[发明专利]一种在真空熔铸设备内实现型壳加热与保温的方法与装置

说明书

本发明涉及一种在真空熔铸设备内实现型壳加热与保温的方法与装置，其中所述装置包括用于给型壳装置加热或保温的保温包和离心托盘装置；保温包设置在真空熔铸设备内，保温包底部设置第二开口，真空熔铸设备底部设置第一开口，第一开口和第二开口对正；离心托盘装置用于装载型壳装置，且离心托盘装置与真空离心铸造设备相互独立；当载有型壳装置的离心托盘装置从第一开口进入真空离心铸造设备时，型壳装置恰好通过第二开口进入保温包内，且离心托盘装置能够与第一开口配合组装实现第一开口的真空密封。本发明可在真空熔铸设备内部进行型壳的加热与保温，且方便离心托盘装置和型壳装置的单独搬运与装配，并能满足离心浇注的工艺要求。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，尤其涉及一种在真空熔铸设备内实现型壳加热与保温的方法与装置。

背景技术

高温钛合金与钛铝合金被广泛应用于航空航天耐热结构邻域且展现出很大的应用前景，但这两类合金的铸造流动性差，凝固冷却过程中的应力大，易开裂，使得其铸件完整性、可靠性大打折扣。目前已有多项研究表明，提高浇注时铸型或型壳的温度可大大改善高温钛合金与钛铝合金的流动充型能力，浇注后再将型壳保温一段时间后冷却可明显起到缓释应力，减少变形开裂的作用。由此，便提出了进行型壳加热与保温凝固的新型铸造工艺。

在真空熔铸过程中，为提高铸型或型壳的温度，现有的方法就是先将型壳或装有型壳的砂箱置于单独的加热设备中加热到一定温度并保温一段时间，之后取出，再转移到真空熔铸设备内安置固定，然后抽真空，最后对坩埚内的金属料加热熔炼至液态进行浇注。这样的型壳预热方法存在以下明显弊端：(1)将被加热到较高温度的型壳或砂箱(装有型壳)从一个设备内转移到真空熔铸设备内安置固定的操作非常不方便，工作效率低，而且还非常危险，尤其是对于较大较重的型壳或砂箱。(2)转移过程中处于高温状态的型壳或砂箱(装有型壳)会对工作人员造成热辐射，损害健康；(3)为保证转移的安全性，型壳或砂箱(装有型壳)的被允许的预热温度不可能太高；(4)转移安置过程、抽真空及金属料的加热熔炼过程中被加热的型壳一直处于等待状态，热量损耗严重，型壳的实际温度难以有效监测和控制，等到最后浇注时型壳的实际温度难以保证符合理论预设值，使得实际工艺不稳定。

发明内容

针对上述技术中的相关技术问题，本发明第一方面提供一种在真空熔铸设备内实现型壳加热与保温的装置，包括用于给型壳装置加热或保温的保温包和离心托盘装置；

所述保温包设置在真空熔铸设备内，所述保温包底部设置第二开口，所述真空熔铸设备底部设置第一开口，所述第一开口和所述第二开口对正；

所述离心托盘装置用于装载型壳装置，并能带动所述型壳装置离心转动，且所述离心托盘装置与所述真空离心铸造设备相互独立；

当载有所述型壳装置的所述离心托盘装置从所述第一开口进入所述真空离心铸造设备时，所述型壳装置恰好通过所述第二开口进入所述保温包内，且所述离心托盘装置能够与所述第一开口配合组装实现所述第一开口的真空密封。

可选的，所述保温包为圆筒形结构，且所述保温包顶部开设第三开口，所述第三开口处安放浇口杯或导流槽。

可选的，所述保温包底部还固定设置有法兰环底座，所述法兰环底座与所述真空熔铸设备底部之间能够通过GH4169合金材质的螺栓螺母实现连接紧固。

可选的，所述离心托盘装置包括用于固定所述型壳装置的离心盘、位于所述离心盘下方的法兰盘及固定在所述离心盘中心下端的真空密封传动轴；所述真空密封传动轴贯穿所述法兰盘并与所述法兰盘转动连接，所述第一开口下端还设置有与所述法兰盘配套的法兰环。

可选的，所述保温包包括外壳体和设置在所述外壳体内部的发热体，所述发热体与外接电源连接实现通电发热。

可选的，所述外壳体内侧向内依次均匀设置有多层耐高温隔热屏，且所述发热体通过陶瓷螺栓螺母固定在最内层所述耐高温隔热屏的内表面上。