高强度耐热铝合金的熔融铸造装置

技术领域

本申请涉及零件铸造领域，尤其是涉及一种高强度耐热铝合金的熔融铸造装置。

背景技术

中冷器是汽车上涡轮增压的配套件，其作用在于降低增压后高温空气的温度，以降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率，其通常是通过铸造的工艺制成的。

金属熔融时杂质会浮于液态金属表面，工人通过漏勺将杂质捞除。由于杂质捞除可能并不完全，因此少量的杂质会成型于金属的表面，导致铸件进一步加工前会通过磨削的方式预先将表层的含杂金属去除。

为了提高资源的利用率，磨削产生的含杂金属碎屑并不会被丢弃，而会被收集后重新利用，然而收集的过程中难免会有含杂金属被浪费，因此存在明显不足。

发明内容

为了改善杂质捞除不完全导致含杂金属被浪费的问题，本申请提供一种高强度耐热铝合金的熔融铸造装置。

本申请提供的一种高强度耐热铝合金的熔融铸造装置采用如下的技术方案：

一种高强度耐热铝合金的熔融铸造装置，包括坩埚本体，所述坩埚本体的顶部向下开有用于对金属实现熔融的熔融腔，所述坩埚本体的竖直侧壁内周向开有环槽，所述环槽延伸至坩埚本体的顶部，所述坩埚本体相对熔融腔底部的位置开有底腔，所述坩埚本体内周向开设有多个用于将底腔和环槽连通的循环孔，所述坩埚本体内还设有用于驱动液态金属流入循环孔并对循环孔与底腔的连通处实现封堵的驱流组件，所述坩埚本体顶面相对环槽朝向熔融腔的一侧低于相对环槽背向熔融腔的一侧。

通过采用上述技术方案，金属被放入熔融腔内加热熔融呈液态，此过程中杂质会漂浮于液态金属的表面，之后驱流组件驱动液态金属通过循环孔流入环槽内，之后从坩埚本体顶部重新流回熔融腔内。当环槽内的液态金属从坩埚本体顶部流回熔融腔的过程中，液态金属从四周向熔融腔的中心位置流动，以此能够将浮于表面的杂质带向熔融腔的中心位置，一方面方便了工人捞除杂质，另外一方面还能提高杂质捞除的完全性，使得液态金属冷却成型后，可直接进行下一步的加工，而无需预先去除含杂金属，从而有利于减小含杂金属被浪费的可能性，进而起到了节约资源的作用。

可选的，所述驱流组件包括设置于坩埚本体底部且电连接于控制系统的驱动电机，所述驱动电机的输出轴同轴设置有转动穿入底腔内的传动杆，所述传动杆上周向设置有多个封堵叶片，相邻两个封堵叶片之间具有间距，所述封堵叶片与底腔圆周侧壁紧贴，多个封堵叶片和多个循环孔一一对应。

通过采用上述技术方案，控制系统启动驱动电机，驱动电机的输出轴通过传动杆带动封堵叶片转动，封堵叶片的转动能够对循环孔与底腔的连通处实现通堵，而且封堵叶片能够带动液态金属转动，以此液态金属在离心力的作用下流入循环孔内，以此为液态金属在熔融腔、底腔、循环孔、环槽之间的循环流动提供了动力。

可选的，所述坩埚本体的顶部设置有呈环型的上腔盖，所述上腔盖的底部周向开设有连通于环槽的备气槽，所述上腔盖底面相对备气槽朝向熔融腔的一侧与坩埚本体的顶面之间均有间距，所述上腔盖底面相对备气槽背向熔融腔的一侧与坩埚本体的顶面连接；所述上腔盖上还设有用于调节金属液体从上腔盖和坩埚本体顶面之间流出高度的调高组件。

通过采用上述技术方案，调高组件对不同量液态金属流回熔融腔内的高度进行调节，确保液态金属的循环流动能够对浮于其表面的杂质造成影响，使得杂质能够向熔融腔的中心位置聚拢。

可选的，所述调高组件包括与熔融腔侧壁均紧贴的升降环，所述升降环上设置有竖向滑动穿过上腔盖的调节螺杆，所述调节螺杆上螺纹连接有用于抵紧上腔盖顶部的紧固螺母。

通过采用上述技术方案，工人手动转动紧固螺母，以此紧固螺母和调节螺杆配合，能够对升降环的高度进行调节，实现了液态金属从环槽流回至熔融腔时的流动高度。

可选的，当升降环上升至最高处时，所述升降环与上腔盖底面相对备气槽朝向熔融腔的一侧紧贴，所述上腔盖上还设有用于将备气槽内的空气压入环槽内的压气组件。

通过采用上述技术方案，升降环上升至最高处，对上腔盖与坩埚本体顶部之间供液态金属流动的流道封闭，之后压气组件将备气槽内的空气压入环槽内，环槽内的液态金属通过循环管被压回至熔融腔内，进而提高坩埚本体内液态金属倒出的完全性，减小了液态金属在坩埚本体内残留的可能性。

可选的，所述压气组件包括竖向滑移在备气槽内的压气板，所述压气板与备气槽的竖直侧壁紧贴，所述上腔盖的顶部还开有用于将备气槽与外界连通的通气孔，所述压气板上设置有滑动穿出至上腔盖外的压杆。

通过采用上述技术方案，金属熔融过程中，压气板通过与备气槽侧壁之间的摩擦力保持悬空。待倒出液态金属之前，工人通过压杆克服摩擦力推动压气板向下运动，以此实现将备气槽内的空气推入环槽内。

可选的，所述坩埚本体的外侧壁上滑动穿设有多个推液杆，所述推液杆用于滑动穿入循环孔内且与其尺寸相配，所述推液杆位于坩埚本体外的一端设置有顶撑片，所述顶撑片与坩埚本体的外侧壁之间顶撑有压簧，所述坩埚本体的外侧壁上设置有电连接于控制系统的气缸且滑动套设有联动环，所述坩埚本体的外侧壁上还设置有换向轮，所述顶撑片上系有拉线，所述拉线绕过换向轮并系在联动环上；当气缸的活塞杆完全伸出时，所述推液环位于坩埚本体内的一端恰好位于底腔与循环孔的连通处。

通过采用上述技术方案，压气过程中，空气从环槽进入循环孔内，以此循环孔内的液态金属被推回熔融腔，此过程中气缸的活塞杆伸出，以此拉线通过顶撑片拉动推液杆向循环孔内流动，直至推液杆向循环孔完全填满，以此减小了熔融腔内的液体金属再次流入循环孔内的可能性，有利于提高液态金属倒出的完全性。

可选的，所述上腔盖和升降环相对熔融腔竖直中心线的侧壁上配合开有用于供液态金属流出的排液口。

通过采用上述技术方案，排液口能够辅助液态金属倒出熔融腔。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在驱流组件的作用下，液态金属在熔融腔、底腔、循环孔、环槽之间循环流动，以此能够将浮于液态金属表面的杂质带向熔融腔的中心位置，一方面方便了工人捞除杂质，另外一方面还能提高杂质捞除的完全性，使得液态金属冷却成型后，可直接进行下一步的加工，而无需预先去除含杂金属，从而有利于减小含杂金属被浪费的可能性，进而起到了节约资源的作用；

2.调高组件对不同量液态金属流回熔融腔内的高度进行调节，确保液态金属的循环流动能够对浮于其表面的杂质造成影响，使得杂质能够向熔融腔的中心位置聚拢；

3.压气组件将备气槽内的空气压入环槽内，环槽内的液态金属通过循环管被压回至熔融腔内，进而提高坩埚本体内液态金属倒出的完全性，减小了液态金属在坩埚本体内残留的可能性。

附图说明

图1是本申请实施例的结构示意图。

图2是本申请实施例中坩埚本体、压气板和推液杆之间位置关系的剖视图。

图3是本申请实施例中驱动电机、传动杆和封堵叶片的结构示意图。

附图标记说明：1、坩埚本体；101、熔融腔；102、环槽；103、底腔；104、循环孔；21、驱动电机；22、传动杆；23、封堵叶片；3、上腔盖；31、备气槽；32、通气孔；41、升降环；42、调节螺杆；43、紧固螺母；51、压气板；52、压杆；6、推液杆；7、顶撑片；8、压簧；9、联动环；10、换向轮；11、拉线；12、排液口。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种高强度耐热铝合金的熔融铸造装置。

参照图1和图2，高强度耐热铝合金的熔融铸造装置包括坩埚本体1，坩埚本体1顶部的中心位置向下开设有熔融腔101，熔融腔101用于对不同材料的金属实现熔融并混合。

参照图1和图2，坩埚本体1的竖直侧壁内周向开设有环槽102，环槽102延伸至坩埚本体1的顶面，坩埚本体1顶面相对环槽102朝向熔融腔101的一侧低于相对环槽102背向熔融腔101的一侧。

参照图1和图2，坩埚本体1相对熔融腔101底部的位置开设有底腔103，底腔103截面呈圆形且与熔融腔101相通，坩埚本体1内周向开设有多个用于将底腔103与环槽102连通的循环孔104，循环孔104与环槽102的连通处位于环槽102的最低位置。

参照图2和图3，坩埚本体1内还设有驱动液态金属流入循环孔104并对循环孔104与底腔103的连通处实现封堵的驱流组件，驱流组件包括驱动电机21、传动杆22和多个封堵叶片23。

驱动电机21电连接于控制控制系统且栓接在坩埚本体1的底部，传动杆22同轴设置于驱动电机21的输出轴且转动穿入底腔103内，多个封堵叶片23周向焊接在传动杆22位于底腔103内的杆身上。

相邻两个封堵叶片23之间具有间距，封堵叶片23呈扇型，一个封堵叶片23对应一个循环孔104，封堵叶片23呈圆弧状的侧壁与底腔103的侧壁紧贴。

参照图1、图2和图3，工人将金属放入熔融腔101内后进行加热，金属逐渐熔融呈液态，此过程中封堵叶片23将循环孔104封闭，杂质会漂浮于液态金属的表面。

待金属充分熔融后，控制系统启动驱动电机21，驱动电机21的输出轴通过传动杆22带动多个封堵叶片23转动，此过程中熔融腔101内的液态金属通过循环孔104首先会自发的流入环槽102内。

直至环槽102与熔融腔101内液态金属的液面等高，同时封堵叶片23的转动会底腔103内的液态金属施加一定的离心力，以此底腔103内的液态金属在离心力的作用下进一步通过循环孔104流入环槽102内。

上述过程会造成环槽102内液态金属的液面高度高于熔融腔101内液态金属的液面高度，因此环槽102内的液态金属从坩埚本体1顶面的较低位置越过，导致其重新流回熔融腔101内。

参照图2和图3，当环槽102内的液态金属从坩埚本体1顶面流回熔融腔101的过程中，其流动作用会将浮于表面的杂质向熔融腔101的中心位置聚拢，以此有利于提高工人手动捞除杂质的完全性。

同时封堵叶片23的转动会带动熔融腔101内的液态金属周向流动，熔融腔101内液态金属的表面会呈倒锥状，杂质本身也会向熔融腔101的中心汇聚，便于被工人捞除完全。

基于上述的各个效果，使得液态金属凝固成型后的表面不会出现含杂层，因此工人能够直接对金属实现进一步的加工，而无需预先去除金属表面的含杂金属，有利于减小金属被浪费的可能性。

从另外一方面考虑，含杂金属在重复熔融过程中势必会耗费较多的能源，而本申请的技术方案能够直接对该部分的能源进行节省，进一步起到了节能的效果。

参照图1和图2，坩埚本体1的顶部布置有呈环型的上腔盖3，上腔盖3的底部周向开设有连通于环槽102的备气槽31，上腔盖3底面相对备气槽31朝向熔融腔101的一侧与坩埚本体1的顶面之间留有间距，上腔盖3底面相对备气槽31背向熔融腔101的一侧与坩埚本体1的顶面栓接。

参照图1和图2，由于坩埚本体1每次熔融金属的量可能不等，因此液态金属的液面高度不等，因此上腔盖3上还布置有调高组件，调高组件用于调节金属液体从环槽102回流至熔融腔101内时的流动高度。

调高组件包括与熔融腔101各个竖直侧壁均紧贴且滑动配合的升降环41，升降环41的顶部焊接有竖向滑动穿过上腔盖3的调节螺杆42，调节螺杆42上螺纹连接有用于抵紧上腔盖3顶面的紧固螺母43。

工人手动转动紧固螺栓，紧固螺母43与调节螺杆42配合，能够对升降环41的高度进行调节，进而使得液态金属尽可能的从液面的最高处回流至熔融腔101内，确保液态金属的流动作用能够将浮于表面的杂质带向熔融腔101的中心位置，进而提高工人对杂质捞除的完全性。

参照图1和图2，当升降环41上升至最高处时，升降环41与上腔盖3底面相对熔融腔101的一侧紧贴，上腔盖3上还设有用于将备气槽31内的空气压入环槽102内的压气组件。

参照图1和图2，压气组件包括竖向滑移在备气槽31内的压气板51，压气板51与备气槽31的竖直侧壁紧贴，上腔盖3的顶部还周向开设有多个用于将备气槽31与外界连通的通气孔32，压气板51上焊接有竖向滑动穿出至上腔盖3外的压杆52。

参照图1和图2，当杂质捞除完全后，工人首先通过调节升降环41的高度将上腔盖3与坩埚本体1顶面之间封闭，之后通过压杆52推动压气板51向下运动。

压气板51将备气槽31内的空气压入环槽102内，以此环槽102内的液态金属被压回循环孔104并流回熔融腔101，驱流组件适时对循环孔104实现封闭，以此有利于提高液态金属倒出时的完全性。

参照图1和图2，坩埚本体1相对环槽102每一侧底部的位置均呈倒锥状，坩埚本体1的外侧壁上滑动穿设有多个推液杆6，一个循环孔104对应一个推液杆6，推液杆6用于滑动穿入对应的循环孔104且与其尺寸相配。

推液杆6位于坩埚本体1外的一端焊接有顶撑片7，顶撑片7与坩埚本体1的外侧壁之间顶撑有压簧8，坩埚本体1外侧壁相对每个推液杆6上方的位置均布置有换向轮10。

坩埚本体1的外侧壁上栓接有电连接于控制系统的气缸且滑动套设有联动环9，每个顶撑片7上均系有拉线11，拉线11绕过换向轮10并系在联动环9上，当气缸的活塞杆完全伸出时，推液杆6位于坩埚本体1内的一端恰好位于底腔103与循环孔104的连通处。

当工人手动将备气槽31内的空气压入环槽102的过程中，工人对熔融腔101内的液态金属进行观察，当观察到有气泡冒出时，工人启动气缸，气缸的活塞杆伸出，联动环9通过拉线11拉动推液杆6运动，推液杆6插入对应的循环孔104并将循环孔104彻底填满，减小了液态金属残留在循环孔104内的可能性。

参照图1，上腔盖3和升降环41相对熔融腔101竖直中心线的侧壁上配合开有用于供液态金属流出的排液口12，排液口12的开设方便了液态金属的倒出。

本申请实施例一种高强度耐热铝合金的熔融铸造装置的实施原理为：工人将各种金属放入熔融腔101内后进行加热，金属逐渐熔融呈液态，此过程中封堵叶片23将循环孔104封闭，杂质会漂浮于液态金属的表面。待金属充分熔融后，控制系统启动驱动电机21，驱动电机21的输出轴通过传动杆22带动多个封堵叶片23转动，封堵叶片23的转动会底腔103内的液态金属施加一定的离心力，以此底腔103内的液态金属在离心力的作用下通过循环孔104流入环槽102内。

环槽102内的液态金属越过坩埚本体1的顶面和升降环41并流回熔融腔101内，此流动过程会将浮于表面的杂质向熔融腔101的中心位置聚拢，以此有利于提高工人手动捞除杂质的完全性。

当杂质捞除完全后，工人首先通过调节升降环41的高度将上腔盖3与坩埚本体1顶面之间封闭，之后通过压杆52推动压气板51向下运动。压气板51将备气槽31内的空气压入环槽102内， 工人对熔融腔101内的液态金属进行观察，当观察到有气泡冒出时，工人启动气缸，气缸的活塞杆伸出，联动环9通过拉线11拉动推液杆6运动，推液杆6插入对应的循环孔104并将循环孔104彻底填满，之后熔融腔101内的液态金属便能通过排液口12全部倒出。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。