[发明专利]一种金属基复合材料真空低压铸造装置及铸造方法

权利要求书

1.一种金属基复合材料真空低压铸造装置，包括熔炼装置、铸型室装置和气路；其特征在于：还包括承压装置、升降结构和抽真空气路；所述承压装置包括承压室(1)、中隔板(12)、承压室气路接口(24)和密封结构；所述升降结构包括举升油缸(2)、导向杆(3)和平板(4)；承压室(1)的底部设有举升油缸(2)和导向杆(3)，升油缸(2)和导向杆(3)上端设有平板(4)，承压室(1)的上部设有中隔板(12)，侧壁设有承压室气路接口(24)，在中隔板(12)与承压室(1)连接处设有密封结构；熔炼装置的熔化炉(5)和内置的坩埚(6)置于平板(4)，搅拌结构置于中隔板(12)上，其石墨搅拌头(7)通过中隔板(12)上的通孔和动密封结构(13)插入坩埚(6)内；铸型室装置置于中隔板(12)上，其升液管(8)通过中隔板(12)上的通孔插入坩埚(6)内；所述承压室气路接口(24)与抽真空气路连接。

2.根据权利要求1所述金属基复合材料真空低压铸造装置，其特征在于：所述承压室1的侧壁设有承压室压力信号接口(25)。

3.根据权利要求1所述金属基复合材料真空低压铸造装置，其特征在于：所述气路和抽真空气路包括真空源(26)、第一气动截止阀(27)、节流阀(28)、保护气体气源(29)、第二气动截止阀(30)、数字式组合阀(31)、第三气动截止阀(32)和第四气动截止阀(33)；真空源(26)管路连接第一气动截止阀(27)和节流阀(28)；保护气体气源(29)管路连接第二气动截止阀(30)和数字式组合阀(31)；两条管路与第三气动截止阀(32)并联后与承压室气路接口(24)连通，同时通过第四气动截止阀(33)与真空吸铸装置的铸型室进排气接口(16)连通。

4.一种采用权利要求1～3所述任一项金属基复合材料真空低压铸造装置进行铸造的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将举升油缸下降到最低处，将镁基复合材料铸锭放在坩埚内，将搅拌器和升液管固定在中隔板上，并把中隔板盖上用螺栓把紧密封，在升液管管口放置盲板并用压型气缸压紧密封；

步骤2：熔化炉通电加热，打开第一截止阀对承压室抽真空；当镁基复合材料熔化后，举升油缸启动将坩埚举升，使搅拌器和升液管插入金属熔体中并开始搅拌，使熔体在真空环境下实现除气处理；

步骤3：在熔体达到浇注温度时，搅拌器持续搅拌，关闭第一截止阀，打开第二截止阀，并由PLC控制向承压室内通入保护气体，使承压室内压力为常压；

步骤4：取走盲板，放置铸型，并由压型气缸压紧，铸型罩在举升气缸带动下下降并压紧密封；

步骤5：关闭第二截止阀，打开第一截止阀和第四截止阀，对承压室和铸型罩内同时抽真空，由节流阀调节实现承压室和铸型室内抽真空速度，建立同步真空度；

步骤6：达到设定的真空度后，关闭第一截止阀和第四截止阀，打开第二截止阀，由PLC按照设定的真空低压铸造工艺参数及采集的压力信号进行计算并输出相应的控制信号，调节数字式组合阀的开度，使承压室内的压差按照设定的压差曲线进行变化；

步骤7：金属熔体在压力作用下，沿升液管进入铸型型腔，并在一定压力作用下凝固成形；

步骤8：凝固时间结束后，打开第四截止阀卸除承压室与铸型室之间的压差，关闭第二截止阀，打开第三截止阀排空，升起铸型罩和压型气缸，取走铸型，完成单次浇注。

进入下一次浇注准备。