[发明专利]一种高真空压铸用真空装置

说明书

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种高真空压力铸造用的真空控制装置。

背景技术

压力铸造是一种高速高效的液态金属精密成形方法，主要用于铝、镁合金零件的铸造成形。由于压铸时金属液以高速喷射状态充填型腔，型腔中的大部分气体来不及排出而被卷入到金属液中，最后以气孔形式留在铸件内。因此压铸件的力学性能不高，不能进行热处理和焊接加工。因此，业内采用了高真空压铸法，高真空压铸法则是将型腔中的气体快速抽出，金属液在压铸模具型腔中的真空压力保持在5KPa以下的高真空状态下充填型腔的一种先进的特种压铸工艺。高真空压铸件的气体含量仅为1～3ml/100g，可进行热处理强化和后续的焊接加工。而且高真空压铸和普通压铸方法一样，操作方便，不降低生产效率。高真空压铸的关键技术是真空控制装置及其控制方法，即如何快速将型腔中的气体抽至预定的真空度以及确保压铸时型腔中的金属液不进入真空装置，防止堵塞真空管道。

中国专利ZL200510083765.7名称为压铸机的真空控制装置及真空压铸方法，所发明的方法是采用相对压力真空计检测型腔中的压力，并以此为基准控制真空系统和型腔的压力即真空度的大小，而真空阀的驱动则采用电磁力驱动。这种方法因将相对压力真空计置于高温型腔中，真空计存在寿命短、可靠性差；而且电磁驱动力过小，阀芯易卡住的缺点。

专利WO 00/59658发明的高真空压铸技术是在压射室的分流锥处设置一移动式的活塞杆。活塞杆首先封闭内浇口，当压射冲头推动金属液前进直至金属液充满压射室，金属液体的压力升高能推动活塞杆后移，打开内浇口时金属液方能进入型腔。此时活塞杆的移动信号就是真空阀的关闭信号。欧洲专利EP1524048A1发明了一种高真空压铸的控制技术，它是在模具型腔的某一位置设置一移动式活塞。当金属液充填到此位置时，金属液的压力推动活塞后移，从而引起活塞后面的传感器发出信号，控制真空阀的关闭。美国专利US2005/0126740A1发明的真空压铸设备及真空阀的控制方法则在专利EP1524048A1的基础上更进一步改进，它由型腔中的充填位置传感器和压射冲头的位置传感器组成一个闭环的反馈信号来驱动真空阀的关闭。日本专利2007-268550A发明的高真空压铸方法是在内浇口前沿料饼侧设置金属液传感器，当传感器检测到金属液时便发出信号控制真空阀的关闭。上述四个专利均采用移动活塞式结构，利用金属液的压力来驱动，存在着1)在模具中设置不方便；2)活塞移动阻力大，易磨损；3)铝液易进入配合间隙卡死活塞的缺点。因此可靠性低，维护成本高。

日本专利2004-344910发明的真空压铸装置及方法，它是将影响金属液充填的多个因素如冲头位移、速度等输入计算机，通过数学模型计算得到金属液充填到型腔指定位置处的时间，根据计算到达的时间来控制真空阀的关闭。该方法的控制精度直接取决于其建立的数学模型，因影响充填的因素多，且压铸充填的时间极短，所以精确的数学模型很难建立，采用该方法容易导致真空阀的堵塞。日本专利2007-190584发明的一种高真空压铸方法是在压射室前端即在分流锥处设置一压力传感器，当检测到金属液充满压射室，金属液压力上升到某一数值时，打开真空阀开始抽真空。这种方法虽然解决了抽真空过程中冲头处气体泄漏的问题，但在非常短的高速压射阶段，型腔中的真空度无法满足高真空的要求，而且真空阀的关闭是靠金属液的惯性冲击力来完成，极易发生堵塞故障。另外压力传感器在铝液的高温作用下，可靠性、精度、使用寿命均会变差。

发明内容

本发明的目的在于解决上述高真空压铸方法存在的缺点，本发明提供了一种高真空压铸用真空装置，采用直接利用压射油缸中的压力变化信号来驱动真空阀的关闭及控制快速压射动作。

为实现上述目的，本发明提供的一种高真空压铸用真空装置，包括压铸模具；包含有真空罐、真空泵、真空阀和微机控制单元在内的抽真空回路，其特征在于还包含有使前述真空泵启动/停止、前述真空阀关闭、检测前述真空阀是否堵塞的驱动回路；包含有控制前述真空阀与前述真空罐之间是否连通的电磁阀；前述真空阀的关闭由电磁阀控制压缩空气驱动；含有检测前述真空罐真空压力、型腔真空压力、前述真空阀是否堵塞的传感器及其控制回路。

在上述高真空压铸用真空装置中设置包含有与压铸机传递开模、压射信号、抽真空启动的通信回路。

在上述高真空压铸用真空装置中还设置包含有发生前述型腔、前述真空罐真空压力不足、前述真空阀堵塞等故障信号的报警回路。