【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铸造成型，具体是一种复杂薄壁铸件成型装置及使用方法。
技术介绍
1、复杂薄壁铸件凭借其优良的综合力学性能、耐腐蚀性和成本低等优点，被广泛应用航空航天、船舶、化工、兵器等领域。随着科技的发展，对复杂薄壁铸件结构合理、质量轻量化、高性能和高利用率等特点往更深层次的方向追求。针对传统的重力铸造技术来讲，在生产铸件中其力学性能达不到技术要求，并且会产生浇不足、缩松、缩孔等缺陷，从而不能形成完整的铸件。所以，选择合适的铸件成型工艺非常重要。
2、传统铸造技术虽能制备出复杂薄壁铸件，但是存在工艺过程复杂、流程长、成本高、存在组织缺陷及铸件性能不达标等缺点。采用新型晶粒细化剂进行铸造，虽然在一定程度上细化晶粒起到提高合金性能的作用，但会改变合金的原化学成分并在组织中引入夹杂物从而造成缺陷，且难以解决完整充型和抑制缩松缩孔缺陷的问题。
3、在公告号为cn213968896u的专利技术专利中提出了一种复杂薄壁铸件的浇注系统，通过浇口棒和锥形出气壳组合形成带有排气孔的暗冒口与铸件型壳的浇口连接，实现了顺序凝固，防止浇注缩松，解决了座圈缩松，加工试压渗漏，但不能使晶粒凝固细化。在公告号为cn111360196b的专利技术专利中公开了一种提高铸造镁合金熔体在铸型中流动性的方法，可以解决合金在铸型中流动性不足的问题，使其成型复杂薄壁铸件能力增强，以及减小了缩松等缺陷的发生的问题，但是存在工艺步骤增多、需添加化学剂、成本高等不足。
4、在公开号为cn114309550a的专利技术创造中公开了一种基于局域区域
5、在公开号为cn109396400a的专利技术创造中公开了一种大型复杂薄壁细晶铸件一体化成型方法和装置，在多区加热精确模温控制系统设计基础上，使模壳熔体中产生自上而下的温度梯度，再匹配合适的抽拉速度将铸件底部处于液相线温度附近的熔体抽拉出保温区，实现熔体自下而上顺序凝固，消除缩松等凝固缺陷，并在固/液界面前沿产生强烈的电磁扰动，起到阻碍晶体生长和强烈的细化晶粒作用，以细化铸件凝固组织，提高铸件致密度等。但使用范围小且过程复杂，难以实现工业化量产。
技术实现思路
1、针对现有复杂薄壁铸件成型工艺存在的铸件成型困难、晶粒难细化、易形成缩松、缩孔等问题，本专利技术提供一种复杂薄壁铸件成型装置及成型方法。
2、本专利技术提出一种复杂薄壁铸件成型装置，包括加热保温系统、旋转台和升降杆。所述旋转台位于加热保温系统下方，并与加热保温系统同轴。所述的升降杆一端与加热保温系统固连，另一端固定于安装平台上，通过调整该升降杆高度实现所述加热保温系统的上下移动，使旋转台的上表面穿过加热保温系统的下保温板上贯通的第二通孔进入或远离加热保温系统。
3、所述加热保温系统包括加热器、上保温板、保温套筒、下保温板；其中，所述加热器和保温套筒为环形，上保温板和下保温板为圆形板；所述上保温板的几何中心设有贯通的第一通孔；所述的下保温板的几何中心设有贯通的第二通孔。所述保温套筒分别于上保温板和下保温板接触组合在一起形成一个开放性的腔室，包围所述的加热器，且所述加热器、保温套筒、上保温板和下保温板的轴线重合，共同形成一个均温区。
4、所述旋转台包括台板和动力装置。所述台板为圆形，安装在所述的动力装置上，通过所述动力装置提供的动力可以使台板沿轴线旋转。
5、优选的，所述加热器高度为50～110mm，该外侧表面与保温壳体内壁表面之间的间距为20～50mm。
6、优选的，所述加热器的材料为石墨或金属ta，所述上保温板、保温套筒的材料为多层石墨毡，所述下保温板的材料为多孔氧化铝陶瓷材料。所述上保温板、保温套筒和下保温板的厚度可根据实际情况进行更换，以获得最佳的保温和隔热效果。
7、优选的，所述旋转台安装孔内表面与旋转台板圆周表面之间的间隙为5～15mm，使二者之间间隙配合。
8、优选的，所述动力装置的调速范围在0～1000r/min。
9、优选的，所述升降杆的调节行程为1000mm。
10、本专利技术提出的采用所述成型装置成型复杂薄壁铸件的具体过程是：
11、步骤一，工装准备：
12、根据铸件结构及铸造工艺要求制作模壳和浇口杯。将该模壳置于旋转台的台板上表面；将浇口杯的直浇道穿过上保温板中心的第一通孔，使浇口杯和第一通孔的接触面之间贴合，同时使浇口杯最下端位于该模壳浇口内的上端。
13、步骤二，调整位置：
14、通过调节所述升降杆的行程，调整所述加热保温系统的高度，从而改变加热保温系统与旋转台之间的相对位置，使所述旋转台的台板上表面与下保温板的内部上表面平齐，并使浇口杯最下端处于模壳的浇口中。
15、步骤三，加热保温：
16、所述加热保温是对加热保温系统加热到预定温度后保温，实现对模壳的加热保温；加热的方式为一次升温方式或分段升温方式。
17、当采用一次升温时，使加热器以5℃/min～20℃/min的升温速率升温至模壳的预热温度后开始保温，直至复杂薄壁铸件成型结束。
18、当采用分段升温时，使加热器以20℃/min～30℃/min的升温速率升温至350-450℃，并保温5min～10min。保温结束后，继续以5℃/min～20℃/min的升温速率升温至模壳的预热温度后开始保温，直至复杂薄壁铸件成型结束。
19、所述模壳预热温度为380℃～610℃。
20、步骤四，旋转浇注：
21、开启旋转台带动模壳旋转。在旋转中将铸造合金熔体通过浇口杯浇注到模壳内，得到浇注铸件。
22、所述模壳的转速为300r/min～1000r/min；浇注速度为30mm/s～80mm/s。
23、步骤五，铸件凝固：
24、通过移动加热保温系统并调控旋转台的转速，实现浇注铸件凝固过程中增强补缩。
25、通过调节升降杆的行程，提升所述加热保温系统的高度，使该加热保温系统以10mm/min～30mm/min的速度上升，从而改变加热保温系统与模壳之间的相对位置。
26、同时，通过调节所述旋转台的转速，在转动中产生离心力，对浇注铸件增强补缩，以提高合金的补缩能力。
27、所述旋转台的转速为匀减速旋，包括两个旋转周期。具体是：
28、第一个旋转周期：该第一个旋转周期的时长为2min～5min，其初速度为280r/min～850r/min，末速度为200r/min～550r/min。当所述第一匀减速旋转周期结束后，该旋转台保持末速度持续转动10s～20s。进入第二个旋转周期。
29、第二个旋转周期：所述第二个旋转周期的时长为3min～7min，其初速度为200r/min～550r/min本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复杂薄壁铸件成型装置，其特征在于，包括加热保温系统(1)、旋转台(2)、和升降杆(3)；所述旋转台位于加热保温系统下方，并与加热保温系统同轴；所述的升降杆一端与加热保温系统固连，另一端固定于安装平台上，通过调整该升降杆高度实现所述加热保温系统的上下移动，使旋转台的上表面穿过加热保温系统的下保温板上贯通的第二通孔进入或远离加热保温系统。
2.如权利要求1所述复杂薄壁铸件成型装置，其特征在于，所述加热保温系统包括加热器、上保温板、保温套筒、下保温板；其中，所述加热器和保温套筒为环形，上保温板和下保温板为圆形板，所述上保温板的几何中心设有贯通的第一通孔；所述的下保温板的几何中心有贯通的第二通孔；所述保温套筒分别于上保温板和下保温板接触组合在一起形成一个开放性的腔室，包围所述的加热器，且所述加热器、保温套筒、上保温板和下保温板的轴线重合，共同形成一个均温区。
3.如权利要求1所述复杂薄壁铸件成型装置，其特征在于，所述旋转台(2)包括台板(201)和动力装置(202)；所述台板(201)为圆形，安装在所述的动力装置上，通过所述动力装置提供的动力可以使台板沿轴
4.如权利要求1所述复杂薄壁铸件成型装置，其特征在于，所述加热器(102)高度为50～110mm，该外侧表面与保温壳体内壁表面之间的间距为20～50mm；所述旋转台安装孔内表面与旋转台板圆周表面之间的间隙为5～15mm，使二者之间间隙配合。
5.如权利要求1所述复杂薄壁铸件成型装置，其特征在于，所述升降杆(3)的高度调节行程为1000mm；所述动力装置(202)的调速范围在0～1000r/min。
6.一种采用权利要求1所述成型装置成型复杂薄壁铸件的方法，其特征在于，具体过程是：
7.如权利要求6所述采用成型装置成型复杂薄壁铸件的方法，其特征在于，所述旋转台的转速为匀减速旋，包括两个旋转周期；具体是：
8.如权利要求6所述采用成型装置成型复杂薄壁铸件的方法，其特征在于，所述模壳的转速为300r/min～1000r/min；浇注速度为30mm/s～80mm/s。
...【技术特征摘要】
1.一种复杂薄壁铸件成型装置，其特征在于，包括加热保温系统(1)、旋转台(2)、和升降杆(3)；所述旋转台位于加热保温系统下方，并与加热保温系统同轴；所述的升降杆一端与加热保温系统固连，另一端固定于安装平台上，通过调整该升降杆高度实现所述加热保温系统的上下移动，使旋转台的上表面穿过加热保温系统的下保温板上贯通的第二通孔进入或远离加热保温系统。
2.如权利要求1所述复杂薄壁铸件成型装置，其特征在于，所述加热保温系统包括加热器、上保温板、保温套筒、下保温板；其中，所述加热器和保温套筒为环形，上保温板和下保温板为圆形板，所述上保温板的几何中心设有贯通的第一通孔；所述的下保温板的几何中心有贯通的第二通孔；所述保温套筒分别于上保温板和下保温板接触组合在一起形成一个开放性的腔室，包围所述的加热器，且所述加热器、保温套筒、上保温板和下保温板的轴线重合，共同形成一个均温区。
3.如权利要求1所述复杂薄壁铸件成型装置，其特征在于，所述旋转台(2)包括台板(201)和动力装置(202)；所述台板(20...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡松松，何铭，陈科，杨志强，汪璞，白伟民，李文道，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
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