[发明专利]薄壁圆环截面合金铸件原位离心铸造设备及离心铸造方法

权利要求书

1.薄壁圆环截面合金铸件原位离心铸造设备，其特征在于该薄壁圆环截面合金铸件原位离心铸造设备包括：原位熔炼系统、铸型系统、限位固定系统和离心旋转系统；其中，原位熔炼系统包括石墨加热器、感应加热线圈(3)和保温筒(4)；铸型系统为铸型(7)；限位固定系统包括上压板(8)、限位导柱(9)、轴向限位螺母(10)以及底盘(2)；离心旋转系统包括电机(21)、主动轮(19)、从动轮(16)和传动带(17)；所述的石墨加热器由石墨底环(1)、石墨外筒(5)和石墨内筒(6)组成，石墨内筒(6)位于石墨外筒(5)内，石墨外筒(5)和石墨内筒(6)设置在石墨底环(1)上形成圆环柱形空腔，合金原材料(15)装入该圆环柱形空腔内，石墨加热器固定安装在底盘(2)上，保温筒(4)套设在石墨加热器的石墨外筒(5)上，在石墨外筒(5)的外部设置有感应加热线圈(3)，铸型(7)固定在石墨加热器和保温筒(4)的顶部，铸型(7)的腔体(14)与石墨加热器的圆环柱形空腔相连通；

在底盘(2)的圆心处竖直固定一根限位导柱(9)，限位导柱(9)穿过上压板(8)的中心孔，在限位导柱(9)上部的螺纹段上还设置有轴向限位螺母(10)，通过旋拧轴向限位螺母(10)使上压板(8)下压约束铸型(7)，铸型(7)与上压板(8)之间垫有胶圈(11)；

底盘(2)通过中间支柱(20)支撑，在中间支柱(20)上通过轴承套设有从动轮(16)，从动轮(16)与底盘(2)连接，在电机(21)的转轴上设置有主动轮(19)，从动轮(16)与主动轮(19)通过传动带(17)相连。

2.根据权利要求1所述的薄壁圆环截面合金铸件原位离心铸造设备，其特征在于保温筒(4)的材质为氧化锆。

3.根据权利要求1所述的薄壁圆环截面合金铸件原位离心铸造设备，其特征在于铸型(7)的腔体(14)为圆筒形腔体或者锥筒形腔体，铸型(7)为两半式铸型通过固定螺栓(12)连接，铸型(7)上部开有跑气孔(13)。

4.根据权利要求1所述的薄壁圆环截面合金铸件原位离心铸造设备，其特征在于上压板(8)中心孔与限位导柱(9)间隙配合，通过旋拧轴向限位螺母(10)来调节上压板(8)的位置。

5.根据权利要求1所述的薄壁圆环截面合金铸件原位离心铸造设备，其特征在于沿着底盘(2)的圆周方向开有多组螺栓孔，每组螺栓孔沿着底盘(2)的径向间隔分布多个螺栓孔，径向限位座(18)通过螺栓固定在螺栓孔处，保温筒(4)卡设在径向限位座(18)之间。

6.根据权利要求1所述的薄壁圆环截面合金铸件原位离心铸造设备，其特征在于在石墨底环(1)的内环和外环上分别开有卡槽(1-1)，石墨外筒(5)和石墨内筒(6)置于卡槽(1-1)内。

7.根据权利要求1所述的薄壁圆环截面合金铸件原位离心铸造设备，其特征在于该薄壁圆环截面合金铸件原位离心铸造设备置于箱体(23)内。

8.应用如权利要求1所述的薄壁圆环截面合金铸件原位离心铸造设备进行薄壁圆环截面合金铸件原位离心方法，其特征在于该原位离心方法按照下列步骤实现：

一、将铸型(7)置于在石墨加热器和保温筒(4)的顶部，铸型(7)的腔体(14)与石墨加热器的圆环柱形空腔相连通；

二、在铸型(7)的顶面垫有胶圈(11)，将上压板(8)放置在胶圈(11)上方，上压板(8)中心孔穿过限位导柱(9)，并与之呈间隙配合，通过旋拧限位导柱(9)上的限位螺母(10)使上压板(8)压紧铸型(7)；

三、开启感应加热线圈(3)对石墨加热器内的合金原材料(15)加热，当合金原材料(15)完全熔化后，开启电机(21)带动主动轮(19)转动，然后通过传动带(17)进一步带动从动轮(16)和底盘(2)一同转动，石墨加热器内的熔融金属在离心力的作用下充满铸型(7)的筒型腔体内凝固成形，完成原位离心铸造；

四、将限位导柱(9)上的限位螺母(10)旋拧下来，取下上压板(8)，随后将铸型(7)取下，打开铸型(7)，取出离心铸造的铸件。