一種應(yīng)用于金屬構(gòu)件移動(dòng)微壓鑄成型方法的雙倉(cāng)式精煉爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于金屬構(gòu)件移動(dòng)微壓鑄成型的雙倉(cāng)式精煉爐，所述雙倉(cāng)包括儲(chǔ)液倉(cāng)和工作倉(cāng)，雙倉(cāng)底部連通，并列或嵌套設(shè)置，該雙倉(cāng)式精鑄爐能夠在加工過(guò)程中通過(guò)控制雙倉(cāng)中的氣壓，嚴(yán)格控制工作倉(cāng)的液面穩(wěn)定不變，從而使得金屬熔體恒速穩(wěn)定流出，或者僅通過(guò)調(diào)節(jié)壓力來(lái)控制其流速；而且該雙倉(cāng)式精煉爐在加工過(guò)程中可以嚴(yán)格控制熔體流出時(shí)的溫度，并根據(jù)需要控制精鑄爐上壓鑄頭的開(kāi)閉。因此，采用該雙倉(cāng)式精煉爐，可以通過(guò)調(diào)整熔體的流量、壓力、壓鑄層厚度、熔體的凝固速度以及壓鑄頭的移動(dòng)軌跡，逐點(diǎn)逐層調(diào)控構(gòu)件材料的組織形態(tài)、殘余應(yīng)力狀態(tài)和表面質(zhì)量。本發(fā)明不僅可以按設(shè)定的形狀和尺寸成型金屬構(gòu)件，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)能對(duì)其機(jī)械性能進(jìn)行有效調(diào)控。
【專利說(shuō)明】一種應(yīng)用于金屬構(gòu)件移動(dòng)微壓鑄成型方法的雙倉(cāng)式精煉爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料加工設(shè)備領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及一種實(shí)現(xiàn)金屬構(gòu)件移動(dòng)微壓鑄成型的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，在大尺寸薄壁鈦合金構(gòu)件的直接制造和工程應(yīng)用方面，各種新型的成型技術(shù)都快速發(fā)展和應(yīng)用。如激光立體成型技術(shù)、電子束立體成型技術(shù)、精密壓鑄技術(shù)、噴射成型技術(shù)等，由于工藝或原料的限制，上述技術(shù)各有缺點(diǎn)。近期研宄人員提出了一種具有成型精度高、原料要求低、成型環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn)的金屬構(gòu)件移動(dòng)微壓鑄成型方法，目前該方法已經(jīng)在中國(guó)專利申請(qǐng)201310139419.0公開(kāi)，它是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(010)或?qū)嵨飹呙璧姆椒ń?gòu)件的30圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，并依據(jù)構(gòu)件性能與精度的設(shè)計(jì)要求，選擇圖形的切片方向與分切厚度以及與之相應(yīng)的熔體壓鑄程序和運(yùn)動(dòng)軌跡，在惰性氣體(如氮?dú)?、氬氣?保護(hù)環(huán)境下，當(dāng)結(jié)晶器(壓鑄基板)的指定部位，對(duì)準(zhǔn)壓鑄頭出口、且二者之間距達(dá)到指定層片厚度(以微米尺度為宜)時(shí)，壓鑄頭以預(yù)定的流速和壓力，將熔體填充到其出口端部與結(jié)晶平臺(tái)之間的空間。與此同時(shí)，壓鑄頭以指定速度和軌跡在結(jié)晶器上移動(dòng)(也可以是壓鑄器不動(dòng)而結(jié)晶器相對(duì)其移動(dòng))，移出壓鑄頭內(nèi)的熔體迅速凝固，壓鑄頭向其下方不斷產(chǎn)生的新的空間繼續(xù)填充并壓鑄熔體。當(dāng)壓鑄頭的移動(dòng)軌跡填滿設(shè)定形狀時(shí)，一個(gè)厚度可達(dá)微米尺度的金屬層片便成型完成。然后，結(jié)晶器沿2軸方向上移動(dòng)一個(gè)層片厚度，壓鑄頭開(kāi)始執(zhí)行下一層片的熔體壓鑄作業(yè)。如此往復(fù)，直至整個(gè)金屬構(gòu)件成型完成。
[0003]而且也公開(kāi)了能夠?qū)崿F(xiàn)金屬構(gòu)件移動(dòng)微壓鑄成型方法的裝置，然而，在成型過(guò)程中，金屬熔體的液位的不斷下降會(huì)導(dǎo)致壓鑄頭出口部位流體流動(dòng)速度的減小。這種現(xiàn)象不利于控制成型質(zhì)量。解決該問(wèn)題的途徑有兩種，其中之一是隨著成型的進(jìn)行，不斷修正工藝參數(shù)，如改變液面上方的氣壓，利用氣體壓力的變化，來(lái)控制精鑄頭的流體速度大小或停止；或者控制工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度。這樣則帶來(lái)了新的問(wèn)題:為了使得液面上方的氣壓值能夠補(bǔ)償倉(cāng)內(nèi)液位的下降，或者使工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度匹配流動(dòng)速度(某一函數(shù)關(guān)系)，都必須精確地獲得流量變化，而這在加工過(guò)程中難以實(shí)時(shí)地、自動(dòng)地獲取。
[0004]基于上述缺陷，本發(fā)明提出了解決上述問(wèn)題的另一辦法，通過(guò)雙倉(cāng)式恒定液位的方法來(lái)保障加工過(guò)程中不會(huì)因熔體減少而導(dǎo)致流速變化，因此提出一種應(yīng)用于金屬構(gòu)件移動(dòng)微壓鑄成型方法的雙倉(cāng)式精煉爐。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于金屬構(gòu)件移動(dòng)微壓鑄成型方法的雙倉(cāng)式精煉爐。
[0006]所述微壓鑄，是指壓鑄層的厚度以限制在微米尺度為宜，因此能夠?qū)崿F(xiàn)微壓鑄的設(shè)備也必須能夠在微米級(jí)自動(dòng)控制。
[0007]精鑄爐是以一種能夠?qū)⑷廴诘慕饘僖后w直接進(jìn)行鑄造成型的裝置，其關(guān)鍵部件包括金屬液體容器，容器下方的出口，位于出口處的壓鑄頭；
[0008]本發(fā)明所述的能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)微壓鑄熔體直接成型金屬構(gòu)件的雙倉(cāng)式精鑄爐包括雙倉(cāng)式精煉爐體，出液口和壓鑄頭；其中所述雙倉(cāng)是指精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)和精煉爐工作倉(cāng)，所述精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)和精煉爐工作倉(cāng)底部連通；所述進(jìn)液口與精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)連通，所述出液口與精煉爐工作倉(cāng)連通，出液口設(shè)置有壓鑄頭。所述雙倉(cāng)式精鑄爐體的精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)和精煉爐工作倉(cāng)的相對(duì)位置可以并列，也可以采用替他的方式，如嵌套設(shè)置；優(yōu)選所述精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)在精煉爐工作倉(cāng)的外圍嵌套設(shè)置。
[0009]所述精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)和精煉爐工作倉(cāng)上部不連通；
[0010]進(jìn)一步的，更優(yōu)選所述精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)在精煉爐工作倉(cāng)的外圍，底部連通，其余部分不連通，且二者嵌套設(shè)置。
[0011]進(jìn)一步的，所述雙倉(cāng)式精煉爐體的上方設(shè)置爐蓋，所述爐蓋通過(guò)止口對(duì)精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)和精煉爐工作倉(cāng)同時(shí)起防護(hù)、密封作用，打開(kāi)爐蓋，可以向精煉爐體中加入金屬液體。
[0012]熔融的金屬液體從進(jìn)料口進(jìn)入精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)后，經(jīng)過(guò)精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)和精煉爐工作倉(cāng)之間的底部通道進(jìn)入精煉爐工作倉(cāng)，然后從出料口流出，并經(jīng)過(guò)壓鑄頭進(jìn)行微壓鑄。
[0013]進(jìn)一步的，所述爐蓋還設(shè)置有儲(chǔ)液倉(cāng)頂部接口，所述儲(chǔ)液倉(cāng)頂部接口接入保護(hù)氣體進(jìn)氣口電磁閥和排氣閥，為精煉爐體內(nèi)的金屬液體提供保護(hù)氣體氣氛。
[0014]所述爐蓋還設(shè)置有工作倉(cāng)頂部接口，所述工作倉(cāng)頂部接口接入保護(hù)氣體進(jìn)氣口電磁閥和排氣閥，為精煉爐體內(nèi)的金屬液體提供保護(hù)氣體氣氛。
[0015]另外，所述儲(chǔ)液倉(cāng)頂部接口還接入壓力傳感器，用于監(jiān)測(cè)精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)保護(hù)氣體的壓力。
[0016]另外，所述工作倉(cāng)頂部接口還接入壓力傳感器，用于監(jiān)測(cè)精煉爐工作倉(cāng)內(nèi)保護(hù)氣體的壓力。
[0017]進(jìn)一步的，所述的精煉爐工作倉(cāng)還設(shè)置有熱電偶，用于測(cè)定工作倉(cāng)中金屬液體的溫度。
[0018]另外，所述精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)頂部還設(shè)置有安全閥，所述安全閥設(shè)置在爐蓋上，用于在保護(hù)氣體進(jìn)氣口電磁閥和/或排氣閥損壞后的排氣或減壓。
[0019]本發(fā)明所述的包括雙倉(cāng)式精煉爐體從外到內(nèi)依次包括爐體外殼，絕熱材料和爐體內(nèi)殼。
[0020]所述壓鑄頭包括壓鑄頭外殼，壓鑄頭絕緣材料、壓鑄頭加熱源以及壓鑄口 ；所述壓鑄口位于壓鑄頭的中心，與熔煉爐體內(nèi)的金屬液體連通；壓鑄口周圍設(shè)置壓鑄頭加熱源，以保證其中金屬液體的流動(dòng)性；壓鑄頭加熱源外圍設(shè)置壓鑄頭絕緣材料；
[0021〕 壓鑄口的內(nèi)徑依據(jù)毛細(xì)原理設(shè)計(jì)，可確保僅有重力作用時(shí)熔體不會(huì)自然流出，但在有外加壓力作用的情況下，熔體能夠順暢穩(wěn)定地輸出；所述壓鑄頭加熱源可為感應(yīng)加熱器，感應(yīng)加熱器既可起到局部控溫作用，也可在壓鑄口內(nèi)壁出現(xiàn)熔體凝固和熔體流動(dòng)受阻時(shí)發(fā)揮作用。
[0022]所述雙倉(cāng)式精煉爐還包括加熱和丨或攪拌裝置，所述加熱和丨或攪拌裝置位于精煉爐的外側(cè)，用于加熱或精煉其中的金屬液體，并使精煉爐中的金屬液體均一化。
[0023]一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的加工過(guò)程中存在兩種狀態(tài):
[0024]1)低速流動(dòng)狀態(tài)，工作倉(cāng)液面上方壓強(qiáng)小于一個(gè)大氣壓。其步驟為:
[0025]步驟1:初始狀態(tài)時(shí)，工作倉(cāng)、儲(chǔ)液倉(cāng)以及壓鑄頭均封閉，精煉爐內(nèi)金屬熔體液面高度相等；
[0026]步驟23:維持工作倉(cāng)接口封閉狀態(tài)，開(kāi)啟儲(chǔ)液倉(cāng)接口，并啟動(dòng)工作倉(cāng)接口處的壓力傳感器，排氣泵，通過(guò)反饋控制開(kāi)啟或關(guān)閉排氣孔，使工作倉(cāng)液面上方氣壓壓強(qiáng)恒定為？。此時(shí)開(kāi)啟壓鑄頭加工時(shí)，出口驅(qū)動(dòng)壓力恒定。
[0027]2)高速流動(dòng)狀態(tài)，工作倉(cāng)液面上方壓強(qiáng)大于一個(gè)大氣壓。其步驟為:
[0028]步驟1:初始狀態(tài)時(shí)，封閉工作倉(cāng)、儲(chǔ)液倉(cāng)、以及壓鑄頭，精煉爐內(nèi)金屬熔體液面高度相等
[0029]步驟26:維持儲(chǔ)液倉(cāng)接口封閉狀態(tài)，開(kāi)啟工作倉(cāng)接口，并啟動(dòng)工作倉(cāng)接口處的壓力傳感器，進(jìn)氣泵，使得工作倉(cāng)液面上方氣壓壓強(qiáng)恒定為？。此時(shí)開(kāi)啟壓鑄頭加工時(shí)，出口驅(qū)動(dòng)壓力恒定。
[0030]當(dāng)然，實(shí)際情況下，在上述兩種情況中，爐蓋并不能完全密封精煉爐，工作中伴隨漏氣現(xiàn)象:低速流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，氣流方向?yàn)闋t外部環(huán)境至內(nèi)部，高速情況下則相反。通過(guò)監(jiān)控工作倉(cāng)、儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的壓力傳感器數(shù)值變化，反饋控制接口處的比例閥，補(bǔ)償漏氣，維持出口流速恒定。
[0031]本發(fā)明所述的裝置結(jié)構(gòu)緊湊，能夠精確實(shí)現(xiàn)熔體直接成型金屬構(gòu)件的移動(dòng)微壓鑄，采用本發(fā)明所述的雙倉(cāng)式精鑄爐，能夠在加工過(guò)程中通過(guò)控制雙倉(cāng)中的氣壓，嚴(yán)格控制作倉(cāng)的液面穩(wěn)定不變，從而使得金屬熔體恒速穩(wěn)定流出；而且在加工過(guò)程中可以嚴(yán)格控制熔體流出時(shí)的溫度；在加工過(guò)程中根據(jù)需要控制精鑄爐上壓鑄頭的開(kāi)閉。因此，本發(fā)明所述的裝置可以通過(guò)調(diào)整熔體的流量、壓力、壓鑄層厚度、熔體的凝固速度以及壓鑄頭的移動(dòng)軌跡，逐點(diǎn)逐層調(diào)控構(gòu)件材料的組織形態(tài)(包括晶粒尺寸、相成分和界面結(jié)構(gòu)等)、殘余應(yīng)力狀態(tài)(包括大小與分布)和表面質(zhì)量。本發(fā)明不僅可以按設(shè)定的形狀和尺寸成型金屬構(gòu)件，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)能對(duì)其機(jī)械性能進(jìn)行有效調(diào)控。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為本發(fā)明雙倉(cāng)式精煉爐的工作狀態(tài)圖，分別為步驟1，步驟23和步驟26 ；
[0033]圖2為本發(fā)明雙倉(cāng)式精煉爐的俯視圖；
[0034]圖3為本發(fā)明雙倉(cāng)式精煉爐的仰視圖；
[0035]圖4為本發(fā)明雙倉(cāng)式精煉爐的剖視圖；
[0036]其中1為精煉爐連接耳；2為爐蓋；3為精煉爐體；4為壓鑄頭外殼；5為壓鑄頭；6為爐體絕熱層；7為精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)；8為精煉爐工作倉(cāng)；9為儲(chǔ)液倉(cāng)頂部壓力傳感器、比例閥、排氣泵接口 ；10為儲(chǔ)液倉(cāng)頂部安全閥接口 ；11為工作倉(cāng)壓力傳感器、比例閥、進(jìn)氣泵頂部接口 ；12為熱電偶；13為止口 ；14為底部通道。

【具體實(shí)施方式】
[0037]以下實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的發(fā)明范圍。該領(lǐng)域的技術(shù)工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。如無(wú)特別說(shuō)明，所采用的方法是本領(lǐng)域常用的方法和設(shè)備。
[0038]實(shí)施例1
[0039]如圖2所示，本發(fā)明所述的雙倉(cāng)式精煉爐包括爐蓋2和精煉爐體3，在精煉爐體3的外壁上布置了 8個(gè)精煉爐連接耳1，用于固定精煉爐體3。
[0040]如圖4所示，所述的雙倉(cāng)式精鑄爐包括雙倉(cāng)式精煉爐體3，，出液口和壓鑄頭5 ；其中精煉爐體3由精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)7和精煉爐工作倉(cāng)8組成，所述精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)7和精煉爐工作倉(cāng)8上部不連通；所述精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)底部和精煉爐工作倉(cāng)底部之間有連通的底部通道14 ；所述進(jìn)液口與精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)7連通，所述出液口與精煉爐工作倉(cāng)8連通，出液口設(shè)置有壓鑄頭5。
[0041]所述雙倉(cāng)式精鑄爐體的精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)7在精煉爐工作倉(cāng)8的外圍，且二者同心環(huán)設(shè)置。
[0042]所述雙倉(cāng)式精煉爐體3的上方設(shè)置爐蓋2，通過(guò)止口 13對(duì)精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)7和精煉爐工作倉(cāng)8起防護(hù)和密封作用。
[0043]所述爐蓋2還設(shè)置有儲(chǔ)液倉(cāng)頂部壓力傳感器、比例閥、排氣泵接口 9，用于接入保護(hù)氣體進(jìn)氣口電磁閥和排氣閥，為精煉爐體內(nèi)的金屬液體提供保護(hù)氣體氣氛，同時(shí)設(shè)置壓力傳感器，以便于為儲(chǔ)液倉(cāng)7中的金屬液體提供保護(hù)氣體氣氛和氣體壓力；以及儲(chǔ)液倉(cāng)頂部安全閥接口 10，防止保護(hù)氣體進(jìn)氣口電磁閥或排氣閥損壞引發(fā)安全事故。
[0044]同時(shí)，所述爐蓋2還設(shè)置有工作倉(cāng)頂部壓力傳感器、比例閥、排氣泵接口 11，用于接入保護(hù)氣體進(jìn)氣口電磁閥和排氣閥，為精煉爐體內(nèi)的金屬液體提供保護(hù)氣體氣氛，同時(shí)設(shè)置壓力傳感器，以便于檢測(cè)工作倉(cāng)8中保護(hù)氣體的壓力。
[0045]工作倉(cāng)8頂部，爐蓋2上還設(shè)置了熱電偶進(jìn)口，用于布置熱電偶12，以便控制金屬液體的溫度。
[0046]精煉爐體3從外到內(nèi)依次包括爐體外殼，絕熱層6和爐體內(nèi)殼，爐體的內(nèi)殼和外殼均可選用本領(lǐng)域常用的材料。
[0047]所述壓鑄頭5包括壓鑄頭外殼4，起固定壓鑄頭5，以及局部加熱的作用以及壓鑄口(未示出)；所述壓鑄口位于壓鑄頭的中心，與熔煉爐體內(nèi)的金屬液體連通。
[0048]壓鑄口的內(nèi)徑依據(jù)毛細(xì)原理設(shè)計(jì)，結(jié)合液面上方壓力控制可確保僅有重力作用時(shí)熔體不會(huì)自然流出，但在有外加壓力作用的情況下，熔體能夠順暢穩(wěn)定地輸出；所述壓鑄頭外殼加熱源可為感應(yīng)加熱器，感應(yīng)加熱器可在壓鑄口內(nèi)壁出現(xiàn)熔體凝固和熔體流動(dòng)受阻時(shí)發(fā)揮作用。
[0049]所述雙倉(cāng)式精煉爐還包括加熱和丨或攪拌裝置(未示出)，本實(shí)施例采用了電磁加熱攪拌裝置，設(shè)置在精煉爐體3的外圍。
[0050]本發(fā)明所述的雙倉(cāng)式精煉爐的工作過(guò)程如下:
[0051]1)低流速恒定液面工作過(guò)程:
[0052]關(guān)閉壓鑄頭5，接口 9、接口 11處的比例閥，此時(shí)工作倉(cāng)、儲(chǔ)液倉(cāng)處于密封狀態(tài)；
[0053]加熱精鑄爐至所需的熔體溫度，并保持該溫度，此時(shí)工作倉(cāng)、儲(chǔ)液倉(cāng)熔體液面高度相同；
[0054]打開(kāi)接口 9處比例閥，使儲(chǔ)液倉(cāng)為排氣狀態(tài)，此時(shí)儲(chǔ)液倉(cāng)液面上升，待工作倉(cāng)處壓力傳感器顯示為所需壓力時(shí)，關(guān)閉接口 9處比例閥，停止排氣。
[0055]開(kāi)啟壓鑄頭5，工作。此時(shí)工作常液面恒定，液面上方壓強(qiáng)恒定，壓鑄頭5出口熔體流速恒定。
[0056]實(shí)際情況下?tīng)t蓋2與精煉爐3并不能完全密封，工作中伴隨漏氣現(xiàn)象(氣流方向?yàn)橥獠恐翣t內(nèi))。通過(guò)監(jiān)控工作倉(cāng)、儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的壓力傳感器數(shù)值變化，反饋控制接口 9處比例閥，補(bǔ)償漏氣，維持出口流速恒定。
[0057]2)高流速恒定液面工作過(guò)程:
[0058]關(guān)閉壓鑄頭5，接口 9、接口 11處的比例閥，此時(shí)工作倉(cāng)、儲(chǔ)液倉(cāng)處于密封狀態(tài)；
[0059]加熱精鑄爐至所需的熔體溫度，并保持該溫度，此時(shí)工作倉(cāng)、儲(chǔ)液倉(cāng)熔體液面高度相同；
[0060]打開(kāi)接口 11處比例閥，使工作倉(cāng)為進(jìn)氣狀態(tài)，此時(shí)儲(chǔ)液倉(cāng)液面上升，待工作倉(cāng)處壓力傳感器顯示為所需壓力時(shí)，關(guān)閉接口 11處比例閥，停止進(jìn)氣。
[0061]開(kāi)啟壓鑄頭5，工作。此時(shí)工作常液面恒定，液面上方壓強(qiáng)恒定，壓鑄頭5出口熔體流速恒定。
[0062]實(shí)際情況下?tīng)t蓋2與精煉爐3并不能完全密封，工作中伴隨漏氣現(xiàn)象(氣流方向?yàn)闋t內(nèi)部至外部環(huán)境)。通過(guò)監(jiān)控工作倉(cāng)、儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的壓力傳感器數(shù)值變化，反饋控制接口11處比例閥，補(bǔ)償漏氣，維持出口流速恒定。
[0063]本發(fā)明所述的裝置結(jié)構(gòu)緊湊，能夠精確實(shí)現(xiàn)熔體直接成型金屬構(gòu)件的移動(dòng)微壓鑄，采用本發(fā)明所述的雙倉(cāng)式精鑄爐，能夠在加工過(guò)程中通過(guò)控制雙倉(cāng)中的氣壓，嚴(yán)格控制作倉(cāng)的液面穩(wěn)定不變，從而使得金屬熔體恒速穩(wěn)定流出；而且在加工過(guò)程中可以嚴(yán)格控制熔體流出時(shí)的溫度；在加工過(guò)程中根據(jù)需要控制精鑄爐上壓鑄頭的開(kāi)閉。因此，本發(fā)明所述的裝置可以通過(guò)調(diào)整熔體的流量、壓力、壓鑄層厚度、熔體的凝固速度以及壓鑄頭的移動(dòng)軌跡，逐點(diǎn)逐層調(diào)控構(gòu)件材料的組織形態(tài)(包括晶粒尺寸、相成分和界面結(jié)構(gòu)等)、殘余應(yīng)力狀態(tài)(包括大小與分布)和表面質(zhì)量。本發(fā)明不僅可以按設(shè)定的形狀和尺寸成型金屬構(gòu)件，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)能對(duì)其機(jī)械性能進(jìn)行有效調(diào)控。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于金屬構(gòu)件移動(dòng)微壓鑄成型方法的精煉爐，其特征在于，為雙倉(cāng)式精煉爐，所述雙倉(cāng)式精煉爐包括雙倉(cāng)式精煉爐體，出液口和壓鑄頭；其中所述雙倉(cāng)包括精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)和精煉爐工作倉(cāng)，所述精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)和精煉爐工作倉(cāng)底部連通；所述出液口與精煉爐工作倉(cāng)連通，出液口設(shè)置有壓鑄頭。
2.如權(quán)利要求1所述的精煉爐，其特征在于，所述雙倉(cāng)式精鑄爐體的精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)和精煉爐工作倉(cāng)的并列或嵌套設(shè)置，組成雙倉(cāng)式精煉爐體。
3.如權(quán)利要求1所述的精煉爐，其特征在于，所述精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)在精煉爐工作倉(cāng)的外圍，二者嵌套設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的精煉爐，其特征在于，所述雙倉(cāng)式精煉爐體的上方設(shè)置爐蓋，所述爐蓋同時(shí)對(duì)精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)和精煉爐工作倉(cāng)的上方進(jìn)行密封。
5.如權(quán)利要求4所述的精煉爐，其特征在于，所述爐蓋還設(shè)置有儲(chǔ)液倉(cāng)頂部接口，所述儲(chǔ)液倉(cāng)頂部接口接入保護(hù)氣體進(jìn)氣口電磁閥和排氣閥，為精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的金屬液體提供保護(hù)氣體氣氛。
6.如權(quán)利要求4或5所述的精煉爐，其特征在于，所述爐蓋還設(shè)置有工作倉(cāng)頂部接口，所述工作倉(cāng)頂部接口接入保護(hù)氣體進(jìn)氣口電磁閥和排氣閥，為精煉爐工作倉(cāng)內(nèi)的金屬液體提供保護(hù)氣體氣氛。
7.如權(quán)利要求5所述的精煉爐，其特征在于，所述儲(chǔ)液倉(cāng)頂部接口還接入壓力傳感器，用于監(jiān)測(cè)精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)保護(hù)氣體的壓力。
8.如權(quán)利要求6所述的精煉爐，其特征在于，所述工作倉(cāng)頂部接口還接入壓力傳感器，用于監(jiān)測(cè)精煉爐工作倉(cāng)內(nèi)保護(hù)氣體的壓力。
9.如權(quán)利要求1-8任一所述的精煉爐，其特征在于，所述的精煉爐工作倉(cāng)還設(shè)置有熱電偶，用于測(cè)定工作倉(cāng)中金屬液體的溫度。
10.如權(quán)利要求1-9任一所述的精煉爐，其特征在于，所述精煉爐儲(chǔ)液倉(cāng)頂部還設(shè)置有安全閥，所述安全閥設(shè)置在爐蓋上，用于在保護(hù)氣體進(jìn)氣口電磁閥和/或排氣閥損壞后的排氣或減壓。
【文檔編號(hào)】B22D17/00GK104493125SQ201410721168
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】彭青, 陳光南, 羅耕星, 肖京華, 王紅才, 李正陽(yáng), 張坤 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所