[发明专利]一种高真空金属成型设备及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于金属冶炼、铸造领域，具体涉及一种高真空金属成型设备以及该设备的使用方法。

背景技术

随着金属制品制造行业的逐渐发展，金属成型过程中出现的各类问题及相关问题越来越受到行业内研究者的重视。针对易氧化金属成型过程，现有技术中往往采用高真空金属成型工艺，在该工艺过程中对金属合金成型后的氧含量的要求以及其他各类杂质的引入日渐严格。

为了对易氧化金属成型过程进行精细控制，从而进一步提升易氧化金属成型制品的品质，行业内研究人员提出了许多不同的控制方案针对最原始的成型工艺进行了改进。如申请号为201310505183.8名为《金属成型设备》的中国专利的技术方案中提出了一种将熔炼室与模具装置均设于真空环境的金属成型设备，该方案尽管能够减少金属成型过程中气泡的产生，但是将压铸机的压射部分的结构一同放入真空仓体中会对真空环境造成不良影响，压射机构均存在放气的问题，尤其是压射油缸杆在压射过程中还会产生油气，不仅影响真空度的稳定，而且还会直接影响熔料过程中原料的纯度。

申请号为201310638433.5名为《一种高效高真空熔炼压铸方法及其成型设备》的中国专利中提出了一种将真空压铸机的抽真空装置与过渡料仓等其他机构之间分别通过抽气管道各自连接，然后再统一抽真空的方法，从而提高了真空压铸机的真空度和加工效率。该方案存在复杂化现有设备组成结构、真空度控制难、难以使所有部件处真空度均达到高真空的问题。

发明内容

除了上述背景技术中提到的方法以外，还提出有改进设备结构、增加抽真空设备功率等方法，但是上述所有方法均存在增加抽真空过程中能耗、设备结构改造带来的成本提升以及容易引入杂质的问题。为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种无需对现有金属成型设备进行大幅改造即可满足高真空环境下进行金属成型的设备及该设备的使用方法。

本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本发明中提供的高真空金属成型设备，包括熔炼装置、压射装置及成型模具，其中所述熔炼装置包括设有进料口及抽真空组件的熔炼室以及设于熔炼室内的熔炼坩埚组件，所述熔炼坩埚组件包括分瓣式坩埚及设于坩埚外侧的感应加热线圈、设于坩埚瓣体内部及底部的流体循环组件；所述压射装置包括压射料筒和压射组件；所述熔炼室设有出料口与压射料筒密封相连，坩埚组件设于出料口上方；所述压射料筒出料端与成型模具相连。

进一步地，所述流体循环组件包括坩埚底部相隔开的进液集液器及出液集液器，所述进液集液器及出液集液器为封闭储液腔体，且各自设有进液口和出液口， 进液口连接外部液源；所述坩埚瓣体内分设有进液通路与出液通路，所述进液通路与进液集液器相连，所述出液通路与出液集液器相连，在坩埚瓣体内部及底部形成流体循环结构。

再进一步地，所述进液通路与出液通路为设于坩埚瓣体内部的通流孔，两孔路端部以封头相连，封头内部为互通结构。

再进一步地，所述坩埚瓣体内设有通流腔，还设有内部通液管和导流壁腔，所述导流壁腔两端分别与通流腔及进/出液集液器密封连接，形成液流通道；所述内部通液管一端密封连接进/出液集液器，另一端则穿过另一集液器、导流壁腔直通坩埚瓣体内的通流腔；所述内部通液管管径小于导流壁腔截面宽度以及坩埚瓣体内通流腔截面宽度，且内部通液管顶端低于坩埚瓣体内通流腔顶部。

进一步地，所述内部通液管和导流壁腔沿坩埚瓣体均匀分布。

进一步地，所述内部通液管近坩埚瓣体内通流腔侧端部为尖头管。

进一步地，所述感应加热线圈设为管式结构，一侧设为进液端，一侧设为出液端。

进一步地，所述分瓣式坩埚为铜或铜合金等其它低电阻高导热率材质；所述熔炼室还设有测温组件、真空度测量组件、放气组件。

本发明中还提供一种利用本发明中的高真空金属成型设备的使用方法，包括如下步骤：

S01：进料口进料；

S02：向流体循环组件内通热流体对坩埚以及熔炼室进行预热，热流体温度为30-300℃；

S03：预热后对熔炼室进行抽真空；

S04：抽真空结束后，利用感应加热线圈对坩埚内的原料进行加热熔炼；

S05：熔炼完毕后，倾倒熔液至压射料筒内，压射组件将熔液压至成型模具中，获得成型铸件。

进一步地，所述热流体为循环热水、循环热油或者循环热气。

本发明具有以下优点：

1、本发明中的金属成型设备能够在较短的时间内使熔炼室达到高真空度，使熔炼的过程更加纯净、抽取真空的过程节省能耗。