中频离心钛金属铸造机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种中频离心钛金属铸造机，旨在提供一种加热效率高，造热均匀，钛铸造纯度高的中频离心钛金属铸造机。该铸造机包括熔铸工作室、水循环冷却系统，熔铸工作室上设置有抽真空口、通氩气口、观察窗和铸件进出口，熔铸工作室内固定有加热线圈，加热线圈与中频电源连接。在加热线圈下部固定有与离心电机连接的离心托盘，离心托盘上固定有铸圈、包埋圈，包埋圈上有浇铸口，浇铸口通过浇道与铸模连接。由于采用中频电磁感应加热方式，加热效率高，能避免对人体产生的伤害。热透性好，加热均匀。由于加热无加热容器，避免容器对钛金属纯度的影响，提高了铸件的纯度。设备制造成本低，体积小，可靠性高，能自动熔化，自动浇铸。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种铸造设备，更具体的说，是涉及一种采用中频离心技术进行钛金属铸造的设备。
技术介绍
金属钛具有最好的生物相容性、比重小、机械强度高、导电率低，是齿科、骨科应用的最好材料，目前逐渐应用在人体，取代对人体有害的镍、铬、钴、铜等金属。但钛熔点高，纯钛易氧化，因此铸造性能差，对齿科铸造尤其困难。钛金属铸造机主要由热源、热传导、纯钛熔化的容器及铸造机构组成。目前，国内外的钛金属铸造机主要有以下几方面的不足首先是加热方面。加热方式有两种方式，一种是电弧加热，即将电极的一极接到坩埚，另一极是钨丝，通上几百安的直流电，产生电弧，靠电弧的热量给钛金属加热，使其熔化。另一种是高频感应加热方式，即将钛金属置于坩埚内，坩埚外面是线圈，线圈通以高频电流，通过电磁感应方式使钛金属产生涡流，获得热量熔化。上述加热方式中，电弧加热方式由于直流电流需要几百安，输入功率大，热效率低，设备较大。高频感应加热方式趋肤效应较大，热量从外向内透热，热量分布不均匀，而且高频电源对公共电网有较大的污染，尤其对近距离接触的人体有伤害。其次是加热的容器方面现有的铸造机都使用坩埚作为加热的容器，坩埚的材料有普通坩埚、铜坩埚、石墨坩埚、陶瓷坩埚等，容器对钛金属都有一定的影响，普通坩埚容易粘钛金属，其它坩埚有相应的粒子等渗到钛液中，影响钛的纯度。而且，用坩埚加热，铸造时对温度的控制比较困难，要靠人的经验或增加非接触式温度控制器，温度掌握不准，容易过热，用温度控制器需要增加设备成本。再次，钛液浇铸的方式方面目前，钛液的浇铸方式有离心式、加压式、吸引式，各有优缺点。有的设备将三种方式同时应用，以综合各种优点，但设备复杂，效果不理想。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种节能，加热效率高，造热均匀，钛铸造纯度高的中频离心钛金属铸造机。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种中频离心钛金属铸造机，包括熔铸工作室、水循环冷却系统，所述熔铸工作室上设置有抽真空口、通氩气口、观察窗和铸件进出口，所述熔铸工作室内固定有加热线圈，其特征在于，所述加热线圈与中频电源连接；所述加热线圈下部固定有与离心电机连接的离心托盘，所述离心托盘上固定有铸圈，所述铸圈内设置有包埋圈，所述包埋圈上与加热线圈中心相应的位置有浇铸口，所述浇铸口通过浇道与铸模连接。所述中频电源为三相市电与整流桥、滤波电路连接，将三相市电转变为平滑的直流电，所述滤波电路一端分别与功率开关管IGBT1、功率开关管IGBT4的集电极连接，所述功率开关管IGBT1、功率开关管IGBT4的发射极分别与电容电感串联谐振电路的两端连接，所述功率开关管IGBT1、功率开关管IGBT4的基极分别与脉冲控制器的两输出端连接；所述滤波电路的另一端分别与功率开关管IGBT2、功率开关管IGBT3的发射极连接，所述功率开关管IGBT2、功率开关管IGBT3的集电极分别与电容电感串联谐振电路的两端连接，所述功率开关管IGBT2、功率开关管IGBT3的基极分别与脉冲控制器的两输出端连接，所述电容电感串联谐振电路通过高频变压器与所述加热线圈连接，将能量传递给加热线圈。所述浇铸口与所述离心电机轴同心。所述中频电源中设置有过流保护电路。所述中频电源中设置有过压保护电路。所述中频电源中设置有无水保护报警电路。所述中频电源中设置有水温过高保护报警电路。所述中频电源中设置有缺相保护报警电路。所述中频电源的频率为20-80KHZ。本技术的中频离心钛金属铸造机具有下述优点1.由于采用中频电磁感应加热方式，加热效率高，节约能源，而且中频方式辐射小，避免对人体产生的伤害。热透性好，加热均匀。2.由于加热无加热容器，避免容器对钛金属纯度的影响，提高了铸件的纯度。3.设备制造成本低，体积小，可靠性高。4.无需人工观察熔化程度，可以达到自动熔化，自动浇铸，流铸率高，使用方便简单。5.浇铸流动力的产生采用熔化装置与铸模在机械上分离，在熔化过程中铸模提前转动，达到最高转速后熔化后的钛液再与铸模接触，钛液获得最大的离心力，因此，可以减小电机的功率，也不会产生突然启动时的振动。附图说明图1为本技术中频离心钛金属铸造机的结构示意图；图2为本技术中频离心钛金属铸造机的电路控制原理图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术详细说明。图1为本技术中频离心钛金属铸造机的结构示意图，包括熔铸工作室2、水循环冷却系统8，在熔铸工作室上设置有抽真空口6、通氩气口7、观察窗1和铸件进出口16，在熔铸工作室内固定有加热线圈3，加热线圈与中频电源5连接。中频电源的频率为20-80KHZ。加热线圈下部固定有与离心电机12连接的离心托盘15，离心托盘上固定有铸圈9，铸圈内设置有包埋圈10，包埋圈上与加热线圈中心相应的位置有浇铸口11，浇铸口通过浇道13与铸模14连接。熔铸工作室采用不导磁材料做壁，观察窗用玻璃加滤光膜，冷却水最好是没有金属离子的软水，以减少水在线圈中结垢。加热线圈用直径为6mm、壁厚1mm的紫铜管弯成，铜管外壁涂以耐高温绝缘不隔磁的材料，加热线圈的大小应使待熔化的钛金属块能自由运动为宜。离心电机可以采用300W左右，1400-2800转/分的普通电机。图2为本技术中频离心钛金属铸造机的电路控制原理图，中频电源采用熔铸纯钛金属的专用中频电源，功率不小于5KW。本实施例的中频电源为三相市电通过整流桥、滤波电路转变为平滑的直流电，用四个功率开关管两个一组相互导通和关闭改变电流方向，使直流电变为交流电。再通过电容电感串联谐振方式进行能量传递。具体连接为滤波电路采用由电容C2和电解电容C3组成的电容滤波电路，滤波电路一端分别与功率开关管IGBT1、功率开关管IGBT4的集电极连接，功率开关管IGBT1、功率开关管IGBT4的发射极分别与由电容C1与电感L组成的电容电感串联谐振电路的两端连接，功率开关管IGBT1、功率开关管IGBT4的基极分别与脉冲控制器的两输出端A、B连接。滤波电路的另一端分别与功率开关管IGBT2、功率开关管IGBT3的发射极连接，功率开关管IGBT2、功率开关管IGBT3的集电极分别与电容电感串联谐振电路的两端连接，功率开关管IGBT2、功率开关管IGBT3的基极分别与脉冲控制器的两输出端B、A连接，电容电感串联谐振电路通过高频变压器与加热线圈3连接，将能量传递给加热线圈。功率开关管IGBT使用德国西门子公司(EUPEC)BSM200GB120DN2 VCE＝1200V，IC＝290A或其它公司同样技术指标的产品。脉冲控制器可以采用SG3525脉冲控制芯片，控制各功率开关管IGBT的通断及通断速度，以控制输出频率的大小，获得最佳工作频率。根据实际需要，在中频电源中可以设置过流保护电路、过压保护电路、无水保护报警电路、水温过高保护报警电路、缺相保护报警电路等。上述电路可以采用现有铸造机的常规的设计电路即可。使用时，先将待熔化的钛金属块4放入加热线圈中。熔铸工作室抽真空达到-0.9bar，再通入氩气，启动水循环冷却系统，启动工作电源。在加热线圈中通以交变的电流，则产生磁场，磁力线在线圈内部密度大，放在线圈内的钛金属则产生感应电流和感应磁场，这个感应电流和感应磁场的方向与加热线圈中的电流及磁场的方向相反，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中频离心钛金属铸造机，包括熔铸工作室、水循环冷却系统，所述熔铸工作室上设置有抽真空口、通氩气口、观察窗和铸件进出口，所述熔铸工作室内固定有加热线圈，其特征在于，所述加热线圈与中频电源连接；所述加热线圈下部固定有与离心电机连接的离心托盘，所述离心托盘上固定有铸圈，所述铸圈内设置有包埋圈，所述包埋圈上与加热线圈中心相应的位置有浇铸口，所述浇铸口通过浇道与铸模连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟令义，
申请(专利权)人：天津市爱鑫医疗设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]