【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属铸造设备，尤其是涉及一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线。
技术介绍
1、以铝代钢是交通运输领域实现轻量化的主要途径。我国及世界各国高速列车时速设计已接近400 km/h，列车基础制动装置为高速列车安全运行提供了必要的保障，刹车盘是基础制动装置中的核心组件并发挥着重要作用，刹车盘材料不仅需要重量轻，还要具有摩擦因数稳定、密度低、比热容高、导热系数高、热膨胀系数小、硬度高、疲劳性能优良等特点。随着技术的发展，高速列车刹车盘材料由传统黑色金属材料向轻质复合材料发展，铝基复合材料因其高比强度、比刚度、耐磨性、低热膨胀系数以及良好的导热和尺寸稳定性等优异的性能，有望在刹车盘产品中获得广泛应用。
2、目前制备颗粒增强的铝基复合材料刹车盘的主要工艺为搅拌铸造，即将基体铝合金熔化后，通过机械或者电磁搅拌形成涡流，同时加入的增强相颗粒通过涡流的作用下被卷入熔融铝中，得到均匀分散的熔体，在一定条件下浇铸得到复合材料铸件。该方法所需的设备及工艺简单、生产效率高、成本低且能大批量生产形状复杂的构件，是实现工业大规模生产最有潜力的工艺之一。但现有搅拌铸造刹车盘的问题在于无法实现增强相的均匀分散（颗粒增强沉降等问题）、以及无法控制凝固过程中铸造缺陷的产生，且无批量生产铝基复合材料刹车盘的铸造自动化生产线。因此，迫切需要开发可实现增强相均匀分散、铸造缺陷有效控制的、可连续批量生产铝基复合材料刹车盘用铸造设备生产线。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种安全、
2、本专利技术完整的技术方案包括：
3、一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，包括熔铝精炼区、真空混炼区、在线搅拌铸造成型区、自动换炉小车和保温炉；
4、所述的熔铝精炼区设有倾转熔炼炉和精炼除气机，倾转熔炼炉对铝合金锭熔化后转移到保温炉并通过精炼除气机除气精炼；
5、所述的真空混炼区包括真空腔室，真空腔室顶部设有能够升降的搅拌转子、螺杆推进加粉装置及冷却装置；保温炉进入真空腔室后，搅拌转子旋转并下降至保温炉内的预设位置；螺杆推进加粉装置通过预设好的速度将已加热好的碳化硅粉末送至保温炉内的铝合金液上方；搅拌转子通过升降耦合旋转的方式进行复合搅拌，使碳化硅粉末溶入铝合金液中，形成铝基复合材料合金液；
6、所述的在线搅拌铸造成型区包括低压铸造机及在线搅拌装置；保温炉进入低压铸造机下方并完成铸造生产，每个铸件完成铸造后，通过在线搅拌装置对铝基复合材料合金液进行搅拌。
7、进一步的，自动换炉小车用以完成保温炉在熔铝精炼区、真空混炼区和在线搅拌铸造成型区间的转移。
8、进一步的，所述的倾转熔炼炉为碳化硅黏土坩埚炉，可大大延长铝基复合材料刹车盘铸造用坩埚的使用寿命。
9、进一步的，保温炉进入真空混炼区的真空腔室后，通过两组真空泵组将真空腔室抽成真空。
10、进一步的，保温炉进入低压铸造机下方后，通过丝杠升降装置将保温炉炉口与模具升液口对接。
11、进一步的，所述自动换炉小车配有伺服动力和激光测距系统，能够实现坩埚保温炉精确地转运至熔炼精炼区进行熔炼加铝、真空混炼区进行真空混炼、在线搅拌成型区进行铸造，实现了全自动铸造生产。
12、进一步的，所述的保温炉设有快插系统，能够实现保温炉的气路、电路自动快插，显著提高了生产效率和使用安全性。
13、进一步的，所述的在线搅拌装置根据铝基复合材料合金液质量与碳化硅粉末百分含量确定搅拌参数。
14、进一步的，所述的在线搅拌装置为电磁搅拌装置或机械搅拌装置。
15、进一步的，所述低压铸造机设有防堵塞的升液管组件。
16、所述的全自动铸造生产线特别适合添加有难溶解、易沉淀的颗粒增强铝基复合材料铸件以及铝合金液粘稠易堵升液管的近液相线低温浇注铝合金铸件的铸造，尤其是特别适用于轨道交通高铁、汽车用碳化硅增强铝基复合材料刹车盘的铸造。
17、本专利技术相对于现有技术的优点在于：
18、1.通过设置熔铝精炼区、真空混炼区、在线搅拌铸造成型区，自动换炉小车用以完成保温炉在熔铝精炼区、真空混炼区和在线搅拌铸造成型区间的转移，实现了颗粒增强复合材料全自动铸造生产。
19、2.合理的各部件设计，包括采用碳化硅黏土坩埚进行熔铝并除气精炼过程，可大大延长铝基复合材料刹车盘铸造用坩埚的使用寿命；坩埚保温炉为高纯石墨坩埚炉，可以只设计成保温炉，不必具备熔炼功能，加热功率大大降低，且一直在真空状态下混炼、搅拌，高温剧烈氧化时间大大减少；坩埚保温炉设计有快插系统，可以实现坩埚保温炉的气路、电路自动快插，显著提高了生产效率和使用安全性，提高了坩埚保温炉的使用寿命，降低了生产成本。
20、3. 真空混炼区搅拌转子通过升降加旋转的复合搅拌，使碳化硅粉末均匀溶入铝合金液中，形成均匀的铝基复合材料合金液。每件铝基复合材料刹车盘完成铸造后，通过在线搅拌装置进行铝合金液搅拌，可使易沉淀的碳化硅颗粒分散均匀，消除了沉降问题。
21、4.设计在坩埚保温炉盖上的升液管防堵特殊结构确保了在铸造过程中升液管口处保持足够的温度，铝合金液通过时不会凝固堵塞升液管。
22、5．采用下台板可升降式低压铸造机，换炉时间仅3-5分钟，无需增加升液管烘烤作业，炉盖安装在低压机下台板上，一个炉盖可配三台坩埚保温炉；炉盖集成在线搅拌控制线缆布局、操作更加便捷。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，包括熔铝精炼区、真空混炼区、在线搅拌铸造成型区、自动换炉小车和保温炉；
2.根据权利要求1所述的一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，自动换炉小车用以完成保温炉在熔铝精炼区、真空混炼区和在线搅拌铸造成型区间的转移。
3.根据权利要求1所述的一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，所述的倾转熔炼炉为碳化硅黏土坩埚炉。
4.根据权利要求1所述的一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，保温炉进入真空混炼区的真空腔室后，通过两组真空泵组将真空腔室抽成真空。
5.根据权利要求1所述的一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，保温炉进入低压铸造机下方后，再通过丝杠升降装置将保温炉炉口与模具升液口对接。
6.根据权利要求1所述的一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，所述自动换炉小车配有伺服动力和激光测距系统。
7.根据权利要求1所述的一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，所述的保温炉设有快插系统，能够实现保
8.根据权利要求1所述的一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，所述的在线搅拌装置为电磁搅拌装置或机械搅拌装置。
9.根据权利要求8所述的一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，所述的在线搅拌装置根据铝基复合材料合金液质量与碳化硅粉末百分含量确定搅拌参数。
10.根据权利要求1所述的一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，所述低压铸造机设有防堵塞的升液管组件。
...【技术特征摘要】
1.一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，包括熔铝精炼区、真空混炼区、在线搅拌铸造成型区、自动换炉小车和保温炉；
2.根据权利要求1所述的一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，自动换炉小车用以完成保温炉在熔铝精炼区、真空混炼区和在线搅拌铸造成型区间的转移。
3.根据权利要求1所述的一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，所述的倾转熔炼炉为碳化硅黏土坩埚炉。
4.根据权利要求1所述的一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，保温炉进入真空混炼区的真空腔室后，通过两组真空泵组将真空腔室抽成真空。
5.根据权利要求1所述的一种颗粒增强复合材料全自动铸造生产线，其特征在于，保温炉进入低压铸造机下方后，再通过丝杠升降装置将保温炉炉口与模具...
【专利技术属性】
技术研发人员：张虎，张花蕊，贾丽娜，徐惠彬，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。