CN101934363B - 镁合金轮毂电磁泵低压充型高压凝固成型系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了镁合金轮毂电磁泵低压充型高压凝固成型系统，包括镁合金电磁泵保温炉，其保温炉的内腔中配装有一前部顶端制有加料口的圆柱形熔化坩埚，且加料口配设有炉盖和气体保护装置；熔化坩埚的圆柱形筒身经第一保温棉层套装有工频感应加热组件，并且熔化坩埚的后端经水平管配装有用以将镁合金金属液平稳充型的镁合金电磁泵；镁合金电磁泵通过出料管连通有用于高压凝固铸型的轮毂低压铸造机；保温炉内周壁配设有第一加热保温结构，并且水平管、镁合金电磁泵及出料管均配设有第二加热保温结构。本发明采用电磁泵充型，炉盖无需密封，加料方便，并且电磁泵出料口和升液管内始终充满液态金属，因此升液管不会发生堵塞，保证长时间连续生产的需要。

Description

镁合金轮毂电磁泵低压充型高压凝固成型系统

技术领域

本发明涉及一种镁合金轮毂高压成型装置，尤其涉及镁合金轮毂在充型和凝固时采用不同的压力模式达到镁合金轮毂完全的致密和高的性能，并且能避免镁合金轮毂容易产生低压下浇不足或容易热裂的镁合金轮毂高压成型装置。具体地说是镁合金轮毂电磁泵低压充型高压凝固成型系统。

背景技术

目前，国内外镁合金轮毂还没有一套完全适合的成型工艺，普遍采用的低压铸造工艺沿用的是传统铝合金低压铸造成型工艺，这种工艺和设备的主要构造为：主机及一般为四柱式的操作平台、开合模机构、液压控制系统、模具冷却系统、低压保温炉、电器控制系统、液面加压装置等组成。操作工艺为：将熔化的金属液体通过加料口倒入可以密封的保温炉内，将保温炉密封盖关闭。开始生产时将模具通过开合模机构合住，液面加压系统通过使用干燥气体给金属液面加压，金属液通过升液管按照工艺要求进入模具型腔，并在≤0.1Mpa压力下凝固结晶从而获得完整的轮毂铸件。该种工艺由于需要对保温炉内金属液体加压，所以保温炉必须密封，因此，生产不能连续进行。尤其对镁合金这种容易氧化的材料，保护起来更为困难。对铝合金轮毂生产来说是比较适用的，但对镁合金轮毂生产来说，由于每次加料都容易产生金属液的氧化，从而在合金中形成夹杂，而且保温炉的清理也很困难。所以这种工艺对批量生产镁合金轮毂是不适合的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种铸件充型过程平稳并且能精准控制，轮毂凝固后致密性好，炉盖无需密封，且加料方便，能避免金属液的氧化和管道堵塞的镁合金轮毂电磁泵低压充型高压凝固成型系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：镁合金轮毂电磁泵低压充型高压凝固成型系统，包括用以熔化及供应镁合金金属液的镁合金电磁泵保温炉，其中：保温炉的内腔中配装有一前部顶端制有加料口的圆柱形熔化坩埚，且加料口配设有炉盖和气体保护装置，所述熔化坩埚的圆柱形筒身经第一保温棉层套装有工频感应加热组件，并且熔化坩埚的后端经水平管配装有用以将镁合金金属液平稳充型的镁合金电磁泵，所述镁合金电磁泵通过出料管连通有用于高压凝固铸型的轮毂低压铸造机，所述保温炉内周壁配设有第一加热保温结构，并且水平管、镁合金电磁泵及出料管均配设有第二加热保温结构。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的轮毂低压铸造机包括支架体和配装在支架体中的动模机构、下模平台、左右侧模以及配装在下模平台上的升液管；所述升液管与镁合金电磁泵出料管相连通，且升液管下部安装有轮毂凝固快速增压系统。

上述的工频感应加热组件包括工频感应线圈和磁轭；所述磁轭配设在工频感应线圈的左右侧面以及上面。

上述的熔化坩埚配装有两组工频感应加热组件，且两组间设置有隔板。

上述的第一加热保温结构包括保温材料层和第一加热体，且第一加热保温结构配设在熔化坩埚前端的保温炉内周壁中，所述第一加热体安装在保温材料层的内周。

上述的第二加热保温结构包括第二加热体和第二保温棉层；所述第二加热体安装在第二保温棉层的内周。

上述的水平管配装在熔化坩埚后端，距熔化坩埚底部三分之一高度处。

上述的保温炉水平安装在炉体底座上，且炉体底座后部配设有用于支撑镁合金电磁泵的付支架。

与现有技术相比，本发明的保温炉的内腔中配装有一前部顶端制有加料口的圆柱形熔化坩埚，且加料口配设有炉盖和气体保护装置，所述熔化坩埚的圆柱形筒身经第一保温棉层套装有工频感应加热组件，并且熔化坩埚的后端经水平管配装有用以将镁合金金属液平稳充型的镁合金电磁泵，所述镁合金电磁泵通过出料管连通有用于高压凝固铸型的轮毂低压铸造机，所述保温炉内周壁配设有第一加热保温结构，并且水平管、镁合金电磁泵及出料管均配设有第二加热保温结构。本发明采用镁合金电磁泵与镁合金保温炉结合，并且与低压铸造机架平台相配套，通过镁合金电磁泵充型，充型过程平稳且避免了保温炉每次需要密闭加压的问题，实现了加料的连续性和镁合金熔液的气体保护。铸件凝固时采用液压高压快速增压系统，保证了镁合金轮毂凝固后的致密性。镁合金电磁泵可以保证升液管内始终保持镁金属液充满状态，避免了由于液体上下波动而导致的升液管侧壁镁合金氧化夹杂的富集，从而导致堵塞升液管。该发明完全满足了镁合金轮毂的连续生产的要求，并且可以生产出完全致密的镁合金轮毂铸件。

附图说明

图1是本发明实施例整体结构装配剖视示意图；

图2是图1中轮毂低压铸造机的结构示意图；

图3是图1中镁合金保温炉的装配剖视示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

图1所示为本发明的结构示意图。

其中的附图标记为：保温炉1、炉体底座11、付支架12、保温材料层21、第一加热体22、第二保温棉层31、第二加热体32、工频感应线圈41、磁轭42、隔板43、第一保温棉层44、熔化坩埚5、炉盖51、水平管52、镁合金电磁泵6、出料管61、快速增压系统7、升液管8、支架体91、动模机构92、下模平台93、左右侧模94。

如图1至图3所示，本发明的镁合金轮毂电磁泵低压充型高压凝固成型系统，包括用以熔化及供应镁合金金属液的镁合金电磁泵保温炉1，其中：保温炉1的内腔中配装有一前部顶端制有加料口的圆柱形熔化坩埚5，且加料口配设有炉盖51和气体保护装置，熔化坩埚的圆柱形筒身经第一保温棉层44套装有工频感应加热组件，并且熔化坩埚5的后端经水平管52配装有用以将镁合金金属液平稳充型的镁合金电磁泵6，所述镁合金电磁泵6通过出料管61连通有用于高压凝固铸型的轮毂低压铸造机；所述保温炉内周壁配设有第一加热保温结构，并且水平管52、镁合金电磁泵6及出料管61均配设有第二加热保温结构。熔化坩埚5制有单加料口，其圆柱形筒身的加热面积相对增加，工频感应加热组件安装也更加简洁、方便，具有理想的加热保温效果，采用镁合金电磁泵6能方便地控制镁合金熔化液的流出量，从而能实现镁合金金属液平稳充型。通过镁合金电磁泵6达到保温炉1与轮毂低压铸造机直接联配，不仅使保温炉1不需要再密封，实现了加料的连续性和镁合金熔液的气体保护，而且容易实现镁合金液体的保护和夹杂的清除，不会在镁金属液体进入轮毂低压铸造机时产生过度冲刷和紊流，导致金属液氧化严重和铸件内部渣子含量增大的缺陷。镁合金电磁泵6可以保证管道内始终保持金属液充满状态，因此不会导致金属氧化皮层的累积，而造成管道的堵塞。

实施例中，轮毂低压铸造机包括支架体91和配装在支架体中的动模机构92、下模平台93、左右侧模94以及配装在下模平台上的升液管8；升液管8与镁合金电磁泵出料管61相连通，且升液管8下部安装有轮毂凝固快速增压系统7。采用快速增压系统7铸件凝固时，能保证镁合金轮毂凝固后的致密性。

工频感应加热组件包括工频感应线圈41和磁轭42；磁轭42配设在工频感应线圈41的左、右两侧面以及其上部。工频感应线圈41和磁轭42以及熔化坩埚5相配合，将加入熔化坩埚5内镁锭熔化。本发明的工频感应加热组件制有两组，且两组间设置有隔板43。

实施例中，第一加热保温结构包括保温材料层21和第一加热体22，且第一加热保温结构配设在熔化坩埚前端的保温炉内周壁中，第一加热体22安装在保温材料层21的内周。所述第二加热保温结构包括第二加热体32和第二保温棉层31；所述第二加热体32安装在第二保温棉层31的内周。

本发明的水平管52的最佳配装位置是安装在熔化坩埚5后端，距熔化坩埚5底部三分之一高度处。

实施例中，保温炉1水平安装在炉体底座11上，且炉体底座后部配设有用于支撑镁合金电磁泵6的付支架12。

本发明当装在轮毂低压铸造机上的下模平台93和动模机构92以及侧模94上的模具合模后，液态金属镁在电磁泵6驱动下进入低压铸造机升液管8，并在程序控制下充满型腔，这时快速增压系统7启动，给升液管8内金属液加压，使镁合金轮毂在高压下凝固结晶，等铸件完全凝固后，低压铸造机上的模具打开，铸件随上模向上升起，到一定高度时顶出机构将轮毂铸件顶出，完成一个铸造过程。由于金属液是在电磁泵6驱动下充型的，充型速度可以按照铸件要求平稳充型，不会造成铸件卷气。同时，当铸造过程结束后，金属镁液在电磁泵驱动下不会流回保温炉内，保证了升液管内壁的镁合金液不会氧化而导致升液管堵塞。轮毂由于是在高压下凝固的，避免了镁合金轮毂容易产生热裂的问题。

本发明工作原理是：当工频感应线圈41通电以后，工频感应线圈41在熔化坩埚5内产生感应电流加热熔化坩埚5，同时，通电的第一加热体22也将熔化坩埚5一端炉腔内加热。与此同时，通电的第二加热体32将出料管61、水平管52加热。当温度达到镁合金熔化温度时，通过控制镁合金电磁泵6的电流大小就可以控制镁合金熔化液压力大小，从而达到平稳充型的目的，镁合金熔化液经过低压铸造机升液管8进入模具型腔内，同时安装在升液管上的增压系统7快速加压与镁合金轮毂进料口处，使得轮毂在高压下凝固结晶。

本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (5)

1.镁合金轮毂电磁泵低压充型高压凝固成型系统，包括用以熔化及供应镁合金金属液的镁合金电磁泵保温炉(1)，其特征是：所述的保温炉(1)的内腔中配装有一前部顶端制有加料口的圆柱形熔化坩埚(5)，且加料口配设有炉盖(51)和气体保护装置，所述熔化坩埚的圆柱形筒身经第一保温棉层(44)套装有工频感应加热组件，并且熔化坩埚的后端经水平管(52)配装有用以将镁合金金属液平稳充型的镁合金电磁泵(6)，所述镁合金电磁泵(6)通过出料管(61)连通有用于高压凝固铸型的轮毂低压铸造机，所述保温炉内周壁配设有第一加热保温结构，并且水平管(52)、镁合金电磁泵(6)及出料管(61)均配设有第二加热保温结构；所述的工频感应加热组件包括工频感应线圈(41)和磁轭(42)；所述磁轭(42)配设在工频感应线圈(41)的左右侧面以及上面；所述的熔化坩埚配装有两组工频感应加热组件，且两组间设置有隔板(43)；所述的轮毂低压铸造机包括支架体(91)和配装在支架体中的动模机构(92)、下模平台(93)、左右侧模(94)以及配装在下模平台上的升液管(8)；所述升液管(8)与镁合金电磁泵出料管(61)相连通，且升液管(8)下部安装有轮毂凝固快速增压系统(7)。

2.根据权利要求1所述的镁合金轮毂电磁泵低压充型高压凝固成型系统，其特征是：所述的第一加热保温结构包括保温材料层(21)和第一加热体(22)，且第一加热保温结构配设在熔化坩埚前端的保温炉内周壁中，所述第一加热体(22)安装在保温材料层(21)的内周。

3.根据权利要求2所述的镁合金轮毂电磁泵低压充型高压凝固成型系统，其特征是：所述的第二加热保温结构包括第二加热体(32)和第二保温棉层(31)；所述第二加热体(32)安装在第二保温棉层(31)的内周。

4.根据权利要求3所述的镁合金轮毂电磁泵低压充型高压凝固成型系统，其特征是：所述的水平管(52)配装在熔化坩埚(5)后端，距熔化坩埚(5)底部三分之一高度处。

5.根据权利要求4所述的镁合金轮毂电磁泵低压充型高压凝固成型系统，其特征是：所述的保温炉(1)水平安装在炉体底座(11)上，且炉体底座后部配设有用于支撑镁合金电磁泵(6)的付支架(12)。

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