一種可用來製取金屬粉末及鑄件的金屬液聯動輸送裝置的製作方法

2023-06-13 10:06:26

專利名稱：一種可用來製取金屬粉末及鑄件的金屬液聯動輸送裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於冶金鑄造技術領域，特別涉及到一種可用來製取金屬粉末及 鑄件的金屬液聯動輸送裝置。
背景技術：
在粉末冶金行業，大部分易氧化金屬粉末都是用真空氣霧化法工藝生產 的，其過程是將金屬放在位於下壓力容器中的坩堝內熔化，通入氬氣，熔融 金屬在氣壓作用下，經導液管進入霧化噴嘴系統，金屬液流在這個系統中被 高速霧化介質粉碎成細小液滴，經過冷卻和凝固，得到金屬粉末。如果要得 到金屬氧化物或金屬氮化物粉末，則需在霧化器中通入氧氣或氮氣。對於全 過程需要氣體保護的金屬粉末生產，由於熔化爐的熔化總量有限，無法實現 連續操作。
在鑄造行業如圖l所示，其用於有色金屬高密度鑄件生產的差壓鑄造法備
受青睞，該工藝過程是將金屬放入置於下壓力容器(5)中的熔化爐(1)中 熔化，處理後蓋上隔板(6)，將上、下壓力容器(8、 5)隔開。在隔板(6) 上放置鑄型(7)，蓋上上壓力容器(8)。在下壓力容器(5)內充氣，氣體壓 力將熔融的金屬液(2)從柑堝(4)經導液管(3)導入鑄型(7)。但由於熔 化爐的熔化總量有限，限制了差壓鑄造法在大型鑄件中的應用。
為解決密閉容器中金屬液體供量不足的問題，採用高溫液體輸送泵將熔 化處理好的金屬液輸送到密閉容器中，需要投入昂貴的費用，設備結構複雜、 易損，金屬液體易受到設備系統汙染。
對於無氣氛要求的常壓鑄造，金屬液體輸送則依賴於金屬液體壓頭，這 種金屬液體壓頭所提供的動力較小。對於大型鑄件，則需要人為製造很高的壓頭來滿足需要。
CN101018005涉及一種輸送金屬液體的直流電磁泵，用於電解鋁行業。其
原理是用直流電磁泵在電解槽出口處形成負壓，吸出高溫鋁液。該裝置不適 宜粉末行業和鑄造行業。
CN1123529涉及一種向垂直連續鑄造鐵管的鑄造機供給熔融金屬的裝置， 意在解決損耗嚴重的液體輸送彎管的更換問題。該裝置不能解決液體流動所 需要的動力，易出現因液流不暢而導致的輸送管道堵塞問題。
CN1772418介紹了一種潛流式金屬液閥門，用輸送管連接熔化爐和保溫 爐，管道中間裝有潛流式金屬液閥門，通過閥上的感應加熱系統和冷卻介質 交互作用，熔融和冷卻管道中的金屬，從而實現輸送管道的開通或關閉。該 閥雖然解決了金屬液體輸送量的控制，但在即時開關方面顯得滯後。該裝置 同樣不能提供液體流動所需要的動力。

發明內容
為了解決上述問題，本發明設計一種可用來製取金屬粉末及鑄件的金屬 液聯動輸送裝置，利用差壓鑄造法所使用的設備和本發明的金屬液聯動輸送 裝置，克服在密閉環境中金屬熔化量的限制，採用多個熔化設備提供熔液， 用氣體輸送金屬液替代機械輸送，把金屬液從熔化設備中輸送到處在密閉環 境中的工作區內，連續不斷地從一個輸液口為工作面提供金屬液體，以減少 汙染，節約由於製造高溫液體輸送泵的昂貴費用。
為實現上述發明目的，本發明採用如下技術方案
所述的可用來製取金屬粉末及鑄件的金屬液聯動輸送裝置，其方法是先 將金屬放入本裝置的甲容器中，通電升溫至金屬熔化溫度，待金屬熔化後， 按照實際需求對金屬液體進行變質、精煉、除氣、除渣處理，待處理完畢蓋 上密封蓋，通過本裝置的管道與差壓鑄造設備中的坩堝聯通，管道中間裝有 一個單向回止密封閥，在甲容器中通入氣體，當乙容器中的氣體壓力P^大於 甲容器中的氣體壓力P申時，該閥可起到密封作用；當P申〉P'時，該閥開啟，甲容器中的金屬液在甲、乙容器之間的氣體壓差作用下，經該閥壓入乙容器 的坩堝中；坩堝中的金屬液在乙容器的液壓和氣壓雙重作用下，通過導液管 或噴嘴進入工作面，工作面可以是用於霧化粉末或合成化合物的反應器，也
可以是用於形成金屬鑄件的鑄型；乙壓力容器工作的同時，甲容器可以連續 不斷地進行金屬的熔化和處理，不間斷地輸送到乙壓力容器的坩堝中。
所述的可用來製取金屬粉末及鑄件的金屬液聯動輸送裝置，其甲容器中 通入的氣體可以是空氣、氮氣、氬氣或其它氣體。
所述的可用來製取金屬粉末及鑄件的金屬液聯動輸送裝置是由管道、單 向回止密封閥、連接法蘭、螺栓、蓋板、甲容器、甲坩堝、甲導液管、甲熔 化爐構成，其中管道的一端通入差壓鑄造設備裡的下壓力容器所設置的坩堝 上方，甲導液管通入甲容器內所設置的甲坩堝中，管道和甲導液管通過連接 法蘭和螺栓聯通，管道上串接有單向回止密封閥；甲容器內設置有甲熔化爐， 甲熔化爐內設置甲坩堝。
所述的可用來製取金屬粉末及鑄件的金屬液聯動輸送裝置，其甲容器的 材質為鐵及其合金、鋼、陶瓷、鈦及其合金、複合材料中的一種或多種。
所述的可用來製取金屬粉末及鑄件的金屬液聯動輸送裝置，其甲容器的 外形是圓柱形或其它任意形狀的密閉型容器，甲容器可承受O. l-15Mpa的壓 力。
由於採用如上所述的技術方案，本發明具有如下優越性
1、 利用氣體壓力為液體流動提供了充足的動力，動力的大小可根據液流 的速度和所需的流量方便靈活地調整。
2、 單向回止密封閥的開啟和關閉受氣壓控制，結構簡單，易操作。
3、 解決了在密閉環境中金屬液體的連續供應問題，可實現自動化操作。
4、 本發明可以低成本實現金屬液在兩個或多個密閉容器中的流轉，克服 在密閉環境中金屬熔化量的限制，連續不斷地從一個輸液口為工作面提供金 屬液體。
5、 採用氣體輸送金屬液替代機械輸送，'可以減少汙染，節約由於製造高溫液體輸送泵的昂貴費用。


圖1是差壓鑄造法所使用的設備結構示意圖。
圖2是本發明聯動差壓鑄造法所使用設備的結構示意圖。
圖l、 2中l一熔化爐；2—金屬液；3—導液管；4—坩堝；5—下壓力容 器；6—隔板；7—鑄型；8—上壓力容器；9一管道；10—單向回止密封閥； 11—連接法蘭；12—螺栓；13—蓋板；14一甲容器；15—甲坩堝；16—甲
導液管；17—甲金屬液；18—甲熔化爐。
具體實施例方式
以鑄造為例把金屬分別放到甲、乙容器的坩堝(4、 15)中，通電升溫
熔化，除氣除渣。蓋上隔板(6)和蓋板(13)，在甲容器中插入導液管(16)， 用法蘭及螺栓(11、 12)將甲、乙容器(14、 5)之間的管道(9)連接起來。 連接管道(9)上帶有一個單向回止密封閥(10)。在乙容器中插入導液管(3)， 在密封蓋(6)上放置鑄型(7)，蓋上上壓力容器(8)。分別在甲乙容器中通 入氣體，甲容器中的氣體壓力P申大於乙容器中的氣體壓力P^利用甲乙容器 之間的氣體壓差，將金屬液壓入乙容器中。乙容器中的金屬液在液壓和氣壓 的雙重作用下，通過導液管(3)進入鑄型。澆注完成後，待鑄型中的金屬液 冷卻，撤除甲乙容器中的氣體壓力，打開上壓力容器，取出鑄型。如果澆注 過程需要氣體保護，則在充氣前，先對容器內進行抽真空。 實施例l:澆注240Kg重的鋁矽合金耐壓殼體
稱取ZL101合金300Kg，在甲乙容器的坩堝中各放置150Kg，加熱熔化至720 。C。加入鋁矽變質劑進行變質處理，用六氯乙烷精煉除氣、除渣。將金屬液 處理完畢後，蓋上甲容器的蓋板，插入輸液管道，並與乙容器的輸液管道連 接。蓋上乙容器的隔板，插入導液管，放上鑄型，並固定在隔板上。蓋上上壓力容器。向乙容器中通入壓縮空氣。隨著壓力P^的增加，鋁液通過導液管 進入鑄型。當液面顯示器顯示乙容器中的鋁液不足l/2時，向甲容器通入壓縮 空氣。當P,〉P'時，甲容器中的鋁液通過輸液管壓入乙容器中進行補充。澆
注完成後，獲得240Kg重的鋁矽合金耐壓殼體鑄件。 實施例2:澆注200Kg重的鋁鎂合金鑄件
稱取ZL305合金300Kg，在甲乙容器的坩堝中各放置150Kg，加入覆蓋劑， 加熱熔化至70(TC。用六氯乙烷精煉除氣、除渣。將金屬液處理完畢後，蓋上 甲容器的蓋板，插入輸液管道，並與乙容器的輸液管道連接。蓋上乙容器的 隔板，插入導液管，放上鑄型，並固定在隔板上。蓋上上壓力容器。用真空 設備對甲乙容器抽真空至10—'Pa。向乙容器中通入氬氣。隨著壓力P^的增加， 鋁鎂合金液通過導液管進入鑄型。當液面顯示器顯示乙容器中的金屬液不足 1/2時，向甲容器通入氬氣。當P申〉PJ寸，甲容器中的金屬液通過輸液管壓入 乙容器中進行補充。澆注完成後，獲得200Kg重的鋁鎂合金鑄件。鑄件無氣孔、 夾渣、疏鬆等缺陷。 實施例3:製備二氧化錫(Sn02)粉末
用2個甲容器，l個乙容器，分別熔化錫錠各150Kg (本案採用150Kg熔化 爐)。加熱熔化至400。C。分別將甲乙容器密封，將甲乙容器的輸液管連接。 向乙容器中通入氬氣，將錫液壓入導液管，經噴嘴進入霧化反應器霧化，得 到Sn02粉末。當液面顯示器顯示乙容器中的金屬液不足l/2時，向甲,容器通入 氬氣。當P^〉PJ寸，甲i容器中的金屬液通過輸液管壓入乙容器中進行補充。 當P巾,二PJ寸，表明甲,中的錫液已輸送完畢。將甲!中的氣體放掉。此時，P乙 > P，u，單向回止密封閥關閉。拆除甲,連接管道，將甲2與乙容器的輸液管連 接。向甲2容器通入氬氣。當P申2〉P二時，甲2容器中的金屬液通過輸液管壓入乙 容器中進行補充。同時，打開甲Jl蓋，重新加入150Kg錫錠，加熱熔化至400 °C、密封，等待下一個輸液循環開始。 實施例4:製備氧化銦(ln203)粉末
用實施例3的方法，熔化銦錠至350。C，製取氧化銦111203粉末。實施例5:製備氧化銦錫(ITO)複合粉末。、
用實施例3的方法，熔化銦錫合金錠至40(TC。 In與Sn的比例為9.45: 1。 製取的ITO粉末，其ln必,與Sn02的比例為9: 1。
權利要求
1、一種可用來製取金屬粉末及鑄件的金屬液聯動輸送裝置，其特徵在於其方法是先將金屬放入本裝置的甲容器中，通電升溫至金屬熔化溫度，待金屬熔化後，按照實際需求對金屬液體進行變質、精煉、除氣、除渣處理，待處理完畢蓋上密封蓋，通過本裝置的管道與差壓鑄造設備中的坩堝聯通，管道中間裝有一個單向回止密封閥，在甲容器中通入氣體，當乙容器中的氣體壓力P乙大於甲容器中的氣體壓力P甲時，該閥可起到密封作用；當P甲>P乙時，該閥開啟，甲容器中的金屬液在甲、乙容器之間的氣體壓差作用下，經該閥壓入乙容器的坩堝中；坩堝中的金屬液在乙容器的液壓和氣壓雙重作用下，通過導液管或噴嘴進入工作面，工作面可以是用於霧化粉末或合成化合物的反應器，也可以是用於形成金屬鑄件的鑄型；乙壓力容器工作的同時，甲容器可以連續不斷地進行金屬的熔化和處理，不間斷地輸送到乙壓力容器的坩堝中。
2、 如權利要求1所述的可用來製取金屬粉末及鑄件的金屬液聯動輸送裝置， 其特徵在於其甲容器中通入的氣體可以是空氣、氮氣、氬氣或其它氣體。
3、 一種可用來製取金屬粉末及鑄件的金屬液聯動輸送裝置，其特徵在於-該裝置由管道9、單向回止密封閥IO、連接法蘭ll、螺栓12、蓋板13、甲容器14、 甲坩堝15、甲導液管16、甲熔化爐18構成，其中管道9的一端通入差壓鑄造設備 裡的下壓力容器所設置的坩堝上方，甲導液管16通入甲容器14內所設置的甲坩 堝15中，管道9和甲導液管16通過連接法蘭11和螺栓12聯通，管道9上串接有單 向回止密封閥10;甲容器內設置有甲熔化爐18，甲熔化爐內設置甲坩堝15。
4、 如權利要求3所述的可用來製取金屬粉末及鑄件的金屬液聯動輸送裝 置，其特徵在於甲容器14的材質為鐵及其合金、鋼、陶瓷、鈦及其合金、復 合材料中的一種或多種。
5、 如權利要求3所述的可用來製取金屬粉末及鑄件的金屬液聯動輸送裝置，其特徵在於甲容器14的外形是圓柱形或其它任意形狀的密閉型容器，甲 容器14可承受0. l-15Mpa的壓力。
全文摘要
一種可用來製取金屬粉末及鑄件的金屬液聯動輸送裝置由管道9、單向回止密封閥10、連接法蘭11、螺栓12、蓋板13、甲容器14、甲坩堝15、甲導液管16、甲熔化爐18構成。將金屬放入甲容器通電升溫至熔化溫度後，按需求對金屬液體進行變質、精煉、除氣、除渣處理，蓋上密封蓋，通過管道與差壓鑄造設備中的坩堝4聯通，管道裝有單向回止密封閥；在甲容器中通入氣體，當P甲＝P乙時，該閥可起密封作用；當P甲＞P乙時，該閥開啟，甲容器中的金屬液17壓入乙容器的坩堝中；坩堝中的金屬液2在乙容器5的液壓和氣壓雙重作用下，通過導液管3或噴嘴進入工作面，工作面可用霧化粉末或合成化合物的反應器，也可用形成金屬鑄件的鑄型7。
文檔編號B22D1/00GK101468385SQ20071030487
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月29日 優先權日2007年12月29日
發明者金建新 申請人:中國船舶重工集團公司第七二五研究所