[发明专利]一种大型复杂薄壁铝合金铸件真空加压铸造的装置及工艺

权利要求书

1.一种用于在真空下浇注、充型并在压力下结晶、凝固最终获得大型复杂薄壁铝合金铸件的装置，其特征在于：包括以下四个组成部分：真空加压铸造工作舱、抽真空系统、空气加压系统和智能控制系统，其中：

真空加压铸造工作舱为高压气密封罐，采用立式布局，上部为气缸驱动的可翻转密封盖和用于旋转密封的锁紧环，密封盖上设压力、真空度检测装置，舱内设置有浇包和翻转浇注驱动装置、金属液导流槽以及翻转测温装置等，外部另设手动浇注机构；

抽真空系统由真空泵、真空储备舱及管路系统构成；

空气加压系统由空压机、冷干机、压力储备舱及电路、管路系统构成；

智能控制系统由PLC控制装置、气罐、安全警示灯及附属管路系统组成，其中PLC控制装置与其他设备相连，将真空度、压力、温度等数据逐一收集并精确显示，最终实现对各设备的智能控制，保证真空加压铸造各阶段的依次、连续、顺利进行。

2.如权利要求1所述的装置，其中抽真空系统包括如下阀：

电磁阀a和电磁阀b，依次连接在真空储备舱和真空加压铸造工作舱之间；

电磁阀c，连接在真空泵与电磁阀a、电磁阀b连接段之间；

上述空气加压系统包括如下阀：

电磁阀d和电磁阀e，依次连接在真空加压铸造工作舱和压力储备舱之间；

电磁阀f，连接在冷干机与电磁阀d、电磁阀e连接段之间；

上述真空加压铸造工作舱和压力储备舱分别设有安全阀g、安全阀i，压力超标时可自动卸压至设定值来保证人身、设备的安全，真空加压铸造工作舱另设有卸压阀h；

上述智能控制系统包括如下阀：

电磁阀k，连接在气罐和密封盖、锁紧环之间；

单向阀j，连接在气罐和压力储备舱之间，可实现压力储备舱到气罐的单向连通。

3.如权利要求2的装置，其中对工作舱抽真空的步骤包括：

真空储备步骤：开启电磁阀a和c，关闭电磁阀b，启动真空泵，对真空储备舱抽真空，至所需真空度时停止；关闭阀a，真空储备结束；

抽真空步骤：首先确保工作舱密封盖、锁紧环及阀c、g、h、d处于关闭状态，打开阀a和b开始抽真空，至工作舱内达到所需真空度时停止。

4.如权利要求2的装置，其中对工作舱进行加压的步骤包括：

压力储备步骤：开启电磁阀e和f，关闭电磁阀d和j，启动冷干机和空压机，对压力储备舱进行加压，至所需压力值时停止；关闭阀e，压力储备结束；

加压步骤：首先确保工作舱密封盖、锁紧环及阀e、g、h、b处于关闭状态，打开阀d和e开始加压，至工作舱内达到所需压力值时停止；

卸压步骤：加压结束后打开泄压阀h；

其中，冷干机起到干燥、净化压缩空气的作用。

5.如权利要求2的装置，其中上述智能控制系统可以实现对上述抽真空、加压设备及相关阀门的自动、同步开合操作，并在显示面板上显示各自所处的状态。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述显示采用数字、曲线、符号、指示灯的形式。

7.如权利要求1所述的装置，其中上述浇包所在的翻转装置与伺服电机连接，通过PLC装置启动电机实现浇包翻转，完成浇注。

8.如权利要求1所述的装置，其中上述气罐与压力储备舱通过单向阀连通，长期处于压力饱和状态。

9.如权利要求1的装置，其中上述锁紧环和密封盖均设有气缸驱动装置，工作时，依靠气罐提供的气压实现旋转、开合；如遇停电等突发情况，利用气罐内的储备压力，借助手动操作，同样完成浇注、密封盖开启和浇包、铸型的出舱等操作。

10.一种用于大型复杂薄壁铝合金铸件真空加压铸造的工艺，其特征在于包括以下步骤：

第一步，熔炼铝合金，精炼结束后控制铝液温度在浇注温度以上50~60℃待用；

第二步，通过PLC控制系统打开真空加压铸造工作舱的密封盖，借助行车将焙烧结束的石膏铸型吊入舱内，同时调节导流槽位置，直至对准铸型浇口杯；

第三步，将所需量的铝液转移至浇包并吊入舱内翻转装置上；

第四步，关闭并锁紧密封盖，启动抽真空系统开始抽真空，直至真空度达到-0.08~-0.09MPa；

第五步，通过工作舱内置翻转测温装置检测铝液温度，待降至浇注温度时，启动伺服电机使浇包按照一定角速度翻转，浇注铝液；

第六步，浇注结束立即启动空气压缩系统，使工作舱内压力迅速达到0.4~0.5MPa，并保压至铝液全部凝固；

第七步，开启卸压阀，促使舱内压力降回大气压；

第八步，打开工作舱密封盖，依次取出浇包、导流槽，吊出铸型并清理。