[发明专利]一种合金铸造成型装置及其方法

说明书

本发明涉及一种合金铸造成型装置，包括：浇注平台：包括平台及设置于平台上的密封部件，将待铸造的合金铸型放置于密封部件内；真空压差浇注设备：设置于浇注平台上方，真空压差浇注设备包括：一移动装置及设置于移动装置上的差压浇注罐体，移动装置可带动差压浇注罐体沿浇注平台的水平或竖直方向移动；真空熔炼设备：固定设置于浇注平台下方，真空熔炼设备包括：真空罐体及设置于真空罐体内的可移动的熔炼炉，熔炼炉装载熔体，并通过设置于其上的升液管贯通浇注平台及差压浇铸罐体；控制系统，电连接真空熔炼设备和真空压差浇注设备，根据预设程序，控制系统控制熔炼炉移动到与合金铸型下方密封配合的位置，并控制压差浇注罐体移动到密封部件及合金铸型的上方对应位置，密封部件将压差浇注罐体锁紧密封，控制真空熔炼设备内的气压高于压差浇注罐体内的气压，形成压力差，使合金熔体向合金铸型反重力真空浇注，完成真空下的合金铸造成型。

技术领域

本发明涉及一种铸造装置，特别涉及一种合金铸造成型装置及其方法。

背景技术

目前，反重力铸造是一种使合金液在压差作用下逆重力方向充填铸型型腔，并在一定压力下凝固成形的铸造方法，具有充型速度可控、有利于实现顺序凝固和通过浇注系统实现凝固补缩等特点，减少了充型过程中的卷气、二次氧化夹杂等铸造缺陷，铸件组织致密、性能好，是生产优质复合薄壁铸件的最优方法之一。反重力铸造按加压方式不同分为低压铸造、差压铸造、调压铸造和真空吸铸等。

但是上述现有设备无法实现真空熔炼、真空压差浇注及除气处理，而这对于一些轻质铝合金材料，特别是铝锂合金来说非常重要，熔化时的真空熔炼及真空除气处理是实现复合材料高性能的重要保证，并且浇注时需要对熔体进行持续搅拌以维持增强相颗粒的均匀性。

铸造铝锂合金作为一种低密度的轻质铝合金，具有高弹性模量、高比强度和高比刚度等优点，用其取代常规铝合金能使构件质量减少10％～20％，刚度提高15％～20％，英、法、美、俄等先进国家都相继将其列入结构材料的重点发展方向，并且在空间站研究舱等结构部件上获得了一定的应用。

现有技术中，锂元素的高活性导致铝锂合金在熔炼制备和铸造成型过程中面临巨大的挑战：熔铸过程中锂元素极易与大气和铸型反应，熔体吸气严重，导致夹杂、气孔等缺陷，如何实现熔体深度纯净化已成为制约其应用的关键瓶颈。我国在铸造铝锂合金熔炼及铸造成型技术方面研究基础薄弱，尚未有铝锂合金铸件的应用先例，与国外发达技术水平相比还存在巨大的差距，开发铝锂合金专用的熔体、铸造成型装备是突破当前困境的重要途径。

因此，为解决上述目前无法实现真空熔炼、真空压差浇注及除气处理的缺陷，本发明特别提出一种合金铸造成型装备及工艺方法，可以保证合金熔炼和浇注成型过程处于气体保护状态，减少熔体氧化夹杂和含气量，提高熔体质量，减少成型后铸件内部缺陷，显著提高铸件本体力学性能。

发明内容

本发明针对上述无法实现真空熔炼、真空压差浇注及除气处理的技术问题，提出一种合金铸造成型装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种合金铸造成型装置，包括：

浇注平台：包括平台及设置于所述平台上的密封部件，将待铸造的合金铸型放置于所述密封部件内；

真空压差浇注设备：设置于所述浇注平台上方，所述真空压差浇注设备包括：一移动装置及设置于所述移动装置上的差压浇注罐体，所述移动装置可带动所述差压浇注罐体沿所述浇注平台的水平或竖直方向移动；

真空熔炼设备：固定设置于所述浇注平台下方，所述真空熔炼设备包括：真空罐体及设置于所述真空罐体内的可移动的熔炼炉，所述熔炼炉装载熔体，并通过设置于其上的升液管贯通所述浇注平台及所述差压浇铸罐体；