專利名稱：一種分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道，具體是指一種分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)的間接擠壓鑄造工藝中，需要將合金熔體引入壓室，再通過壓頭將合金熔體壓入模具型腔，如中國專利CN 101618450A公開的利用電磁泵輸送合金熔體。但在實際使用中，發(fā)現(xiàn)輸料管道內(nèi)合金熔體在料口處比較容易凝固而形成堵塞，原因有壓室通常由H13鋼制造，其加熱溫度在500°C左右，相對于一般合金溶液澆注所需的800°C左右仍然有較大溫差；壓頭在壓室中屬于動配合，加熱溫度僅限于200°C左右，溫度過高時還必須進行冷卻，防止卡死的現(xiàn)象，且壓頭在經(jīng)過輸料管道與壓室的接口處時，會與合金熔體接觸。以上兩種原因使合金熔體溫降明顯，凝固而造成料口堵塞的機率較大。一旦料口處發(fā)生堵塞時，必須拆卸整個輸料管道進行清理，工序復(fù)雜且輸料管道在加熱至500°C以上時， 脆性較大，輕微的振動即可能造成龜裂，因此需要冷卻數(shù)小時后再進行拆裝工作，對加工的連續(xù)性造成嚴重影響。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的間接擠壓鑄造工藝中輸料時輸料口容易堵塞、 輸料管道拆卸清理困難的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)合理、拆裝簡便的分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道。
本發(fā)明的目的可以通過如下措施來實現(xiàn)
一種分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道，其特征在于該合金溶體的輸料管道是由輸料系統(tǒng)端輸料管、可拆段輸料管和料口端輸料管所組成，可拆段輸料管通過可拆段固定螺栓與輸料系統(tǒng)端輸料管以及料口端輸料管連接；可拆段輸料管軸線與料口端輸料管軸線重合；輸料系統(tǒng)端輸料管軸線、可拆段輸料管軸線、料口軸線與水平面的夾角依次增大，夾角范圍為518° ；所述可拆段輸料管的長度大于料口端輸料管長度。
所述可拆段輸料管和料口端輸料管分別包括以下零部件各一套鋼法蘭A、陶瓷法蘭A和陶瓷法蘭B、陶瓷管、發(fā)熱絲、陶瓷珠、可拆段輸料管外殼、料口端輸料管外殼、發(fā)熱絲引出端子、陶瓷絕緣套、鋼法蘭B、鋼法蘭C、熱電偶、鋼法蘭D、止口、料口端固定螺栓、鋼法蘭固定螺栓、可拆段固定螺栓、保溫層、密封圈，各零部件之間的安裝連接關(guān)系完全相同， 它們之間的連接關(guān)系主要為鋼法蘭A焊接于可拆段外殼上，若干止口分別焊接于鋼法蘭 A與鋼法蘭B上；鋼法蘭B由鋼法蘭固定螺栓與可拆段外殼相連；陶瓷法蘭A與陶瓷法蘭B 分別嵌套于鋼法蘭A和鋼法蘭B的內(nèi)側(cè)，且陶瓷法蘭與鋼法蘭的軸向位置由止口限定；嵌套有陶瓷珠的發(fā)熱絲纏繞于陶瓷管上，并從發(fā)熱絲引出接線端子穿過鑲嵌于外殼的陶瓷絕緣套；保溫層是保溫材料緊密填充于陶瓷珠與可拆段外殼之間的空隙而構(gòu)成；在陶瓷管與陶瓷法蘭A以及陶瓷法蘭B的配合間隙中填充粘結(jié)劑。
所述鋼法蘭A與鋼法蘭B夾角θ呈銳角。
向輸料系統(tǒng)方向的鋼法蘭Α、向可拆段輸料管方向的鋼法蘭C上均設(shè)計有鑲嵌密封圈用的凹槽。
所述鋼法蘭為方形，鋼法蘭A下沿到模架下模板的距離L2大于鋼法蘭A的邊長； 模架支柱到輸料系統(tǒng)端輸料管的距離Ll大于鋼法蘭A的邊長，同時也大于鋼法蘭B的邊長。
可拆段輸料管的發(fā)熱絲與料口端輸料管的發(fā)熱絲分別用獨立的電源控制；發(fā)熱絲的功率均與可拆段輸料管、料口端輸料管的長度成正比。
本發(fā)明與現(xiàn)有間接擠壓鑄造合金溶體的輸料裝置相比具有如下突出的優(yōu)點
1、本發(fā)明了提供了一種分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道，采用分段加熱與溫控的方式，設(shè)計結(jié)構(gòu)合理、組裝簡便，解決了輸料管道與壓室接口處合金熔體堵塞的問題。即使發(fā)生堵塞，該輸料管道可在高溫狀況下迅速拆裝，在合金熔體未完全凝固之前及時進行清理，大大提高了生產(chǎn)效率。
2、本發(fā)明大部分部件為市售標準件，小部分只需要對購買的材料進行普通機加工，各材料均無需單獨訂做，成本低、效果好、性能可靠。
3、本發(fā)明設(shè)計了輸料系統(tǒng)端輸料管軸線(9)、可拆段輸料管道軸線(10)、料口軸線(1 與水平面的夾角，可使充型后管道中的殘留合金熔體流回保溫爐，且合金熔體越容易凝固的部位，管道軸線與水平面夾角越大，合金熔體回流的傾向越明顯。這樣既可防止合金熔體在管道中凝固堵塞，也可以最大程度節(jié)約原材料。
4、本發(fā)明鋼法蘭A(14)與鋼法蘭^22)的安裝夾角呈銳角，拆卸后重新安裝時對可拆段輸料管( 施加向銳角方向的力，鋼法蘭A與鋼法蘭B會壓緊密封圈(32)，再通過可拆段螺栓09a、29b)固定后，即可簡單方便地防止合金熔體滲漏，密封性能優(yōu)異。
5、發(fā)熱絲(17)外套絕緣陶瓷珠(18)后，直接繞在陶瓷管(16)上，不必單獨為電熱絲(17)設(shè)置支撐架，既節(jié)約了材料，也提高了加熱效率。同時熱電偶04)可直接與陶瓷珠(18)接觸，測溫準確且可最大限度的保護發(fā)熱絲，提高了輸料管的使用壽命。
6、本發(fā)明在安裝完成后，鋼法蘭A下沿到模架下模板的距離L2大于鋼法蘭A的邊長，同時下支柱外圓到輸料系統(tǒng)端輸料管的距離Ll大于鋼法蘭A(14)及鋼法蘭^22)的邊長，這樣能保證可拆段輸料管能完全從模架與電測泵端輸料管的空隙中取出，為料口堵塞物的清理以及其后的安裝工作提供較大的操作空間。
7、本發(fā)明分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道，制造方法簡單，維護方便，易于在間接擠壓鑄造中推廣使用。


圖1為一種分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道結(jié)構(gòu)示意俯視圖2為一種分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道結(jié)構(gòu)示意正視圖3為圖2可拆段輸料管道局部A放大圖4為一種分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道安裝示意圖。
圖中1-輸料系統(tǒng)端輸料管2-可拆段輸料管3-料口端輸料管4-壓頭5-模架6-壓室7-壓室加熱保溫層8-下模9-輸料系統(tǒng)端輸料管軸線10-可拆段輸料管道軸線11-料口端輸料管軸線12-料口軸線13-料口 14-鋼法蘭A 15a-陶瓷法蘭A 15b-陶瓷法蘭B 16-陶瓷管17-發(fā)熱絲18-陶瓷珠19a_可拆段輸料管外殼19b_料口端輸料管外殼 20-發(fā)熱絲引出端子 21-陶瓷絕緣套 22-鋼法蘭B 23-鋼法蘭C 24-熱電偶25-鋼法蘭D 26-止口 27-料口端固定螺栓28-鋼法蘭固定螺栓^a、 ^b-可拆段固定螺栓30-把手31-保溫層32-密封圈具體實施方式
下面通過實施例及其附圖對本發(fā)明作進一步的說明，本發(fā)明實施方式不僅限于此。
實施例1
本實施例采用的鑄造機為16000KN的立式鑄造機(型號LY-1600)，輸料系統(tǒng)采用電磁泵(型號EMPS-LC)。如圖1和2所示，本發(fā)明分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道是由輸料系統(tǒng)端輸料管1、可拆段輸料管2和料口端輸料管3所組成。由輸料系統(tǒng)端輸料管1將合金熔體從輸料系統(tǒng)出口輸送至模架5的外緣，由于該段輸料管處于模架5外部，不受模架5空間限制，因此可設(shè)置較厚的保溫層，減小能源損耗。由可拆段輸料管2和料口端輸料管3將合金熔體從模架5外緣輸送至壓室6由于受到模架5空間限制，其結(jié)構(gòu)需緊湊，同時要使陶瓷管16保持合金熔體熔化的溫度。合金熔體進入壓室6后，由壓頭4 將合金熔體壓入下模8中。
如圖3所示，輸料系統(tǒng)端輸料管軸線9、可拆段輸料管軸線10、料口軸線12與水平面依次增大；輸料系統(tǒng)端輸料管軸線9與水平面夾角為5° ；可拆段輸料管軸線10與料口端輸料管軸線11重合且與水平面的夾角為15° ；料口軸線12與水平面的夾角為25° ；鋼法蘭A 14與鋼法蘭B 22夾角θ為20°。輸料系統(tǒng)端輸料管軸線9、可拆段輸料管軸線10、 料口軸線12與水平面的夾角，可使充型后管道中的殘留合金熔體流回保溫爐，且合金熔體越容易凝固的部位，管道軸線與水平面夾角越大，合金熔體回流的傾向越明顯，這樣既可防止合金熔體在管道中凝固堵塞，也可以最大程度節(jié)約原材料。
所述可拆段輸料管2的長度大于料口端輸料管3長度?？刹鸲屋斄瞎?通過可拆段固定螺栓^a、29b與輸料系統(tǒng)端輸料管1以及料口端輸料管3連接。可拆段輸料管2和料口端輸料管3分別包括零部件及其連接關(guān)系完全相同的兩套零部件，每套均有以下零部件組成如下鋼法蘭A 14、陶瓷法蘭A 1 和陶瓷法蘭B 15b、陶瓷管16、發(fā)熱絲17、陶瓷珠 18、可拆段輸料管外殼19a、料口端輸料管外殼19b、發(fā)熱絲引出端子20、陶瓷絕緣套21、鋼法蘭B22、鋼法蘭C23、熱電偶對、鋼法蘭D25、止口 26、料口端固定螺栓27、鋼法蘭固定螺栓觀、可拆段固定螺栓29a和^b、把手30、保溫層31、密封圈32。上述零部件安裝連接關(guān)系如圖4所示
可拆段輸料管2與其零部件連接關(guān)系鋼法蘭A 14焊接于可拆段輸料管外殼19a 上，8個止口沈分別焊接于鋼法蘭A 14與鋼法蘭B 22上；鋼法蘭B 22由鋼法蘭固定螺栓觀與可拆段輸料管外殼19a相連；陶瓷法蘭A 1 與陶瓷法蘭B 1 分別嵌套于鋼法蘭A 14和鋼法蘭B 22內(nèi)側(cè)，且陶瓷法蘭與鋼法蘭的軸向位置由8個止口沈限定；嵌套有陶瓷珠18的發(fā)熱絲17纏繞于陶瓷管16上，并從發(fā)熱絲17引出接線端子20穿過鑲嵌于外殼的陶瓷絕緣套21 ；發(fā)熱絲17材料可以為鐵烙鋁或鎳鉻。保溫層31是保溫材料緊密填充于陶瓷珠18與可拆段輸料管外殼19a之間的空隙而構(gòu)成；在陶瓷管16與陶瓷法蘭A 15a以及陶瓷法蘭B 1 的配合間隙中填充粘結(jié)劑。熱電偶M可直接與陶瓷珠18接觸，料口端輸料管3與其零部件連接關(guān)系完全同上述可拆段輸料管2與其零部件連接關(guān)系，只是相對應(yīng)的諸如外殼、陶瓷法蘭、鋼法蘭等零部件替換。
料口端輸料管外殼19b的直徑在接近壓室加熱保溫層7處減小。鋼法蘭固定螺栓觀的螺紋長度小于鋼法蘭B 22以及鋼法蘭C 23的厚度。向輸料系統(tǒng)方向的鋼法蘭A 14、 向可拆段輸料管2方向的鋼法蘭C 23上均設(shè)計有鑲嵌密封圈32用的凹槽，輸料系統(tǒng)端輸料管1、可拆段輸料管2以及料口端輸料管3之間利用凹槽中壓縮的密封圈32進行合金熔體的密封，密封圈使用高鋁纖維板。
如圖1、4所示，所述鋼法蘭為方形，鋼法蘭A，14下沿到模架5下模板的距離L2大于鋼法蘭A 14的邊長；模架支柱到輸料系統(tǒng)端輸料管1的距離Ll大于鋼法蘭A 14及鋼法蘭B 22的邊長。
為了安全及方便的拆卸可拆段輸料管2，可拆段輸料管外殼19a的表面溫度應(yīng)該小于80°C，按表面溫度設(shè)計其保溫層31的厚度，即該厚度等于可拆段輸料管外殼19a的內(nèi)徑與陶瓷管16的外徑之差。本實施例保溫層31的材料采用硅酸鋁纖維，厚度為230mm。
可拆段輸料管2的發(fā)熱絲與料口端輸料管3的發(fā)熱絲17分別用獨立的電源控制； 發(fā)熱絲17的功率均與可拆段輸料管2、料口端輸料管3的長度成正比，對于內(nèi)徑為60mm的陶瓷管16，合金熔體為鋁合金的情況下，每500mm的長度使用Ikw的功率可保證合金熔體順暢流動。發(fā)熱絲17材料可以為鐵烙鋁或鎳鉻，推薦使用鎳鉻材料，如Cr2(Mi80，該材質(zhì)在高溫時仍有較好的韌性，不易斷裂。經(jīng)試驗證明，發(fā)熱絲直徑大于Imm時，在高溫狀態(tài)下強度可靠。本實例使用發(fā)熱絲17直徑為1.2mm。
本實施例采用固態(tài)繼電器(型號為SSR-60VA)調(diào)節(jié)發(fā)熱絲17的電流，在滿足發(fā)熱絲的單位面積熱功率負荷的前提下，可在熱量損失較高的料口端輸料管適當調(diào)高電流以提高加熱功率，本實施例可拆段輸料管功率為lkw，料口端輸料管功率為1.2kw。恒溫控制系統(tǒng)采用數(shù)顯調(diào)節(jié)儀(型號XMT)，搭配交流接觸器(型號CJT)，通過熱電偶的反饋發(fā)熱絲17 的溫度控制電路的通斷，控制溫度在士5°C。
陶瓷管16材料可以選用碳化硅或高鋁或剛玉，優(yōu)選使用剛玉管。剛玉管的傳熱系數(shù)較高，與合金溶液反應(yīng)小，價格比碳化硅低。
可拆段輸料管2安裝方式為利用硅酸鈉和水以1 5的比例調(diào)配成溶液并混以泥沙制作成粘結(jié)劑；將粘結(jié)劑涂抹在鋼法蘭A14與陶瓷法蘭A15a、鋼法蘭B22與陶瓷法蘭 BMb配合形成的間隙處，并自然風干。從可拆段輸料管外殼19a—側(cè)插入纏繞好發(fā)熱絲的剛玉管即陶瓷管16，直到嵌入陶瓷法蘭A14中。在可拆段外殼的端子20引出孔中安裝陶瓷絕緣套21，將剛玉管上的兩條發(fā)熱絲17引出端子穿過陶瓷絕緣套21 ；在剛玉管周圍填充硅酸鋁保溫棉即為保溫層31 ；利用鋼法蘭固定螺栓觀連接可拆段輸料管外殼19a與鋼法蘭 B22 ；在陶瓷管16與陶瓷法蘭15b的配合間隙中涂抹粘結(jié)劑，自然風干。料口端輸料管3的安裝方式與可拆段輸料管2安裝方式相同。
本發(fā)明為了安裝分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道時操作方便，可先將可拆段輸料管2與料口端輸料管3通過可拆段固定螺釘29a連接，然后將連接的整體通過料口端固定螺栓27裝配在壓室6上，最后連接輸料系統(tǒng)端輸料管1，且在各個法蘭的連接處需放置密封圈。本實施例使用的密封圈為7mm厚的高鋁纖維板。
當分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道發(fā)現(xiàn)料口處堵塞時，快速拆卸可拆段固定螺栓^aJ9b，向下方取出可拆段輸料管2，使用直推桿伸入料口端輸料管3內(nèi)并將料口 13處半凝固狀合金熔體推至壓室6中。安裝時先利用粘結(jié)劑將兩片密封圈32分別粘貼在鋼法蘭A14與鋼法蘭C23的凹槽中，利用薄銅片壓緊密封圈32，順著鋼法蘭A 14與鋼法蘭B 22夾角減小的方向?qū)⒖刹鸲屋斄瞎?卡入輸料系統(tǒng)端輸料管1與料口端輸料管 3之間，抽掉銅板，密封圈32反彈填滿有可能出現(xiàn)的空隙。繼續(xù)向鋼法蘭A 14與鋼法蘭B 22夾角減小的方向推，密封圈32壓緊，安裝可拆段螺栓即完成裝配。
權(quán)利要求
1.一種分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道，其特征在于該合金溶體的輸料管道是由輸料系統(tǒng)端輸料管(1)、可拆段輸料管( 和料口端輸料管C3)所組成，可拆段輸料管( 通過可拆段固定螺栓與輸料系統(tǒng)端輸料管(1)以及料口端輸料管C3)連接；可拆段輸料管軸線(10)與料口端輸料管軸線(11)重合；輸料系統(tǒng)端輸料管軸線(9)、可拆段輸料管軸線(10)、料口軸線(12)與水平面的夾角依次增大，夾角范圍為 518° ；所述可拆段輸料管O)的長度大于料口端輸料管C3)長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道，其特征在于所述可拆段輸料管( 和料口端輸料管C3)分別包括以下零部件各一套鋼法蘭 A(14)、陶瓷法蘭A(15a)和陶瓷法蘭B (15b)、陶瓷管(16)、發(fā)熱絲(17)、陶瓷珠(18)、可拆段輸料管外殼(19a)、料口端輸料管外殼(1%)、發(fā)熱絲引出端子(20)、陶瓷絕緣套(21)、鋼法蘭B(22)、鋼法蘭C(23)、熱電偶(對)、鋼法蘭D(25)、止口( )、料口端固定螺栓(27)、 鋼法蘭固定螺栓( )、可拆段固定螺栓09a)和0%)、保溫層(31)、密封圈(32)，各零部件之間的安裝連接關(guān)系完全相同，它們之間的連接關(guān)系主要為鋼法蘭A(14)焊接于可拆段輸料管外殼(19a)上，若干止口 06)分別焊接于鋼法蘭A (14)與鋼法蘭^22)上；鋼法蘭^22)由鋼法蘭固定螺栓08)與可拆段外殼(19a)相連；陶瓷法蘭A(15a)與陶瓷法蘭 B(15b)分別嵌套于鋼法蘭A(14)和鋼法蘭^22)的內(nèi)側(cè)，且陶瓷法蘭與鋼法蘭的軸向位置由止口 06)限定；嵌套有陶瓷珠(18)的發(fā)熱絲(17)纏繞于陶瓷管(16)上，并從發(fā)熱絲引出接線端子OO)穿過鑲嵌于外殼的陶瓷絕緣套；保溫層(31)是保溫材料緊密填充于陶瓷珠(18)與可拆段外殼(19a)之間的空隙而構(gòu)成；在陶瓷管(16)與陶瓷法蘭A(15a)以及陶瓷法蘭B (15b)的配合間隙中填充粘結(jié)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道，其特征在于所述鋼法蘭A(14)與鋼法蘭^22)夾角θ呈銳角。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道，其特征在于向輸料系統(tǒng)方向的鋼法蘭A (14)、向可拆段輸料管(2)方向的鋼法蘭以23)上均設(shè)計有鑲嵌密封圈(32)用的凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道，其特征在于所述鋼法蘭為方形，鋼法蘭Α(14)下沿到模架(5)下模板的距離L2大于鋼法蘭 Α(14)的邊長；模架支柱到輸料系統(tǒng)端輸料管(1)的距離Ll大于鋼法蘭Α(14)的邊長，同時也大于鋼法蘭B 02)的邊長。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道，其特征在于可拆段輸料管O)的發(fā)熱絲(17)與料口端輸料管(3)的發(fā)熱絲(17)分別用獨立的電源控制；發(fā)熱絲(17)的功率均與可拆段輸料管O)、料口端輸料管(3)的長度成正比。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分段可拆式間接擠壓鑄造合金溶體的輸料管道。該合金溶體的輸料管道是由輸料系統(tǒng)端輸料管、可拆段輸料管和料口端輸料管所組成，可拆段輸料管通過可拆段固定螺栓與輸料系統(tǒng)端輸料管以及料口端輸料管連接；可拆段輸料管道軸線與料口端輸料管軸線重合；輸料系統(tǒng)端輸料管軸線、可拆段輸料管道軸線、料口軸線與水平面的夾角依次增大。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的間接擠壓鑄造工藝中輸料時輸料口容易堵塞、輸料管道拆卸清理困難的缺陷，提供一種設(shè)計結(jié)構(gòu)合理、組裝簡便，即使發(fā)生堵塞，該輸料管道可在高溫狀況下迅速拆裝；并且維護方便，易于在間接擠壓鑄造中推廣使用。
文檔編號B22D17/08GK102513517SQ201110440670
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者張文, 邵明, 閔好年 申請人:華南理工大學(xué)