由中國機械工業(yè)聯合會、山東省工業(yè)和信息化研究院、山東省鑄造協會聯合主辦，山東新丞華展覽有限公司承辦的“2023第五屆山東國際鑄造工業(yè)展覽會”(簡稱：山東鑄造展)將于2023年8月18日-20日在青島世界博覽城（青島市西海岸新區(qū)三沙路）舉辦。本屆“山東鑄造展”將繼續(xù)以“鑄造產業(yè)轉型升級、高質量發(fā)展”為主題，結合當下 鑄造產業(yè)形式，展會與“山東鑄造轉型升級齊魯行”活動相呼應，舉全行業(yè)之力以區(qū)域 帶動為基礎，技術、工藝裝備、材料引進為方法，發(fā)揮山東裝備制造業(yè)強省優(yōu)勢，搭建 共創(chuàng)、共享、共贏新氛圍為平臺，力促鑄造企業(yè)創(chuàng)新與高質量發(fā)展為目標。展會期間將舉辦系列論壇活動，通過主題演講、生態(tài)展示、高端對話等多種方式， 結合我省鑄造行業(yè)的發(fā)展現狀，引導企業(yè)少走彎路，實現鑄造行業(yè)可持續(xù)高質量發(fā)展。，今天山東鑄造展組委會小編就帶大家來了解一下關于“山東鑄造展-真空精密鑄造爐的核心技術和發(fā)展趨勢”方面的信息，希望能幫到您。





雖然模具加熱器不是真空精密鑄造爐的標準功能，但其作用越來越明顯。

當立式雙室連續(xù)真空精密鑄造爐配備模具加熱器時，可有效防止模具從大氣電阻爐到鑄造過程中陶瓷模具外殼溫度降低，非常有利于金屬液體充電；也可在真空環(huán)境中使用模具加熱器，根據生產節(jié)奏和工藝條件確定具體選擇。

毫無疑問，當模具加熱器用于生產等軸晶鑄件的真空精密鑄造爐時，更接近生產定向凝固/單晶鑄件HRS但是與單晶爐相比，它不需要激冷結晶環(huán)（Chill Ring）與激冷盤（Chill Plate），而且這兩種工況對模具加熱器的要求也不同:

·首先，真空精密鑄造爐的模具加熱器對于加熱溫度一般要求在1200℃在這種溫度下，工藝要求可以得到足夠的保證。在許多情況下，只加熱到800~900℃；

·其次，真空精密鑄造爐的模具加熱器結構相對簡單，不需要采用雙區(qū)獨立溫度控制，也不需要監(jiān)測加熱器內的溫度；

·最后，真空精密鑄造爐的模具加熱器應易于結構維護，具有快速拆卸、快速更換的功能。

對于連續(xù)型的真空精密鑄造爐，一般傾向選用感應加熱的模具加熱器，而周期式的由于結構的原因多采用電阻加熱的方式。就軸晶精密鑄造爐的生產而言，感應加熱在使用成本和維護方面更具優(yōu)勢，但一次性投資大于電阻加熱。




圖1 感應加熱器結構示意圖

圖1是感應加熱器的結構圖。加熱器一般由石墨制成，使用壽命長，不易損壞。加熱器的保溫層一般采用石纖維保溫材料。如果加熱溫度較低，也可以使用陶瓷纖維保溫材料，主要考慮成本和真空性能。

此外，當模具加熱器采用感應加熱時，必須注意模具加熱器的感應效應與熔化傳感器之間的干擾。雖然不如單晶爐的雙區(qū)感應加熱技術難度大，但設計師也需要充分考慮這一點，為兩個傳感器選擇合適的頻率和距離。



真空隔離閥是指用于隔離連續(xù)真空精密鑄造爐熔煉室和模具室的閥門。以下僅討論垂直爐的閥門結構和特點。真空精密鑄造爐的隔離閥主要有三種類型：1、插入閥、2、轉動閥、3、翻轉閥。

（1）插板閥

插板閥的形式主要出現在早期爐或小型真空精密鑄造爐中，與傳統(tǒng)的真空插板閥沒有太大區(qū)別，但在結構上變成了水冷閥板。同時，為了降低成本，一些制造商將閥門與模具室集成。

但這種結構具有結構復雜、成本高、閥門可靠性低等缺點，不再是主流方式。

（2）轉板閥

轉板閥是真空精密鑄造爐開發(fā)過程中出現的一種閥門，其基本原理是圓形水冷閥板通過旋轉(為90°左右)和提升運動實現閥門的開關和密封。


圖2 轉板閥結構示意圖

西德萊寶海拉斯在這方面得到了廣泛的應用。萊寶海拉斯擅長使用螺旋槽轉板閥，并擁有相關專利。如圖2所示，轉板閥通過液壓缸通過螺旋槽提升和擺動。機械結構簡單可靠，但加工精度要求高。因此，一些外國公司和一些國內制造商退而求其次，使用兩種動作組合，分別由一套液壓缸（或其他動力模式）驅動擺動和提升動作。這也是一種權衡自身加工實力的方法。

沈陽真空技術研究所在傳統(tǒng)水冷轉板閥的基礎上，開發(fā)了具有雙向密封功能的大口徑高壓鎖緊隔離閥，可用于室內充氣壓力高于大氣壓（0.2-3MPa）的工況。

（3）翻板閥

翻板閥是真空精密鑄造爐發(fā)展過程中的一種形式。采用這種形式的國際主流立式連續(xù)真空精密鑄造爐。




圖3

圖9是翻板閥的結構示意圖，具有直徑大、成本低、占用空間小、維護方便等優(yōu)點。

翻板閥放置在模具室內部，模具室不需要用突出部分制作腔，以容納相應的閥門機構，這對減少模具室的體積，然后減少空間時間非常有幫助（模具室需要快速空間）。

翻板閥的閥板為水冷結構，內部有水道。水冷閥板上的密封圈易于更換，也有利于防止密封圈溫度過高而失效。

翻板閥主要有兩種結構形式，一種是德國ALD以公司為代表連桿式，即閥板的翻轉和平動受三個連桿的限制；另一個是滑槽式結構，美國Retech以公司為代表，滑槽式結構簡單易制造，調節(jié)余量大，但閥板運動半徑比連桿式更大。國內廠家采用。滑槽式翻板閥結構較多。

國內廠家采用滑槽式翻板閥結構較多。


翻轉鑄造機構是實現精密鑄造的核心機構之一。在精密鑄造過程中，通常需要控制翻轉速度、角度等參數。傳統(tǒng)設備通常由液壓缸驅動，甚至手動翻轉。這些方法控制不良，鑄造往往不重復，不利于產品質量的穩(wěn)定性。

而伺服電機一般控制新一代翻轉澆鑄機構，動力通過齒輪機構傳遞給翻轉機構進行翻轉。同時，由于伺服控制，角度傳感器（或編碼器）和控制系統(tǒng)可以實現翻轉參數控制、曲線鑄造、曲線學習記憶等功能。

美國Consarc公司更喜歡使用Parker公司的液壓執(zhí)行器作為驅動源。該液壓執(zhí)行器還通過液壓缸推動齒輪和齒條實現功率輸出，并在伺服控制中有相應的液壓伺服比控制閥和控制模塊。這兩種方法在機械原理上沒有區(qū)別。雖然伺服電機的精度較高，但對此類條件的高精度毫無意義，因為即使采用開環(huán)步進控制，也能滿足精密鑄造工藝的控制要求。

公司采用不同的方式，更多的是由于設計風格，德國更喜歡電動驅動伺服電機，干凈整潔，美國更喜歡液壓作為動力，強度大，易于集成控制。

大容量真空精密鑄造爐(100kg以上），翻轉澆鑄時，盡量保證熔液流量的恒定，此時，鑄造過程中澆筑點變化引起的金屬液飛濺和鑄造流量波動。為解決上述問題，開發(fā)了兩種翻轉鑄造機構：

一種是具有平移功能的翻轉鑄造機構，可以在坩堝翻轉鑄造過程中實現短距離平移運動，補償變化的鑄造點，實現恒流鑄造。該方法可以在三個自由度內靈活調整提升模具和翻轉角度。

另一種是雙旋轉中心鑄造。這種翻轉鑄造機構有兩個旋轉中心，內環(huán)和外環(huán)上的旋轉中心是不同的。鑄造過程中，兩個旋轉中心以不同的速度旋轉，以實現恒流和不變點的功能。該方法也可以通過模具升降進行調整。




圖4 洛克希德·馬丁的專利

這兩種方法目前都有應用，后者是洛克希德·理論上，馬丁的專利技術(如圖4所示)完全可行，但機構復雜，應用少。



真空精密鑄造爐已經發(fā)展了50多年。目前，世界主流制造商已將其獨立設置為一種設備，并與定向凝固/單晶爐兼容，形成了一系列產品，值得肯定。

國內廠家生產的真空精密鑄造爐應從以下幾個方面發(fā)展：

1跟進國外先進技術完成產品標準化、系列化，提高設備可靠性；

2模塊化設計，根據用戶的不同需求增減配置，但設備主體只有幾個標準化規(guī)格；

3提高自動化程度，逐步實現全自動化真空精密鑄造爐，降低人員運營成本，為用戶帶來效益。

隨著國內航空發(fā)動行業(yè)的興起，真空精密鑄造爐生產航發(fā)鑄件的需求也很大。由于這些設備涉及軍事領域，國外設備的進口往往受到國際形勢的阻礙。這給了國內主要真空設備制造商一個窗口期。如果我們能在這個時候發(fā)展自己的技術水平來占領市場，從經濟效益和國內設備行業(yè)進步的角度來看是非常積極的。



本文摘自《真空精密鑄造爐的發(fā)展與展望》

本文于2018年真空雜志第三期首發(fā)

作者：宋靜思1、曲殿鵬2、陳晉3、馬海玲1、應冰1、張哲魁1

作者單位：1.沈陽真空技術研究所有限公司.沈陽航發(fā)精密鑄造有限公司.國家認證認可監(jiān)督管理委員會


      以上內容就是"2023 第五屆山東國際鑄造工業(yè)展覽會"為您講解的關于”山東鑄造展-真空精密鑄造爐的核心技術和發(fā)展趨勢“方面的知識信息，希望能幫到您，想要了解更多關于”山東鑄造展-真空精密鑄造爐的核心技術和發(fā)展趨勢“方面的信息，請關注2023第五屆山東國際鑄造工業(yè)展覽會，展會時間：2023年8月18日-20日，地點：青島世界博覽城（青島市西海岸新區(qū)三沙路），歡迎前來參展、參觀！
      發(fā)揮山東裝備制造業(yè)強省會優(yōu)勢，搭建共創(chuàng)、共享、共贏新氛圍平臺，力促鑄造企業(yè)創(chuàng)新與高質量發(fā)展。展會與“山東鑄造轉型升級齊魯行”活動相呼應，力求打造協會牽頭、全員參與、以全行業(yè)發(fā)展促進為目標、開拓共進發(fā)展新方向的交流平臺，發(fā)揮山東裝備制造業(yè)強省會優(yōu)勢，搭建共創(chuàng)、共享、共贏新氛圍平臺，力促鑄造企業(yè)創(chuàng)新與高質量發(fā)展。

聲明：版權歸原創(chuàng)所有，轉載此文是出于傳遞更多信息之目的。若有來源標注錯誤或侵犯了您的合法權益，請與本網聯系，我們將及時更正、刪除，謝謝。