一種高溫合金母材真空鑄造裝置及使用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬鑄造成型技術領域，特別涉及一種高溫合金母材真空鑄造裝置及使用方法。尤其涉及一種多規格高溫合金母材真空鑄造裝置及使用方法。
【背景技術】
[0002]高溫合金是生產航空航天部件、汽車零配件、造船和化工部件的重要材料，我國每年約需近萬噸高溫合金，產值數億元。雖然高溫合金的制備技術已經發展了幾十年，技術已經較成熟，但仍然面臨著諸多亟待解決的問題。
[0003]目前高溫合金母材的生產工藝是在真空狀態下熔煉合格的合金熔體倒入相同規格的預先烘烤好的錠模中，待降溫以后破真空運輸到廠房內，然后經脫模、切冒口、探傷、扒皮，定尺后成為合格廣品。
[0004]傳統的高溫合金母材生產工藝受到一爐只能澆注一種規格的錠模的限制，同時傳統工藝生產的鋼錠外部容易出現冷濺、夾渣等缺陷，內部容易出現疏松、縮孔等缺陷，嚴重影響高溫合金母材的質量和成材率。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種高溫合金母材真空鑄造裝置及使用方法，解決了現有高溫合金鑄造過程中易出現冷濺、孔洞、疏松和縮孔等內部和外部質量缺陷的問題。通過在澆注過程中使水口始終浸沒在熔體內及在高溫合金凝固過程中施加振動，打碎凝固過程中的樹枝晶，避免了枝晶間搭橋的產生，同時折斷的枝晶成為新的形核核心，細化了等軸晶，有效改善了高溫合金母材的內、外部質量，滿足高溫合金母材高純凈度，有效提高了成材率。
[0006]—種高溫合金母材真空鑄造裝置，包括真空感應爐1、熔煉爐2、導流槽3、中間包4、水口開關5、擋板6、水口 7、錠模8、錠模固定裝置9、導向支撐桿10、升降振動臺11、升降絲桿12、振動器13、振動連接管線14、底座15、升降電機16、振源17。真空感應爐I上部為熔煉室，熔煉爐2和導流槽3在真空感應爐I內的上部，導流槽3處于中間包4和擋板6的上方，水口 7安裝在中間包4的下方，水口開關5在水口7上;真空感應爐I下部為熔鑄室:錠模8安裝在錠模固定裝置9內并固定在升降振動臺11上，導向支撐桿10固定在升降振動臺11的兩側，升降絲桿12上部與升降振動臺11相連，下部通過底座15與升降電機16相連，升降電機16在底座15內，振動器13上部與升降振動臺11相連，振動器13下部在底座15內通過振動連接管線14與真空感應爐I外部的振源17相通。
[0007]本裝置除振源17和部分振動連接管線14外，其他部件均設置在真空感應爐I內。
[0008]本裝置還設置有常規的真空感應爐I密封裝置、測溫裝置、閥門部件及其它支撐機構等必要裝置或部件，以保證真空爐感應爐I的正常工作。
[0009]—種高溫合金母材真空鑄造裝置的使用方法，其具體步驟與參數如下:
[0010]1、高溫合金母材的冶煉、澆注、凝固成型全部在真空感應爐I內進行。[0011 ] 2、高溫合金熔體的冶煉在熔煉爐2內進行;待合金熔體冶煉完畢后，通過導流槽3平緩的注入到中間包4內；在擋板6的阻隔下，中間包4內熔體液面上升緩慢，液面波動小。中間包4內液面到達中間包4高度二分之一后，打開水口開關5，熔體經水口 7澆注到錠模8中。
[0012]3、水口7在澆注前插入錠模8內，水口7底部距錠模8底部的距離小于等于20mm，避免在澆注過程中產生冷濺，當錠模8中液面超過水口 7底部30?50mm時，打開升降器，并使升降振動臺11緩慢下降，升降振動臺11速度為0.5?30mm/s，保證水口7始終浸沒在金屬熔體中。
[0013]4、澆注錠模8可以是相同規格的錠模8，也可是不同規格的錠模8，生產母材直徑為Φ 30?100mm。當澆注不同規格錠模8時，要更換對應的水口 7，錠模8直徑Φ 30?50mm對應水口 7直徑為Φ 10、錠模8直徑Φ 51?80mm對應水口 7直徑為Φ 30、錠模8直徑Φ 81?10mm對應水口 7直徑為Φ 50。
[0014]5、澆注過程結束后，停止升降，打開振動器13，對錠模8進行振動處理，減輕鋼錠的疏松和縮孔缺陷，振動器13對鑄錠的振頻為0.5?50Hz，振幅為I?20mm，振動處理時間為I?2h0
[0015]振動器13的振動方式為氣動、電動或者液壓振動。
[0016]本發明的設計原理是基于高溫合金高純度的要求，設計一種能在完全真空狀態下的高溫合金冶煉和鑄造裝置，來完成多規格高溫合金母材鑄造作業。在保持真空爐中熔煉爐、中間包、錠模的真空度不變，即不泄露進入大氣的狀態下進行高溫合金冶煉和鑄造成型作業高溫合金的冶煉、澆注、凝固成型均在真空感應爐內完成。解決高溫合金鑄造過程中出現的內部和外部質量缺陷，滿足高溫合金母材高純凈度、高成材率的要求。
[0017]本發明的優點在于:
[0018]1、與現有技術的鑄造裝置相比，由于采取了多規格錠模生產，能同時生產不同規格的高溫合金母材，提高了產品的多樣性和滿足小批量生產的要求。
[0019]2、采用了中間包、水口裝置，能有效改善鑄錠表面冷濺、夾渣等缺陷，采用振動裝置，有利于破碎和細化中心等軸晶，有效改善鑄錠中疏松和縮孔缺陷，提高了高溫合金母材的質量和成材率。
【附圖說明】
[0020]圖1為高溫合金母材真空鑄造裝置示意圖。其中，真空感應爐1、熔煉爐2、導流槽3、中間包4、水口開關5、擋板6、水口 7、錠模8、錠模固定裝置9、導向支撐桿1、升降振動臺11、升降絲桿12、振動器13、振動連接管線14、底座15、升降電機16、振源17。
【具體實施方式】
[0021]實施例1
[0022]下面結合【附圖說明】本發明的【具體實施方式】。
[0023]一種高溫合金母材真空鑄造裝置，包括真空感應爐1、熔煉爐2、導流槽3、中間包4、水口開關5、擋板6、水口 7、錠模8、錠模固定裝置9、導向支撐桿10、升降振動臺11、升降絲桿12、振動器13、振動連接管線14、底座15、升降電機16、振源17。真空感應爐I上部為熔煉室，熔煉爐2和導流槽3在真空感應爐I內的上部，導流槽3處于中間包4和擋板6的上方，水口 7安裝在中間包4的下方，水口開關5在水口7上;真空感應爐I下部為熔鑄室:錠模8安裝在錠模固定裝置9內并固定在升降振動臺11上，導向支撐桿10固定在升降振動臺11的兩側，升降絲桿12上部與升降振動臺11相連，下部通過底座15與升降電機16相連，升降電機16在底座15內，振動器13上部與升降振動臺11相連，振動器13下部在底座15內通過振動連接管線14與真空感應爐I外部的振源17相通。
[0024]本裝置除振源17和部分振動連接管線14外，其他部件均設置在真空感應爐I內。
[0025]本裝置還設置有常規的真空感應爐I密封裝置、測溫裝置、閥門部件及其它支撐機構等必要裝置或部件，以保證真空爐感應爐I的正常工作。
[0026]其使用方法的具體步驟與參數如下:
[0027]1、高溫合金母材的冶煉、饒注、凝固成型全部在真空感應爐I內進行。
[0028]2、高溫合金熔體的冶煉在熔煉爐2內進行;待合金熔體冶煉完畢后，通過導流槽3平緩的注入到中間包4內；在擋板6的阻隔下，中間包4內熔體液面上升緩慢，液面波動小。中間包4內液面到達中間包4高度二分之一后，打開水口開關5，熔體經水口 7澆注到錠模8中。
[0029]3、水口7在澆注前插入錠模8內，水口7底部距錠模8底部的距離為15mm，避免在澆注過程中產生冷濺，當錠模8中液面超過水口7底部40mm時，打開升降器，并使升降振動臺11緩慢下降，升降振動臺11速度為5mm/s，保證水口7始終浸沒在金屬熔體中。
[0030]4、澆注錠模8，生產母材直徑為Φ 80mm，對應的水口 7直徑為Φ 30mm。
[0031]5、澆注過程結束后，停止升降，打開振動器13，對錠模8進行振動處理，減輕鋼錠的疏松和縮孔缺陷，振動器13對鑄錠的振頻為50Hz，振幅為1mm，振動處理時間為Ih。
[0032]振動器13的振動方式為氣動。
【主權項】
1.一種高溫合金母材真空鑄造裝置，其特征在于，包括真空感應爐(I)、熔煉爐(2)、導流槽(3)、中間包(4)、水口開關(5)、擋板(6)、水口(7)、錠模(8)、錠模固定裝置(9)、導向支撐桿(10)、升降振動臺(11)、升降絲桿(12)、振動器(13)、振動連接管線(14)、底座(15)、升降電機(I 6 )、振源(I 7);真空感應爐(I)上部為熔煉室:熔煉爐(2)和導流槽(3)在真空感應爐(I)的上部，導流槽(3)處于中間包(4)和擋板(6)的上方，水口(7)安裝在中間包(4)的下方，水口開關(5)在水口(7)上;真空感應爐(I)下部為熔鑄室:錠模(8)安裝在錠模固定裝置(9)內并固定在升降振動臺(11)上，導向支撐桿(10)固定在升降振動臺(11)的兩側，升降絲桿(12)上部與升降振動臺(11)相連，下部通過底座(15)與升降電機(16)相連，升降電機(16)在底座(15)內，振動器(13)上部與升降振動臺(11)相連，振動器(13)下部在底座(15)內通過振動連接管線(14)與真空感應爐(I)外部的振源(17)相通。2.一種權利要求1所述裝置的使用方法，其特征在于，具體步驟及參數如下: 1)高溫合金母材的冶煉、澆注、凝固成型全部在真空感應爐(I)內進行； 2)高溫合金熔體的冶煉在熔煉爐(2)內進行;待合金熔體冶煉完畢后，通過導流槽(3)平緩的注入到中間包(4)內；在擋板(6)的阻隔下，中間包(4)內熔體液面上升緩慢；中間包(4)內液面到達中間包(4)高度二分之一后，打開水口開關(5)，熔體經水口( 7)澆注到錠模(8)中; 3)水口(7)在澆注前插入錠模(8)內，水口(7)底部距錠模(8)底部的距離小于等于20mm，當錠模(8)中液面超過水口(7)底部30?50mm時，打開升降器，并使升降振動臺(II)緩慢下降，保證水口(7)始終浸沒在金屬熔體中； 4)澆注錠模(8)可以是相同規格的錠模(8)，也可是不同規格的錠模(8)，生產母材直徑為Φ 30?I OOmm;當澆注不同規格錠模(8)時，要更換對應的水口( 7); 5)澆注過程結束后，停止升降，打開振動器(13)，對錠模(8)進行振動處理，振動器(13)對鑄錠的振頻為0.5?50Hz，振幅為I?20mm，振動處理時間為I?2h。3.根據權利要求2所述的使用方法，其特征在于，其中升降振動臺(11)速度為0.5?30mm/s。4.根據權利要求2所述的使用方法，其特征在于，其中水口(7)直徑為Φ10對應錠模(8)直徑Φ 30?50mm、水口( 7)直徑為Φ 30對應錠模(8)直徑Φ 51?80mm、水口( 7)直徑為Φ 50對應錠模(8)直徑Φ81?100mm。5.根據權利要求2所述的使用方法，其特征在于，其中振動器(13)的振動方式為氣動、電動或者液壓振動。
【專利摘要】一種高溫合金母材真空鑄造裝置及使用方法，屬于金屬鑄造成型技術領域。包括真空感應爐、導流槽、中間包、水口、錠模、振動器、振動連接管線等；熔煉爐和導流槽在真空感應爐內的上部，振動器上部與升降振動臺相連；高溫合金母材的冶煉、澆注、凝固成型全部在真空感應爐內進行；水口在澆注前插入錠模內，生產母材直徑為Φ30～100mm。優點在于，能同時生產不同規格的高溫合金母材，提高了母材的質量和成材率。
【IPC分類】B22D27/08, B22D18/06
【公開號】CN105710344
【申請號】CN201610232749
【發明人】王超, 章清泉, 李振瑞, 李明揚, 曹宇, 吳會云, 魏然, 李崇巍, 高春紅
【申請人】北京北冶功能材料有限公司