[发明专利]一种半固态离心分离铸造磨球工艺、工艺装备及铸球机

权利要求书

1.一种半固态离心分离铸造磨球工艺，所述方法的实现步骤如下：

步骤S1：把成份和温度合格的金属液注入还有剩余初始浆料的浇包中；

步骤S2：将自身回炉料敲成碎块作为使金属液受激冷和产生籽晶的原料；

步骤S3：将自身回炉料碎块按金属液重量的12％-15％投入浇包；

步骤S4：用搅拌机快速搅拌浇包中的金属液和回炉料，待回炉料全部溶入金属液中，得到固化率为20％-35％的低温半固态初始浆料；

步骤S5：将初始浆料倾入与金属型同步迥转的水冷甩盘上，使初始浆料再次受到强烈的激冷和剪切，得到固化率达到60％以上的浆料；浆料在离心浇口圈中，受十几个重力加速度的离心力的作用，把混入的渣滓和溶入的气体分离后通过斧头浇口进入金属型的型腔中，得到无铸造缺陷的磨球。

2.如权利要求1所述半固态离心分离铸造磨球工艺，其特征在于，对金属型进行冷却的步骤如下：

步骤a：打开铸球机的定量器阀门，向金属型的上型内腔和下型内腔中注满水；

步骤b：在铸球机运行中调整定量器，使补充水量略高于蒸发量。

3.一种半固态离心分离铸造磨球工艺装备，其特征在于，所述工艺装备包括：由上型和下型组成金属型、盖板、上型内腔、缝隙、下型内腔、斧头浇口、离心浇口圈、渣层、水冷甩盘、托盘、廻转时的水位线、间隙、调整螺钉和定位轴，其中：

下型及托盘固定在转台的廻转中心，在下型和转台的接触面之间有防漏的密封件；水冷甩盘通过定位轴和三个调整螺钉搁置在托盘上；下型和水冷甩盘间形成一圈进水和排水蒸汽的间隙；当转台启动时，下型内腔中及水冷甩盘上蒸发不完的水也会通过间隙、离心浇口圈、斧头浇口及上型、下型的接合面和配合止扣变成水雾或蒸汽逸出；

盖板固定在上型上，并在盖板和上型的接触面之间有密封件，同时也构成一圈注水和排蒸汽的缝隙，当补充水注满上型内腔后，通过上型端面上的浅槽中溢出，并滴入间隙进入下型内腔或溅入水冷甩盘的上面；浅槽使上型内腔的水位在金属型廻转时不超出水位线；上型通过自身的止扣和定位销靠自身重量扣放在下型的上面；上型与下型构成一个棱形截面的环形离心浇口圈；

定量浇包把混有杂质的初始浆料倾入高速廻转的水冷甩盘上，初始浆料在水冷甩盘和离心浇口圈中连续受到强烈的激冷和剪切，并在离心浇口圈中受10多个重力加速度的离心力，把混在初始浆料中的杂质分离出来，堆积在离心浇口圈的内侧形成渣层，洁净的、提高了固化率的浆料通过斧头浇口进入各自的型腔中，形成无铸造缺陷的优质磨球。

4.如权利要求3所述半固态离心分离铸造磨球工艺装备，其特征在于，对金属型进行冷却的步骤如下：

步骤Sa：打开铸球机的定量器阀门，向金属型的上型内腔和下型内腔中注满水；

步骤Sb：在铸球机运行中调整铸球机的定量器，使补充水量略高于蒸发量。

5.一种使用权利要求3、4任一项所述半固态离心分离铸造磨球工艺装备的铸球机，其特征在于，所述铸球机包括：开合机构、机械手、转台和一个控制柜；通过所述水冷甩盘和离心浇口圈在铸球机中完成了浆料制备的后续工序；用浇包直接进行浇注；靠金属型自重实现锁型；采用蒸发冷却的结构降低金属型的温度；所述铸球机中：

下型固接转台上面；转台用直流电动机通过皮带直接驱动，在所述铸球机制动时，通过转换开关将直流电动机转变成直流发电机，把巨大的惯性能量转换成电能，用于启动下一台所述铸球机；

具有长行程气缸和气动夹头的开合机构位于转台的上方并固定在悬臂梁上，实现开型、合型工序和更换金属型；

机械手的横臂上固接有气动夹头，横臂能上升、下降和水平摆动；气动夹头顶住离心浇口圈的内侧，把与离心浇口圈连在一起的数十只磨球从下型中提出来，送到运球车上方，进行落球工序；

控制柜中的自编程序控制器，控制转台、开合机构和机械手的动作，实现所述铸球机的制动、开型、取球、落球、补水、合型工序。

6.如权利要求5所述铸球机，其特征在于，使用多台所述铸球机和外围设备组成群铸生产线。

7.如权利要求6所述铸球机，其特征在于，所述外围设备包括：保温炉、喂丝球化机、浇包、搅拌机、定量浇注车、运球车、热处理设备和包装机。