[发明专利]高温合金调压精密铸造用模壳的温度控制系统和方法

说明书

本发明提供一种高温合金调压精密铸造用模壳的温度控制系统和方法，该系统包括模壳转运装置和模壳加热装置，模壳快速转运装置包括轨道小车、模壳预热炉、第一模壳托架、第二模壳托架和模壳升降机构；第二模壳托架和模壳升降机构均设于工作舱内，第二模壳托架用于支承自轨道小车转运的模壳，第二模壳托架固定于模壳升降机构上；模壳加热装置设于调压精密铸造炉内，模壳加热装置的加热体通过热辐射的方式对模壳进行原位加热；控制模块，分别与轨道小车、模壳预热炉、模壳升降机构和模壳加热装置连接。本发明可以减少模壳的热量耗散，降低模壳的冷却速度，保证模壳预热温度的稳定性，从而为后续的充型凝固以及实验数据采集的准确性提供有利条件。

技术领域

本发明涉及高温合金技术领域，具体地，涉及一种高温合金调压精密铸造用模壳的温度控制系统和方法。

背景技术

高温合金精密铸造的模壳温度的精确控制直接关系铸件浇注质量。模壳温度过高，高温合金液体冷却速度不够，导致晶粒粗大，且高温对陶瓷模壳的抗热震性带来巨大挑战。模壳温度过低，高温合金液体与模壳温差过大，较大的温差导致铸件表面形成激冷带降温速度过快，达不到铸件型腔内就凝固了，出现浇不足的现象。因此，合金浇注过程的模壳温度保持是保证铸件浇注质量的关键。目前高温合金调压精密铸造过程的模壳，需要在焙烧炉中加热到一定温度后再转运至调压精密铸造炉内。特别地，对于大型复杂薄壁铸件，薄壁区域的模壳厚度相对较薄，而且与外界室温(即使盛夏现场温度也超不过60℃)相差太大。因此，模壳从焙烧炉出来在空气中经过1分钟，模壳内外层温度相差400℃，模壳温度的个位数变化会导致薄壁区的充型和凝固过程发生显著影响。因此，必须保证在从炉中取出后20秒内完成浇注。然而，受到操作熟练程度和不同季节外界温度的变化，模壳的浇注温度变化很大，这就导致了每次高温合金调压精密铸造模壳浇注温度的差异，对高温合金调压精密铸造的一致性和稳定性带来挑战。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高温合金调压精密铸造用模壳的温度控制系统和方法。

根据本发明的一个方面，提供一种高温合金调压精密铸造用模壳的温度控制系统，该系统包括：

模壳快速转运装置，包括轨道小车、模壳预热炉、第一模壳托架、第二模壳托架和模壳升降机构；

所述轨道小车用于运载模壳，所述第一模壳托架用于承载模壳，所述第一模壳托架位于所述轨道小车上；

所述模壳预热炉用于对装载于所述轨道小车上的模壳进行预热；

所述第二模壳托架和所述模壳升降机构均设于工作舱内，所述第二模壳托架用于支承自所述轨道小车转运的模壳，所述第二模壳托架固定于所述模壳升降机构上，所述第二模壳托架在所述模壳升降机构的带动下沿调压精密铸造炉的高度方向移动；

模壳加热装置，设于调压精密铸造炉内，所述模壳加热装置包括加热体，所述加热体通过热辐射的方式对模壳进行原位加热；

控制模块，分别与所述轨道小车、所述模壳预热炉、所述模壳升降机构和所述模壳加热装置连接。

进一步地，所述模壳预热炉包括炉门和与所述炉门连接的炉门运动机构，所述炉门运动机构与所述控制模块连接，所述炉门运动机构用于控制所述炉门的开启和关闭。

进一步地，所述轨道小车的结构尺寸与模壳预热炉的炉体空间结构相匹配，所述轨道小车包括驱动车轮和设于所述驱动车轮上的板状平面，所述板状平面的顶部载有加热底板，所述加热底板用于承载所述第一模壳托架。

进一步地，所述轨道小车的水平运动距离为不大于2000mm；所述轨道小车的移动为变速运动，最大移动速度200mm/s。

进一步地，工作舱采用上下两半式设计的立式结构，通过所述模壳升降机构将工作舱上体转运到与模壳对接的最低位置；所述轨道小车将模壳卡入到所述第二模壳托架上。