CN114160783B - 一种多层铝基复合材料的真空铸造设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多层铝基复合材料的真空铸造设备，包括：主真空仓及与所述主真空仓内侧连通的副真空仓，所述主真空仓与所述副真空仓通过隔离门分隔，所述主真空仓的内侧设置有两个中转传送带，且两个中转传送带的一端通过U型传送带连接，所述副真空仓的内侧设置有两个普通传送带，两个所述普通传送带位于两个所述中转传送带远离所述U型传送带的一端；两个所述中转传送带之间形成用于SiC颗粒放置的中央存放区，且中央存放区处设置有自动机械臂；所述主真空仓的内侧位于所述中转传送带的上方设置有四个熔炼浇铸炉，且所述主真空仓与所述副真空仓还与安装在所述副真空仓上的抽真空组件连通。

Description

一种多层铝基复合材料的真空铸造设备
技术领域
本发明涉及多层复合材料铸造领域，具体是一种多层铝基复合材料的真空铸造设备。
背景技术
随着科学技术的快速发展，各个领域对材料的要求越来越高，而单层材料在性能上也难以满足复杂零部件对材料的性能要求，因此多层复合材料日益受到企业和科研院所的重视，亟待开发设计多层铝基复合材料成型设备。
现有的一种多层复合材料一次铸造成形设备与工艺，可以将多层复合材料一次成形，实现短流程复合，从而获得的复合材料；主要是用来制备多层板材和棒材，而不能适用于直接成型形状复杂的零件；
还有层状金属复合材料制造设备，该工艺通过将芯棒材料安装在导电结晶器的中心，通过自耗电极对电渣进行加热熔化，同时启用超声波振动器对金属液进行超声波处理，以达到细化晶粒的目的，最后得到多层层状复合材料，该设备所生产的产品质量好，但存在技术难度大，成本较高，生产效率不高等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多层铝基复合材料的真空铸造设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多层铝基复合材料的真空铸造设备，包括：
主真空仓及与所述主真空仓内侧连通的副真空仓，所述主真空仓与所述副真空仓通过隔离门分隔，所述主真空仓的内侧设置有两个中转传送带，且两个中转传送带的一端通过U型传送带连接，所述副真空仓的内侧设置有两个普通传送带，两个所述普通传送带位于两个所述中转传送带远离所述U型传送带的一端；
两个所述中转传送带之间形成用于SiC颗粒放置的中央存放区，且中央存放区处设置有自动机械臂；
所述主真空仓的内侧位于所述中转传送带的上方设置有四个熔炼浇铸炉，且所述主真空仓与所述副真空仓还与安装在所述副真空仓上的抽真空组件连通。
作为本发明进一步的方案：所述抽真空组件包括安装在所述副真空仓上的真空泵，所述真空泵通过真空管连接有叶轮腔，所述叶轮腔通过主真空管及副真空管分别与所述主真空仓及所述副真空仓连通。
作为本发明再进一步的方案：所述熔炼浇铸炉的底部安装有与之内侧连通的浇铸管，所述浇铸管上设置有开关阀。
作为本发明再进一步的方案：所述熔炼浇铸炉的内侧设置有搅拌机构，所述搅拌机构包括机械搅拌组件和电磁搅拌组件，所述机械搅拌组件由电机驱动，且所述电机的输出轴还通过传动组件连接所述电磁搅拌组件；
所述电机安装在与所述熔炼浇铸炉通过安装架固定的承接板上。
作为本发明再进一步的方案：所述机械搅拌组件包括转动安装在所述承接板上且与所述电机输出轴固定的搅拌轴及安装在所述搅拌轴上的多个搅拌棒。
作为本发明再进一步的方案：所述电磁搅拌组件包括通过导向组件与所述熔炼浇铸炉内壁滑动连接的磁轭背及与磁轭背连接的多个磁轭端面，所述磁轭端面上安装有线圈；
所述磁轭背与所述传动组件连接。
作为本发明再进一步的方案：所述传动组件包括与所述磁轭背固定的推动杆及铰接在所述推动杆上的连接杆，所述连接杆与转动安装在所述安装架上的曲轴转动连接，所述曲轴通过锥齿轮组与所述电机的输出轴转动连接。
作为本发明再进一步的方案：所述导向组件包括垂直固定在所述熔炼浇铸炉内壁上的导向杆及套设在所述导向杆上且与所述磁轭背固定的导向套。
作为本发明再进一步的方案：所述主真空仓的上端面铰接有主真空仓顶盖，所述副真空仓远离所述主真空仓的一侧铰接有副隔离门。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，将加工过程均于真空环境下操作，避免了材料由于辗转于各个设备之间而造成的能量损失，从而达到降低生产成本，提高产品质量的目的，自动化程度高，实用性强。
附图说明
图1为多层铝基复合材料的真空铸造设备的结构示意图。
图2为多层铝基复合材料的真空铸造设备的俯视图。
图3为多层铝基复合材料的真空铸造设备中熔炼浇铸炉与搅拌机构的连接状态示意图。
图4为多层铝基复合材料的真空铸造设备中电磁搅拌组件与熔炼浇铸炉的连接状态示意图。
图中：1-真空泵、2-副真空仓、3-副隔离门、4-普通传送带、5-模具、6-自动机械臂、7-浇铸管、8-U型传送带、9-主真空仓、10-主真空仓顶盖、11-熔炼浇铸炉、12-中转传送带、13-主真空管、14-副真空管、15-真空管、16-电机、17-承接板、18-线圈、19-安装架、20-曲轴、21-连接杆、22-推动杆、23-锥齿轮组、24-搅拌轴、25-导向组件、26-磁轭背、27-搅拌棒、28-磁轭端面、29-隔离门。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种多层铝基复合材料的真空铸造设备，包括：
主真空仓9及与所述主真空仓9内侧连通的副真空仓2，所述主真空仓9与所述副真空仓2通过隔离门29分隔，所述主真空仓9的内侧设置有两个中转传送带12，且两个中转传送带12的一端通过U型传送带8连接，所述副真空仓2的内侧设置有两个普通传送带4，两个所述普通传送带4位于两个所述中转传送带12远离所述U型传送带8的一端；
两个所述中转传送带12之间形成用于SiC颗粒放置的中央存放区，且中央存放区处设置有自动机械臂6；
所述主真空仓9的内侧位于所述中转传送带12的上方设置有四个熔炼浇铸炉11，且所述主真空仓9与所述副真空仓4还与安装在所述副真空仓2上的抽真空组件连通。
在本发明实施例中，将加工过程均于真空环境下操作，避免了材料由于辗转于各个设备之间而造成的能量损失，从而达到降低生产成本，提高产品质量的目的，自动化程度高，实用性强。
为了方便理解，本发明对上述的具体工作进行详细说明：将A356铝合金加入到两个熔炼浇铸炉11，将A356铝合金加入到另外熔炼浇铸炉11，将SiC颗粒放置到中央存放区，通过抽真空组件对主真空仓9和副真空仓2进行抽真空，使气压小于10Pa，打开四个熔炼浇铸炉11，通电进行加热，将原料加热至660-780之间，待A356铝合金完全熔化后，进行除渣处理；随后通过自动机械臂6向其中两个熔炼浇铸炉11中加入SiC颗粒，并进行搅拌，通过打开两个熔炼浇铸炉11上的浇铸管阀门，将A356铝合金熔体分别浇铸至2个相同模具5中成形，待凝固后，通过中转传送带12及U型传送带8传送至另外熔炼浇铸炉下方的浇铸工位，待第一层A356冷却到100℃时，打开另外熔炼浇铸炉1浇铸管阀门，将SiCp/A356熔体分别浇铸到2个相同模具中成形，浇铸成形后的模具通过自动机械臂6抓取至中央存放区域，铝基复合材料凝固后通过调节主、副真空仓的气压与大气压平衡；先打开主、副真空仓之间的隔离门29，将模具传送至副真空仓2中，然后关闭隔离门29并对副真空仓2进行卸压处理，使之与大气中压力平衡，进行取样，取样完成后，将新的一组模具和原材料从副真空仓2的加入，并对副真空仓2进行抽真空处理，待达到真空环境时打开主、副真空仓隔离门29，将模具传送到指定位置，将原材料加入到相应的熔炼浇铸炉中，多余的原材料放置到中央存放区，待熔炼浇铸炉中原料耗尽时通过自动机械手臂6将其加入进去，重复操作，循环稳定生产。
作为本发明的又一实施例，所述抽真空组件包括安装在所述副真空仓2上的真空泵1，所述真空泵1通过真空管15连接有叶轮腔，所述叶轮腔通过主真空管13及副真空管14分别与所述主真空仓9及所述副真空仓2连通。
设置的真空泵1工作时使得叶轮腔内产生负压，从而通过主真空管13及副真空管14将主真空仓9及副真空仓2内的空气抽出，使得主真空仓9及副真空仓2形成真空环境。
其中需要说明的是，所述主真空管13及副真空管14上均安装有控制阀，以实现在特定需求下，主真空管13及副真空管14可单独开启使用。
作为本发明的又一实施例，所述熔炼浇铸炉11的底部安装有与之内侧连通的浇铸管7，所述浇铸管7上设置有开关阀，设置的开关阀控制浇铸管7的开启，以实现熔炼浇铸炉11内的热熔体流出，实现浇筑。
作为本发明的又一实施例，所述熔炼浇铸炉11的内侧设置有搅拌机构，所述搅拌机构包括机械搅拌组件和电磁搅拌组件，所述机械搅拌组件由电机16驱动，且所述电机16的输出轴还通过传动组件连接所述电磁搅拌组件；
所述电机16安装在与所述熔炼浇铸炉11通过安装架19固定的承接板17上。
设置的电机16工作时带动机械搅拌组件运动，同时通过传动组件带动电磁搅拌组件在熔炼浇铸炉11内进行位置改变，本发明通过机械搅拌与电磁搅拌配合使用，有效的提高了搅拌效果，增加了热熔效率，其中，需要说明的是，所述机械搅拌与电磁搅拌的搅拌方向相反。
具体来说，所述机械搅拌组件包括转动安装在所述承接板17上且与所述电机16输出轴固定的搅拌轴24及安装在所述搅拌轴24上的多个搅拌棒27。
设置的电机16工作时带动搅拌轴24转动，当搅拌轴24转动时带动多组搅拌棒27转动，从而实现对热熔液的搅拌效果。
进一步来说，所述电磁搅拌组件包括通过导向组件25与所述熔炼浇铸炉11内壁滑动连接的磁轭背26及与磁轭背26连接的多个磁轭端面28，所述磁轭端面28上安装有线圈18；
所述磁轭背26与所述传动组件连接。
其中，需要说明的是，每个所述磁轭端面28相对于磁轭背26倾斜设置，相对于垂直方向的倾斜角度为40°，其中，线圈3可以用铜导线、中空铜管或其它高导电率材质的线材、管材缠绕而成，线圈3可接入两相或三相交流电，通入的电流为20A、频率为10Hz。
还需要说明的是，为了防止熔炼浇铸炉11对电磁搅拌产生影响，所述熔炼浇铸炉11采用不导磁的不锈钢制成。
所述传动组件包括与所述磁轭背26固定的推动杆22及铰接在所述推动杆22上的连接杆21，所述连接杆21与转动安装在所述安装架19上的曲轴20转动连接，所述曲轴20通过锥齿轮组23与所述电机16的输出轴转动连接。
在本发明实施例中，设置的电机16工作时通过锥齿轮组23带动曲轴20转动，当曲轴20转动时通过连接杆21及推动杆22的作用可带动磁轭背26于垂直方向往复性移动，从而提高电磁搅拌效果。
所述导向组件25包括垂直固定在所述熔炼浇铸炉11内壁上的导向杆及套设在所述导向杆上且与所述磁轭背26固定的导向套。
所述主真空仓9的上端面铰接有主真空仓顶盖10，所述副真空仓2远离所述主真空仓9的一侧铰接有副隔离门3。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种多层铝基复合材料的真空铸造设备，其特征在于，包括：
主真空仓(9)及与所述主真空仓(9)内侧连通的副真空仓(2)，所述主真空仓(9)与所述副真空仓(2)通过隔离门(29)分隔，所述主真空仓(9)的内侧设置有两个中转传送带(12)，且两个中转传送带(12)的一端通过U型传送带(8)连接，所述副真空仓(2)的内侧设置有两个普通传送带(4)，两个所述普通传送带(4)位于两个所述中转传送带(12)远离所述U型传送带(8)的一端；
两个所述中转传送带(12)之间形成用于SiC颗粒放置的中央存放区，且中央存放区处设置有自动机械臂(6)；
所述主真空仓(9)的内侧位于所述中转传送带(12)的上方设置有四个熔炼浇铸炉(11)，且所述主真空仓(9)与所述副真空仓(2)还与安装在所述副真空仓(2)上的抽真空组件连通。
2.根据权利要求1所述的一种多层铝基复合材料的真空铸造设备，其特征在于，所述抽真空组件包括安装在所述副真空仓(2)上的真空泵(1)，所述真空泵(1)通过真空管(15)连接有叶轮腔，所述叶轮腔通过主真空管(13)及副真空管(14)分别与所述主真空仓(9)及所述副真空仓(2)连通。
3.根据权利要求1所述的一种多层铝基复合材料的真空铸造设备，其特征在于，所述熔炼浇铸炉(11)的底部安装有与之内侧连通的浇铸管(7)，所述浇铸管(7)上设置有开关阀。
4.根据权利要求1所述的一种多层铝基复合材料的真空铸造设备，其特征在于，所述熔炼浇铸炉(11)的内侧设置有搅拌机构，所述搅拌机构包括机械搅拌组件和电磁搅拌组件，所述机械搅拌组件由电机(16)驱动，且所述电机(16)的输出轴还通过传动组件连接所述电磁搅拌组件；
所述电机(16)安装在与所述熔炼浇铸炉(11)通过安装架(19)固定的承接板(17)上。
5.根据权利要求4所述的一种多层铝基复合材料的真空铸造设备，其特征在于，所述机械搅拌组件包括转动安装在所述承接板(17)上且与所述电机(16)输出轴固定的搅拌轴(24)及安装在所述搅拌轴(24)上的多个搅拌棒(27)。
6.根据权利要求4所述的一种多层铝基复合材料的真空铸造设备，其特征在于，所述电磁搅拌组件包括通过导向组件(25)与所述熔炼浇铸炉(11)内壁滑动连接的磁轭背(26)及与磁轭背(26)连接的多个磁轭端面(28)，所述磁轭端面(28)上安装有线圈(18)；
所述磁轭背(26)与所述传动组件连接。
7.根据权利要求6所述的一种多层铝基复合材料的真空铸造设备，其特征在于，所述传动组件包括与所述磁轭背(26)固定的推动杆(22)及铰接在所述推动杆(22)上的连接杆(21)，所述连接杆(21)与转动安装在所述安装架(19)上的曲轴(20)转动连接，所述曲轴(20)通过锥齿轮组(23)与所述电机(16)的输出轴转动连接。
8.根据权利要求6所述的一种多层铝基复合材料的真空铸造设备，其特征在于，所述导向组件(25)包括垂直固定在所述熔炼浇铸炉(11)内壁上的导向杆及套设在所述导向杆上且与所述磁轭背(26)固定的导向套。
9.根据权利要求1所述的一种多层铝基复合材料的真空铸造设备，其特征在于，所述主真空仓(9)的上端面铰接有主真空仓顶盖(10)，所述副真空仓(2)远离所述主真空仓(9)的一侧铰接有副隔离门(3)。
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