一种镁合金无溶剂熔铸一体化装置及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115229163A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202110448237.6C22C1/06(2006.01)(22)申请日2021.04.25C22C23/00(2006.01)(71)申请人沈阳铸造研究所有限公司地址110000辽宁省沈阳市铁西区云峰南街17号申请人沈阳铸研科技有限公司(72)发明人冯志军李泽华李宇飞苏鑫辛仕伟阮明(74)专利代理机构沈阳晨创科技专利代理有限责任公司21001专利代理师张晨(51)Int.Cl.B22D18/04(2006.01)B22D18/08(2006.01)B22D21/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种镁合金无溶剂熔铸一体化装置及方法(57)摘要一种镁合金无溶剂熔铸一体化装置及方法，包含中控柜、混气柜、储气柜、熔铸炉、压力罐、转接座、铸型和合金锭生产线。中控柜控制混气柜将单质气体混和成多种混合气增压后送入储气柜进行储存，在镁合金熔炼阶段，浇注准备阶段、反重力铸造阶段、回炉料锭浇注阶段分别向合金液面、铸型直浇口或罐底、熔铸炉内、气体保护箱中针对性输送不同气体组成的混合保护气。本发明涉及的装置和方法无需使用溶剂，消除铸件熔剂夹渣和氧化夹渣缺陷，改善了镁合金生产环境，减少了镁合金熔炼‑铸造‑回炉循环生产过程合金氧化，无需转运、倾倒、保温、二次处理等中间环节，保障铸件内部质量，大幅提高生产效率，实现镁合金铸件快速循环生产。CN115229163ACN115229163A权利要求书1/2页1.一种镁合金无溶剂熔铸一体化装置，其特征在于：所述装置包括中控柜(1)、混气柜(2)、储气柜(3)、熔铸炉(4)、压力罐(5)、转接座(6)、铸型(7)和合金锭生产线(8)；其中，所述中控柜(1)主体为中控电脑(11)，与混气柜(2)、储气柜(3)、熔铸炉(4)等设备能够进行实时通讯和控制；所述混气柜(2)柜体外部连接压缩空气管道(21)，并通过增压混合气输入管道(22)及循环气管道(23)与储气柜(3)连接；所述储气柜(3)通过罐体抽气管道(33)与压力罐(5)连接，能够抽出罐体内部空气，通过型内保护气通气管道(35)与压力罐(5)、转接座(6)连接，通过炉内保护气输出管道(31)、炉内保护气排气管道(32)与熔铸炉(4)连接，通过信号传输管道(34)与罐内氧气浓度检测传感器(51)、型内氧气浓度检测传感器(71)连接；所述熔铸炉(4)由炉盖(41)、升液管(42)、坩埚(43)以及电阻炉(44)组成，电阻炉(44)设置进气口(441)与排气口(442)。2.根据权利要求1所述的一种镁合金无溶剂熔铸一体化装置，其特征在于：混气柜(2)中储存Ar，N2,，SF6，CO24种单质气体，储气柜(3)储存SF6+CO2、SF6+N2或SF6+Ar3种不同的混合气。3.根据权利要求1所述的一种镁合金无溶剂熔铸一体化装置，其特征在于：所述转接座(6)材质为砂型或石墨型，中间设置有转接座进气管(61)，与型内保护气通气管道(35)采用单向阀联通；转接座进气管(61)也可不连接型内保护气通气管道(35)，直接向罐内底部通入保护气。4.根据权利要求1所述的一种镁合金无溶剂熔铸一体化装置，其特征在于：所述铸型(7)为砂型，型顶上方装有型内氧气浓度检测传感器(71)；所述压力罐(5)顶部也安装罐内氧气浓度检测传感器(51)。5.根据权利要求1所述的一种镁合金无溶剂熔铸一体化装置，其特征在于：所述合金锭生产线(8)由气体保护箱(81)、锭模(82)以及自动输送平台(83)组成。6.一种基于权利要求1‑5任一所述装置完成镁合金无溶剂熔炼铸造一体化的方法，其特征在于，应用镁合金无溶剂熔铸一体化装置，全程采用针对性的保护气氛对镁合金生产各个阶段进行保护：合金熔炼阶段，向合金液面铺散SF6+CO2保护气进行保护，在浇注准备阶段向铸型直浇口内或直接向罐内底部注入SF6+Ar混合保护气，同时抽出压力罐内原有空气，在反重力浇注阶段向熔铸炉内通入输送SF6+N2混合气作为加压保护气，在将炉内余料浇注回炉料锭阶段向气体保护箱中输送SF6+CO2混合气作合金液面保护气。，通过上述方式，实现镁合金无溶剂熔炼和反重力铸造。7.根据权利要求6所述的镁合金无溶剂熔炼铸造一体化的方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一、混合保护气制备与存储：在中控电脑(11)输入混气指令，设定需要制备的混合保护气种类，中控电脑(11)向混气柜(2)发送指令，调节各单质气体压力平衡，并按比例完成单质气体混合，采用压缩空气完成混合气增压后输送到储气柜(3)内部储气罐中；当储气柜(3)内存储的各类混合保护气放置一定时间后不使用，会再次回流至混气柜(