專利名稱：鎂合金汽車車輪低壓鑄造機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車車輪的低壓鑄造機，特別是一種鎂合金汽車車輪低壓鑄造 機。
背景技術：
現有的鎂合金低壓鑄造機保溫爐都在常壓下工作，在鑄造升液時，用浸于常壓鎂 合金液中的氣壓泵驅動金屬液沿升液管向鑄型充填、增壓、保壓和卸壓。卸壓后，升液管中 尚未凝固的鎂合金液靠自身重力全部回落到保溫爐坩堝中，會引起沉渣泛起，特別是當坩 堝中鎂合金液少于20kg時，此種現象更為嚴重。在進行下一個循環時，鎂合金液中的氧化 渣和其它渣質就容易從升液管被壓入鑄型中，造成產品鑄造缺陷甚至報廢。保溫爐結構是 采用耐高溫耐火材料澆注而成，爐襯采用多層保溫巖棉保溫，爐殼采用IOmm厚鋼板焊接而 成，加熱方式為爐蓋輻射加熱方法，鎂與耐火材料接觸會發生化學反應影響了鎂合金液的 質量。現有的鎂合金低壓鑄造機對模具溫度的控制還處于一種模糊化的狀態，不能實時 監控模溫，不能很好地建立起符合要求的模具溫度梯度場。上述缺陷會造成鎂合金產品鑄 造質量不高，報廢率高，從而直接影響企業的經濟效益。
發明內容
本發明的目的在于提供一種對模具溫度實行PID實時控制的專用于鎂合金車輪 低壓鑄造機。實現本發明目的的技術解決方案為一種鎂合金汽車車輪低壓鑄造機，包括鑄造 機主機、保溫爐、模具、鑄造實時監控臺，鑄造實時監控臺對鑄造時的升液壓力、增壓壓力、 充型時間、增壓時間、保壓時間、模具開合模次數，保溫爐內鎂合金液液面位置參數進行設 定和監控；還包括升液管，升液管將設置在鑄造主機上方的模具和保溫爐相連通，鑄造生產 時鎂合金液采用懸浮充型，防止升液管中尚未凝固的鎂合金液靠自身重力全部回落到保溫 爐坩堝中引起沉渣泛起，從而減少了溶液回流沖擊，可有效避免沉渣泛起，保持液面純凈， 提高成品率；保溫爐包括爐襯、電加熱絲、爐殼、坩堝、爐蓋、全封閉式加液裝置和保護氣體 接入器；爐殼內設置坩堝，爐殼與坩堝之間為爐襯，爐襯內側設置對坩堝加熱的環狀電加熱 絲，爐殼上方設置爐蓋，爐蓋與爐殼通過耐高溫密封圈加以密封，爐蓋上設置全封閉式加液 裝置、保護氣體接入器和升液管，上述裝置與爐蓋在接合處密封。本發明與現有技術相比，其顯著優點為(1)建立起了符合要求的模具溫度梯度 場；(2)可以對爐溫進行實時監控；(3)鑄造生產時鎂合金液采用懸浮充型，防止升液管中 尚未凝固的鎂合金液靠自身重力全部回落到保溫爐坩堝中引起沉渣泛起，從而減少了溶液 回流沖擊，可有效避免沉渣泛起，保持液面純凈，提高成品率，提高鎂合金產品鑄造質量。下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
圖1是本發明的鎂合金汽車車輪低壓鑄造機結構示意圖。圖2是本發明的鑄造機中保溫爐結構示意圖。圖3是本發明的鎂合金汽車車輪低壓鑄造機懸浮充型結構示意圖。圖4是本發明的鎂合金汽車車輪低壓鑄造機模溫實時溫控裝置示意圖。
具體實施例方式結合圖1、圖2，本發明的鎂合金汽車車輪低壓鑄造機，包括鑄造機主機1、保溫爐 2、模具5、鑄造實時監控臺6，鑄造實時監控臺對鑄造時的升液壓力、增壓壓力、充型時間、 增壓時間、保壓時間、模具開合模次數，保溫爐內鎂合金液液面位置參數進行設定和監控； 還包括升液管4，升液管4將設置在鑄造主機1上方的模具5和保溫爐2相連通；保溫爐2 包括爐襯7、電加熱絲8、爐殼9、坩堝3、爐蓋10、全封閉式加液裝置11和保護氣體接入器 12 ；爐殼9內設置坩堝3，爐殼9與坩堝3之間為爐襯7，爐襯7內側設置對坩堝3加熱的 環狀電加熱絲8，爐殼9上方設置爐蓋10，爐蓋10與爐殼9通過耐高溫密封圈加以密封，爐 蓋10上設置全封閉式加液裝置11、保護氣體接入器12和升液管4，上述裝置與爐蓋在接合 處密封。所述坩堝3包括內外兩層鋼板，外層材料為耐高溫合金鋼，內層材料為碳素結構 鋼，上述兩層鋼板通過爆炸式焊接工藝焊接而成，這種工藝制作的坩堝既可保證鎂液的穩 定性，又能提高熱效應。爐襯7由保溫巖棉加耐高溫耐火材料砌成。爐殼9用IOmm厚碳素 結構鋼板焊成。本發明的鎂合金汽車車輪低壓鑄造機的模具5上設置模溫實時監控裝置，該裝置 包括設置在PLC上的溫度控制單元13、設置于模具各個加熱點的加熱器14和設置在加熱器 14旁的熱電偶和溫度傳感器15和控制儀表16，熱電偶和溫度傳感器15與PLC上的溫度控 制單元13的輸入端子相連，將檢測到的溫度信號傳輸給PLC上的溫度控制單元13 ；加熱器 14與PLC上的溫度控制單元13的輸出端子相連，接收PLC上的溫度控制單元13發出的控 制信號從而進行加熱；PLC上的溫度控制單元13與控制儀表16相連，控制儀表16顯示出 熱電偶和溫度傳感器15檢測到的溫度。當坩堝3內鎂合金液面低于安全生產線時，鎂合金溶解爐中的鎂液通過特殊的管 道與全封閉式加液裝置11接口對接加入鎂液，這樣可以有效防止鎂合金液在傳輸過程中 產生氧化等不良反應，影響鎂合金液的質量。爐蓋10上還安裝了保護氣體接入器12，通 過保護氣體接入器12輸入口輸入惰性氣體，可有效保持鎂合金液在連續生產時的防氧化， 防易燃及澆注過程中的對鎂合金液表面加壓，可確保產業化過程中的連續化生產和現場安 全。圖3是本發明的坩堝懸浮充型結構示意圖，鑄造生產時保溫爐坩堝3內加入惰性 保護氣體，坩堝3內的鎂合金液通過升液管4完成充型，充型完成后，低壓機部分卸壓，使鎂 合金液按要求回流一部分，壓力保存量以升液管4內鎂合金液斷開澆口為準，此壓力由計 算得到。鎂合金液與澆口脫離后依靠保護氣體保存壓力支撐懸浮在升液管4中，也即升液 管4中的鎂合金液只有少部分回流到坩堝3內。這樣做的目的在于，因為鎂合金熔渣和氧化 物密度比鎂合金大，一般情況下，熔渣均沉積在坩堝底部，升液管4中的鎂合金在上部，鑄 造生產時取用的是升液管4中的鎂合金，從而減少了溶液回流沖擊，可有效避免沉渣泛起，保持液面純凈，提高成品率。鎂合金汽車車輪低壓鑄造對模具溫度梯度場的要求很高，這是因為鎂合金汽車車 輪在鑄造中的冷卻凝固時間較寬，急冷易產生縮裂和組織疏松，即使在連續生產的條件下， 局部區域需冷卻后凝固，待下一模澆注前，模溫也要迅速恢復到工藝溫度，方能保證鑄件的 精密成型，確保產品的鑄造合格率。圖4是本發明的PID模具實時溫控裝置，對模具溫度進行實時監控，包括有設置在 PLC上的溫度控制單元13、設置于模具各個加熱點的加熱器14、設置在加熱器14旁的熱電 偶和溫度傳感器15，溫度傳感器15與PLC上的溫度控制單元13的輸入端子相連，加熱器 14與PLC上的溫度控制單元13的輸出端子相連，PLC上的溫度控制單元13與控制儀表16 相連，控制儀表16可以進行手工操作。本發明一個溫度控制單元13控制一個回路的溫度 PID溫度控制，即一個溫度控制單元13控制一個模具加熱點的溫度。操作者通過控制儀表 16向PLC溫度控制器13輸入相對應的模具加熱點的設定溫度，工作時，模具加熱點的實測 溫度通過溫度傳感器15傳入PLC上的溫度控制單元13并反映到控制儀表16，在控制儀表 上還設置有啟動AT(自整定)功能按鈕，在對模具進行加熱的最初，首先按動此按鈕，使其 進入自整定過程。PLC上的溫度控制單元能夠自整定出最佳的PID參數。當模具溫度低于 設定值時，PLC上的溫度控制單元13控制加熱器加熱直到達到設定溫度。通過PID模具溫 度實時控制系統就能使模具溫度梯度場處于最佳的狀態，從而確保了鑄造的高成品率。
權利要求
1.一種鎂合金汽車車輪低壓鑄造機，包括鑄造機主機[1]、保溫爐[2]、模具[5]、鑄造 實時監控臺[6]，鑄造實時監控臺對鑄造時的升液壓力、增壓壓力、充型時間、增壓時間、保 壓時間、模具開合模次數，保溫爐內鎂合金液液面位置參數進行設定和監控；其特征在于， 還包括升液管[4]，升液管[4]將設置在鑄造主機[1]上方的模具[5]和保溫爐[2]相連 通；保溫爐[2]包括爐襯[7]、電加熱絲[8]、爐殼[9]、坩堝[3]、爐蓋[10]、全封閉式加液 裝置[U]和保護氣體接入器[12]；爐殼[9]內設置坩堝[3]，爐殼[9]與坩堝[3]之間為 爐襯[7]，爐襯[7]內側設置對坩堝[3]加熱的環狀電加熱絲[8]，爐殼[9]上方設置爐蓋 [10]，爐蓋[10]與爐殼[9]通過耐高溫密封圈加以密封，爐蓋[10]上設置全封閉式加液裝 置[11]、保護氣體接入器[12]和升液管[4]，上述裝置與爐蓋[10]在接合處密封。
2.根據權利要求1所述的鎂合金汽車車輪低壓鑄造機，其特征在于，模具[5]上設置模 溫實時監控裝置，該裝置包括設置在PLC上的溫度控制單元[13]、設置于模具各個加熱點 的加熱器[14]和設置在加熱器[14]旁的熱電偶和溫度傳感器[15]和控制儀表[16]，熱電 偶和溫度傳感器[15]與PLC上的溫度控制單元[13]的輸入端子相連，將檢測到的溫度信 號傳輸給PLC上的溫度控制單元[13]；加熱器[14]與PLC上的溫度控制單元[13]的輸出 端子相連，接收PLC上的溫度控制單元[13]發出的控制信號從而進行加熱；PLC上的溫度 控制單元[13]與控制儀表[16]相連，控制儀表[16]顯示出熱電偶和溫度傳感器[15]檢 測到的溫度。
3.根據權利要求1或2所述的鎂合金汽車車輪低壓鑄造機，其特征在于，坩堝[3]包括 內外兩層鋼板，外層材料為耐高溫合金鋼，內層材料為碳素結構鋼，上述兩層鋼板通過爆炸 式焊接工藝焊接而成。
4.根據權利要求3所述的鎂合金汽車車輪低壓鑄造機，其特征在于，爐襯[7]由保溫巖 棉加耐高溫耐火材料砌成。
5.根據權利要求3所述的鎂合金汽車車輪低壓鑄造機，其特征在于，爐殼[9]用IOmm 厚碳素結構鋼板焊成。
全文摘要
本發明公開了一種鎂合金汽車車輪低壓鑄造機，包括鑄造機主機、保溫爐、模具、鑄造實時監控臺；還包括升液管，升液管將設置在鑄造主機上方的模具和保溫爐相連通；保溫爐包括爐襯、電加熱絲、爐殼、坩堝、爐蓋、全封閉式加液裝置和保護氣體接入器；爐殼內設置坩堝，爐殼與坩堝之間為爐襯，爐襯內側設置對坩堝加熱的環狀電加熱絲，爐殼上方設置爐蓋，爐蓋與爐殼通過耐高溫密封圈加以密封，爐蓋上設置全封閉式加液裝置、保護氣體接入器和升液管。本發明建立起符合要求的模具溫度梯度場；可以對爐溫進行實時監控并提高鎂合金產品鑄造質量。
文檔編號B22D18/04GK102000800SQ20091003420
公開日2011年4月6日 申請日期2009年9月2日 優先權日2009年9月2日
發明者葉松軍, 張培軍, 束志湘, 郭衛東, 陳中華, 馬振新 申請人:江蘇圓通汽車零部件有限責任公司