本發明涉及真空鋁合金精密鑄造,更具體地說,涉及一種預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置。
背景技術:
1、預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置是一種用于制造高集成度、高性能復合結構件如新能源汽車電驅殼體、航空航天部件的先進裝備,其核心在于將不銹鋼嵌件預先定位在砂芯或模具中,再通過真空吸鑄工藝注入鋁合金熔體,實現金屬間的可靠冶金結合與尺寸精密控制,其中,真空澆注罐因其能有效排除型腔氣體、抑制鋁液氧化、減少氣孔與縮松缺陷,并顯著提升充型平穩性與鑄件致密度,而被廣泛應用于此類高要求鑄件的生產,成為實現高質量、高成品率的關鍵設備。
2、現有技術在使用時,先將不銹鋼管等嵌件精確定位并固定于砂芯或金屬模具中,再通過導向滑軌與導向滑塊將模具托盤送入真空澆注罐內,關閉罐蓋后抽真空,形成負壓環境。在真空下,熔融鋁合金經升液管從保溫爐平穩吸入型腔完成充型,隨后保壓凝固,有效減少氣體卷入和氧化,促進鋁與不銹鋼界面的清潔、致密結合,鑄件凝固后破真空、開模取出,經清理即得內部集成不銹鋼管路、組織致密、尺寸精確的復合結構件。
3、現有技術在實際使用時,由于真空澆注罐在長期運行中經歷反復冷熱交變,內襯材料易因熱疲勞產生應力開裂,同時,局部過熱或溫度不均會導致模具底部通過高導熱托盤持續吸熱,影響模具的凝固可控性,進而導致鑄件致密度和成品率降低,因此,針對上述技術問題,有必要提供一種預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置,以解決上述的問題。
2、為了實現上述目的,本發明一實施例提供的技術方案如下:
3、一種預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置,包括真空澆注罐本體、分區熱風調控組件、熱適應自調節組件和微間隙熱隔離組件,所述真空澆注罐本體的內部安裝有多個滑動件,所述滑動件的內部滑動連接有固定件,所述固定件的上表面固定連接有托盤,所述真空澆注罐本體的外表面安裝有分區熱風調控組件,所述真空澆注罐本體的內部安裝有熱適應自調節組件,所述真空澆注罐本體的內部安裝有微間隙熱隔離組件;所述分區熱風調控組件包括安裝在真空澆注罐本體內部的多個扇形模塊,所述扇形模塊的內部安裝有加熱室,所述加熱室的內部固定連接有電加熱輔助片。
4、所述熱適應自調節組件包括固定連接在真空澆注罐本體內腔側壁的多個耐高溫支撐桿,每個相鄰所述扇形模塊之間固定連接有伸縮縫,所述伸縮縫的內部開設有多個導風槽;所述微間隙熱隔離組件包括安裝在真空澆注罐本體外表面的處理室,所述處理室和真空澆注罐本體之間安裝有金屬波紋管,所述托盤的內部開設有對準槽,所述金屬波紋管的內部滑動連接有密封塞。
5、作為本發明的進一步改進,所述真空澆注罐本體的外表面安裝有環形變頻高壓風機,所述環形變頻高壓風機的側面安裝有出風口,所述出風口的內部螺紋連接有輸送管,所述輸送管的一端固定連接有高溫氣體儲氣罐,所述高溫氣體儲氣罐的內部固定連接有電加熱器,所述高溫氣體儲氣罐的內腔側壁固定連接有溫度傳感器一,所述扇形模塊的內部固定連接有溫度傳感器三。
6、作為本發明的進一步改進,所述高溫氣體儲氣罐的內部連通有輸氣管,所述輸氣管的外表面安裝有旋轉分配閥,所述輸氣管的一端穿插到真空澆注罐本體的內部安裝有多個分管,所述分管的外表面安裝有連接管,所述連接管的一端與加熱室的內部相連通,所述連接管的外表面安裝有高溫電動球閥。
7、作為本發明的進一步改進,所述耐高溫支撐桿的一端分別與扇形模塊的外表面相連接,所述耐高溫支撐桿的外表面套設連接有碟簧,所述碟簧的一端和扇形模塊的外表面相連接,另一端和真空澆注罐本體的內腔側壁相連接,所述分管的一端與導風槽的內部相連通。
8、作為本發明的進一步改進,所述伸縮縫的內部靠近導風槽處安裝有導風板一和導風板二,所述導風槽為截面由大變小的喇叭形,所述導風槽的內部開設有螺旋槽道,所述導風槽的內部固定連接有耐高溫金屬濾網。
9、作為本發明的進一步改進,所述密封塞的上表面固定連接有隔熱桿,所述隔熱桿的一端固定連接有活塞板,所述對準槽和金屬波紋管的內部安裝有多個滑軌,所述滑軌的內部滑動連接有滑塊,所述滑塊的側面與密封塞的外表面相連接。
10、作為本發明的進一步改進,所述真空澆注罐本體的外表面安裝有低溫惰性氣體儲存罐,所述低溫惰性氣體儲存罐的內部安裝有加熱板,所述低溫惰性氣體儲存罐的內腔固定連接有溫度傳感器二,所述低溫惰性氣體儲存罐的內部連通有惰性氣體輸送管,所述惰性氣體輸送管的一端與處理室的內腔相連通。
11、作為本發明的進一步改進,所述密封塞的底部固定連接有復位桿,所述復位桿的外表面套設連接有復位彈簧,所述復位彈簧的一端與密封塞的下表面相連接,另一端和處理室的內腔底壁相連接。
12、作為本發明的進一步改進,所述托盤的上表面固定連接有均熱板,所述托盤的底部安裝有隔熱墊,所述均熱板采用銅基復合材料制成。
13、作為本發明的進一步改進,所述真空澆注罐本體的外表面通過鉸鏈鉸接有罐蓋,所述真空澆注罐本體的外表面安裝有真空表。
14、相比于現有技術,本發明的優點在于:
15、本方案通過環形變頻高壓風機、高溫氣體儲氣罐、旋轉分配閥和分管的相互配合,并結合導風槽、導風板一與導風板二構成的三角擾流通道,使高溫氣體在模具內形成穩定旋轉渦流,從而實現對鑄型全域的均勻預熱,有效消除局部溫差與熱死角,顯著提升充型前溫度場一致性,為高精度復合鑄件成形奠定熱力學基礎。
16、通過扇形模塊、加熱室、電加熱輔助片與溫度傳感器三的閉環聯動,并結合連接管和高溫電動球閥的相互配合,實現對各扇形模塊區域的熱輸出的按需精準調節,當檢測到區域溫度偏低時即時補熱,達標后自動斷電,從而在保障模具受熱高度均勻的同時,大幅降低無效能耗,達成凝固可控性與節能運行的雙重目標。
17、通過碟簧、耐高溫支撐桿和伸縮縫的相互配合,在真空澆注罐經歷反復冷熱交變過程中,允許相鄰扇形模塊產生微小自由位移,有效吸收熱應力并適應形變,從而從根本上抑制內襯因熱疲勞導致的開裂失效,間接性延長設備的使用壽命,保障長期運行的結構完整性與密封可靠性。
18、通過金屬波紋管、處理室、活塞板、對準槽、滑塊和滑軌的協同作用,當局部溫度超限時,可將低溫氮氣通過輸送管向處理室供氣,通過低溫氮氣推動活塞板瞬時頂起模具,形成微米級熱隔離間隙,從而主動阻斷高導熱均熱板的過量熱傳導,同時滑塊與滑軌限位防止位移超程,確保動作可靠復位,有效避免界面異常凝固,提升嵌件結合質量與鑄件致密度。
19、通過分區熱風調控組件,可在鑄件充型完成后還可于凝固后期重新啟用熱風系統進行保溫或緩冷,利用非高真空窗口高效優化殘余應力分布與晶粒結構,避免因冷卻速率不一致引起的微觀組織缺陷,顯著提高內嵌不銹鋼管復合鑄件的成品率、尺寸精度與綜合服役性能。
1.一種預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置,其特征在于:包括真空澆注罐本體(1),所述真空澆注罐本體(1)的內部安裝有多個滑動件(103),所述滑動件(103)的內部滑動連接有固定件(104),所述固定件(104)的上表面固定連接有托盤(106),所述真空澆注罐本體(1)的外表面安裝有分區熱風調控組件(2),所述真空澆注罐本體(1)的內部安裝有熱適應自調節組件(3),所述真空澆注罐本體(1)的內部安裝有微間隙熱隔離組件(4);
2.根據權利要求1所述的一種預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置,其特征在于:所述真空澆注罐本體(1)的外表面安裝有環形變頻高壓風機(201),所述環形變頻高壓風機(201)的側面安裝有出風口,所述出風口的內部螺紋連接有輸送管(202),所述輸送管(202)的一端固定連接有高溫氣體儲氣罐(203),所述高溫氣體儲氣罐(203)的內部固定連接有電加熱器(204),所述高溫氣體儲氣罐(203)的內腔側壁固定連接有溫度傳感器一(205),所述扇形模塊(209)的內部固定連接有溫度傳感器三。
3.根據權利要求2所述的一種預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置,其特征在于:所述高溫氣體儲氣罐(203)的內部連通有輸氣管(206),所述輸氣管(206)的外表面安裝有旋轉分配閥(208),所述輸氣管(206)的一端穿插到真空澆注罐本體(1)的內部安裝有多個分管(212),所述分管(212)的外表面安裝有連接管(207),所述連接管(207)的一端與加熱室(211)的內部相連通,所述連接管(207)的外表面安裝有高溫電動球閥。
4.根據權利要求3所述的一種預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置,其特征在于:所述耐高溫支撐桿(302)的一端分別與扇形模塊(209)的外表面相連接,所述耐高溫支撐桿(302)的外表面套設連接有碟簧(301),所述碟簧(301)的一端和扇形模塊(209)的外表面相連接,另一端和真空澆注罐本體(1)的內腔側壁相連接,所述分管(212)的一端與導風槽(304)的內部相連通。
5.根據權利要求1所述的一種預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置,其特征在于:所述伸縮縫(303)的內部靠近導風槽(304)處安裝有導風板一(305)和導風板二(306),所述導風槽(304)為截面由大變小的喇叭形,所述導風槽(304)的內部開設有螺旋槽道,所述導風槽(304)的內部固定連接有耐高溫金屬濾網(307)。
6.根據權利要求1所述的一種預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置,其特征在于:所述金屬波紋管(401)的內部滑動連接有密封塞(404),所述密封塞(404)的上表面固定連接有隔熱桿(405),所述隔熱桿(405)的一端固定連接有活塞板(403),所述對準槽(402)和金屬波紋管(401)的內部安裝有多個滑軌(412),所述滑軌(412)的內部滑動連接有滑塊(416),所述滑塊(416)的側面與密封塞(404)的外表面相連接。
7.根據權利要求1所述的一種預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置,其特征在于:所述真空澆注罐本體(1)的外表面安裝有低溫惰性氣體儲存罐(409),所述低溫惰性氣體儲存罐(409)的內部安裝有加熱板(415),所述低溫惰性氣體儲存罐(409)的內腔固定連接有溫度傳感器二(411),所述低溫惰性氣體儲存罐(409)的內部連通有惰性氣體輸送管(410),所述惰性氣體輸送管(410)的一端與處理室(408)的內腔相連通。
8.根據權利要求6所述的一種預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置,其特征在于:所述密封塞(404)的底部固定連接有復位桿(406),所述復位桿(406)的外表面套設連接有復位彈簧(407),所述復位彈簧(407)的一端與密封塞(404)的下表面相連接,另一端和處理室(408)的內腔底壁相連接。
9.根據權利要求1所述的一種預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置,其特征在于:所述托盤(106)的上表面固定連接有均熱板(413),所述托盤(106)的底部安裝有隔熱墊(414),所述均熱板(413)采用銅基復合材料制成。
10.根據權利要求1所述的一種預埋不銹鋼管的鋁合金精密鑄造裝置,其特征在于:所述真空澆注罐本體(1)的外表面通過鉸鏈鉸接有罐蓋(101),所述真空澆注罐本體(1)的外表面安裝有真空表(102)。