[发明专利]用于金属铸造的供料器部件

说明书

技术领域

本发明涉及一种在利用铸模进行的金属铸造操作中所使用的，具体而言但不排它地，在中压砂型模制系统中所使用的改进型供料器部件。

背景技术

在典型铸造过程或工艺中，熔融金属被浇注到确定出铸件的形状的预成型模腔内。然而，当金属固化时其产生收缩，导致产生缩孔(shrinkage cavities)，所述缩孔继而导致在最终铸件中产生不可接受的缺陷。这是铸造工业中众所周知的问题且通过使用在铸模形成过程中整合入(或集成在)所述铸模中的供料器套筒或冒口而得以解决。每个供料器套筒提供了与模腔连通的附加(通常是封闭的)体积或空腔，以使得熔融金属也进入到供料器套筒内。在固化过程中，供料器套筒内的熔融金属回流到模腔内以补偿铸件的收缩。供料器套筒空腔中的金属比模腔中的金属保持更长时间的熔融状态是重要的，因此供料器套筒被制成高度绝热或更通常被制成放热的，以使得一旦与熔融金属接触就产生附加的热量以延迟固化。

在固化并去除铸模材料后，供料器套筒空腔内的不想要的残留金属保持附接到铸件上且必须被去除。为了有利于去除残留金属，在通常被称作颈缩套筒的设计中，供料器套筒空腔可朝向其底部(或基部，即将最接近模腔的供料器套筒的端部)形成渐细的。当对残留金属施加剧烈鼓风处理时，残留金属在将接近铸模的最脆弱点处分离(该工艺通常已公知为“易割(或敲落(knock off))”。铸件上有小的敲落印迹也是希望的以允许将供料器套筒定位在通过邻近构造(或结构或者特征)限制接近的铸件的区域中。

尽管供料器套筒可被直接施加到模腔的表面上，但它们通常与缩颈砂芯(breaker core)结合使用。所述缩颈砂芯简单地是在其中心带有孔的难熔材料制的圆盘(通常是树脂粘结的砂芯或陶瓷芯或供料器套筒材料芯)，所述圆盘座落于模腔与供料器套筒之间。贯通缩颈砂芯的孔的直径被设计成小于供料器套筒的内部空腔(所述空腔不必要形成渐细的)的直径，以使得在接近铸模的缩颈砂芯处发生易割。

缩颈砂芯也由金属制造出。专利文件DE 19642838A1公开了一种改进的供料系统，其中常规的陶瓷砂芯用刚性的平坦环形体替代，而专利文件DE 20112425U1公开了一种采用刚性的“帽形”环形体的改进供料系统。

通常使用限定(或确定)出模腔的铸型(或模制铸型(mouldingpattern))形成铸模。销在预定位置处设置在模板(pattern plate)上用作供料器套筒的安装点。一旦所需的套筒被安装在模板上，通过将型砂(moulding sand)浇注到模板上和供料器套筒周围直至覆盖所述供料器套筒和填充型箱(或铸模箱)而形成铸模。所述铸模必须具有足够强度以耐受熔融金属的浇注过程中的侵蚀，以承受当铸模充满时施加在所述铸模上的钢铁水静压力且抵抗当金属固化时产生的膨胀/压缩力。

型砂可被分成两个主要种类。化学粘结(基于有机或无机粘合剂)或粘土粘结。化学粘结的模制粘合剂通常是自硬化体系，其中粘合剂和化学硬化剂与型砂进行混合且所述粘合剂和硬化剂立即开始反应，但反应足够慢以便足以允许型砂在模板周围成型且随后允许型砂足够硬化以进行去除和铸造。

粘土粘结模制采用粘土和水作为粘合剂且可在“生坯”或未干燥状态下使用且通常被称作生砂(greensand)。生砂混合物不易流动或不易在压缩力下单独移动，且因此为了将生砂压实在铸型周围且如前详细所述地为铸模提供充分强度的性质，施加震晃、振动、挤压和捣实方式的多种组合以高生产率生产均匀强度的铸模。通常使用液压捣锤在高压下压缩(压实)型砂(该过程被称作“夯锤或预填”)。随着铸件复杂性和生产率需求的增加，存在着对尺寸更稳定的铸模的需求且趋向于更高的捣实压力，所述更高的捣实压力可导致供料器套筒和/或缩颈砂芯当存在时使它们破裂，尤其是如果缩颈砂芯或供料器套筒在夯锤之前与模板直接接触的情况下更是如此。