qiáng)筋；所述加強(qiáng)筋的頂部與凸緣相連，所述加強(qiáng)筋的底部與底座相連；
所述加熱棒插接在所述加強(qiáng)筋上；
所述底座上開有與殼體的底部開口相通的開口，開口的內(nèi)壁涂敷有保溫材料。
[0012]上述端板部從頂部向底部延伸時(shí)，相對收攏且呈弧形彎曲；所述側(cè)板部具有從頂部向下延伸的豎直段和向內(nèi)收攏的弧形彎曲段，所述垂直內(nèi)壁面位于豎直段，所述彎曲內(nèi)壁面位于弧形彎曲段；所述殼體的底部開口處設(shè)有底板，所述底板的下表面貼在底座上。側(cè)板部的上段豎直設(shè)置且下段相對收攏，再加上加強(qiáng)筋的支撐，有利于承受更大的壓力，有利于金屬液的回流。
[0013]上述加熱棒包括金屬外殼、設(shè)于所述金屬外殼內(nèi)的發(fā)熱電阻元件和填充在所述金屬外殼與發(fā)熱電阻元件之間的結(jié)晶氧化鎂粉。加熱棒的金屬外殼為不銹鋼材質(zhì)，結(jié)晶氧化鎂粉具有良好的耐熱性、導(dǎo)熱性和絕緣性，在通電的情況下，發(fā)熱電阻元件，通過結(jié)晶氧化鎂粉和不銹鋼外殼快速地將熱量傳遞出去，同時(shí)結(jié)晶氧化鎂粉將電阻元件和金屬隔離開來，起到絕緣的作用，防止發(fā)熱電阻元件過快氧化耗損。該裝置采用加熱棒與采用其他電熱裝置相比絕緣性好，不易損壞，安全可靠，并且可以逐根進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)金屬液的多少確定加熱棒的數(shù)量和總功率，維修維護(hù)方便。
[0014]上述加熱棒平行于側(cè)板部設(shè)置，可以使得加熱更加均勻。
[0015]上述殼體的外壁和加熱棒的外表面均覆蓋有石棉，所述殼體與加熱棒之間填充有石棉。加熱棒通過熱輻射和熱傳導(dǎo)將熱量傳遞到熔池內(nèi)，殼體的外壁和加熱棒的外表面覆蓋有石棉，殼體與加熱棒之間填充石棉，有利于減少熱量的散失，同時(shí)可以保護(hù)加熱棒，減少加熱棒的損耗。
[0016]為了提高端板部的抗變形能力，一種優(yōu)選的技術(shù)方案是:上述各端板部的外壁上設(shè)有自上向下設(shè)置的加強(qiáng)筋。
[0017]上述低壓鑄造熔池裝置還包括用于監(jiān)測熔池裝置內(nèi)部溫度的溫度傳感器。
[0018]上述低壓鑄造熔池裝置還包括用于監(jiān)測熔池裝置的內(nèi)部溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)在殼體內(nèi)。
[0019]上述低壓鑄造熔池裝置還包括用于監(jiān)測熔池裝置內(nèi)部溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)在殼體內(nèi)，且其測溫端伸出殼體的內(nèi)壁表面。溫度傳感器可以實(shí)時(shí)對熔池內(nèi)的溫度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)熔池內(nèi)的溫度達(dá)到澆注溫度時(shí)，方可進(jìn)行澆注。
[0020]上述溫度傳感器是外部套有陶瓷管的熱電偶。
[0021]為了提高殼體在高溫下的抗變形能力，一種優(yōu)選的技術(shù)方案是:上述加強(qiáng)筋垂直于殼體的外壁設(shè)置。
[0022]為了便于加熱棒的拆裝，一種優(yōu)選的技術(shù)方案是:上述加強(qiáng)筋上設(shè)有通孔，所述加熱棒插接在所述通孔內(nèi)，從而水平架設(shè)在所述加強(qiáng)筋上。
[0023]為了便于加熱棒的拆裝，另一種優(yōu)選的技術(shù)方案是:上述加強(qiáng)筋上設(shè)有豁口，所述加熱棒插接在所述豁口內(nèi)，從而水平架設(shè)在所述加強(qiáng)筋上。
[0024]根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓鑄造熔池裝置，其特征在于:所述加熱棒(5)包括金屬外殼、設(shè)于所述金屬外殼內(nèi)的發(fā)熱電阻元件和填充在所述金屬外殼與發(fā)熱電阻元件之間的結(jié)晶氧化鎂粉。
[0025]上述低壓鑄造熔池裝置還包括連接板和升液管；所述連接板位于底座的下方，且與底座可拆式固定連接；所述連接板上開設(shè)有限