《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》是東莞宜安科技股份有限公司於2013年12月2日申請的專利，該專利的公布號為CN103624232A，授權公布日為2014年3月12日，發明人是湯鐵裝。
《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》提供了一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備，該方法將真空壓鑄機的抽真空裝置與真空壓鑄機的過渡料倉、熔煉室、壓射機構、鎖模機構通過管道分別連線，並在過渡料倉和熔煉室、熔煉室和壓射機構之間的通道設定真空隔離閥，將三者之間構成既相通又獨立的三個單元，使熔鍊金屬分別在獨立的三個空間並銜接地完成相應的定量加料、熔煉、鑄件成型工序。該發明高效高真空熔煉壓鑄成型設備，包括壓鑄成型設備的控制系統、安裝在機台上的鎖模機構、熔煉室、過渡料倉、壓射機構、液壓機構，以及抽真空裝置，所述的抽真空裝置與鎖模機構、熔煉室、過渡料倉、壓射機構之間分別通過抽氣管道各自連線，所述過渡料倉和熔煉室之間、熔煉室和壓射機構之間設有連線通道，通道上設有真空隔離閥。
2020年7月14日，《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備
- 申請人：東莞宜安科技股份有限公司
- 申請日：2013年12月2日
- 公布號：CN103624232A
- 公布日：2014年3月12日
- 申請號：2013106384335
- 發明人：湯鐵裝
- 地址：廣東省東莞市清溪鎮銀泉工業區
- Int. Cl.：B22D17/14(2006.01)I、B22D17/04(2006.01)I
- 代理機構：東莞市科安智慧財產權代理事務所
- 代理人：楊樹民
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
隨著壓鑄行業的發展，由於鑄件成型時出現的各種缺陷及其它相關的問題，真空壓鑄技術隨之發展並越來越受到行業內部的重視。
2013年前，真空壓鑄技術總體有兩種方式。一種方式如專利申請號為：201210250803.3的一種真空壓鑄機，使用的是僅對具有簡單密封起來的壓鑄模具設定抽氣口，在壓鑄機壓射到某一行程時，根據觸發條件開始對模具抽真空，利用熔料與料杯之間密封，並需要監測抽真空關閉的時間點，從而達到負壓條件形成簡單的粗真空。這種方式抽真空度較低，只能達到10000帕左右的水平，對觸發條件控制要求高，模具結構複雜等問題，且不適合於易氧化金屬的成型。
另一種方式是如專利號為：US6805758B2的專利，提出的利用一個體積比較大的箱體將熔煉部分和壓射部分全部罩進去，然後對整個箱體進行抽真空，從而使熔煉、壓射成型全過程放在真空條件下進行。雖然此種方法可以實現防氧化的真空壓鑄，但由於存在箱體體積大，不易布局，整個體積內抽真空慢，尤其是在每個生產周期都需要重新抽真空，這樣會使設備的生產效率收到嚴重影響，同時因為真空箱體內部部件及結構較多，在高真空的情況下，還易產生真空箱內部自放氣的問題。
發明內容
專利目的
《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》的目的是提供一種高效高真空熔煉壓鑄的方法，以及建立在該方法基礎上的高效高真空壓鑄成型設備，它通過將真空壓鑄機的抽真空裝置與過渡料倉、熔煉室、壓射機構、鎖模機構之間分別通過抽氣管道各自連線，使熔鍊金屬分別在獨立的三個空間並銜接地完成相應的定量加料、熔煉、鑄件成型工序，提高了真空壓鑄機真空度和加工效率，解決了2013年之前的真空壓鑄成型設備存在的上述問題。
技術方案
《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》所採用的技術方案是，一種高效高真空熔煉壓鑄方法，該方法將真空壓鑄機的抽真空裝置與真空壓鑄機的過渡料倉、熔煉室、壓射機構、鎖模機構通過管道分別連線，並在過渡料倉和熔煉室、熔煉室和壓射機構之間的通道設定真空隔離閥，將三者之間構成既相通又獨立的三個單元，使熔鍊金屬分別在獨立的三個空間並銜接地完成相應的定量加料、熔煉、鑄件成型工序。
所述方法的具體步驟為：
A、先在過渡料倉放入所需熔煉的金屬料塊，將鎖模機構模具動模與定模合攏使之形成密封的成型腔體；
B、啟動抽真空裝置對過渡料倉、熔煉室和壓射機構的腔體抽真空，達到設定的高真空度；
C、打開過渡料倉與熔煉室熔之間通道的真空隔離閥，將金屬塊料從過渡料倉倒入到熔煉室中後，關閉渡料倉與熔煉室熔之間通道的真空隔離閥；
D、在真空狀態下加熱熔煉室熔鍊金屬塊料；
E、開啟過渡料倉重新加入金屬塊料並抽真空；
F、熔煉室熔液達到所需溫度時，打開熔煉室與壓射機構之間的真空隔離閥，將金屬熔液注入壓射機構中，然後關閉熔煉室與壓射機構之間的真空隔離閥；
G、壓射機構注入熔液後在真空狀態下實施向鎖模機構腔體壓射成型工件；
H、工件成型後，開啟鎖模機構取出工件，然後再次合起形成密封型腔抽真空。
《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》還提供了一種高效高真空熔煉壓鑄成型設備，它包括壓鑄成型設備的控制系統、安裝在機台上的鎖模機構、熔煉室、過渡料倉、壓射機構、液壓機構，以及抽真空裝置，所述的抽真空裝置與鎖模機構、熔煉室、過渡料倉、壓射機構之間分別通過抽氣管道各自連線，所述過渡料倉和熔煉室之間、熔煉室和壓射機構之間設有連線通道，通道上設有真空隔離閥。
《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》所述的高效高真空熔煉壓鑄成型設備，其特徵還在於，所述熔煉室包括一倉體，所述倉體內裝有可翻轉的熔煉坩堝，在熔煉坩堝外圍設有加熱線圈，熔煉坩堝下方設有熔液過濾漏斗，所述熔煉室的倉體上設有與抽真空裝置管道連線的抽氣組件、除真空進氣組件及壓力表。
所述過渡料倉包括料倉上方設有的進料口組件、倉內的安裝物料轉運機構、過渡料倉上還設有與抽真空裝置管道連線的抽氣組件、除真空進氣組件及壓力表。
改善效果
1、在工件壓射成型時，壓射部分的成型腔體始終保持為真空狀態，壓射成型不需要在模具內設定複雜的截止機構，也不需要高精度及高反應速度的控制元器件，從而使技術方案控制系統的成本低，性能更穩定。
2、壓射機構的型腔可自行設定密封機構，相比於利用類似沖頭或金屬熔液進行粗密封而得到的微真空（真空度在10000帕左右），《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》可以獲得10帕以下的高真空，從而可以實現真正的高真空壓鑄，得到高品質的產品。
3、《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》從加料、熔煉到壓射成型整個過程實施全真空保護，真空度可以達到10帕以下的高真空，能夠充分減少氧化的成份，進而更有效的提高產品品質，尤其對高溫易氧化金屬的壓鑄成型效果更為明顯。
4、《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》對鎖模機構、熔煉室、過渡料倉的真空度分別獨立控制，這樣可以實現三單元並行工作；在熔煉室熔煉時，壓射機構和過渡料倉可同時工作，從而使相關工序一同進行以節省時間；相比於US6805758B2提出的利用一個體積比較大的箱體將熔煉部分和壓射部分全部罩進去的方式更具有效率性，而生產周期和生產效率對實際生產影響至關重要。
5、《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》可實現過渡料倉、熔煉室、壓射機構三個腔體體積最小化，而且在實際工作過程中，熔煉室始終保持在真空狀態下，不需要對此其持續抽真空，從而可減小抽真空裝置的負載，達到節約能耗的效果。
附圖說明
圖1是《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》高效高真空熔煉壓鑄成型設備原理圖；
圖2是《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》高效高真空熔煉壓鑄成型設備結構示意圖；
圖3是《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》過渡料倉與熔煉室結構示意圖；
圖4是《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》熔煉室與壓射機構結構示意圖。
圖中，1.控制系統，2.機台，3.鎖模機構，4.熔煉室5.過渡料倉，6.壓射機構，7.液壓機構，8.抽真空裝置，9.真空隔離閥，40.倉體，41.熔煉坩堝，42.加熱線圈，43.過濾漏斗，44.抽氣組件，45.除真空進氣組件，46.壓力表，47.壓射缸，48.壓射沖頭，49.壓射油缸，50.進料口組件，51.物料轉運機構，52.抽氣組件，53除真空進氣組件，54.抽氣口。
技術領域
《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》屬於壓鑄成型技術領域，涉及一種壓鑄成型方法及設備，具體涉及一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備 。
權利要求
1.一種高效高真空熔煉壓鑄方法，其特徵在於，該方法將真空壓鑄機的抽真空裝置與真空壓鑄機的過渡料倉、熔煉室、壓射機構、鎖模機構通過管道分別連線，並在過渡料倉和熔煉室、熔煉室和壓射機構之間的通道設定真空隔離閥，將三者之間構成既相通又獨立的三個單元，使熔鍊金屬分別在獨立的三個空間並銜接地完成相應的定量加料、熔煉、鑄件成型工序。
所述方法的具體步驟為：
A、先在過渡料倉放入所需熔煉的金屬料塊，將鎖模機構模具動模與定模合攏使之形成密封的成型腔體；
B、啟動抽真空裝置對過渡料倉、熔煉室和壓射機構的腔體抽真空，達到設定的高真空度；
C、打開過渡料倉與熔煉室熔之間通道的真空隔離閥，將金屬塊料從過渡料倉倒入到熔煉室中後，關閉渡料倉與熔煉室熔之間通道的真空隔離閥；
D、在真空狀態下加熱熔煉室熔鍊金屬塊料；
E、開啟過渡料倉重新加入金屬塊料並抽真空；
F、熔煉室熔液達到所需溫度時，打開熔煉室與壓射機構之間的真空隔離閥，將金屬熔液注入壓射機構中，然後關閉熔煉室與壓射機構之間的真空隔離閥；
G、壓射機構注入熔液後在真空狀態下實施向鎖模機構腔體壓射成型工件，
H、工件成型後，開啟鎖模機構取出工件，然後再次合起形成密封型腔抽真空。
2.一種如權利要求1所述的高效高真空熔煉壓鑄成型設備，它包括壓鑄成型設備的控制系統（1）、安裝在機台（2）上的鎖模機構（3）、熔煉室（4）、過渡料倉（5）、壓射機構（6）、液壓機構（7），以及抽真空裝置（8），其特徵在於，所述的抽真空裝置（8）與鎖模機構（3）、熔煉室（4）、過渡料倉（5）、壓射機構（6）之間分別通過抽氣管道各自連線，所述過渡料倉（5）和熔煉室（4）之間、熔煉室（4）和壓射機構（6）之間設有連線通道，通道上設有真空隔離閥（9）。
3.根據權利要求2所述的高效高真空熔煉壓鑄成型設備，其特徵在於，所述熔煉室（4）包括一倉體（40），所述倉體（40）內裝有可翻轉的熔煉坩堝（41），在熔煉坩堝（41）外圍設有加熱線圈（42），熔煉坩堝（41）下方設有熔液過濾漏斗（43），所述熔煉室（4）的倉體（40）上設有與抽真空裝置（8）管道連線的抽氣組件（44）、除真空進氣組件（45）及壓力表（46）；
所述過渡料倉（5）包括料倉上方設有的進料口組件（50）、倉內的安裝物料轉運機構（51）、過渡料倉（5）上還設有與抽真空裝置（8）管道連線的抽氣組件（52）、除真空進氣組件（53）及壓力表（46）。
實施方式
如圖1所示，該方法將真空壓鑄機的抽真空裝置與真空壓鑄機的過渡料倉、熔煉室、壓射機構、鎖模機構通過管道分別連線，並在過渡料倉和熔煉室、熔煉室和壓射機構之間的通道設定真空隔離閥，將三者之間構成既相通又獨立的三個單元，使熔鍊金屬分別在獨立的三個空間並銜接地完成相應的定量加料、熔煉、鑄件成型工序。
所述方法的具體步驟為：
A、先在過渡料倉放入所需熔煉的金屬料塊，將鎖模機構模具動模與定模合攏使之形成密封的成型腔體；
B、啟動抽真空裝置對過渡料倉、熔煉室和壓射機構的腔體抽真空，達到設定的高真空度；
C、打開過渡料倉與熔煉室熔之間通道的真空隔離閥，將金屬塊料從過渡料倉倒入到熔煉室中後，關閉渡料倉與熔煉室熔之間通道的真空隔離閥；
D、在真空狀態下加熱熔煉室熔鍊金屬塊料；
E、開啟過渡料倉重新加入金屬塊料並抽真空；
F、熔煉室熔液達到所需溫度時，打開熔煉室與壓射機構之間的真空隔離閥，將金屬熔液注入壓射機構中，然後關閉熔煉室與壓射機構之間的真空隔離閥；
G、壓射機構注入熔液後在真空狀態下實施向鎖模機構腔體壓射成型工件；
H、工件成型後，開啟鎖模機構取出工件，然後再次合起形成密封型腔抽真空。
《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》所提供的一種高效高真空熔煉壓鑄成型設備，如圖2所示，包括壓鑄成型設備的控制系統1、安裝在機台2上的鎖模機構3、熔煉室4、過渡料倉5、壓射機構6、液壓機構7，以及抽真空裝置8，所述的抽真空裝置8與鎖模機構3、熔煉室4、過渡料倉5、壓射機構6之間分別通過抽氣管道各自連線，所述過渡料倉5和熔煉室4之間、熔煉室4和壓射機構6之間設有連線通道，通道上設有真空隔離閥9。
《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》的熔煉室4包括一倉體40，如圖3和圖4所示，所述倉體40內裝有可翻轉的熔煉坩堝41，在熔煉坩堝41外圍設有加熱線圈42，熔煉坩堝41下方設有熔液過濾漏斗43，所述熔煉室4的倉體40上設有與抽真空裝置8管道連線的抽氣組件44、除真空進氣組件45及壓力表46；所述過渡料倉5包括料倉上方設有的進料口組件50、倉內的安裝物料轉運機構51、過渡料倉5上還設有與抽真空裝置8管道連線的抽氣組件52、除真空進氣組件53及壓力表45。
《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》高效高真空熔煉壓鑄成型設備壓鑄成型工件是這樣實施的：
設備開機進入工作狀況時，首先打開過渡料倉5上方的進料口組件50，放入待熔煉的金屬料塊，然後關閉開過渡料倉5；鎖模機構3在控制機構1控制下運行，將帶密封口的模具動模與定模合攏使之形成密封的成型腔體並施加設定的鎖模力；啟動抽真空裝置8，通過抽氣管道經過渡料倉5抽氣組件52、熔煉室4倉體40上的抽氣組件44、以及鎖模機構3抽氣口54，對過渡料倉5、熔煉室4的倉體40和由帶密封口的模具動模與定模合攏的型腔進行抽真空，真空度至1～10帕；然後打開過渡料倉5和熔煉室4之間通道上的真空隔離閥9，將金屬塊料從過渡料倉5加入到熔煉室4熔體40內的熔煉坩堝41中，再關閉真空隔離閥9。隨後控制機構1分兩路控制並行運行，一路打開過渡料倉5的除真空進氣組件53，使過渡料倉5內達到大氣壓力後，關閉除真空進氣組件5，打開過渡料倉5進料口組件50，加入待熔金屬料塊，然後關閉開過渡料倉5，打開過渡料倉5抽氣組件52，抽真空至真空度1～10帕，渡料倉5完成一個周期循環，等待熔煉室4的一個周期循環完成；另一路熔煉室4在關閉過渡料倉5和熔煉室4之間通道上的真空隔離閥9後，開啟感應電源，熔煉坩堝41外圍的加熱線圈42通電，將熔煉坩堝41內的金屬料塊加熱熔融後，打開熔煉室4和壓射機構6之間通道上的真空隔離閥9，將金屬熔液倒入過濾漏斗43內，在重力作用下進入壓射機構6的壓射缸47中，然後再關閉真空隔離閥9，通過壓射沖頭48將金屬熔液壓入動模與定模合攏形成的模具真空密封腔體中成型工件。
與此同時，打開過渡料倉5和熔煉室4之間通道上的真空隔離閥9，由過渡料倉5向熔煉室4送入金屬料塊後，再關閉該真空隔離閥9，熔煉室4進入下一個周期循環；
壓射機構6待熔煉室4關閉真空隔離閥9後，壓射油缸49驅動壓射沖頭48壓射壓射缸47中的金屬熔液至模具真空密封腔體中成型，等工件成型後，打開鎖模進氣閥門，等模具成型腔體內達到大氣壓力後，打開鎖模機構3動模取出工件，再次運行鎖模機構3，將模具動模與定模合攏形成密封的成型腔體，並施加設定的鎖模力，通過抽真空裝置8由模具抽氣口54對成型腔體抽真空，完成鎖模機構3和壓射機構6的一個周期循環。
《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》提供了一種在真空狀態下從熔煉到成型一體化的技術方案和按照該技術方案製造的高效高真空熔煉壓鑄成型設備，它具有技術方案控制系統的成本低，性能更穩定的特點；鎖模機構3、熔煉室4、過渡料倉5、壓射機構6可以實現真正的高真空壓鑄，從加料、熔煉到壓射成型整個過程實施全真空保護，真空度可以達到10帕以下的高真空，能夠充分減少氧化的成份，進而更有效獲得高品質的產品，尤其對高溫易氧化金屬的壓鑄成型，提高品質效果更為明顯。
《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》對鎖模機構、熔煉室、過渡料倉的真空度分別獨立控制，可以實現三單元並行工作；從而節省時間，更具有高效性。
榮譽表彰
2020年7月14日，《一種高效高真空熔煉壓鑄方法及其成型設備》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
