[实用新型]振动铸造实验设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及振动铸造技术领域，特别涉及一种振动铸造实验设备。

背景技术

20世纪初，振动在金属凝固领域应用的研究引起了广泛的重视。研究对象涉及黑色金属、有色金属及其合金，其中铝合金研究最广。按产生振动的方法不同，振动设备可分为机械、气动、电磁及超声振动等。大量的研究得出，超声振动、电磁振动或者机械振动施加于凝固中的金属熔体，会使金属促进形核、破碎枝晶（晶粒细化）、减小偏析（均化组织）、除气除杂（净化熔体）、增强补缩、密度提高等，同时还影响第二相的大小、形态和分布，从而改善铸件结晶组织，提高铸件性能。相比而言，由于简易及低成本机械振动的应用要普遍的多。目前的研究多数是对铸型施加振动，实践表明，对一般中小铸件，采用机械方式对铸型施加振动是一种比较好的行之有效的方法。国内学者对于振动在金属组织和力学性能方面的影响及熔体去气除杂研究得比较多。而在机械振动对铝合金重力铸造的充型、除气除杂、补缩方面国内都研究得比较少。A356铝合金具有良好的力学性能、物理性能和抗腐蚀性能，而且质量轻，强度高，是铝制汽车、摩托车轮毂的首选材料。如果就机械振动对A356铝合金充型性能、气体夹杂、致密度（冒口补缩效果）、晶粒组织及力学性能等方面的影响及机理作一全面的研究，并将振动凝固技术用于铝合金轮毂重力铸造，则可减轻浇不足、显微气、缩孔等铸造缺陷，减小合金晶粒度，提高力学性能，减轻冒口重量、提高工艺出品率，具有较大的实用意义。

现有技术中，中国专利200710168429.1公开了一种“消失模铸造振动凝固方法”。该方法中的振动采用振动电机振动的机械振动台，或者采用电磁振动或偏心振动的振动台。该“基于振动凝固的消失模铸造方法”其特征在于：在液态金属浇注步骤前、液态金属浇注步骤过程中及其凝固期间、或者液态金属浇注步骤后的凝固期间，对装有泡沫模样和散砂的砂箱实施振动，振动频率为10～100Hz、振幅为0.1～3.0mm，驱使振动的振动电机的转速为750～3000rpm；铸件全部凝固完毕后停止振动。该发明对铸件组织细化效果明显，性能有较大提高。但是，该方法及该方法采用的装置仅适合于铝合金、镁合金、铜合金等有色金属零件和铸铁、铸钢等黑色金属零件的消失模铸造。振动方向固定，适应性较差。

实用新型内容

针对现有技术中的不足之处，本实用新型提供了一种可以根据实际需求连续改变振动频率、振幅及振动方向的振动铸造实验设备；使用该振动实验装置进行实验，可通过改变不同振动频率、振幅及振动方向来研究对铸造充型、去气除杂、补缩、细化晶粒和力学性能的影响。

本实用新型提供的振动铸造实验设备，包括机架、试样模具、模具安装装置、振动装置、减震装置和振动方向调节装置；

所述模具安装装置包括用于安装试样模具的模具安装板；所述模具安装板通过振动装置安装在机架的顶部上方；

所述振动装置包括振动电机安装板、振动电机I、振动电机II、调速器I和调速器II；所述振动电机I和振动电机II安装在电机安装板上；所述调速器I串接在振动电机I与振动电机电源之间，所述调速器II串接在振动电机II与振动电机电源之间；

所述减震装置包括减震弹簧、压缩弹簧、压缩弹簧支撑座和压缩弹簧调节螺栓；所述减震弹簧的一端固定连接在模具安装板上，另一端固定连接在机架的顶部；所述压缩弹簧支撑座的一端固定在机架的顶部，另一端伸向模具安装板的上方，所述压缩弹簧设置在压缩弹簧支撑座的另一端与模具安装板之间；所述压缩弹簧调节螺栓通过螺纹配合的方式穿过压缩弹簧支撑座的另一端并压在压缩弹簧上；

所述振动方向调节装置包括调节丝杆、调节旋转臂和支撑臂；所述调节旋转臂的一端可转动的连接在模具安装板上，另一端与振动电机安装板固定连接；所述调节丝杆和支撑臂设置在调节旋转臂的两侧，调节丝杆和支撑臂的一端均可转动的连接在模具安装板上；所述电机安装板的一端以可沿调节丝杆的长度方向调节的方式与调节丝杆的另一端连接；所述电机安装板的另一端以可沿支撑臂滑动的方式与支撑臂的另一端连接。

进一步，所述振动装置为四套，分别设置在模具安装板的四个角部位。

与现有技术相比，本实用新型的振动铸造实验设备具有如下有益效果：

1）本实用新型的振动铸造实验设备，可方便调整振动频率、振幅及振动方向，因此可通过不同工艺参数条件下的振动铸造实验来研究振动频率、振幅及振动方向对金属熔体充型及凝固过程中充型能力、补缩效果、去气除杂能力、细化晶粒及提高力学性能方面的影响。可用于不同材质的振动铸造实验，既改善了系统的适应能力，而且操作方便。