一种充压缩空气防爆真空吸铸系统及其工作方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115401185A(43)申请公布日2022.11.29(21)申请号202110582244.5(22)申请日2021.05.27(71)申请人科华控股股份有限公司地址213354江苏省常州市溧阳市余桥集镇永康路63号(72)发明人陈冬鑫盛国平(51)Int.Cl.B22D18/06(2006.01)B22D27/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种充压缩空气防爆真空吸铸系统及其工作方法(57)摘要本发明属于防爆装置技术领域，具体涉及一种充压缩空气防爆真空吸铸系统及其工作方法。本发明的一种充压缩空气防爆真空吸铸系统包括：吸铸室；保温炉设置在吸铸室一侧；铸型模设置在吸铸室内；升液管设置在吸铸室内；负压管与吸铸室连接；充气管与吸铸室连接；排气管与吸铸室连接。本发明的一种充压缩空气防爆真空吸铸系统及其工作方法，通过负压管使吸铸室在吸铸工作时建立真空状态；吸铸保压完成后，通过充气管对吸铸室内吹入压缩空气以混合稀释可燃气体；通过排气管使吸铸室直通大气，吸铸室恢复大气压；同时通过排气管对外排除混合稀释后的可燃气体，有效防止在取出铸型模时可燃气体接触升液管的高温表面点燃发生爆炸，避免发生安全事故。CN115401185ACN115401185A权利要求书1/1页1.一种充压缩空气防爆真空吸铸系统，其特征在于，包括：可开合的吸铸室；保温炉，设置在吸铸室的一侧，以容纳金属液；铸型模，设置在吸铸室内，以将金属液制备成吸铸铸件毛坯；升液管，设置在吸铸室内，且所述升液管的一端设置在铸型模内，所述升液管的另一端穿出吸铸室浸入保温炉的金属液中；负压管，与吸铸室连接，适于使吸铸室形成负压环境；充气管，与吸铸室连接，适于向吸铸室内充入压缩空气，以稀释吸铸室内的可燃气体；以及排气管，与吸铸室连接，适于排出吸铸室内的气体。2.如权利要求1所述的一种充压缩空气防爆真空吸铸系统，其特征在于，所述充气管的进气端连接有压缩罐，以向充气管供应压缩空气；所述充气管上设置有第一阀门。3.如权利要求1所述的一种充压缩空气防爆真空吸铸系统，其特征在于，所述负压管上设置有第二阀门。4.如权利要求1所述的一种充压缩空气防爆真空吸铸系统，其特征在于，所述排气管上设置有第三阀门。5.如权利要求1所述的一种充压缩空气防爆真空吸铸系统，其特征在于，所述吸铸室和保温炉之间设置有隔板。6.一种充压缩空气防爆真空吸铸系统的工作方法，其特征在于，包括：将铸型模和升液管置于吸铸室内密封，升液管浸入保温炉内的金属液中；打开第二阀门，负压管导出吸铸室内的气体，吸铸室形成负压环境；保温炉内的金属液从升液管注入铸型模中，制备吸铸铸件毛坯；吸铸保压完成后，关闭第二阀门，打开第三阀门，排气管连通外界，吸铸室内气压恢复成正常大气压，升液管中金属液回流至保温炉内；打开第三阀门的同时，打开第一阀门，压缩空气经充气管进入吸铸室稀释可燃气体；排气管排除吸铸室内经压缩空气稀释的可燃气体；打开吸铸室，关闭第一阀门和第三阀门，取出铸型模，获得吸铸铸件毛坯。2CN115401185A说明书1/5页一种充压缩空气防爆真空吸铸系统及其工作方法技术领域[0001]本发明属于防爆装置技术领域，具体涉及一种充压缩空气防爆真空吸铸系统及其工作方法。背景技术[0002]真空吸铸工艺是将铸型置于密封的吸铸室中，下端升液管浸入到液态金属中，然后将吸铸室抽真空，使金属液在负压下，自下而上充入铸型，并在负压条件下进行凝固冷却的成型方法。保压凝固完毕后释放压力恢复大气压，陶瓷升液管里的金属液回流至保温炉中。[0003]我们采用真空吸铸工艺生产耐热钢材质的汽车涡轮增压器产品，金属合金熔炼浇注温度高，一般吸铸钢液温度控制在1550℃左右。耐热钢产品如涡轮壳的结构复杂，呈三维曲面流线结构，质量仅几千克，涡轮壳主要壁厚4～5mm，且壁厚的厚薄不均，铸件质量要求极高，不允许有任何铸造缺陷；耐热钢材质的凝固收缩大，钢液流动性差，铸造工艺性能差，铸件易产生气孔、夹渣、缩孔缩松等铸造缺陷。故此，耐热钢涡轮壳铸造工艺设计相对应的较为复杂。[0004]耐热钢涡轮壳的壳型铸型造型制芯均采用覆膜砂热芯和冷芯制作，并由两个上下外壳和多个砂芯进行组芯而成，外壳由覆膜砂壳型机制作，内腔砂芯由高强度覆膜砂壳芯制作。一般耐热钢蜗壳设计为一模四件，最大外轮廓尺寸在750mm*650mm*400mm，整体合箱壳型重量在100Kg左右。一般高强度覆膜砂发气量检测在17ml/g。[0005]由于吸铸铸型重量大，覆膜砂发气量大，发气速度快，吸铸过程中会产生大量可燃性气体。吸铸结束后，机器人取走砂芯时，铸型与升液管接触面残留钢液温度较高，会点燃可燃性气体，并产生剧烈氧化反应，气体瞬时膨胀，发生燃