铝制品离心浇铸进液装置的制作方法

本发明涉及离心铸造装置，尤其涉及离心铸造送料装置。

背景技术：

离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，使液体金属在离心力的作用下充填铸型并凝固成形的一种铸造方法。离心铸造时，液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表面，这样便可不用型芯就能铸出中空的铸件，大大简化了套筒、管类铸件的生产过程；由于旋转时液体金属所产生的离心力作用，离心铸造可提高金属充镇铸型的能力，因此一些流动性较差的合金和薄壁铸件都可用离心铸造法生产；由于离心力的作用，改善了补缩条件，气体和非金属夹杂也易于自液体金属中排出，因此离心铸件的组织较致密，缩孔、气孔、夹杂等缺陷较少，还可以消除浇注装置和冒口方面的金属消耗。

目前的离心浇铸通常设有浇铸装置，包括浇杯、浇注槽、以及浇道等。但是由于铸件的内表面是自由表面，液体金属是在旋转情况下充填铸型并进行凝固，液体金属的进液量不稳定时，铸件的内表面较粗糙。且在浇铸过程中，金属液体处于流动状态，金属液体进入下部中间包后液面不平稳，液体波浪状流向浇铸装置，这样生产出来的制品厚度不均匀，对产品的性能也有影响。

2014年11月5日公布的申请号为201410308908.9的中国专利公开了一种用于真空冶炼的浇铸分流装置，包括：调节架，其上端具有固定平台，固定平台上安装有中间包骨架，中间包骨架的上方安装有导流槽；分流器，包括左侧板、右侧板、后挡板、底板和挡流板，左侧板、右侧板、后挡板和底板围成了具有前开口和上开口的中间包，挡流板设在中间包的前开口位置，底板的前端延伸出挡流板设置，挡流板的下端开有方形槽，方形槽的纵向截面为梯形。

在中间包中设置挡流板，金属液体通过挡流板下端的开口流入离心装置中，中间包中有一定液面高度，挡流板虽然能消除一部分液面处的波纹，但是中间包中的金属液体的高度不能保持不变，所以挡流板下端开口处的液压也一直在变化。当液面较高时，开口处的液压增大，所以金属液体的流速增大，单位时间内流入离心装置的金属液体的量也不相同，所以需要一种流量恒定的进液装置。另外，当中间包中液面高度上升时，增大的压强使液体流速变快，流速加快的液体仍然会在底板的前端形成波纹，使离心制品的厚度不均匀。其次，需要操作人员时刻监视中间包的液面高度，不断调整从导流槽中流出的液体量的大小，防止液面高度超过导流槽，时刻调整加大了操作人员的难度，增加了人工成本，所以需要一种自动控制进液的装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种进液量恒定的离心浇铸的进液装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：铝制品离心浇铸进液装置，包括进液腔、导流管，进液腔与导流管连通；进液腔与进液管连通，进液管上设置有打开和关闭进液管的进液开关；进液管上方进液腔侧壁开有贯穿侧壁的开口，开口上固定设置有耐高温受热膨胀片，耐高温受热膨胀片受热向外膨胀使进液腔的横截面积增大；导流管另一端连接有储液腔。

向离心铸造装置进液时，将进液管与离心铸造装置连接，打开进液开关，熔点较低的金属液体通过进液管进入离心铸造装置，进液腔的液体开始减少，液面开始下降，此时与进液腔连通的储液腔中的液体通过导流管流入进液腔中，以减缓进液腔中的液面下降速度；与此同时，由于进液腔的液面下降，耐高温受热膨胀片与金属液脱离，接触处的温度降低，因此接触处收缩，进液腔内液面所在处的横截面积减小，容积减小，进一步可以减缓进液腔中的液面下降速度。

在向储液腔中加金属液体时，储液腔中的液体增加，液体通过导流管流到进液腔中，进液腔中的液体增加，液面开始上升，与液体接触到的耐高温受热膨胀片受热膨胀，进液腔的横截面积增大，液面上升速度减缓。

结合向离心铸造装置进液过程和向储液腔加液过程，进液腔中的液面高度达到一个动态平衡，进液腔中的液面高度保持不变，所以进液管处的液压保持不变，进液管中的液体流速保持不变，故离心铸造装置的进液量恒定，铝制品的厚度均匀。其次，由于加液时是将液体加入到储液腔中，而储液腔通过导流管与进液腔连通，所以加液时造成储液腔中的液面出现波纹不会使进液腔的液面出现波纹。

作为对方案一的进一步改进，储液腔的横截面积大于进液腔的横截面积。储液腔的横截面积大可以保证在流出液体后，液面下降的高度小，可以尽可能保证与储液腔连通的进液腔的液面下降的高度小。

作为对方案一或者方案而的进一步改进，储液腔设有加液装置，加液装置与储液腔之间连接有加液管，加液管上设有加液开关。在加入储液腔中的金属液体使储液腔和进液腔的液面上升时，可以关闭加液开关，暂停加液，等储液腔中的液面下降时再打开加液开关，开始向储液腔中加液。加液开关使加液过程可以控制，也可以通过控制加液开关来保证储液腔和进液腔的液面高度不变，使进液管的进液量恒定，保证制品的厚度均匀。

作为对方案三的进一步改进，耐高温受热膨胀片受热膨胀关闭所述加液开关。当储液腔中加入的液体过多时，储液腔和进液腔中的液面上升，与上升的液体接触的耐高温受热膨胀片受热向外膨胀，关闭加液开关，加液装置停止向储液腔中加液。液体从进液管中流出，进液腔和储液腔中的液体减少，液面高度下降，没有与金属液体接触的耐高温受热膨胀片恢复原形，打开加液开关，加液装置重新开始想储液腔中加液。这一过程中，当加入的金属液体过多，则自动关闭开关、停止加液，不用再在外界对加液时间进行判断，避免了判断不准确出现的误差；其次，实现加液的自动化，减少工人的工作量。

作为对方案四的进一步改进，进液腔或者储液腔至少有一个下侧设有加热装置。在生产过程中，进液腔和储存腔中一直有金属液体存在，而金属液体温度远高于外界，所以在储存时间较长时容易凝固，而进液管和导流管中的液体凝固后将会导致堵塞。增加加热装置可以在液体温度降低时对液体进行加热，防止液体在进液腔、储液腔、进液管以及导流管中凝固。

作为对方案一的进一步改进，进液开关与定时开关连接。生产一个制品需要的金属液是相同的，在进液量恒定的情况下，可以通过控制时间来控制进液量。定时打开和关闭进液管，可以实现进液的自动化，也可以避免因每个制品的进液时间不同导致的铸造制品的金属量不同以及每个制品的性能不同。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明实施例1的正视图；

图2是本发明实施例2的俯视图。

具体实施方式

附图标记为：进液腔1、储液腔2、离心铸造装置3、加液装置4、双金属片5、导流管6、进液管7、进液开关8、加液管9、加液开关10。

实施例1

如图1，铝制品离心浇铸进液装置包括进液腔1、储液腔2、离心铸造装置3、加液装置4、耐高温受热膨胀片、导流管6、进液管7、进液开关8、加液管9以及加液开关10。进液管7一端与进液腔1连通，进液管7另一端与离心铸造装置3连接。进液腔1的内壁上涂有耐高温涂料，防止铝熔液温度降低，进液腔1位于进液管7上方的侧壁上周向上开有贯穿进液腔1侧壁的开口，耐高温受热膨胀片包覆在开口外侧，本实施例的耐高温受热膨胀片为双金属片5，双金属片5各层的热膨胀系数不同，所以当温度发生变化时，双金属片5的主动层的形变大于被动层的形变，所以双金属片5整体向被动层一侧弯曲，本实施例中的被动层设置在靠近进液腔侧壁一侧，所以双金属片5受热后向进液腔1一侧弯曲，所以进液腔1的容积变大。进液腔1下端侧壁连通有导流管6，导流管6的开口与加液管7的开口分别靠近加液腔1的前侧壁和后侧壁，保证从导流管6进入进液腔1的铝合金液体不会对加液管7的流速产生影响。导流管6另一端连通储液腔2，储液腔2内壁上涂有耐高温涂料，防止铝熔液温度降低。储液腔2上端侧壁上连接有加液管9，加液装置4中的铝合金溶液通过加液管9被加进储液腔2中，加液管9上设置有打开和关闭加液管的加液开关10。在进液腔1和储液腔2的底部设置加热线圈，对铝熔液进行加热，防止铝熔液凝固。

铝的熔点为660℃，而合金的熔点一般低于金属，所以铝合金溶液的温度低于660℃，耐高温受热膨胀片5采用的材料能耐的温度高于660℃，且为软质材料。在受热时发生膨胀变形向外侧扩张，所以可以扩大进液腔1的横截面积，所以进液腔1内的液面高度下降。

在向储液腔2中加铝液时，储液腔2中的铝液增加，铝液通过导流管6流到进液腔1中，进液腔1中的铝液增加，液面开始上升，与铝液接触到的双金属片5受热膨胀，进液腔1的横截面积增大，液面上升速度减缓。

实施例2

与实施例1不同之处在于，进液开关8设置在进液腔1侧壁与离心铸造装置3之间的进液管上7，进液开关8中设置有计时器。测量进液腔1的液面位于恒定液面时进液管7的流速，计算出液体流出生产一个制品所需的金属液量所需要的时间，计时器设置的打开与关闭进液开关8的时间间隔为液体流出需要的时间。如图2，耐高温受热膨胀片5受热膨胀后关闭加液开关10.

当加液腔1中液面上升时，耐高温受热膨胀片5受热开始向外膨胀，耐高温受热膨胀片5开始向右压加液开关10，加液开关10被关闭，加液装置4停止向储液腔2中加铝液。当加液腔1中液面下降时，没有与铝液接触的双金属片5收缩，加液开关10被打开。加液过程通过进液腔1的液面高度控制，可以避免人工判断不准确不能及时关闭加液开关10从而使进液腔1液面上升的情况发生。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。