[发明专利]一体化真空熔炼精确定量浇注铝合金和镁合金装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料成形领域，涉及一种一体化真空熔炼精确定量浇注铝合金和镁合金装置及方法。

背景技术

铝合金、镁合金等有色金属具有质量轻，比强度、比模量大，流动性和铸造性能好等优势，在航空航天、汽车、电子、通信等领域有着广泛应用前景。

伴随着科学的飞速发展和技术的不断进步，对铸造和成形铝合金和镁合金件提出了更高要求，铝合金、镁合金都属于化学性质非常活泼的金属材料，很容易被氧化和产生杂质，从而在熔炼和浇注后导致铸件缩孔、缩松、孔洞等缺陷明显增加，真空熔炼能够大大减少该类缺陷的发生。在铝合金和镁合金熔炼浇注过程中，在大幅度提高熔炼浇注效率的同时，也需要合理控制合金的浇注量及显著提高铸件质量，减少浪费，降低成本，达到节能减排，因此，对合金进行精确定量浇注也异常重要。目前有多种铝合金、镁合金的熔炼及浇注方法，包括倾倒式、电磁泵式、气压加压式等，倾倒式虽设备简单、成本低廉，但合金易被氧化和产生杂质，且合金浇注难以实现精确和定量；电磁泵式虽可实现一定范围内定量浇注，但价格较高、流量小、效率较低；气压加压式虽可实现定量浇注，但气流稳定性较难控制，也会给合金的真空熔炼和精确定量浇注带来不利影响。以上常见方法只能够满足一般铝合金和镁合金熔炼、浇注需要，很难完全实现合金的高效率、高真空度、精确定量的熔炼和浇注。

经文献检索发现，中国专利公开号CN101758211A公布了一种铝合金可移动探针电磁定量浇注方法，该方法首先熔炼铝合金，将铝合金倒入保温炉，再利用电磁泵中的导电流体，通过相互垂直的电流和磁场的作用，将电磁推动力直接作用在金属液体上，使其发生定向移动完成浇注过程，来实现铝合金的定量和自动浇注，操作也较方便，具有一定的新意和实用意义，但该方法中合金熔炼浇注过程分开进行，所需操作工序较多，不够简捷，且整个过程不是在密闭空间进行，活性强的铝合金极易被氧化产生杂质，造成铸件缺陷，若用于熔炼浇注镁合金还可能存在剧烈氧化、燃烧、飞溅等危险，同时，定量浇注铝合金依赖电磁泵，成本较高，效率较低，有待于继续改进。

经过文献检索发现，中国专利公开号CN100449013C公布了一种镁合金熔炼及定量浇注装置，该装置利用柱杆带动闸门上下移动将坩埚分隔为熔炼室和定量室，并与坩埚底部凸台相结合实现熔炼室和定量室的打开与闭合，当镁合金熔化为液态时，熔炼室和定量室将通过闸门与坩埚底部凸台的间隙相连，将利用连通器原理实现镁合金定量浇注，具有一定的创新性和实用价值。但该方法中柱杆上下移动与坩埚盖之间为动密封，真空度不高，会混入杂质气体氧化铝合金和镁合金，产生氧化产物和造成铸件缺陷；闸门向下移动与坩埚底部凸台密封时，接触面积较少，密封性较差，即使定量室已经流入了足够镁合金，但若熔炼室与定量室的镁合金液体存在高度差，可能仍会有少量镁合金从熔炼室流入定量室，给镁合金的精确定量浇注带来不利影响。

可见，现有技术中存在的铝合金和镁合金熔炼浇注过程中杂质气体容易混入，引起铝合金和镁合金被氧化而产生氧化杂质和铸件缺陷，浇注效率较低，操作不够简捷，难以实现精确定量浇注等不足。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种一体化真空熔炼精确定量浇注铝合金和镁合金装置及方法，实现铝合金、镁合金的通用熔炼和浇注。

技术方案