本发明专利技术公开了一种反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置，包括：第一动力源固定连接在模室顶部，其能同步驱动两组传动组件；两组传动组件对称分布在模室内侧壁上；升降固定架固定在两组传动组件之间，其能沿着两组传动组件上下移动；第一保温结构固定在模室内并通过电缆与外部电源连接，其能根据上位机指令对其内部空间进行加热保温；第二保温结构形成为两半式管状结构，其两半结构分别由两个水平驱动装置驱动能实现分开或闭合；两个水平驱动装置对称分布在模室内侧壁上；模壳被夹持在升降固定架上；升液管一端连接在模壳底部，另一端连接外部熔炼室；上位机设置在反重力调压精密浇铸装备旁，用于控制第二保温结构和升降固定架动作。降固定架动作。降固定架动作。
【技术实现步骤摘要】
反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置及方法
[0001]本专利技术涉及冶金领域，特别是涉及一种用于反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置及方法。
技术介绍
[0002]反重力调压铸造装备不同于常规铸造设备，坩埚位于模壳下方，铸造时金属液的流向是反重力方向，即金属液自下而上流动。目前，世界范围内仅存在对反重力调压铸造的各种理论研究，现有技术并不存在能用于生产的反重力调压铸造装备。
[0003]大型高温合金薄壁铸件对于精密铸造要求相当高，尤其是铸造大型高温合金薄壁铸件。在采用传统铸造设备制造大型高温合金薄壁铸件，会产生薄壁难于成型、微观疏松、大尺寸铸件精度差、成材率较低、稳定性不可控制、严重影响产业能力等缺陷。当下国家航空航天亟待解决高温材料轻量化问题，亟需一种基于反重力铸造理论能够用于生产的反重力调压铸造装备。
[0004]反重力调压铸造装备在真空条件下，利用使液态金属自坩埚反重力进入铸造模壳，对改善高温合金铸件的薄成型、微观疏松、大尺寸精度差有等缺陷具有显著效果。实际研发中发现，采用反重力精密浇铸工艺对设备要求非常高，大型高温合金薄壁铸件铸造时对于铸造温度要求非常高，特别针对大型复杂薄壁高温合金航空铸件。
[0005]在铸造大型高温合金薄壁铸件时，模壳需要进行预热然后再转移到模室，在模室内完成浇铸。而在转移的过程中模壳温度会不同程度的下降，无法保证和确知浇铸时的陶瓷模壳的真实温度，造成铸件稳定性无法保证和凝固缺陷，且不利于发现铸件微观质量与陶瓷模壳温度之间的数据机理与理论量化关系。即使采用反重力调压铸造装备也同样存在模壳温度对铸造精度的影响有待解决，模壳温度下降甚至影响科学家和工程师们对反重力凝固规律的发现与工艺优化进程。因此，亟需解决反重力调压浇铸过程中陶瓷模壳温度补偿问题。
技术实现思路
[0006]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0007]本专利技术要解决的技术问题是提供一种能对反重力高温合金调压精铸装备模壳和升液管转移丢失温度进行准确补偿，且能保障金属液在升液管内反重力流动性的反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供的反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置，包括：第一动力源1，其固定连接在模室2顶部，且与模室2形成动密封，其能同步驱动两
组传动组件10；两组传动组件10，对称分布在模室2内侧壁上；升降固定架12，其固定在两组传动组件10之间，其能沿着两组传动组件10上下移动；第一保温结构4，其固定在模室2内并通过电缆3与外部电源连接，其能根据上位机13指令对其内部空间进行加热保温；第二保温结构6，形成为两半式管状结构，其两半结构能预粘帖于升液管11外侧，其两半结构分别由两个水平驱动装置8驱动能实现分开或闭合，其两半结构闭合时套装在升液管11外侧，其两半结构分开时升降固定架12能穿过；两个水平驱动装置8，对称分布在模室2内侧壁上，且与模室2形成动密封；模壳9，其被夹持在升降固定架12上；升液管11，其一端连接在模壳9底部，另一端连接外部熔炼室；上位机13，其设置在反重力调压精密浇铸装备旁，用于控制第二保温结构6和升降固定架12动作。
[0009]对于精确的控制第二保温结构6和升降固定架12动作进一步说明至少可以有以下实现的方式，下述方式也可以结合使用；1、在第一动力源1和水平驱动装置8中配置位移编码器实时采集和反馈运行参数，并将运行参数发送至上位机13，进而能够实时获得第二保温结构6和升降固定架12准确的位置。
[0010]2、在模室内壁设置光栅传感器5，光栅传感器5固定在模室2内，光栅传感器5的发射极和接收极呈180度对称分布，其用于实时对第二保温结构6和升降固定架12位移定位，将定位数据发送至上位机13进而能够实时获得第二保温结构6和升降固定架12准确的位置。
[0011]可选择的，进一步改进所述反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置，第一动力源1是伺服同步驱动装置。
[0012]可选择的，进一步改进所述反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置，传动组件10是螺杆式直线导轨，一旦陶瓷模壳就位，具有自锁特性。
[0013]可选择的，进一步改进所述反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置，两组传动组件10和两个水平驱动装置8均呈180度对称分布在模室2内侧壁上。
[0014]可选择的，进一步改进所述反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置，升降固定架12具有石墨高温隔离层。
[0015]可选择的，进一步改进所述反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置，执行加热保温时，第一动力源1驱动升降固定架12向上移动，光栅传感器5探测到模壳9位于第一保温结构4中达到第一指定位置后发送信号至上位机13，上位机13使两个水平驱动装置8驱动第二保温结构6的两半结构闭合套装在升液管11外侧启动第二保温结构6进行加热保温。
[0016]可选择的，进一步改进所述反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置，执行浇铸时，上位机13使第二保温结构6停止加热保温，使两个水平驱动装置8驱动第二保温结构6的两半结构分开达到并靠近模室2内侧壁达到第二指定位置；
第一动力源1驱动升降固定架12向下移动，光栅传感器5探测到升液管11达到第三指定位置后发送信号至上位机13，上位机13控制外部熔炼室启动浇铸。
[0017]可选择的，进一步改进所述反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置，执行保温和执行浇铸时，模室2内填充惰性气体，且模室2与外部熔炼室具有压力差，外部熔炼室压力高于模室2压力。
[0018]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种上述任意一项所述反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置的反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿方法，包括以下步骤：S1，对预加热模壳和升液管达到指定温度；S2，将模壳和升液管转运至模室，关闭模室，模壳在升降固定架就位后通过第一动力源同步驱动两组传动组件使模壳位于第一保温结构中，对模室抽真空进行使第一保温结构加热进行温度补偿；S3，通过上位机进行补偿温度PID控制，达到工艺设定温度值；S4，外部熔炼室和模室填充惰性气体，建立惰性气体压力差，外部熔炼室压力高于模室压力，直至达到浇铸工艺设计的压力差，开始浇铸。
[0019]本专利技术工作原理如下：对于传统铸造设备，陶瓷模壳的温度对大型复杂薄壁铸件凝固结晶至关重要，失温从会影响薄壁铸件的充型完整性和凝固的微观组织品质。
[0020]而对于反重力高温合金调压精铸装备失温度造成的影响更为严重，因为反重力调压铸造装备进行精密铸造大型复杂铸件时，液态金属自熔炼室坩埚内被压向上方的高温陶瓷模壳，一旦失温会影响液态金属瞬时的反重力流动性，造成更为严重的工艺偏差。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置，其特征在于，包括：第一动力源（1），其固定连接在模室（2）顶部，且与模室（2）形成动密封，其能同步驱动两组传动组件（10）；两组传动组件（10），对称分布在模室（2）内侧壁上；升降固定架（12），其固定在两组传动组件（10）之间，其能沿着两组传动组件（10）上下移动；第一保温结构（4），其固定在模室（2）内并通过电缆（3）与外部电源连接，其能根据上位机（13）指令对其内部空间进行加热保温；第二保温结构（6），形成为两半式管状结构，其两半结构能预粘帖于升液管（11）外侧，其两半结构分别由两个水平驱动装置（8）驱动能实现分开或闭合，其两半结构闭合时套装在升液管（11）外侧，其两半结构分开时升降固定架（12）能穿过；两个水平驱动装置（8），对称分布在模室（2）内侧壁上，且与模室（2）形成动密封；模壳（9），其被夹持在升降固定架（12）上；升液管（11），其一端连接在模壳（9）底部，另一端连接外部熔炼室；上位机（13），其设置在反重力调压精密浇铸装备旁，用于控制第二保温结构（6）和升降固定架（12）动作。2.如权利要求1所述反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置，其特征在于：第一动力源（1）是伺服同步驱动装置。3.如权利要求1所述反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置，其特征在于：传动组件（10）是螺杆式直线导轨。4.如权利要求1所述反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置，其特征在于：升降固定架（12）具有石墨高温隔离层。5.如权利要求1所述反重力高温合金调压精铸装备模壳温度补偿装置，其特征在于：执行加热保温时，第一动力源（1）驱动升降固定架（12）向上移动，...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙宝德，董安平，桂大兴，薛清，刘朝明，
申请(专利权)人：上海鑫蓝海自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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