專利名稱：反重力鑄造方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬鑄造工藝及其設(shè)備領(lǐng)域，涉及在透氣鑄型中熔融金屬的反重力鑄造方法及其設(shè)備，特別涉及通過減少在鑄型用熔融金屬充滿后須施加差壓的時(shí)間以及熔融金屬在鑄型中凝固時(shí)間從而縮短熔融金屬反重力鑄造周期。
本申請(qǐng)是1988年8月22日申請(qǐng)的、申請(qǐng)?zhí)枮?34，583的部分連續(xù)申請(qǐng)案。
堪得雷(Chandley)在1978年9月12日公布的美國(guó)專利(4，112，997中闡明了在透氣殼型中熔融金屬的反重力鑄造，在該鑄型中，冒口通道下底浸入熔融金屬池，通過鑄型的透氣壁將許多鑄型腔抽成負(fù)壓，以便驅(qū)動(dòng)熔融金屬通過在第一內(nèi)澆口內(nèi)的起穩(wěn)定和過濾作用的篩子向上流動(dòng)，從而用熔融充滿每一個(gè)鑄型腔。當(dāng)每一鑄型腔用熔融金屬充滿并且大多數(shù)鑄件凝固后，在鑄型腔仍保持著負(fù)壓的情況下，將鑄型從熔融金屬池中移開。在鑄型從熔融金屬池移開時(shí)，在冒口通道內(nèi)和在處于起穩(wěn)定和過濾作用的篩子和冒口通道之間的內(nèi)澆口部?jī)?nèi)的熔融金屬，在鑄型腔內(nèi)的熔融金屬完全凝固之前，受重力誘導(dǎo)流出的作用而從鑄型中排出。在鑄型腔和在處于起穩(wěn)定和過濾作用的篩子和鑄型腔之間的內(nèi)澆口部分的熔融金屬，受到施加于鑄型腔的負(fù)壓以及起穩(wěn)定和過濾作用篩子對(duì)熔融金屬的穩(wěn)定化作用而不流出。在鑄型腔和處于篩子和鑄型腔間的內(nèi)澆口部分至少形成金屬凝固表層以后，施加于鑄型的減壓才解除。然而，由于在熔融金屬流動(dòng)方向起穩(wěn)定和過濾作用的篩子的尺寸小，施加于鑄型腔的負(fù)壓必須保持一較長(zhǎng)的時(shí)間，例如200秒，直到在鑄型腔內(nèi)和在處于篩子和鑄型腔之間的內(nèi)澆口部分形成凝固表層為止。這就會(huì)延長(zhǎng)鑄造周期，并且降低凝固鑄件的生產(chǎn)率。此外，適用于鑄造高熔點(diǎn)金屬(例如熔點(diǎn)高于2950°F的金屬)的使穩(wěn)定并過濾的篩子是昂貴的，并且增加這樣生產(chǎn)的鑄件的成本。
堪得雷等人在1986年5月20日公布的美國(guó)專利4，589，466中闡明熔融金屬的反重力鑄造，其中，透氣鑄型包括一根可成波形的充注管，該充注管密封地連接到冒口通道的底端，并且適宜于在鑄造時(shí)浸入處于其下的熔融金屬池中，以便將許多在鑄型中的鑄型腔充滿。一旦鑄型腔由反重力鑄造法用來自下邊的鑄造熔融金屬池的熔融金屬充滿時(shí)，該充注管在浸于熔融金屬池中的情況下彎成卷曲而封閉，以防止隨后在從熔融金屬池除去充注管時(shí)熔融金屬流出。熔融金屬在卷曲部分上部的充注管中、在鑄型腔中、在中間冒口通道和通到每一鑄型腔的內(nèi)澆口中保持并凝固。在鑄造高熔點(diǎn)金屬中，使用可成波形的充注管時(shí)，其可靠性是不令人滿意的，因?yàn)闊峤饘倥既粫?huì)熔穿該充注管，甚至當(dāng)它包上陶瓷層時(shí)也會(huì)被熔穿，此外，該卷曲的充注管不可再用。
西爾威斯特(Sylvester)在1982年5月8日公布的美國(guó)專利3，032，841的一個(gè)實(shí)施例中闡明一個(gè)內(nèi)澆口結(jié)構(gòu)，通過該內(nèi)澆口溶融金屬以反重力方式供應(yīng)，以便充滿許多透氣鑄型。在下垂充注管和鑄型腔之間的內(nèi)澆口結(jié)構(gòu)中配置了塞孔閥，并且在鑄型腔被充滿后該閥在內(nèi)澆口結(jié)構(gòu)中能移動(dòng)到關(guān)閉位置，以防止熔融金屬流出。當(dāng)塞子移到關(guān)閉位置，可使在閥上邊的內(nèi)澆口通道內(nèi)的溶融金屬至少部分凝固，以便實(shí)質(zhì)上關(guān)閉該內(nèi)澆口通道。隨后，鑄型和內(nèi)澆口結(jié)構(gòu)作為一個(gè)單元與充注管分開，于是，鑄型接著從內(nèi)澆口結(jié)構(gòu)分開。該專利指出，在縮減的(部分關(guān)閉的)內(nèi)澆口通道內(nèi)，熔融金屬的粘度和表面張力，如果有的話，可防止熔融金屬?gòu)钠渲辛鞒?，甚至?dāng)在內(nèi)澆口通道上下的金屬仍處于熔融狀態(tài)下也能防止。
本發(fā)明目的之一是提供一個(gè)在大大縮短的周期內(nèi)、通過差壓和反重力法鑄造熔融金屬的方法和設(shè)備，該鑄造是以差壓反重力充注鑄型，該鑄型具有鑄型腔和縮減的熔融金屬入口構(gòu)件，該構(gòu)件是當(dāng)鑄型下部浸入其下的熔融金屬池中時(shí)向該鑄型腔供給熔融金屬用的;當(dāng)入口通道構(gòu)件中仍保持熔融金屬時(shí)將該鑄型從熔池中撤回，該入口通道構(gòu)件的尺寸是縮減的方式，使得其能與鑄型內(nèi)在熔融金屬上保持的差壓共同作用，從而在入口通道構(gòu)件內(nèi)的金屬凝固之前，或者在鑄型顛倒過來之前，實(shí)際上防止熔融金屬?gòu)蔫T型流出來。
本發(fā)明另一目的是提供一個(gè)用很短周期進(jìn)行差壓、反重力法鑄造熔融金屬的方法和設(shè)備，該鑄造是以差壓、反重力法充注鑄型，該鑄型具有浸入其下熔融金屬池的底部充注通道;當(dāng)在鑄型中的熔融金屬仍是液態(tài)并未凝固，并且通過減壓和在縮減的入口通道構(gòu)件中施加于熔融金屬的熔融金屬表面張力保持作用的聯(lián)合作用，使在熔融金屬仍保持在充注通道上的鑄型內(nèi)的縮減入口通道構(gòu)件中時(shí)，從金屬融池撤回該鑄型，并且從充注通道排出熔融金屬。
本發(fā)明另一目的是提供差壓，反重力鑄造熔融金屬的方法和設(shè)備，其中在鑄型上使用底部充注管，該充泫管能在鑄型腔充滿后排出熔融金屬，從而減少用于澆口的金屬量，并且該充注管在鑄型腔被熔融金屬充滿后能除去，以供在隨后鑄型的鑄造中重新使用。
本發(fā)明考慮了熔融金屬反重力鑄造的方法，該方法包括作成具有鑄型腔和熔融金屬入口通道構(gòu)件的鑄型，熔融金屬入口通道構(gòu)件將鑄型和適于浸入處于其下的熔融金屬池中的鑄型下部連通;相對(duì)移動(dòng)鑄型和熔融金屬池，以便將鑄型下部浸入該熔融金屬池中;和在鑄型和熔融金屬池之間施加差壓，使熔融金屬通過入口通道構(gòu)件向上抽吸進(jìn)入鑄型，使熔融金屬充滿鑄型腔。在鑄型腔充滿后，將鑄型和該熔融金屬池相對(duì)移動(dòng)，以便將鑄型下部從該池中取出。在從該熔融金屬池中取出鑄型期間，在鑄型內(nèi)熔融金屬上保持著負(fù)差壓，并且熔融金屬保留在入口通道構(gòu)件中，該入口通道構(gòu)件的尺寸被足夠地縮減到它和在其上保持的差壓共同協(xié)調(diào)作用，以致在鑄型下部從熔融金屬池中取出之后以及在縮窄的入口通道構(gòu)件內(nèi)的熔融金屬凝固之前，能夠?qū)嶋H上防止熔融金屬?gòu)娜肟谕ǖ罉?gòu)件和其上的鑄型腔中流出。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在鑄型從熔池中取出不久和在入口通道構(gòu)件上面的鑄型腔中的熔融金屬凝固之前，該熔融金屬在縮減的入口通道構(gòu)件中凝固。由于借助于差壓使空氣通過透氣鑄型壁所提供的冷卻作用的結(jié)果，在入口通道內(nèi)的熔融金屬很快發(fā)生凝固，當(dāng)金屬在縮減的入口通道構(gòu)件中凝固以后，差壓才解除。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，在鑄型下部從熔池中取出之后，同時(shí)防止熔融金屬?gòu)蔫T型中流出時(shí)，將鑄型倒轉(zhuǎn)過來。在鑄型倒轉(zhuǎn)過來時(shí)，差壓被解除，以便使在入口通道構(gòu)件和倒轉(zhuǎn)鑄型的鑄型腔中的熔融金屬在常壓下凝固。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，當(dāng)鑄型從熔池中取出，同時(shí)用前面所述方法防止熔融金屬?gòu)娜肟谕ǖ罉?gòu)件和鑄型腔中流出，在縮減的入口通道構(gòu)件下的鑄型充注通道中的熔融金屬被排出。
在鑄型從熔池中取出后，熔融金屬保持在縮減的入口通道之中及其上面的鑄型腔之中，這是由于當(dāng)鑄型從熔融金屬池中取出時(shí)，在鑄型內(nèi)的熔融金屬上保持著差壓;在熔融金屬上保持的給定差壓下，在縮減的入口通道的構(gòu)件中建立一種熔融金屬表面張力保持作用。所需熔融金屬表面張力保持作用是通過選擇適當(dāng)尺寸的入口通道構(gòu)件和在入口通道構(gòu)件中接觸熔融金屬的鑄型材料的表面張力特性而建立起來的。該縮減的入口通道構(gòu)件可以包含在底部鑄型充注通道和鑄型腔之間的在鑄型內(nèi)并排布置的許多入口通道，并且該入口通道是縮減尺寸的，以便建立上述的熔融金屬表面張力保持作用。在相同的一端也可作用單個(gè)的縮減尺寸的入口縫隙。
在本發(fā)明方法另一實(shí)施例中，或者在鑄型倒轉(zhuǎn)之前或者在其后，當(dāng)充注通道中的熔融金屬被排出后，將該充注通道從鑄型中除去。
本發(fā)明還設(shè)計(jì)一種反重力鑄造設(shè)備，該設(shè)備具有如下裝置鑄型腔和連通鑄型腔和適于浸入其下熔池中的鑄型下部的縮減和入口構(gòu)件;供相對(duì)移動(dòng)鑄型和熔池以便將鑄型下部侵入熔池中的裝置;供在鑄型和熔池之間施加差壓的裝置，該差壓可使熔融金屬通過入口通道向上進(jìn)入鑄型腔內(nèi)，本發(fā)明鑄造設(shè)備也包括一種在鑄型腔被熔融金屬充滿后將鑄型下部從熔融金屬中取出來用的裝置，另一種裝置是當(dāng)鑄型下部從熔池中取出時(shí)，對(duì)于在縮減的入口通道構(gòu)件中的熔融金屬施加一種差壓和熔融金屬表面張力聯(lián)合作用的裝置，從而在鑄型從熔池取出以后使熔融金屬在入口通道構(gòu)件和其上的鑄型腔中保持足夠一般時(shí)間，以保證入口通道構(gòu)件中的熔融金屬凝固或者使鑄型倒轉(zhuǎn)過來。
在本發(fā)明設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中，用以當(dāng)鑄型從熔池中取出后保持住入口通道構(gòu)件和鑄型腔內(nèi)熔融金屬的裝置包括處于鑄型之內(nèi)具有一個(gè)或多個(gè)特定尺寸(縮減橫截面)的熔融金屬入口通道的熔融金屬保持部件，該熔融金屬保持部件是用于當(dāng)鑄型從熔池中取出時(shí)，對(duì)于保持在鑄型中熔融金屬上的已知差壓，建立起足夠的表面張力保持作用，從而保證在入口通道構(gòu)件中的熔融金屬凝固之前或者該鑄型倒轉(zhuǎn)過來之前，防止熔融金屬?gòu)蔫T型中流出。
在本發(fā)明設(shè)備的另一實(shí)施例中，將陶瓷充注管以可拆除、可密封的方式連接到鑄型底部，使熔融金屬進(jìn)入處于鑄型內(nèi)上部的垂直冒口通道，并在鑄型內(nèi)形成一個(gè)鑄型腔的延伸部分。該有孔的熔融金屬保持裝置是處于充注通道和冒口通道之間。冒口通道將熔融金屬供給到許多鑄型腔中。在鑄型從熔池中取出后，在鑄型倒轉(zhuǎn)過來前或后，將陶瓷充注管從鑄型底部除去，以便在隨后鑄型的鑄造中再度使用。
附

圖1是為實(shí)施本發(fā)明方法的本發(fā)明鑄造設(shè)備的截面立視圖。
附圖2是從其下的熔融金屬池以熔融金屬對(duì)鑄型反重力充注后的、附圖1上畫圈部分的放大圖。
附圖3類似附圖1，鑄型充注管從熔融金屬池拉回，以使熔融金屬?gòu)钠渲信懦觥?br> 附圖4是在充注管排出熔融金屬后的附圖3的畫圈部分放大圖。
附圖5是鑄型倒轉(zhuǎn)過來，以使熔融金屬在倒轉(zhuǎn)過來的鑄型中進(jìn)行凝固的鑄造設(shè)備截面立視圖。
附圖6是嵌入鑄型內(nèi)的多孔陶瓷插件的底部正視圖。
附圖7是本發(fā)明另一實(shí)施例的截面立視圖。
附圖8是本發(fā)明另一實(shí)施例鑄造設(shè)備的截面立視圖。
附圖9是沿附圖8的線9-9表示一個(gè)入口通道的擴(kuò)大水平橫截面圖。
參照附圖，鑄造設(shè)備10包括安裝在垂直可動(dòng)的并水平可轉(zhuǎn)動(dòng)的支架臂14上的隔離并可密封的鑄造室12，該鑄造室12包括上壁12a和下部鑄型支撐壁12c，該上壁12a具有通向差壓裝置16(例如真空泵)的導(dǎo)管12b，而該下部鑄型支撐壁12c是用來支撐該多孔透氣的鑄型20，該鑄型20是以陶瓷薄殼鑄型示出的，但本發(fā)明并不限于這種鑄型(見附圖7)。透氣鑄型20包括主鑄型腔21，該鑄型腔具有縱向垂直冒口通道22，該冒口通道22通過各個(gè)側(cè)向內(nèi)澆口通道26通向許多以零件形狀成型的鑄型腔24，該以零件形狀成型的鑄型腔24是以被鑄零件的形狀成型的。
透氣鑄型20包括一個(gè)連接在鑄型下端開口處內(nèi)的環(huán)形陶瓷套環(huán)28，該陶瓷鑄型套環(huán)通過在鑄造室12的下部鑄型支撐壁12c內(nèi)的中心開口部12d延伸到低于鑄型底部22a。在套環(huán)28和鑄型支撐壁12c之間有纖維耐火材料真空密封層，套環(huán)28包括一個(gè)中心冒口通道28a，該冒口通道28a與垂直冒口通道協(xié)同對(duì)鑄型腔24供應(yīng)熔融金屬。
作為多孔陶瓷盤狀插件形式的多孔熔融金屬保持部件40安置于并密封接觸于在冒口通道22、28以及如下所述的充注通道52之間的套環(huán)28內(nèi)。熔融金屬保持部件40和套環(huán)28可做成一個(gè)組件，該保持部件40的主要功能是如下所解釋的，在鑄型20內(nèi)保留熔融金屬的熔融金屬保持部件，第二功能才是作為濾網(wǎng)或過濾器，用來防止在熔融金屬中的氧化物，熔渣和其它碎屑進(jìn)入鑄型20之中。因此，陶瓷盤狀插件40包括許多縱向(垂直)入口通道42，選擇該入口通道42的尺寸以及彼此橫向間距主要是為了在從如下所述的加長(zhǎng)陶瓷鑄型充注管50排出熔融金屬的期間內(nèi)，在入口通道42內(nèi)的9熔融金屬上建立一種熔融金屬表面張力保持作用。因此，顯然，入口通道42具有比充注通道52明顯縮減(減少)的橫截面(例如直徑)。
加長(zhǎng)的陶瓷鑄型充注管50規(guī)定了處于其中的縱向充注管52并且通過陶瓷粘合劑54密封地與鑄型套環(huán)28相接。如附圖1所示，加長(zhǎng)的陶瓷鑄型充注管50從鑄型20的底邊20a下垂到其下面由在坩堝或容器64中盛著的熔融金屬62構(gòu)成的熔融金屬池60。充注管50的橫截面(例如直徑大于在插件40內(nèi)的入口通道42橫截面(例如直徑))。
在其中支撐著鑄型20的鑄造室12在支架臂14上可朝熔融金屬池60下降，以便將陶瓷充注管50的敞開的底端浸入熔融金屬62中，如附圖1所示。該支架臂14由適當(dāng)?shù)闹聞?dòng)器63諸如水力的、氣動(dòng)的、電動(dòng)的或其它致動(dòng)器所降下。當(dāng)該充注管50浸入熔融金屬內(nèi)時(shí)，在鑄造室12內(nèi)通過減壓裝置16(真空泵)經(jīng)由管道12b抽真空。在鑄造室12內(nèi)抽真空，可使鑄型腔24通過多孔的透氣鑄型20而抽空，并且對(duì)鑄型20施加相對(duì)于熔融金屬池13的差壓，以便使熔融金屬62通過充注管50，陶瓷插件40、冒口通道22和側(cè)向內(nèi)澆口通道26向上流動(dòng)，使鑄型腔24充滿熔融金屬。當(dāng)這樣充注鑄型腔24的期間，進(jìn)入鑄型的熔融金屬受在陶瓷插件40內(nèi)的入口通道42的過濾，除去太大而過不去通道42的有害的顆粒。然而，熔融金屬保持部件40的過濾作用僅是實(shí)施本發(fā)明的次要結(jié)果，而主要結(jié)果和目的是在鑄型充滿后和在鑄型20倒轉(zhuǎn)過來之前從充注通道52排出熔融金屬62的期間內(nèi)，使熔融金屬保持在鑄型20中，解釋如下。
當(dāng)鑄型腔24被充滿后，由致動(dòng)器63通過支撐臂將鑄造室12和支撐于其中并充滿熔融金屬的鑄型的鑄型20提升到距離熔融金屬池60足夠遠(yuǎn)的距離，以便將充注管50的開敞底端從溶融金屬62中撤出，見附圖3。在提升鑄造室12和支撐于其中的鑄型20的期間內(nèi)，由減壓裝置16維持鑄造室12中的真空。
當(dāng)充注管50從熔融金屬池60中撤出時(shí)，由于充注通道52的直徑較大，在充注管50內(nèi)的熔融金屬由于重力作用而開始排出，見附圖3和4。然而，在陶瓷插件40內(nèi)的縮減的縱向入口通道42內(nèi)的熔融金屬和在陶瓷插件40之上部(即在主鑄型腔21內(nèi))的熔融金屬，通過施加于鑄型20的差壓(從而施加到在入口通道42和主鑄型腔21中的熔融金屬和建立在插件40的縮減的縱向入口通道42內(nèi)的溶融金屬表面張力的聯(lián)合保持作用，抗拒重力感應(yīng)流出作用而被保留住，直到充注管50排出熔融金屬并且鑄型20被翻轉(zhuǎn)過來。特別是入口通道42的數(shù)目、尺寸、間距和形狀的選擇基于如下需要(1)在較短時(shí)間內(nèi)充滿鑄型腔24，以防止在鑄型腔24被充滿前和鑄型20被翻轉(zhuǎn)前金屬發(fā)生凝固;(2)當(dāng)充注管50從熔融金屬池60中撤出時(shí)，在給定施加差壓下，將入口通道42和在其上的鑄型腔21中的熔融金屬，至少保持到充注管排光熔融金屬和鑄型20能翻轉(zhuǎn)之時(shí)。入口通道42的數(shù)目、橫截面尺寸(諸如直徑)和垂直長(zhǎng)度(將被證實(shí)是有用的)部分地依靠被鑄熔融金屬的表面張力以及在熔融金屬和制作插件40的特定陶瓷材料之間的表面張力。熔融金屬和在熔融金屬和陶瓷濾網(wǎng)插件40之間的較高表面張力值可以使人們采用較大尺寸(較大直徑)的較多數(shù)目的入口通道42。
此外，控制在相鄰入口通道42之間的側(cè)向間距S，以便防止在插件40的底邊熔融金屬62從一個(gè)到另一個(gè)入口通道的“蠕動(dòng)”(“Creeping”)和各個(gè)入口通道42內(nèi)熔融金屬62的最終粘連。一旦在各個(gè)入口通道42內(nèi)的熔融金屬在插件40的底邊上粘連，在充注管50被排凈前和鑄型20被翻倒前，熔融金屬62可從入口通道42流出。在入口通道42之間用以防止熔融金屬62的如此的“蠕動(dòng)”以及粘連所需的側(cè)向間距S的大小將依熔融金屬相對(duì)于插件40的陶瓷材料的表面張力而定。
以下例子僅作為解釋用的，在用一慣用的陶瓷殼鑄型20中，在鑄造室12內(nèi)的減壓為5psia時(shí)澆注高收縮性的17-4PH型不銹鋼(35磅不銹鋼)時(shí)，具有70個(gè)圓筒形入口通道42(其直徑為0.095英寸、垂直長(zhǎng)度為0.25英寸，并且間距S為約0.130英寸)的二氧化硅濾網(wǎng)插件40在下述方面證實(shí)是滿意的在從充注管50(內(nèi)徑1.5英寸)中排除熔融金屬期間，在濾網(wǎng)插件40的通道42中的熔融金屬至少保持約3秒鐘。這樣的時(shí)間間隔是足夠使充注管50完全排凈，并且然后翻轉(zhuǎn)鑄型20到附圖5的位置，而無任何熔融金屬由重力感應(yīng)從入口通道42中流出。使用較小可潤(rùn)濕性的陶瓷(諸如氧化鋯)作為陶瓷插件40時(shí)，可使圓筒形入口通道的可用直徑增加到約0.156英寸的最大值，以便在這些同樣的條件下能澆鑄大多數(shù)金屬或合金。
當(dāng)充注管50從熔融金屬池60中撤回后，熔融金屬保留在入口通道42內(nèi)的時(shí)間通常是對(duì)于高收縮性合金諸如不銹鋼，超級(jí)耐熱合金等至少幾秒鐘;而對(duì)于低收縮性的合金諸如鑄鐵則時(shí)間較長(zhǎng)。使熔融金屬?gòu)娜肟谕ǖ?2中流出延遲一段時(shí)期，這對(duì)于使鑄造室12和鑄型20翻轉(zhuǎn)到鑄型底22a朝上(見附圖5)，同時(shí)在入口通道42，冒口通道28、側(cè)向內(nèi)澆口26和鑄型腔24中的熔融金屬仍處于液態(tài)提供了機(jī)會(huì)。備有慣用型的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器65來使支架臂14的延長(zhǎng)部14a圍繞一水平軸H旋轉(zhuǎn)，從而使鑄造室12和在其中充滿熔融金屬的鑄型20翻轉(zhuǎn)過來。
當(dāng)充注通道52被排凈和充滿金屬的鑄型20被翻轉(zhuǎn)前，在入口通道42和鑄型腔24中的熔融金屬仍處于未凝固液體狀態(tài)。
當(dāng)鑄型翻轉(zhuǎn)過來后，從套環(huán)28移去充注管50，并且解除施加于鑄型20的差壓(在鑄造室12提供常壓)，從而使在入口通道42，冒口通道28，內(nèi)澆口通道26和鑄型腔24中的熔融金屬在常壓下在翻轉(zhuǎn)鑄型中凝固。在除去充注管50時(shí)，在入口通道42中的熔融金屬迅速輻射熱量并且在約幾秒內(nèi)凝固。
在翻轉(zhuǎn)而充滿熔融金屬的鑄型20上的差壓解除之后，鑄造室12由于除去鑄荊20而空出，可以用來澆鑄下批鑄型。結(jié)果，降低了鑄造周期，和增加了鑄造過程中的生產(chǎn)率。
由于使用陶瓷充注管50，改善了鑄造過程的可靠性，這是因?yàn)楸蝗廴诮饘偃鄞┏渥⒐?0的可能性基本上沒有了。使用陶瓷充注管50還可降低鑄造成本，因?yàn)樵摮渥⒐苣苤匦掠脕頋茶T隨后的鑄型。
附圖7闡明本發(fā)明另一實(shí)施例，其中，樹脂粘合砂模100處于在支架臂114上的鑄造室112中。砂模100包括由適當(dāng)手段連接一起的多孔透氣上模室102和下模室104，在它們之間規(guī)定了許多鑄型腔110。下模室104包括與其整體成型的充注通道152。陶瓷插件140處于充注通道152中，它包括許多入口通道142，該通道142按照結(jié)合圖1-5所述的方式起作用。附圖7的砂模100按上述附圖1-5所述的同樣方式用來實(shí)施本發(fā)明方法，只是當(dāng)砂模從熔融金屬池13撤回后沒有分開的充注管可除去。
盡管附圖7闡明了對(duì)許多鑄型腔110供應(yīng)熔融金屬的單個(gè)充注通道152，但也可對(duì)每一鑄型腔使用可分開的充注通道152，該分開的充注通道152在每個(gè)充注管的充注通道112內(nèi)帶有陶瓷插件140。
此外，盡管許多縮減的圓柱形入口通道142已描述于附圖1-7中，普通技術(shù)人員將懂得在附圖(例如附圖8)所示的設(shè)備中也可以使用形式為狹窄縫的單個(gè)入口通道。
本發(fā)明方法已描述如上，它包括翻轉(zhuǎn)鑄型步驟，該步驟是在鑄型20(100)從熔池13撤回后和熔融金屬流出鑄型之前進(jìn)行的;一個(gè)真空釋放步驟，是在鑄型已翻轉(zhuǎn)過來之后進(jìn)行，以便使熔融金屬在翻轉(zhuǎn)的鑄型中在常壓下凝固。本發(fā)明這個(gè)實(shí)施例可用來澆鑄低收縮性金屬(例如灰口鑄鐵和球墨鑄鐵)和高收縮性金屬(例如不銹鋼和其它鋼。所謂低收縮性或高收縮性這個(gè)術(shù)語是指在本發(fā)明方法凝固步驟的期間內(nèi)，當(dāng)金屬?gòu)臐茶T溫度冷到常溫時(shí)熔融金屬的體積收縮。在冷卻即從澆鑄溫度到常溫時(shí)某些鋼顯示高的體積收縮，如大約10%;而灰口鑄鐵和球墨鑄鐵顯示較低的體積收縮，如小于約1%。
低收縮性金屬(例如灰口鑄鐵和球墨鑄鐵)可按照本發(fā)明變更方法澆鑄，其中當(dāng)鑄型從熔池13中取出后不翻轉(zhuǎn)。例如，參考附圖3，當(dāng)鑄型腔24用熔融金屬充滿后，提舉鑄型20，以將充注管50從熔池中撤出，并使充注管50將熔融金屬排回熔池13。然后，當(dāng)充注管50被排凈熔融金屬后，由于在鑄造室212內(nèi)維持真空和在通道42內(nèi)于熔融金屬上建立所需熔融金屬表面張力保持作用，如上所述，可防止熔融金屬?gòu)耐ǖ?2與鑄型腔24中排出。當(dāng)從熔池13取出充注管50達(dá)到如附圖3所示的位置時(shí)，在入口通道42內(nèi)的熔融金屬迅速輻射熱量，并且通過充注管50附近空氣循環(huán)被冷卻，以致熔融金屬在入口通道42內(nèi)迅速凝固(在約30秒鐘內(nèi))在該入口通道42處，熔融金屬由于以下的聯(lián)合作用而被保留在熔融金屬上保持的負(fù)差壓以及由于為此目的而縮減尺寸的入口通道42建立起來的表面張力保持作用。在每一入口通道42中的熔融金屬比在鑄型中的上部的熔融金屬先凝固。一旦熔融金屬在入口通道42內(nèi)凝固，鑄造室12內(nèi)的真空就解除，因?yàn)槟痰慕饘賹⒎乐谷廴诮饘購(gòu)蔫T型腔24中流出。然后可分開鑄型和鑄造室，以便空出鑄造室12供澆鑄其它鑄型20使用。
在另一實(shí)施例中，當(dāng)充注管50從熔池13中取出后，見附圖3，并且當(dāng)它排凈熔融金屬后，充注管50能從鑄型套環(huán)28除去。當(dāng)除去充注管50時(shí)，在入口通道42中的熔融金屬迅速輻射熱量，并且被圍繞套環(huán)28和插件40的空氣流動(dòng)所冷卻，因此在入口通道42中的熔融金屬先于在鑄型中上部的熔融金屬而迅速凝固。在鑄造室12內(nèi)的真空也可解除了。
附圖8闡明本發(fā)明另一實(shí)施例，用以鑄造低收縮性金屬如灰口鑄鐵和球墨鑄鐵，沒有鑄型翻轉(zhuǎn)這一步驟，在鑄型220中，具有透氣上鑄型構(gòu)件222和可以是透氣的也可不透氣的下鑄型構(gòu)件223，它們?cè)谒椒中推矫鍼處氣密連接。本實(shí)施例與以上所述者不同，在本實(shí)施中使用一個(gè)單獨(dú)的縮減尺寸的熔融金屬入口通道242，使熔融金屬進(jìn)入每個(gè)環(huán)形鑄型腔224，每個(gè)入口通道242呈狹窄縫狀，該狹窄縫在透氣鑄型220的底邊220a和在鑄型中處于其上的各個(gè)鑄型腔224之間延伸。鑄型224可以是現(xiàn)有技術(shù)已知的樹脂粘合砂型或陶瓷薄殼鑄型，并且密封地處于鑄造室212之中，該鑄造室212適用通過管道212b抽真空，如以上附圖1-7中所描述。
通過將底連220a浸入在其下的熔融金屬池13中，同時(shí)對(duì)鑄造室212施加足夠的真空，以驅(qū)使熔融金屬向上通過每一入口通道242進(jìn)入在其上的各個(gè)鑄型腔224，并用熔融金屬充注它們，從而鑄型腔224由熔融金屬所充滿。當(dāng)鑄型腔224被充滿后，向上提升鑄造室212和鑄型220，以便將鑄型220的底邊220a從熔池13中撤回。在撤回期間，將鑄造室212繼續(xù)抽真空，對(duì)入口通道242以及鑄型腔224內(nèi)的熔融金屬施加負(fù)差壓，并且也通過鑄型的透氣邊220a和透氣壁220b抽空氣。由于差壓和每一入口通道242的縮減尺寸使其中的熔融金屬產(chǎn)生表面張力保持作用的共同作用，結(jié)果，在底邊220a撤出熔池13后，在入口通道242和在鑄型腔224中的熔融金屬不致從鑄型220中流出，甚至在其中的金屬仍是熔融狀態(tài)并未凝固時(shí)也不流出。
當(dāng)?shù)走?20a從熔池13中撤出后，由于入口通道242的細(xì)的橫截面、熱量從其中快速輻射和通過鑄型220的透氣邊/壁220a、220b所抽出的周圍空氣施加的冷卻作用，在入口通道242中的熔融金屬迅速凝固(先于在鑄型腔224中的熔融金屬)。當(dāng)在入口通道242中的熔融金屬凝固后，鑄造室212中的真空被解除，而在入口通道242中的凝固金屬防止鑄型腔224中的熔融金屬流出。然后可將充滿金屬的鑄型220和鑄造室212分開，以便空出鑄造室供澆鑄其它鑄型用。
已經(jīng)使用矩形截面的狹縫形狀的入口通道242成功地實(shí)施了本發(fā)明，用一個(gè)具有寬w約為1英寸、厚度t約為1/32至1/16英寸和高度h為約11/2-3英寸的矩形縫已經(jīng)在鑄造室212的壓力為6.4psia下將19磅的鑄鐵充鑄入樹脂粘合砂模中。每一入口通道242具有至少一個(gè)狹窄尺度，諸如厚度t，該厚度最好是1/16英寸或更小。然而普通技術(shù)人員將懂得，該入口通道242可以具有其它形狀和尺寸，這依所鑄金屬、其表面張力以及在所鑄金屬和在入口通道242內(nèi)與熔融金屬接觸的鑄型材料類型之間的表面張力而定，也可使用多個(gè)、有間距的入口通道242。
本發(fā)明也可用下列反重力鑄造方法和設(shè)備實(shí)施該設(shè)備使用懸浮于一大堆顆粒狀鑄型材料中的、在顆粒狀物內(nèi)構(gòu)成鑄型腔的可破壞的鑄型。
盡管已用它們的特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明無意限止于此，而是本發(fā)明內(nèi)容只受下面權(quán)利要求中所提出的內(nèi)容的限制。
權(quán)利要求
1.一種反重力充鑄溶融金屬的方法，其特征在于包括如下步驟(a)構(gòu)成鑄型，該鑄型具有鑄型腔和連通鑄型腔和適于浸入其下的熔融金屬池中的鑄型下部的縮減尺寸的入口通道構(gòu)件；(b)相對(duì)移動(dòng)鑄型和熔池，以將所說的鑄型下部浸入熔池；(c)于鑄型腔和熔池之間施加差壓，以便驅(qū)動(dòng)熔融金屬經(jīng)過入口通道構(gòu)件向上進(jìn)入其上面的鑄型腔，以便用熔融金屬充滿鑄型腔；(d)相對(duì)移動(dòng)鑄型和熔池，將所說的鑄型下部從熔池中撤出，包括，在入口通道構(gòu)件內(nèi)的熔融金屬上保持差壓，該入口通道構(gòu)件的尺寸縮減的程度，應(yīng)是在所說的鑄型下部從熔池中撤出后和在所說的入口通道構(gòu)件內(nèi)的熔融金屬凝固前，與所說的差壓共同作用，能實(shí)際上防止熔融金屬?gòu)乃f的入口通道構(gòu)件和所說的處于其上的鑄型腔中流出；以及(e)在所說的入口通道構(gòu)件中使熔融金屬凝固。
2.按照權(quán)利要求1所說的方法，其特征在于包括在從熔池中撤出所說的鑄型下部后和在熔融金屬?gòu)蔫T型腔中流出前將鑄型翻轉(zhuǎn)，以便使熔融金屬在入口通道構(gòu)件和翻轉(zhuǎn)鑄型的鑄型腔中凝固。
3.按照權(quán)利要求1所說的方法，其特征在于當(dāng)鑄型已翻轉(zhuǎn)后解除保持于熔融金屬上的差壓。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(d)中，在鑄型腔內(nèi)的熔融金屬凝固以前，在所說的入口通道構(gòu)件內(nèi)的熔融金屬先行凝固。
5.按照權(quán)利要求4所說的方法，其特征在于包括在入口通道構(gòu)件內(nèi)的熔融金屬發(fā)生凝固后，因而入口通道構(gòu)件中的凝固金屬防止熔融金屬?gòu)钠渖系蔫T型腔中流出，此時(shí)解除在鑄型內(nèi)熔融金屬上所保持的差壓。
6.按照權(quán)利要求4所說的方法，其特征在于包括通過所說的鑄型的壁抽吸空氣，對(duì)在所說的入口通道構(gòu)件中的熔融金屬進(jìn)行冷卻。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說的入口通道構(gòu)件包含在鑄型底邊和鑄型腔之間延伸的通道，所說的底邊適用于浸入熔池。
8.按照權(quán)利要求1所說的方法，其特征在于所說的入口通道構(gòu)件處于從鑄型的底邊下垂的充注管和在鑄型內(nèi)的冒口通道之間，所說的充注管適用于浸入熔池。
9.按照權(quán)利要求1所說的方法，其特征在于入口通道構(gòu)件的尺寸被縮減到能對(duì)在其中的熔融金屬產(chǎn)生熔融金屬表面張力保持作用的程度。
10.一種反重力充鑄熔融金屬的方法，其特征在于包括如下步驟(a)相對(duì)移動(dòng)在其底邊上具有充注通道的鑄型和在其下的熔融金屬池，以便將充注通道浸入熔池，通過處于鑄型內(nèi)充注通道和鑄型腔之間的縮減尺寸的入口通道構(gòu)件，對(duì)處在鑄型內(nèi)的鑄型腔供應(yīng)熔融金屬;(b)當(dāng)充注通道浸入熔池中時(shí)，在鑄型和熔池之間施加差壓，以便抽吸熔融金屬向上通過充注通道，入口通道構(gòu)件并進(jìn)入鑄型內(nèi)的鑄型腔，往所說的鑄型腔中充滿所說的熔融金屬;(c)當(dāng)鑄型腔內(nèi)充滿所說的熔融金屬后，相對(duì)移動(dòng)鑄型和熔池，以便從熔池取出充注通道，包括(1)從充注通道中排出熔融金屬(2)在鑄型內(nèi)熔融金屬上保持差壓，以便在縮減尺寸的入口通道構(gòu)件和在其上的鑄型腔中保持住熔融金屬，直到充注通道排凈熔融金屬和鑄型能被翻轉(zhuǎn)時(shí);(d)在充注通道排出熔融金屬后和熔融金屬?gòu)娜肟谕ǖ罉?gòu)件和鑄型腔流出之前，將鑄型翻轉(zhuǎn);(e)使熔融金屬在翻轉(zhuǎn)的鑄型中凝固。
11.按照權(quán)利要求10所說的方法，其特征在于在(d)步驟內(nèi)的鑄型翻轉(zhuǎn)后，將在步驟(c)中的保持于熔融金屬上的差壓解除。
12.按照權(quán)利要求10所說的方法，其特征在于通過在熔融金屬上保持差壓以及在已知差壓下在縮減尺寸的入口通道構(gòu)件中建立的熔融金屬表面張力保持作用，使熔融金屬在入口通道構(gòu)件中保持住，把熔融金屬?gòu)娜肟谕ǖ罉?gòu)件中流出的時(shí)間至少延遲到充注通道被排凈和鑄型被翻轉(zhuǎn)。
13.按照權(quán)利要10的方法，其特征在于包括當(dāng)充注通道被排凈后，從鑄型中除去充注通道。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于，當(dāng)鑄型翻轉(zhuǎn)以后，除去充注通道。
15.一種反重力充鑄熔融金屬的方法，其特征在于包括如下步驟(a)相對(duì)移動(dòng)(1)鑄型和(2)處于其下的熔融金屬池，所說的鑄型在其底邊具有充注通道，以便使熔融金屬通過許多處于鑄型中的在充注通道和鑄型腔之間的縮減尺寸的入口通道進(jìn)入在其上的鑄型腔中，移動(dòng)的結(jié)果是將充注通道浸入到其下的熔融金屬池中;(b)當(dāng)充注通道浸入熔池中時(shí)，在鑄型和熔池之間施加差壓，以抽吸熔融金屬通過充注通道和入口通道向上，使熔融金屬充滿鑄型腔;(c)當(dāng)鑄型腔內(nèi)充滿熔融金屬后，相對(duì)移動(dòng)鑄型和熔池，以便從該熔池中取出充注通道，包括(1)從充注通道排出熔融金屬和(2)在鑄型內(nèi)熔融金屬上保持差壓并在給定差壓下在縮減尺寸的入口通道內(nèi)建立足夠的熔融金屬表面張力保持作用，以便能將入口通道和在其上的鑄型腔內(nèi)的熔融金屬保持到充注通道內(nèi)排凈熔融金屬并且鑄型能被翻轉(zhuǎn);(d)在充注通道排凈熔融金屬之后和熔融金屬?gòu)娜肟谕ǖ篮丸T型腔流出之前，翻轉(zhuǎn)鑄型;和(e)使在翻轉(zhuǎn)的鑄型中的熔融金屬凝固。
16.按照權(quán)利要求15中的方法，其特征在于包括在步驟(d)中將鑄型翻轉(zhuǎn)后，將步驟(c)中在熔融金屬上保持的差壓解除。
17.按照權(quán)利要求15的方法，其特征在于包括以并排方式將入口通道安置于熔融金屬?gòu)淖⑷胪ǖ老蛏狭鲃?dòng)的通路上。
18.按照權(quán)利要求17的方法，其特征在于將可拆下的充注通道密封地連接到鑄型的底邊。
19.按照權(quán)利要求18的方法，其特征在于當(dāng)鑄型翻轉(zhuǎn)后，將充注通道從底邊除去。
20.按照權(quán)利要求15所說的方法，其特征在于將熔融金屬保留在入口通道內(nèi)，以便將熔融金屬?gòu)娜肟谕ǖ篮驮谄渖系蔫T型腔中流出的時(shí)間至少延遲到充注通道被排凈和鑄型翻轉(zhuǎn)后。
21.一種反重力充鑄熔融金屬的方法，其特征在于包括如下步驟(a)相對(duì)移動(dòng)(1)鑄型和(2)處于其下的熔融金屬池，將充注通道浸入在其下的熔融金屬池，所說的鑄型在其底邊具有充注通道，以便使熔融金屬通許多處于鑄型中的在充注通道和鑄型腔之間的許多并排處于鑄型中的縮減尺寸的入口通道，進(jìn)入在其上的鑄型腔中;(b)當(dāng)充注通道浸入熔池中時(shí)，在鑄型和熔池之間施加差壓，以抽吸熔融金屬通過充注通道和入口通道向上，以熔融金屬將鑄型腔充滿;(c)當(dāng)鑄型腔充滿熔融金屬后，相對(duì)移動(dòng)鑄型和熔池，以便從該熔池中取出充注通道，包括(1)從充注通道排出熔融金屬和(2)在鑄型內(nèi)熔融金屬上保持差壓并在給定差壓下在縮減尺寸的入口通道內(nèi)建立足夠的熔融金屬表面張力保持作用，將熔融金屬?gòu)娜肟谕ǖ篮丸T型腔流出的時(shí)間至少延遲到充注通道排凈熔融金屬和儔型能被翻轉(zhuǎn);(d)在充注通道排凈熔融金屬之后和熔融金屬?gòu)娜肟谕ǖ懒鞒鲋?，翻轉(zhuǎn)鑄型;和(e)使在入口通道和翻轉(zhuǎn)的鑄型內(nèi)的鑄型腔中的熔融金屬凝固。
22.一種反重力鑄造設(shè)備，其特征在于包括(a)具有鑄型腔和縮減尺寸的入口通道構(gòu)件的鑄型，所說的入口通道構(gòu)件從鑄型腔下垂并且將鑄型腔和適于浸入在其下熔融金屬池的鑄型下部連接起來;(b)能相對(duì)移動(dòng)鑄型和熔池以便將所說的鑄型下部浸入熔池中去的裝置;(c)能在鑄型腔和熔池之間施加差壓的裝置，當(dāng)所說的鑄型下部浸入熔池中時(shí)，借此驅(qū)動(dòng)熔融金屬向上通過所說的入口通道構(gòu)件進(jìn)入鑄型腔;(d)用以相對(duì)移動(dòng)鑄型和熔池的裝置，用以當(dāng)鑄型腔已充滿熔融金屬后，將鑄型下部從熔池中撤出;(e)當(dāng)所說的鑄型下部從熔池中撤出后，用以在所說的入口通道構(gòu)件中的熔融金屬上保持差壓的裝置，所說的入口通道尺寸如此地被縮減，以致于在所說的鑄型下部從熔池中撤出后和熔融金屬在所說的入口通道構(gòu)件中凝固以前，與所說的差壓共同作用，能實(shí)際上防止熔融金屬?gòu)乃f的入口通道構(gòu)件和所說的鑄型腔流出。
23.按照權(quán)利要求22所說的設(shè)備，其特征在于包括當(dāng)熔融金屬在所說的入口通道構(gòu)件中凝固后，能解除在熔融金屬上所保持差壓的裝置。
24.按照權(quán)利要求22所說的設(shè)備，其特征在于包括在所說的鑄型下部從熔池撤出后和熔融金屬在所說的入口通道構(gòu)件中凝固之前用以翻轉(zhuǎn)鑄型的裝置。
25.按照權(quán)利要求24所說的設(shè)備，其特征在于包括當(dāng)鑄型翻轉(zhuǎn)后，用以解除在熔融金屬上所保持差壓的裝置。
26.按照權(quán)利要求22所說的設(shè)備，其特征在于所說的鑄型下部包括鑄型的底邊和所說的入口通道構(gòu)件在所說的底邊和所說的鑄型腔之間的延伸部分。
27.按照權(quán)利要求22所說的設(shè)備，其特征在于所說的鑄型下部包括從鑄型下垂以將熔融金屬供應(yīng)到在所說的鑄型冒口通道的充注管，所說的入口通道構(gòu)件處于充注管和冒口通道之間。
28.按照權(quán)利要求22所說的設(shè)備，其特征在于所說的入口通道構(gòu)件包括具有開敞底端的直立通道。
29.按照權(quán)利要求22所說的設(shè)備，其特征在于所說的入口通道構(gòu)件包括一個(gè)狹窄縫。
30.一種反重力鑄造設(shè)備，其特征在于包括(a)具有鑄型腔、在鑄型底邊上的充注通道和縮減尺寸的入口通道構(gòu)件的鑄型，所說的入口通道構(gòu)件在充注通道和底邊之間，用于使熔融金屬?gòu)脑谄湎碌娜廴诮饘俪剡M(jìn)入鑄型腔內(nèi);(b)用以相對(duì)移動(dòng)鑄型和熔融金屬池以使所說的充注通道浸入所說的熔融金屬池中的裝置;(c)用以在所說的鑄型和熔池之間施加差壓、以便將熔融金屬通過充注通道抽吸進(jìn)鑄型腔中的裝置;(d)用以當(dāng)鑄型腔被熔融金屬充滿后、相對(duì)移動(dòng)鑄型和熔融金屬池以便將充注管從熔融金屬池中撤出的裝置，從熔融金屬池中撤出后，所說的充注通道排凈其中的熔融金屬;(e)用以在所說的縮減尺寸的入口通道構(gòu)件內(nèi)的熔融金屬上保持差壓和施加熔融金屬表面張力保持作用的裝置，該裝置足以將在入口通道構(gòu)件和在其上的鑄型腔中的熔融金屬保持到充注管排凈熔融金屬和鑄型可翻轉(zhuǎn)時(shí);和(f)用以在充注通道排凈熔融金屬之后和在入口通道構(gòu)件和鑄型腔中的熔融金屬凝固之前，使鑄型翻轉(zhuǎn)至底邊朝上、從而熔融金屬能在翻轉(zhuǎn)鑄型中凝固的翻轉(zhuǎn)裝置。
31.按照權(quán)利要求30所說的裝置，其特征在于所說的入口通道構(gòu)件包括處于充注通道和鑄型腔之間的許多并排的、縮減尺寸的入口通道。
32.按照權(quán)利要求31所說的設(shè)備，其特征在于所說的入口通道在一熔融金屬保持構(gòu)件中形成，該構(gòu)件處于鑄型內(nèi)充注通道和鑄型腔之間。
33.按照權(quán)利要求30所說的設(shè)備，其特征在于包括用以在鑄型翻轉(zhuǎn)后解除保持于熔融金屬上的差壓的裝置。
34.按照權(quán)利要求30所說的設(shè)備，其特征在于包括用以在充注管排凈熔融金屬后從鑄型除去充注管的裝置。
35.一種反重力鑄造設(shè)備，其特征在于包括(a)鑄型，該鑄型具有底邊、從底邊向上延伸的冒口通道、以及與冒口通道連通(從中接受熔融金屬)的以鑄件形狀成形的鑄型腔;(b)陶瓷充注管，該管既可取下又可密封地連接到鑄型，用以對(duì)冒口通道供應(yīng)熔融金屬;(c)用以相對(duì)移動(dòng)鑄型和在其下的熔融金屬池，以便使充注管浸入熔池中的裝置;(d)用以在所說的鑄型和所說的熔池之間施加差壓的裝置，從而將熔融金屬通過充注管和冒口通道向上抽進(jìn)鑄型腔中，以使所說的鑄型腔充滿熔融金屬;(e)用以當(dāng)鑄型腔充滿熔融金屬之后，相對(duì)移動(dòng)鑄型和熔池以便使充注管從熔池撤出的裝置，所說的充注通道在其從熔融金屬池中取出后排凈熔融金屬;(f)用以將冒口通道和鑄型腔中的熔融狀態(tài)的金屬保持到熔融金屬?gòu)某渥⒐芘艃艉丸T型可翻轉(zhuǎn)時(shí)的裝置，所說的裝置包括在所說的鑄型中熔融金屬上保持差壓的裝置和處于鑄型內(nèi)充注通道和冒口通道之間，并且具有許多縮減尺寸的入口通道的熔融金屬保持構(gòu)件，該入口通道尺寸縮減到在熔融金屬上保持的給定差壓下、在入口通道內(nèi)建立熔融金屬表面張力保持作用，以致能延遲熔融金屬?gòu)钠渲辛鞒?，至少能到充注管排凈熔融金屬和鑄型能翻轉(zhuǎn)時(shí);和(g)用以在充注管排凈熔融金屬后和熔融金屬?gòu)娜肟谕ǖ乐辛鞒鲋笆硅T型翻轉(zhuǎn)的裝置，從而使熔融金屬能在翻轉(zhuǎn)的鑄型中凝固。
36.按照權(quán)利要求35所說的設(shè)備，其特征在于包括用以在鑄型翻轉(zhuǎn)后解除在熔融金屬上的差壓的裝置。
37.按照權(quán)利要求35所說的設(shè)備，其特征在于包括用以在充注管排凈熔融金屬后從鑄型除去充注管的裝置。
全文摘要
差壓、反重力鑄造熔融金屬的方法，包括施加差壓，以驅(qū)動(dòng)熔融金屬通過縮減尺寸的入口通道從在其下的熔融金屬池進(jìn)入鑄型中的鑄型腔；當(dāng)鑄型腔充滿熔融金屬后從熔池撤出鑄型；通過差壓和熔融金屬表面張力的聯(lián)合保持作用將熔融金屬保持在鑄型中，直到熔融金屬在已撤出鑄型的縮減尺寸的入口通道中凝固，或者直到鑄型可翻轉(zhuǎn)。在金屬于入口通道內(nèi)凝固后或鑄型翻轉(zhuǎn)后，可解除差壓，以使熔融金屬在常壓下凝固。
文檔編號(hào)B22D23/00GK1040529SQ89106430
公開日1990年3月21日 申請(qǐng)日期1989年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月22日
發(fā)明者喬治·D·錢德利 申請(qǐng)人:金屬鑄造技術(shù)有限公司