专利名称：一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造装置及其铸造方法
技术领域：
本发明属于镁合金鋳造技术领域，涉及ー种包覆型泡沫镁合金铸件铸造装置及其铸造方法。
背景技术：
轻质泡沫金属在汽车，鉄路机车和宇航方面的应用日益受到重视。它具有质轻、 节能和舒适等优点。在轻质金属材料中，镁具有特别突出的优点，其密度低且具有很好的减震能力。泡沫镁合金材料不但具备上述优点，而且在碰撞时能有效的吸收冲击能。它同时具备吸声、隔声、隔热、散热、阻燃、减震、阻尼、电磁屏蔽等功能。它在高技术领域及一般エ业领域正受到越来越广泛的重视。现有技术中，中国专利201110116599. I公开了“一种生产泡沫镁合金型材的方法”，该方法在密封良好且耐高压的炉体内，对炉体抽真空，用熔炼坩埚熔化镁合金，通入氢气，使镁合金熔液中溶解大量氢气，然后把镁合金熔液浇入连铸坩埚，连铸坩埚内的镁合金熔液通过连铸结晶器后凝固成与结晶器过流ロ形状一致的型材，由于氢气在液态镁合金中的溶解度远大于在固态镁合金中溶解度，因此镁合金凝固过程中氢气以气泡形式析出，获得的镁合金型材内部具有大量氢气泡，构成了泡沫镁合金型材。在目前的エ业应用中，泡沫镁合金常以ー种表面无面层的型材作为应用材料，而不是复杂铸件，因此导致了泡沫镁合金的应用范围受到一定限制。
发明内容
针对现有技术中的不足之处，本发明的目的之ー在于提供环保性好，易获得复杂零件的一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造装置。本发明的目的之ニ是提供一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造方法。本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的
一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造装置，包括模具装置、排气系统、浇注装置、控制装置和加料搅拌装置；
所述模具装置包括安装在动模板上的动模和安装在定模板上的定模，在定模上设有外层金属液浇注口和内层金属液浇注ロ；
所述排气系统包括设置在模具装置上且与型腔相通的排气槽；
所述浇注装置包括保温炉I、电磁泵I、输液管I、保温炉II、电磁泵II和输液管II ;所述电磁泵I的进液ロ与保温炉I的出液ロ连通，所述输液管I的一端与电磁泵I的出液ロ 连通，输液管I的另一端与外层金属液浇注ロ连接并通过外层金属液浇注ロ与型腔连通； 所述电磁泵II的进液ロ与保温炉II的出液ロ连通，所述输液管II的一端与电磁泵II的出液ロ连通，输液管II的另一端与内层金属液浇注ロ连接并通过内层金属液浇注ロ与型腔连通；
所述控制装置包括控制阀I和控制阀II，所述控制阀I安装在输液管I上并靠近外层金属液浇注ロ，所述控制阀II安装在输液管II上并靠近内层金属液浇注ロ ；
所述加料搅拌装置包括用于向输液管II内加料并对加料进行搅拌的加料搅拌机及其附件，所述加料搅拌机与输液管II连接，所述加料搅拌机位于电磁泵II与控制阀II之间。作为本发明的一种优选方案，所述排气系统还包括安装在定模上，且靠近外层金属液浇注口和内层金属液浇注ロ的排气砖安装槽内的排气砖，所述排气砖由树脂砂制成， 所述型腔内通过排气砖和排气槽与外界相通。作为本发明的另ー种优选方案，所述电磁泵I、输液管I、电磁泵II、输液管II、夕卜层金属液浇注ロ、内层金属液浇注口和加料搅拌机均采用加热保温层包裏。本发明的目的之ニ是通过以下技术方案实现的
一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造方法，包括如下步骤
(1)将动模安装在支架的动模板上，将定模安装在支架的定模板上；
(2)将电磁泵I的进液ロ与保温炉I的出液ロ连通，将输液管I的一端与电磁泵I的出液ロ连通，输液管I的另一端通过设置在定模上的外层金属液浇注ロ与型腔连通，将控制阀I安装在输液管I上并靠近外层金属液浇注ロ ；将电磁泵II的进液ロ与保温炉II的出液ロ连通，将输液管II的一端与电磁泵II的出液ロ连通，输液管II的另一端通过设置在定模上的内层金属液浇注ロ与型腔连通，将控制阀II安装在输液管II上并靠近内层金属液浇注ロ ；将用于向输液管II内加料并对加料进行搅拌的加料搅拌机与输液管II连接，并位于电磁泵II与控制阀II之间；
(3)在动模和定模上分別涂覆涂料，并合模；
(4)在保温炉I内装入外层金属液，在保温炉II内装入内层金属液；
(5)开启控制阀I和电磁泵I，保温炉I内的外层金属液进入型腔内；
(6)关闭电磁泵I，待输液管I内残存的外层金属液退回到保温炉I后，关闭控制阀 I，在型腔的内表面上形成一定厚度的外层金属壳；
(7)开启控制阀II、电磁泵II和加料搅拌机，通过控制阀II和电磁泵II使保温炉II内的内层金属液进入型腔内并充满型腔；利用加料搅拌机将发泡剂加入到输液管II内的内层金属液中，并将发泡剂与输液管II内的内层金属液搅拌均匀。(8)待型腔内的内层金属液冷却凝固，关闭电磁泵II，待输液管II内的残存内层金属液退回到保温炉II后，关闭控制阀II ；
(9 )开模，从型腔内取出铸件，从而获得ー种包覆型泡沫镁合金铸件。与现有技术中的泡沫镁合金鋳造装置及其方法相比，本发明的一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造装置及其鋳造方法具有如下优点
I、本发明提供的一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造装置及其鋳造方法，在型腔内通过浇注外层金属液和内层金属液直接获得包覆型泡沫镁合金铸件，环保性好，易获得复杂零件， 提高了泡沫镁合金的应用范围。2、本发明提供的一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造装置及其鋳造方法，可通过控制电磁泵的电流、电压和开启电磁泵的时间及模具的预热温度，根据需要调整包覆层合金的厚度，操作十分方便。
图I为ー种包覆型泡沫镁合金铸件铸造装置的结构示意图。附图中I 一保温炉I ; 2—外层金属液；3—电磁泵I ; 4 一输液管I ; 5—控制阀I ; 6—动模；7—排气砖；8一定模；9一控制阀II ； 10一加料揽拌机；11 一电磁泵 II; 12—内层金属液；13—保温炉II; 14 ー排气槽；15—外层金属液浇注ロ； 16 —内层金属液浇注ロ ； 17—输液管II。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进ー步详细地描述。如图I所示，一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造装置，包括模具装置、排气系统、浇注装置、控制装置和加料搅拌装置。其中，模具装置包括安装在动模板上的动模6和安装在定模板上的定模8，在定模 8上设有外层金属液浇注ロ 15和内层金属液浇注ロ 16。排气系统包括设置在模具装置上，且与型腔相通的排气槽14。浇注装置包括保温炉I I、电磁泵I 3、输液管I 4、保温炉II 13、电磁泵II 11和输液管II 17。电磁泵I 3的进液ロ与保温炉I I的出液ロ连通，输液管I 4的一端与电磁泵
I3的出液ロ连通，输液管I 4的另一端与外层金属液浇注ロ 15连接，并通过外层金属液浇注ロ 15与型腔连通。电磁泵II 11的进液ロ与保温炉II 13的出液ロ连通，输液管II 17 的一端与电磁泵II 11的出液ロ连通，输液管II 17的另一端与内层金属液烧注ロ 16连接, 并通过内层金属液浇注ロ 16与型腔连通。控制装置包括控制阀I 5和控制阀II 9。控制阀I 5安装在输液管I 4上并靠近外层金属液烧注ロ 15,控制阀II 9安装在输液管II 17上并靠近内层金属液烧注ロ 16。加料搅拌装置包括用于向输液管II 17内加料并对加料进行搅拌的加料搅拌机10 及其附件，加料搅拌机10与输液管II 17连接，加料搅拌机10位于电磁泵II 11与控制阀
II9之间。本实施例中，加料搅拌机10包括加料斗、料筒、螺旋送料轴和设置于螺旋送料轴末端的搅拌叶片；料筒与输液管II 17连通，加料斗设在输料管的上方，螺旋送料轴安装在料筒内且一端伸进输液管II 17内，搅拌叶片位于输液管II 17内。发泡剂通过加料斗输入料筒内，通过螺旋送料轴将发泡剂送入输液管II 17内，再通过搅拌叶片使输液管II 17内的内层金属液与发泡剂混合均匀。在浇注外层金属液时易堵塞模具装置上的排气槽14，为了在浇注时好排出型腔内的气体，排气系统还包括安装在定模8上，且靠近外层金属液浇注ロ 15和内层金属液浇注 ロ 16设置在的排气砖安装槽内的排气砖7，排气砖7由树脂砂制成，型腔通过排气砖7和排气槽14与外界相通。为了避免外层金属液2和内层金属液12在浇注过程中，金属液在电磁泵I 3、输液管I 4、电磁泵II 11、输液管II 17、外层金属液浇注ロ 15和内层金属液浇注ロ 16内冷却而堵塞浇注通道，同时也有利于多余的金属液退回保温炉内，以及为避免发泡剂在加料搅拌机10内堵塞发泡剂输送通道，电磁泵I 3、输液管I 4、电磁泵II 11、输液管II 17、外层金属液浇注ロ 15、内层金属液浇注ロ 16和加料搅拌机10均采用加热保温层包裹。一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造方法，该方法中以AZ91D镁合金为内层金属液 12，A356铝合金为外层金属液2为例，具体包括如下步骤(I)将动模6安装在支架的动模板上，将定模8安装在支架的定模板上。(2)将电磁泵I 3的进液ロ与保温炉I I的出液ロ连通，将输液管I 4的一端与电磁泵I 3的出液ロ连通，输液管I 4的另一端通过设置在定模8上的外层金属液浇注ロ 15与型腔连通，将控制阀I 5安装在输液管I 4上并靠近外层金属液浇注ロ 15。将电磁泵
II11的进液ロ与保温炉II 13的出液ロ连通，将输液管II 17的一端与电磁泵II 11的出液 ロ连通，输液管II 17的另一端通过设置在定模8上的内层金属液浇注ロ 16与型腔连通，将控制阀II 9安装在输液管II 17上并靠近内层金属液浇注ロ 16。(3)在动模6和定模8上分別涂覆涂料，并合模。(4)在保温炉I I内装入外层金属液2，在保温炉II 13内装入内层金属液12。(5)开启控制阀I 5和电磁泵I 3，按设计要求控制电磁泵I 3的电流、电压和开泵时间，使保温炉I I内的外层金属液进入型腔内。(6)到达设计的要求后，关闭电磁泵I 3，待输液管I 4内残存的外层金属液退回到保温炉I I后，关闭控制阀I 5，在型腔的内表面上形成一定厚度的外层金属売。(7)开启控制阀II 9、电磁泵II 11和加料搅拌机10，通过控制阀II 9和电磁泵II 11 使保温炉II 13内的内层金属液进入型腔内并充满型腔；利用加料搅拌机10将发泡剂加入输液管II 17内，并将发泡剂与输液管II 17内的内层金属液搅拌均匀。(8)待型腔内的内层金属液冷却凝固，关闭电磁泵II 11，待输液管II 17内残存的内层金属液退回到保温炉II 13后，关闭控制阀II 9。(9)开模，从型腔内取出铸件，从而获得ー种包覆型铸件。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管參照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗g和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造装置，包括模具装置、排气系统、浇注装置、控制装置和加料搅拌装置；所述模具装置包括安装在动模板上的动模(6)和安装在定模板上的定模(8)，在定模(8)上设有外层金属液浇注ロ( 15)和内层金属液浇注ロ( 16);所述排气系统包括设置在模具装置上，且与型腔相通的排气槽(14);所述浇注装置包括保温炉I (I)、电磁泵I (3)、输液管I (4)、保温炉II (13)、电磁泵 II (11)和输液管II (17);所述电磁泵I (3)的进液ロ与保温炉I (I)的出液ロ连通，所述输液管I (4)的一端与电磁泵I (3)的出液ロ连通，输液管I (4)的另一端与外层金属液浇注ロ( 15)连接并通过外层金属液浇注ロ( 15)与型腔连通；所述电磁泵II (11)的进液ロ与保温炉II (13 )的出液ロ连通，所述输液管II (17 )的一端与电磁泵II (11)的出液ロ连通，输液管II (17)的另一端与内层金属液浇注ロ( 16)连接并通过内层金属液浇注ロ( 16)与型腔连通；所述控制装置包括控制阀I (5)和控制阀II (9)，所述控制阀I (5)安装在输液管I (4)上并靠近外层金属液浇注ロ(15)，所述控制阀II (9)安装在输液管II (17)上并靠近内层金属液烧注ロ( 16)；所述加料搅拌装置包括用于向输液管II (17)内加料并对加料进行搅拌的加料搅拌机(10)及其附件，所述加料搅拌机(10)与输液管II (17)连接，所述加料搅拌机(10)位于电磁泵II (11)与控制阀II (9)之间。
2.根据权利要求I所述的ー种包覆型泡沫镁合金铸件铸造装置，其特征在于所述排气系统还包括安装在定模(8)上，且靠近外层金属液浇注ロ( 15)和内层金属液浇注ロ( 16) 的排气砖安装槽内的排气砖(7)，所述排气砖(7)由树脂砂制成，所述型腔内通过排气砖(7)和排气槽(14)与外界相通。
3.根据权利要求I或2所述的ー种包覆型泡沫镁合金铸件铸造装置，其特征在于所述电磁泵I (3)、输液管I (4)、电磁泵II (11)、输液管II (17)、外层金属液烧注ロ(15)、内层金属液浇注ロ(16)和螺旋加料搅拌机(10)均采用加热保温层包裏。
4.一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将动模(6)安装在支架的动模板上，将定模(8)安装在支架的定模板上；(2)将电磁泵I(3)的进液ロ与保温炉I (I)的出液ロ连通，将输液管I (4)的一端与电磁泵I (3)的出液ロ连通，输液管I (4)的另一端通过设置在定模(8)上的外层金属液浇注ロ(15)与型腔连通，将控制阀I (5)安装在输液管I (4)上并靠近外层金属液浇注ロ(15);将电磁泵II (11)的进液ロ与保温炉II (13)的出液ロ连通，将输液管II (17)的一端与电磁泵II (11)的出液ロ连通，输液管II (17 )的另一端通过设置在定模(8 )上的内层金属液浇注ロ(16)与型腔连通，将控制阀II (9)安装在输液管II (17)上并靠近内层金属液浇注 ロ(16);将用于向输液管II (17)内加料并对加料进行搅拌的加料搅拌机(10)与输液管II(17)连接；(3)在动模(6)和定模(8)上分別涂覆涂料，并合模；(4)在保温炉I(I)内装入外层金属液(2)，在保温炉II (13)内装入内层金属液(12);(5)开启控制阀I(5)和电磁泵I (3)，保温炉I (I)内的外层金属液进入型腔内；(6)关闭电磁泵I(3)，待输液管I (4)内的残存外层金属液退回到保温炉I (I)后，关闭控制阀I (5),在型腔的内表面上形成一定厚度的外层金属壳；(7 )开启控制阀II (9 )、电磁泵II (11)和加料搅拌机(10 )，通过控制阀II (9 )和电磁泵 II (11)使保温炉II (13)内的内层金属液进入型腔并充满型腔；利用加料搅拌机(10)将发泡剂加入输液管II (17)内，并将发泡剂与输液管II (17)内的内层金属液搅拌均匀；(8)待型腔内的内层金属液冷却凝固，关闭电磁泵II(11)，待输液管II (17)内残存的内层金属液退回到保温炉II (13)后，关闭控制阀II (9)；(9)开模，从型腔内取出铸件，从而获得一种包覆型泡沫镁合金铸件。
全文摘要
本发明公开了一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造装置，包括模具装置、排气系统、浇注装置、控制装置和加料搅拌装置；在定模上设有外层金属液浇注口和内层金属液浇注口；排气系统包括排气砖和排气槽；浇注装置包括保温炉Ⅰ、电磁泵Ⅰ、输液管Ⅰ、保温炉Ⅱ、电磁泵Ⅱ和输液管Ⅱ；控制装置包括控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ。同时，本发明还公开了一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造方法。本发明提供的一种包覆型泡沫镁合金铸件铸造装置及其铸造方法，在型腔内通过浇注外层金属液和内层金属液直接获得包覆型铸件，环保性好，易获得复杂零件；同时可通过控制电磁泵的电流、电压和开启电磁泵的时间及模具的预热温度，根据需要调整包覆层合金的厚度，操作十分方便。
文档编号B22D19/08GK102601346SQ20121012361
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者王亚军, 赵建华, 马强 申请人:重庆大学