【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铜合金铸造，特别涉及一种铜合金铸件的熔炼装置及熔炼工艺。
技术介绍
1、铜合金铸件的制备工艺主要包括：将铜合金铸件原料熔炼成液体，然后浇铸到模具中，得到零件或毛坯件。
2、熔炼过程对浇铸所得产品的性能具有较大影响，熔炼过程中需要尽量保证各合金组分均匀分散。目前通常采用的方法是通过在高温熔炼的同时施加搅拌作用来实现。但通过机械搅拌进行合金熔液的分散容易存在一些死角或是分散效果较为有限，为解决该问题，超声波辅助法被应用到了熔炼工艺中。
3、超声波在熔体中所具有的空化效应与声流效应，使得超声对金属中颗粒具有分散的效果。同时功率超声对金属凝固组织有显著的细化作用，因而对液态金属熔体进行功率超声处理是获得优良组织和性能铸件的有效方法之一。
4、例如专利cn112710152a公开的一种超声辅助铜合金真空熔炼炉、专利cn101539365b公开的带机械搅拌和高能超声处理的熔炼炉及其熔炼方法、专利cn113046586a公开的一种cucr合金及其超声辅助熔炼方法、专利cn107130117b公开的超声搅拌熔炼装置等，这些方案中通过将超声用于辅助熔炼，获得了一定的有益效果。
5、超声参数对处理效果有重要影响，通过采用优化的超声参数能够提高熔炼效果，然而，超声波引起的作用是多重且复杂的，且超声还会与其他的工艺参数产生一些未知的联系或影响，例如铜合金原料配比的不同、熔炼温度、气压等因素的不同均可能会对超声辅助熔炼的效果产生影响，所以当这些因素发生变化时，需要对超声参数进行一定的优化与调整
6、所以，现在有必要对现有技术进行改进，以提供更可靠的方案。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种铜合金铸件的熔炼装置及熔炼工艺。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种铜合金铸件的熔炼装置，包括：
3、熔炼炉、设置在所述熔炼炉内部的内胆、设置在所述内胆外周的加热装置、用于对内胆内部施加搅拌作用的搅拌装置、用于对内胆内部施加超声作用的超声组件、用于测量内胆中的温度的温度传感器、用于测量内胆中的气压的压力传感器、用于测量内胆中的液位的液位传感器、连通至熔炼炉内部的保护气供给装置、连通至熔炼炉内部的进料装置、设置在所述熔炼炉底部的排料装置以及设置在熔炼炉外部的控制主机。
4、优选的是，所述保护气供给装置包括储气罐、连通所述储气罐至所述熔炼炉内部的进气管、设置在所述进气管上的进气泵以及设置在所述进气管上的进气电磁阀；
5、该熔炼装置还包括设置在所述熔炼炉上的排气管，所述排气管上设置有排气电磁阀；
6、所述加热装置和熔炼炉的内壁之前设置有保温衬板。
7、优选的是，所述搅拌装置包括固接在所述熔炼炉的上盖底部的搅拌电机、与所述搅拌电机驱动连接的搅拌轴以及连接在所述搅拌轴底部的叶轮，所述叶轮伸入所述内胆内部。
8、优选的是，所述超声组件包括连接在所述上盖底部的至少一个电动推杆、连接在所述电动推杆的输出杆上的可上下移动的调节板、设置在所述调节板上的至少一个超声装置以及连接在所述上盖底部的至少一根导向杆，所述调节板上开设有供所述导向杆配合穿过的导向孔以及供所述搅拌轴穿过的轴孔；
9、所述超声装置用以发出超声波，其包括超声波发生器以及连接在所述超声波发生器上的超声波振幅杆，所述超声波振幅杆向下伸入到所述内胆内部。
10、优选的是，该熔炼装置还包括位于所述内胆和超声波发生器之间的隔热盖板，所述隔热盖板的外沿与所述熔炼炉的内壁连接，所述进气管、排气管以及进料装置的出料口均处于所述隔热盖板和内胆之间；
11、所述隔热盖板上开设有供所述进料装置穿过的第一开孔、供所述超声波振幅杆穿过的第二开孔以及供所述搅拌轴穿过的第三开孔，所述第三开孔和搅拌轴之间设置有轴承；
12、所述温度传感器、液位传感器、压力传感器均设置在所述隔热盖板的底面上，且处于隔热盖板和内胆之间。
13、优选的是，所述进料装置上设置有进料阀，所述排料装置上设置有排料阀；
14、所述控制主机与所述搅拌电机、电动推杆、超声波发生器、加热装置、温度传感器、液位传感器、压力传感器、进气电磁阀、排气电磁阀、进料阀和排料阀均通信连接；
15、所述控制主机对电动推杆、超声波发生器进行智能化控制。
16、本专利技术还提供一种铜合金铸件的熔炼工艺，其采用如上所述的装置进行铜合金铸件原料的熔炼，所述控制主机包括控制模块、基准粗炼工艺匹配模块、数据计算模块以及超声精炼工艺生成模块；
17、该熔炼工艺包括以下步骤：
18、s1、按照质量配比，将铜合金铸件的原料通过所述进料装置加入到所述内胆中，通过所述保护气供给装置向熔炼炉内部通入惰性气体，排出熔炼炉内的空气；
19、s2、将当前铜合金铸件的原料质量配比数据cxi输入所述控制主机中，所述基准粗炼工艺匹配模块根据配比数据cxi，从预先建立的铜合金基准粗炼工艺数据库中选择对应的基准粗炼工艺rlib，该基准粗炼工艺rlib中包括以下工艺参数：
20、基准熔炼温度tb、基准熔炼时间tb、基准熔炼气压pb、基准搅拌转速rb；
21、s3、粗炼：
22、所述控制主机中的控制模块对所述加热装置、搅拌电机、进气电磁阀、排气电磁阀进行控制，使铜合金铸件的原料在基准粗炼工艺rlb下进行粗熔炼；
23、s4、获取超声精炼工艺：
24、所述液位传感器检测得到当前内胆中铜合金液的液位hc,所述数据计算模块计算叶轮位置系数α：
25、
26、其中，hc为铜合金液表面与内胆最低平面之间的垂直距离，hj为叶轮的最低平面与内胆最低平面之间的垂直距离；
27、所述控制主机将获取的原料质量配比数据cxi、叶轮位置系数α、基准熔炼温度tb、基准熔炼时间tb、基准熔炼气压pb、基准搅拌转速rb输入到所述超声精炼工艺生成模块中，所述超声精炼工艺生成模块输出超声工艺rc,该超声工艺rc中包括以下超声参数：
28、超声功率pc、超声频率fc、超声波振幅杆位置系数β、超声作用时间tc；
29、所述数据计算模块根据β计算得到超声波振幅杆的高度位置hx：
30、hx＝β×hc；
31、hx为超声波振幅杆的最低平面与内胆最低平面之间的垂直距离；
32、s5、精炼：保持当前熔炼温度，所述控制模块对所述电动推杆进行控制，使超声波振幅杆底端的最低平面与内胆最低平面之间的垂直距离为hx；
33、所述控本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铜合金铸件的熔炼装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的铜合金铸件的熔炼装置，其特征在于，所述保护气供给装置包括储气罐、连通所述储气罐至所述熔炼炉内部的进气管、设置在所述进气管上的进气泵以及设置在所述进气管上的进气电磁阀；
3.根据权利要求2所述的铜合金铸件的熔炼装置，其特征在于，所述搅拌装置包括固接在所述熔炼炉的上盖底部的搅拌电机、与所述搅拌电机驱动连接的搅拌轴以及连接在所述搅拌轴底部的叶轮，所述叶轮伸入所述内胆内部。
4.根据权利要求3所述的铜合金铸件的熔炼装置，其特征在于，所述超声组件包括连接在所述上盖底部的至少一个电动推杆、连接在所述电动推杆的输出杆上的可上下移动的调节板、设置在所述调节板上的至少一个超声装置以及连接在所述上盖底部的至少一根导向杆，所述调节板上开设有供所述导向杆配合穿过的导向孔以及供所述搅拌轴穿过的轴孔；
5.根据权利要求4所述的铜合金铸件的熔炼装置，其特征在于，该熔炼装置还包括位于所述内胆和超声波发生器之间的隔热盖板，所述隔热盖板的外沿与所述熔炼炉的内壁连接，所述进气管、排气管以及进料装置
6.根据权利要求5所述的铜合金铸件的熔炼装置，其特征在于，所述进料装置上设置有进料阀，所述排料装置上设置有排料阀；
7.一种铜合金铸件的熔炼工艺，其特征在于，其采用如权利要求4-6中任意一项所述的装置进行铜合金铸件原料的熔炼，所述控制主机包括控制模块、基准粗炼工艺匹配模块、数据计算模块以及超声精炼工艺生成模块；
8.根据权利要求7所述的铜合金铸件的熔炼工艺，其特征在于，所述铜合金基准粗炼工艺数据库通过以下方法构建得到：
9.根据权利要求8所述的铜合金铸件的熔炼工艺，其特征在于，在粗熔炼试验中，熔炼温度在1000-1400℃的范围内进行调节，熔炼时间在15-90min的范围内进行调节，熔炼气压在0.1-2atm的范围内进行调节，搅拌转速在80-750r/min的范围内进行调节。
10.根据权利要求9所述的铜合金铸件的熔炼工艺，其特征在于，所述超声精炼工艺生成模块采用基于机器学习算法的网络模型构建得到，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种铜合金铸件的熔炼装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的铜合金铸件的熔炼装置，其特征在于，所述保护气供给装置包括储气罐、连通所述储气罐至所述熔炼炉内部的进气管、设置在所述进气管上的进气泵以及设置在所述进气管上的进气电磁阀；
3.根据权利要求2所述的铜合金铸件的熔炼装置，其特征在于，所述搅拌装置包括固接在所述熔炼炉的上盖底部的搅拌电机、与所述搅拌电机驱动连接的搅拌轴以及连接在所述搅拌轴底部的叶轮，所述叶轮伸入所述内胆内部。
4.根据权利要求3所述的铜合金铸件的熔炼装置，其特征在于，所述超声组件包括连接在所述上盖底部的至少一个电动推杆、连接在所述电动推杆的输出杆上的可上下移动的调节板、设置在所述调节板上的至少一个超声装置以及连接在所述上盖底部的至少一根导向杆，所述调节板上开设有供所述导向杆配合穿过的导向孔以及供所述搅拌轴穿过的轴孔；
5.根据权利要求4所述的铜合金铸件的熔炼装置，其特征在于，该熔炼装置还包括位于所述内胆和超声波发生器之间的隔热盖板，所述隔热盖板的外沿与所述熔炼炉的内壁连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱建兵，沙雷，
申请(专利权)人：盐城市大丰中意机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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