一种抽真空的离心浇铸熔样机以及离心浇注熔样方法与流程

本发明涉及离心浇铸熔样设备，特别是一种抽真空的离心浇铸熔样机以及离心浇注熔样方法。

背景技术：

1、目前离心浇铸熔样技术被广泛应用在制备高性能金属玻璃、块状非晶合金等，其基本原理为在真空或者惰性气体保护下将原料加热融化，并利用高速离心力使熔体快速填充模具型腔，从而快速成型；目前的离心熔样制备实验过程为：将待熔金属颗粒置入坩埚，模具紧密连接于坩埚出口端并一同安装在可旋转的安装槽内，封闭后通过加热元件进行加热，并待金属熔化后启动离心机构，使安装槽旋转，从而熔体注入至模具并成型。在这一过程中既要保证加热熔化充分，又要在离心旋转阶段维持良好真空，确保熔体精准定型。

2、然而现有的真空离心浇铸设备在实际使用过程中具有一些缺陷：首先其真空系统的连接方式不够稳定，目前的做法是将真空管路通过柔性软管连接至旋转的安装槽上，从而便于在旋转同时进行抽气，但是软管会随着安装槽的旋转扭曲、缠绕，增加旋转阻力，甚至导致管壁受损造成真空泄漏等，而采用回转接头虽能部分解决缠绕问题，但是结构复杂且成本比较高，难以普及；其次现有的离心熔样过程中其金属原料的尺寸受到限制；目前为缩短熔化时间通常将金属加工为细小颗粒进行熔样，直接投入大体积金属颗粒容易由于受热不均导致最终质量不过关，但是细小颗粒的原料容易在装料或者抽真空时泄漏飞扬，增加风险，因此如直接使用大体积金属原料则需要对加热熔样方法进行一定改进。

3、因此，基于客户的反馈的现有装置的不足，发明人根据所提出的缺陷和不足，进行了进一步的改进，以克服上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能够解决现有技术中真空软管易缠绕干涉旋转运动的问题，且通过改进加热熔样方法使大尺寸颗粒也能均匀、高效熔化的抽真空的离心浇铸熔样机以及离心浇注熔样方法。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种抽真空的离心浇铸熔样机，包括安装槽、长轴、真空泵以及驱动机构；

3、所述安装槽固定于长轴的上端，用于容纳相互连通的坩埚以及模具，且所述长轴可旋转地支撑于机框中，并经由驱动机构驱动旋转；所述长轴为空心圆筒长轴结构，其内腔中同轴地安装一真空管，该真空管的上端通入安装槽中，并与安装槽内腔连通，真空管的下端则与真空泵相连；通过内置于长轴通道内的真空管实现真空泵与安装槽的连通，从而避免真空软管在旋转时产生不必要的缠绕。

4、作为本申请优选的技术方案，所述坩埚设有开口，模具通过开口与坩埚相连通，在驱动机构驱动安装槽旋转时，坩埚内的溶液经由开口流入至模具内。

5、作为本申请优选的技术方案，还包括加热装置；加热装置包括加热铜丝，该加热铜丝固定设置在安装槽内的指定位置，且当安装槽旋转，并带动坩埚使坩埚能够对准该位置的加热铜丝并进行加热。

6、一种基于权利要求1至3任一项所述装置的离心浇注熔样方法，包括以下步骤：

7、s1：将不经破碎的大尺寸金属颗粒装入坩埚，并将与坩埚开口相连的模具一同固定于安装槽内；

8、s2：启动真空泵，通过内置于长轴通道中的真空管对安装槽内腔抽真空；

9、s3：启动驱动机构，使长轴带动安装槽旋转；在旋转过程中，当坩埚到达指定点时，启动铜丝加热器对坩埚进行定点加热，使所述大尺寸金属颗粒熔化；

10、s4：在金属颗粒熔化形成熔液后，通过提高转速产生的离心力，使熔液经由坩埚开口流入模具内，完成浇注。

11、作为本申请优选的技术方案，所述金属颗粒为不经破碎的大尺寸颗粒，其直径不小于5mm。

12、作为本申请优选的技术方案，对所述安装槽内腔抽真空，其真空度优于5×10-³pa。

13、作为本申请优选的技术方案，所述驱动机构进行离心浇注时的转速为1600~2800r/min。

14、本发明具有以下优点：

15、(1)本方案中通过将真空管安装于空心长轴中，其随着长轴由驱动机构驱动与安装槽同步旋转，避免了传统外接柔性软管旋转时会有的扭曲、缠绕以及拉伸不当的问题，用简易且成本更低的方式实现了真空通路的稳定可靠，且在长期高速的旋转下仍然能保持稳定，为真空离心熔样提供保障；

16、(2)本方案能够直接使用不经破碎的大尺寸金属颗粒，本方案中避免将金属加工成细碎颗粒所需的额外工序、时间和设备投入，降低原料准备的成本；同时，大尺寸颗粒在装填和抽真空过程中不会产生粉末飞扬，有效防止粉末进入真空管路和密封面造成的污染，延长设备维护周期，提高了试样的质量；同时本方案中结构紧凑简洁，运行更加稳定。

1.一种抽真空的离心浇铸熔样机，其特征在于：包括安装槽（1）、长轴（2）、真空泵以及驱动机构（11）；

2.根据权利要求1所述的一种抽真空的离心浇铸熔样机，其特征在于：所述坩埚（3）设有开口，模具（4）通过开口与坩埚（3）相连通，在驱动机构（11）驱动安装槽（1）旋转时，坩埚（3）内的溶液经由开口流入至模具（4）内。

3.根据权利要求1所述的一种抽真空的离心浇铸熔样机，其特征在于：还包括加热装置；加热装置包括加热铜丝（6），该加热铜丝（6）固定设置在安装槽（1）内的指定位置，且当安装槽（1）旋转，并带动坩埚（3）使坩埚（3）能够对准该位置的加热铜丝（6）并进行加热。

4.一种基于权利要求1至3任一项所述装置的离心浇注熔样方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种抽真空的离心浇铸熔样机以及离心浇注熔样方法，其特征在于：所述金属颗粒为不经破碎的大尺寸颗粒，其直径不小于5mm。

6.根据权利要求4所述的一种抽真空的离心浇铸熔样机以及离心浇注熔样方法，其特征在于：对所述安装槽（1）内腔抽真空，其真空度优于5×10-³pa。

7.根据权利要求2所述的一种抽真空的离心浇铸熔样机以及离心浇注熔样方法，其特征在于：所述驱动机构（11）进行离心浇注时的转速为1600~2800r/min。