上引式連續(xù)鑄造裝置和上引式連續(xù)鑄造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種上引式連續(xù)鑄造裝置和上引式連續(xù)鑄造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在日本專利申請(qǐng)公開N0.2012-61518 (JP2012-61518A)中，發(fā)明人提出了一種不需要模具的作為新穎的上引式連續(xù)鑄造方法的自由鑄造方法。如在JP2012-61518A中所描述的，在啟動(dòng)器浸沒到熔融金屬的表面(或熔融金屬表面)中之后，拉起啟動(dòng)器，并且隨后，熔融金屬借助于熔融金屬的表面膜和表面張力跟隨啟動(dòng)器并且還被拉出。此處，熔融金屬通過靠近熔融金屬表面放置的形狀限定構(gòu)件拉出，并且隨后冷卻，從而實(shí)現(xiàn)具有所需截面形狀的鑄件的連續(xù)鑄造。
[0003]在常規(guī)的連續(xù)鑄造方法中，縱向方向上的形狀由模具和截面形狀一起限定。特別地，在連續(xù)鑄造方法中，由于需要使凝固的金屬(也就是說，鑄件)穿過模具的內(nèi)部，已經(jīng)鑄造的鑄件的形狀沿縱向方向直線延伸。相反地，自由鑄造方法中的形狀限定構(gòu)件僅限定了鑄件的截面形狀，而沒有限定縱向方向上的形狀。此外，由于形狀限定構(gòu)件能夠沿與熔融金屬表面平行的方向(也就是說，沿水平方向)移動(dòng)，從而獲得了鑄件在縱向方向上的各種形狀。例如，JP2012-61518 A公開了一種中空鑄件(也就是說，管)，該中空鑄件形成為諸如縱向方向上鋸齒形形狀或螺旋形形狀之類的非線性形狀。
[0004]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了下述問題。在JP 2012-61518 A中，沒有公開用于具有分支結(jié)構(gòu)的鑄件的制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種上引式連續(xù)鑄造裝置和一種上引式連續(xù)鑄造方法，通過該上引式連續(xù)鑄造裝置和該上引式連續(xù)鑄造方法能夠形成具有分支結(jié)構(gòu)的鑄件。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一種上引式連續(xù)鑄造裝置包括保溫爐和形狀限定構(gòu)件，該保溫爐保持熔融金屬，該形狀限定構(gòu)件靠近通過保溫爐保持的熔融金屬的熔融金屬表面設(shè)置，并且在熔融金屬穿過形狀限定構(gòu)件時(shí)限定了待鑄造的鑄件的截面形狀，并且該形狀限定構(gòu)件能夠在接合狀態(tài)與分開狀態(tài)之間進(jìn)行切換。通過該結(jié)構(gòu)，可以形成具有分支結(jié)構(gòu)的鑄件。
[0007]上引式連續(xù)鑄造裝置還可以包括熔融金屬切割器，該熔融金屬切割器在形狀限定構(gòu)件處于分開狀態(tài)的情況下插入已經(jīng)穿過形狀限定構(gòu)件的熔融金屬中。此外，一對(duì)熔融金屬切割器可以設(shè)置成經(jīng)由已經(jīng)穿過形狀限定構(gòu)件的熔融金屬在形狀限定構(gòu)件分開所沿的分型線上面向彼此。通過該結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步確保形成具有分支結(jié)構(gòu)的鑄件。
[0008]形狀限定構(gòu)件包括內(nèi)部形狀限定構(gòu)件和外部形狀限定構(gòu)件，并且待鑄造的鑄件具有中空結(jié)構(gòu)。上引式連續(xù)鑄造裝置還可以包括冷卻部，該冷卻部使已經(jīng)穿過所述形狀限定構(gòu)件的熔融金屬冷卻并凝固。
[0009]上引式連續(xù)鑄造裝置可以是自由鑄造裝置，其中，當(dāng)將啟動(dòng)器從熔融金屬表面拉起時(shí)，熔融金屬借助于表面膜和表面張力跟隨啟動(dòng)器并且從所述熔融金屬表面被拉起，從而形成被保留的熔融金屬，通過形狀限定構(gòu)件為被保留的熔融金屬賦予形狀，并且該被保留的熔融金屬從上側(cè)向下側(cè)凝固，從而形成鑄件。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一種上引式連續(xù)鑄造方法包括:將保持在保溫爐中的熔融金屬拉起，同時(shí)使得熔融金屬穿過限定待鑄造的鑄件的截面形狀的形狀限定構(gòu)件；通過使已經(jīng)被拉起穿過形狀限定構(gòu)件的熔融金屬冷卻來使熔融金屬凝固；以及在鑄造期間使形狀限定構(gòu)件從接合狀態(tài)切換至分開狀態(tài)。通過該結(jié)構(gòu)，可以形成具有分支結(jié)構(gòu)的鑄件。在鑄造期間已經(jīng)分開的形狀限定構(gòu)件可以從分開狀態(tài)切換至接合狀態(tài)。
[0011]在形狀限定構(gòu)件處于分開狀態(tài)的情況下，熔融金屬切割器可以插入已經(jīng)穿過形狀限定構(gòu)件的熔融金屬中。此外，一對(duì)熔融金屬切割器可以設(shè)置成經(jīng)由已經(jīng)穿過形狀限定構(gòu)件的熔融金屬在形狀限定構(gòu)件分開所沿的分型線上面向彼此。通過該結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步確保形成具有分支結(jié)構(gòu)的鑄件。
[0012]而且，形狀限定構(gòu)件可以通過內(nèi)部形狀限定構(gòu)件和外部形狀限定構(gòu)件構(gòu)造，并且可以鑄造具有中空結(jié)構(gòu)的鑄件。
[0013]上引式連續(xù)鑄造方法可以是自由鑄造方法，其中，當(dāng)啟動(dòng)器從熔融金屬表面拉起時(shí)，熔融金屬借助于表面膜和表面張力跟隨啟動(dòng)器并且被從熔融金屬表面拉起，從而形成了被保留的熔融金屬，通過形狀限定構(gòu)件為被保留的熔融金屬賦予形狀，以及被保留的熔融金屬從上側(cè)向下側(cè)凝固，從而形成鑄件。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種上引式連續(xù)鑄造裝置和一種上引式連續(xù)鑄造方法，通過該上引式連續(xù)鑄造裝置和該上引式連續(xù)鑄造方法，能夠形成具有分支結(jié)構(gòu)的鑄件。
【附圖說明】
[0015]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的特征、優(yōu)勢(shì)和技術(shù)及工業(yè)意義進(jìn)行描述，其中，相似的附圖標(biāo)記指示相似的元件，并且其中:
[0016]圖1為根據(jù)第一實(shí)施方式的自由鑄造裝置的截面圖；
[0017]圖2A為形狀限定構(gòu)件102 (當(dāng)接合在一起時(shí))的平面圖，以及圖2B為形狀限定構(gòu)件102的平面圖(當(dāng)分開時(shí))；
[0018]圖3A為示出了形狀限定構(gòu)件102與熔融金屬切割器Cl、C2之間的位置關(guān)系(當(dāng)形狀限定構(gòu)件102接合在一起時(shí))的平面圖，以及圖3B為示出了形狀限定構(gòu)件102與熔融金屬切割器Cl、C2之間的位置關(guān)系(當(dāng)形狀限定構(gòu)件102分開時(shí))的平面圖；
[0019]圖4為根據(jù)第一實(shí)施方式的鑄件M3的立體圖；以及
[0020]圖5為沿著圖4中的切割平面線V-V截取的截面立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下文將參照附圖對(duì)適用本發(fā)明的特定實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)解釋。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明不限于下文描述的實(shí)施方式。同樣，下文的陳述和附圖根據(jù)需要而被簡(jiǎn)化以闡明解釋。
[0022](第一實(shí)施方式)首先，將參照?qǐng)D1對(duì)根據(jù)第一實(shí)施方式的自由鑄造裝置(上引式連續(xù)鑄造裝置)進(jìn)行描述。圖1為根據(jù)第一實(shí)施方式的自由鑄造裝置的截面圖。如圖1中所示，根據(jù)第一實(shí)施方式的自由鑄造裝置包括熔融金屬保溫爐101、三個(gè)內(nèi)部形狀限定構(gòu)件102al、102a2和102a3、外部形狀限定構(gòu)件102b、四個(gè)內(nèi)部冷卻氣體噴嘴103、支承桿104、致動(dòng)器105和外部冷卻氣體噴嘴106。圖1中的xy平面構(gòu)造了水平表面，并且z軸線方向?yàn)樨Q向方向。更具體地，z軸線上的正向方向?yàn)樨Q向向上的方向。
[0023]熔融金屬保溫爐101保持諸如鋁及鋁合金之類的熔融金屬M(fèi)1，并且將熔融金屬M(fèi)l保持在給定的溫度。在圖1中示出的示例中，由于熔融金屬保溫爐101中的熔融金屬?zèng)]有被補(bǔ)充，熔融金屬M(fèi)l的表面(或熔融金屬表面)隨著鑄造的進(jìn)行而降低。然而，可以根據(jù)需要在鑄造期間將熔融金屬補(bǔ)充到熔融金屬保溫爐101中，使得熔融金屬表面保持恒定。當(dāng)然，熔融金屬M(fèi)l可以是除鋁之外的其他金屬或合金。
[0024]內(nèi)部形狀限定構(gòu)件102al、102a2、102a3和外部形狀限定構(gòu)件102b由例如陶瓷或不銹鋼制成，并且靠近熔融金屬表面設(shè)置。在圖1中的示例中，三個(gè)內(nèi)部形狀限定構(gòu)件102al、102a2、102a3和一個(gè)外部形狀限定構(gòu)件102b設(shè)置成與熔融金屬表面接觸。然而，內(nèi)部形狀限定構(gòu)件102al、102a2、102a3和外部形狀限定構(gòu)件102b可以設(shè)置成使得內(nèi)部形狀限定構(gòu)件102al、102a2、102a3和外部形狀限定構(gòu)件102b的位于下側(cè)(熔融金屬表面?zhèn)?的主表面不與熔融金屬表面接觸。具體地，可以在內(nèi)部形狀限定構(gòu)件102al、102a2、102a3和外部形狀限定構(gòu)件102b的位于下側(cè)的主表面與熔融金屬表面之間提供給定間隙(具有例如大約0.5mm的間隙)。三個(gè)內(nèi)部形狀限定構(gòu)件102al、102a2、102a3限定了待鑄造的鑄件