CN112453374A - 一种恒容式定量浇注方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种恒容式定量浇注方法，属于铝合金铸造技术领域；具体包括设置在保温炉体外部的定量容器以及控制***；定量容器设置有进液口和第一出液口，保温炉体设置有第二出液口，进液口与第二出液口相连接；定量容器内设置有活塞杆，通过定量液位传感器检测到液位到达定量位置H时，控制***发出指令信号，压力控制器将保温炉体内气体压力卸压，当热电偶测合金熔体温度符合浇注温度T时，控制***发出指令信号，活塞杆提升打开定量容器的第一出液口，合金熔体经输送装置浇入到模具中完成浇注；本发明具有精度高、结构简单、成本低和易维护的特点，降低了企业的生产成本，提高了企业的生产效率，使整个定量浇注过程趋于自动化。

Description

一种恒容式定量浇注方法

技术领域

本发明涉及铝合金铸造技术领域，具体为一种恒容式定量浇注方法。

背景技术

铝合金因其具有高的比强度、良好的导热、导电性能和优异的耐腐蚀性能，被广泛的应用于航空航天、汽车制造和仪器电子等领域。在铝合金产品的生产铸造过程中，传统的工人手提浇包的浇注方式存在工人劳动强度大、生产效率不高、产品质量不一致，还会造成材料的浪费。不能满足目前对铝合金铸造生产的需求，这促使人们去改进浇注方式，为此人们开发了铝合金定量浇注***。同传统的工人手提浇包的浇注方式相比，定量浇注能够实现生产的自动化和机械化，这不仅大大降低了工人的受伤风险，而且使浇注的精度提高，降低了材料的浪费。常见的铝合金的定量浇注方式有激光式、真空式、定量泵式和气压式的定量浇注***。

激光式浇注是用激光扫描浇杯的液面高度，来调整浇注速度。其优点是自动化程度高，但激光式定位受铝液温度和表面质量影响较大。

真空式浇注是在浇注前先将浇注缸内抽真空，缸内真空度余压≤0.8pa，靠熔体的自重或者压力差来进行浇注。其实现定量浇注是通过模具下的重量传感器来进行控制。其优势是可靠性较好，但其结构复杂、成本较高。

电磁定量泵式浇注是通过电磁泵的输送管向铸造机的容器输送熔体并控制其液位高度，利用时间控制浇注流量。其优势是结构简单，但因电磁泵采用的是交流浸入式电磁泵，需要长期浸入在高温熔体中，对电磁泵材料的性能要求很高，并且不易维护。

气压式浇注***是经由气包提供气体，在保温炉内建立定量的气压，利用出液口和保温炉内的压力差∆p，使熔体上升排出，完成浇注。其实现定量的原理是通过对压力进行稳定控制，实现浇注速度不变，用浇注时间来控制浇注量。气压式定量浇注的优势是能够实现自动化，但其设备结构比较复杂，并且在连续浇注的时候，因为保温炉内熔体的液面在不断下降，导致压力值在不断的变化，因此需要设置复杂的程序来不断的调整炉内的压力。

为此针对以上几种定量浇注方式面对的结构复杂、不易维护和精度不足的技术问题，开发一种结构简单、易维护和精度高的定量浇注方式具有重要的现实意义。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种浇注精度高的简易恒容式定量浇注方法，以降低生产制造成本，提高生产效率。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种恒容式定量浇注方法，包括以下步骤：

a）在保温炉体外部设置定量容器以及控制***，所述定量容器设置有进液口和第一出液口，所述进液口与保温炉体设置的第二出液口相连接；第一出液口通过输送装置与模具相连；在定量容器内设置活塞杆，活塞杆用于对第一出液口开启和封堵；所述控制***包括控制器。

b）在定量容器内设置液位传感器和热电偶，在保温炉体内设置压力传感器和压力控制器；液位传感器、热电偶、压力传感器与控制器相连接；控制器与活塞杆的控制端，以及压力控制器导线连接；通过液位传感器和热电偶向控制器传输的信号控制活塞杆和压力控制器的工作，所述压力传感器用于检测保温炉体内的气体压力。

c）控制***中选择浇注铸件的相应参数，包括保温炉体的工作压力P和定量容器内的浇注温度T和定量位置H。

d）将合金熔体输入到保温炉体体中；进行浇注工作时，控制***发出指令信号使活塞杆压紧，同时压力控制器将保温炉体内气体压力升至工作压力P。

e）合金熔体通过第二出液口和定量容器的进液口注入到定量容器内。

f）通过液位传感器检测到液位到达定量位置H时，控制***发出指令信号，压力控制器将保温炉体内气体压力卸压，当热电偶测合金熔体温度符合浇注温度T时，控制***发出指令信号，活塞杆提升打开定量容器的第一出液口，合金熔体经输送装置浇入到模具中完成浇注。

优选的，定量容器可拆卸连接在保温炉体的外壁，所述进液口与第二出液口直接对接，进液口设置有朝向第二出液口方向的回流倾角。

更优的，所述回流倾角为2-3°。

优选的，所述定量容器内的底部设置有朝向第一出液口的倾角，所述倾角为5-10°。

优选的，定量容器内设置有定量液位传感器和异常液位传感器，定量液位传感器检测到液位到达定量位置H时，控制***发出指令信号，如发生故障，异常液位传感器检测到液位到达警示线，控制***发出指令信号。

优选的，定量容器外包裹有钢外壳；所述钢外壳与定量容器器壁之间设置有耐火材料。

优选的，所述活塞杆为钢芯杆；所述钢芯杆的外壁包覆有石墨或陶瓷层。

优选的，所述定量容器上方设有保护罩，所述保护罩用于防止熔体被过度氧化污染。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：

本发明具有精度高、结构简单、成本低和易维护的特点，其精度可达到≤±1%；本发明所使用的外置式定量容器和活塞外套全部采用与铸液不润湿、不反应和耐高温的石墨或陶瓷材料制成；定量容器进液口设置有2~3°倾角，便于多余铝液回流；定量容器上方配有热电偶、定量液位传感器和异常液位传感器，能够更精准的检测铝液温度和液面位置；定量容器下部设有5~10°倾角，便于熔体流出；定量容器上方设有保护罩，防止熔体被过度氧化污染；外置式定量装置便于针对不同规格产品快捷更换不同内径的外置式定量容器来生产不同规格的铸件，降低了企业的生产成本，提高了企业的生产效率，使整个定量浇注过程趋于自动化。

附图说明

图1是实施例所述定量浇注装置的结构示意图。

图2是实施例所述定量装置的结构示意图。

图中，1为控制器、2为压力传感器、3为压力控制器、4为保温炉体、6为加热装置、7为升液管、8为升降装置、9为输送槽、10为模具、11为保护罩、12为异常液位传感器、13为定量液位传感器、14为定量容器、15为耐火材料、16为钢外壳、17为钢芯杆、18为石墨或陶瓷外套、19为热电偶、20为活塞、21为进液口、22为第一出液口、23为第二出液口。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1所示，是一种恒容式定量浇注装置，包括保温炉体4，保温炉体4下部设置有升降装置8。在保温炉体外部还安装有定量容器14以及控制***；定量容器14上部装有保护罩11；定量容器14外包裹有钢外壳16；钢外壳16与定量容器14器壁之间设置有耐火材料15。定量容器14的容器侧壁上端设有进液口21和第一出液口22，保温炉体4设置有第二出液口23，定量容器14通过螺栓可拆卸连接在保温炉体4的外壁上，进液口21与第二出液口23直接对接；进液口21设置有朝向第二出液口23方向的2-3°回流倾角；如图2所示，定量容器14内设置有电动的活塞杆，活塞杆与保护罩11连接，活塞杆底部为活塞20，活塞杆为钢芯杆17，钢芯杆17的外壁设置有石墨或陶瓷外套18。活塞杆带动活塞20用于对第一出液口22开启和封堵；第一出液口22通过输送槽9与模具10相连；控制***包括控制器1、设置在定量容器14内的异常液位传感器12、定量液位传感器13和热电偶19、设置在保温炉体4内的压力传感器2和压力控制器3；异常液位传感器12、定量液位传感器13、热电偶19、压力传感器2与控制器1相连接，控制器1与活塞20的控制端，以及压力控制器3导线连接；通过定量液位传感器13和热电偶19向控制器1传输的信号控制活塞20的提升和下压，以及控制压力控制器3的工作，压力传感器2用于检测保温炉体4内的气体压力。

本发明提出的恒容式定量浇注装置的定量浇注方法的步骤为：

（1）确定定量熔体，选择相对应的定量容器，控制***中选择浇注铸件的相应参数，工作压力P、浇注温度T和定量位置H。

（2）铝合金熔体从进料管输入到保温炉体体中。

（3）当进行浇注工作时，控制***发出指令信号使活塞杆压紧，同时压力控制器3将保温炉体4内压力升至工作压力P。

（4）铝合金熔体被压入升液管7，经过升液管7注入到外置式定量容器14内。

（5）外置式定量容器14上方设有1个热电偶19和铝合金熔体定量液位传感器13和异常液位传感器12，通过定量液位传感器13检测到铝合金熔体液位到达定量位置H时，控制***发出指令信号，压力控制器3将保温炉体4内气体压力卸压，定量容器14内多余的铝合金熔体经带有斜度的进液口流回保温炉体4内，当热电偶19测铝合金熔体温度符合浇注温度T时，控制***发出指令信号，活塞杆提升打开定量容器14的出液口，铝合金熔体经输送槽9浇入到模具10中完成浇注。

（6）如果接下来更改浇注的铸件规格，只需更换相应配套的不同内径的外置式定量容器14和重新选择控制***的铸件参数即可。更换外置式定量容器14和选择铸件参数完成后，活塞杆和压力控制器3进入工作状态，进行下一轮浇注。如果仍浇注原铸件，活塞杆和压力控制器3进入工作状态，进行下一轮浇注。

本发明具有精度高、结构简单、成本低和易维护的特点，其精度可达到≤±1%。本发明所使用的的外置式定量坩埚和活塞外套全部采用与铝液不润湿、不反应和耐高温的石墨或陶瓷材料制成。定量坩埚进液口设置有2~3°倾角，便于多余铝液回流。定量容器上方配有1个热电偶、1个定量液面位置传感器和1个异常液面位置传感器，能够更精准的检测铝液温度和液面位置。定量容器下部设有5~10°倾角，便于熔体流出。定量容器上方设有保护罩，防止熔体被氧化污染。本方法通过更换不同内径的外置式定量坩埚来生产不同规格的铸件，降低了企业的生产成本，提高了企业的生产效率，使整个定量浇注过程趋于自动化。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种恒容式定量浇注方法，其特征在于，包括以下步骤：

a）在保温炉体外部设置定量容器以及控制***，所述定量容器设置有进液口和第一出液口，所述进液口与保温炉体设置的第二出液口相连接；第一出液口通过输送装置与模具相连；在定量容器内设置活塞杆，活塞杆用于对第一出液口开启和封堵；所述控制***包括控制器；

b）在定量容器内设置液位传感器和热电偶，在保温炉体内设置压力传感器和压力控制器；液位传感器、热电偶、压力传感器与控制器相连接；控制器与活塞杆的控制端，以及压力控制器导线连接；通过液位传感器和热电偶向控制器传输的信号控制活塞杆和压力控制器的工作，所述压力传感器用于检测保温炉体内的气体压力；

c）控制***中选择浇注铸件的相应参数，包括保温炉体的工作压力P和定量容器内的浇注温度T和定量位置H；

d）将合金熔体输入到保温炉体体中；进行浇注工作时，控制***发出指令信号使活塞杆压紧，同时压力控制器将保温炉体内气体压力升至工作压力P；

e）合金熔体通过第二出液口和定量容器的进液口注入到定量容器内；

f）通过液位传感器检测到液位到达定量位置H时，控制***发出指令信号，压力控制器将保温炉体内气体压力卸压，当热电偶测合金熔体温度符合浇注温度T时，控制***发出指令信号，活塞杆提升打开定量容器的第一出液口，合金熔体经输送装置浇入到模具中完成浇注。

2.根据权利要求1所述的一种恒容式定量浇注方法，其特征在于，定量容器可拆卸连接在保温炉体的外壁，所述进液口与第二出液口直接对接，进液口设置有朝向第二出液口方向的回流倾角。

3.根据权利要求2所述的一种恒容式定量浇注方法，其特征在于，所述回流倾角为2-3°。

4.根据权利要求1所述的一种恒容式定量浇注方法，其特征在于，所述定量容器内的底部设置有朝向第一出液口的倾角，所述倾角为5-10°。

5.根据权利要求1所述的一种恒容式定量浇注方法，其特征在于，定量容器内设置有定量液位传感器和异常液位传感器，定量液位传感器检测到液位到达定量位置H时，控制***发出指令信号，如发生故障，异常液位传感器检测到液位到达警示线，控制***发出指令信号。

6.根据权利要求1所述的一种恒容式定量浇注方法，其特征在于，定量容器外包裹有钢外壳；所述钢外壳与定量容器器壁之间设置有耐火材料。

7.根据权利要求1所述的一种恒容式定量浇注方法，其特征在于，所述活塞杆为钢芯杆；所述钢芯杆的外壁包覆有石墨或陶瓷层。

8.根据权利要求1所述的一种恒容式定量浇注方法，其特征在于，所述定量容器上方设有保护罩，所述保护罩用于防止熔体被过度氧化污染。

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