[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

说明书

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，本发明涉及一种合金铸件的离心铸造设备及离心铸造方法，目的是优化传统离心铸造的繁琐工艺，消除熔体转移及浇注时的安全隐患，降低铸件冷隔、夹杂、气孔等缺陷，避免浇道中合金的浪费，提高生产效率，降低成本。本发明原位离心铸造设备中合金原材料装入被固定在底盘上的石墨加热器内，加热器外侧放置保温筒，再外侧设置感应加热线圈，铸型置于加热器和保温筒的顶部，底盘圆心处固定一根限位导柱，通过旋拧轴向限位螺母使上压板下移与底盘一起固定中间各部件。本发明原位离心铸造方法是使合金原材料在离心装置中熔化并在离心力的作用下充满铸型型腔凝固成形，实现原位熔炼和原位离心的耦合。

技术领域

本发明涉及一种合金铸件的离心铸造设备及离心铸造方法。

背景技术

目前，对于薄壁筒型合金铸件成形，通常采用离心铸造技术，因为其具有金属液充型速度快、补缩压力大等特点。

但是传统的离心铸造过程是需要通过分离开的熔炼设备和离心铸造设备分步使用而完成的，一般来说需要在熔炼设备中进行熔炼，再通过转移熔体到离心铸造设备中进行浇注，这一过程不仅增加了工艺的繁琐性，而且在转移熔体及浇注过程中对使用人也存在着安全隐患；同时，转移熔体时间较长则会存在高温熔体与空气直接接触过长时间而导致大量的气体进入以及部分氧化；另外，在浇注过程中由于浇注速度的不稳定，很容易产生冷隔、卷气；其次，由于熔炼设备是分开的，导致合金中产生夹杂的可能性也大大提高；不仅如此，由于这种浇注过程还需要增加相应的浇道，这样就会带来较多的材料浪费在浇道中，导致材料利用率较低，而且成形后还需要进行进一步机械加工，增大了成本。

综上所述，针对传统离心铸造中熔体转移及浇注过程中存在的安全隐患，以及容易产生冷隔、夹杂、气孔及成本较高等问题，需要提出一种全新的离心铸造设备及方法来改善离心铸造工艺，消除转移熔体及浇注过程对人体的安全隐患，来预防这些合金缺陷的产生，并增大材料利用率，降低生产成本，提高生产效率。

发明内容

本发明的目的是为了消除传统离心铸造工艺中转移熔体及浇注过程对人体的安全隐患，降低合金中冷隔、夹杂、气孔缺陷的产生，并增大材料利用率，降低生产成本，提高生产效率；从而提供一种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。

本发明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、感应加热线圈和保温筒；铸型系统为铸型；限位固定系统包括上压板、限位导柱、轴向限位螺母以及底盘；离心旋转系统包括电机、主动轮、从动轮、传动带；所述的石墨加热器由石墨底环、石墨外筒和石墨内筒组成，石墨内筒位于石墨外筒内，石墨外筒和石墨内筒设置在石墨底环上形成圆环柱形空腔，合金原材料装入该圆环柱形空腔内，石墨加热器固定安装在底盘上，保温筒套设在石墨加热器的石墨外筒上，在石墨外筒的外部设置有感应加热线圈，铸型固定置于在石墨加热器和保温筒的顶部，铸型的腔体与石墨加热器的圆环柱形空腔相连通；

在底盘的圆心处竖直固定一根限位导柱，上压板落在铸型上方的胶圈上，上压板的中心孔穿过限位导柱并与之间隙配合，在限位导柱上部的螺纹段上还设置有轴向限位螺母，通过旋拧轴向限位螺母使上压板下压紧固铸型；

底盘通过中间支柱支撑，在中间支柱上通过轴承套设有从动轮，从动轮与底盘连接，在电机的转轴上设置有主动轮，从动轮与主动轮通过传动带相连。

本发明薄壁圆环截面合金铸件原位离心方法按照下列步骤实现：

一、将铸型置于在石墨加热器和保温筒的顶部，铸型的腔体与石墨加热器的圆环柱形空腔相连通；

二、在铸型的顶面垫有胶圈，将上压板落在铸型上方的胶圈上，上压板的中心孔穿过限位导柱并与之间隙配合，利用旋拧限位导柱上的限位螺母使上压板紧固铸型；