涉及用于連續(xù)或半連續(xù)金屬鑄造的設(shè)備的裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】涉及用于連續(xù)或半連續(xù)金屬鑄造的設(shè)備的裝置
[0001]本發(fā)明是國(guó)際申請(qǐng)日為2008年11月26日、國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/N02008/000424、中國(guó)國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?00880119124.4、發(fā)明名稱為“涉及用于連續(xù)或半連續(xù)金屬鑄造的設(shè)備的裝置”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種與用于連續(xù)或半連續(xù)金屬鑄造的設(shè)備相關(guān)聯(lián)的裝置，具體而言，鋁的直接鑄造模具(DC) (direct mould casting)，該裝置包括帶有空腔的模具或者設(shè)有與金屬儲(chǔ)存裝置相連的入口和帶有用于冷卻金屬的裝置的出口的模具，從而物件借助于該出口呈坯料或者線材坯料的形式而被鑄造。
【背景技術(shù)】
[0003]上述類型的設(shè)備通常是已知的，并用于在生產(chǎn)線的下游中、在金屬的進(jìn)一步處理中所使用的合金化的或者非合金化的金屬的鑄造，例如為了再熔化和擠出成型的目的。
[0004]對(duì)于這種類型的現(xiàn)有技術(shù)鑄造設(shè)備的主要挑戰(zhàn)是實(shí)現(xiàn)無(wú)偏析、澆鑄產(chǎn)品上的光滑表面。這對(duì)于在進(jìn)一步成形前，其中的表面沒(méi)有被移除的產(chǎn)品尤其重要。表面偏析被認(rèn)為由兩種主要現(xiàn)象引起，逆偏析和熱析(sweating)。
[0005]當(dāng)金屬開(kāi)始與模具相接觸時(shí)，在薄層中開(kāi)始凝固。這種凝固將通常從模具朝坯料的中央由外而內(nèi)發(fā)生。當(dāng)金屬?gòu)囊合嘧兂晒滔鄷r(shí)，外部的體積將減小，而這必須用來(lái)自更加向內(nèi)的區(qū)域的合金化的熔融物重新填充。這產(chǎn)生了所謂的逆向凝固，因?yàn)槠鰧?duì)著凝固前沿(solidificat1n front)而發(fā)生。這種類型的偏析通常在還料的表面下產(chǎn)生薄的合金化的區(qū)域，該薄的合金化的區(qū)域在合金元素方面比正常合金含量高10-20%。
[0006]當(dāng)在坯料的外側(cè)上的凝固的殼體不與模具壁形成物理接觸時(shí)，發(fā)生第二種現(xiàn)象，熱析。然后，合金化的金屬可以被擠壓向外穿過(guò)凝固的殼體(正在熔化)或者部分凝固的殼體。這種凝固產(chǎn)生在原始表面外側(cè)的薄的、高合金化的區(qū)域以及在原始表面下的相應(yīng)的耗盡區(qū)(depleted zone)。
[0007]逆偏析和熱析還被認(rèn)為受到許多因素的影響，例如從坯料到模具壁的熱傳遞、模具和坯料之間的接觸區(qū)的長(zhǎng)度、以及晶粒細(xì)化和凝固形態(tài)，等等。另外，為了減少偏析，在諸多因素中，重要的是減小模具和坯料之間的熱傳遞、減小在模具上方或者模具中的金屬的水平高度、減小金屬的水平高度的波動(dòng)(產(chǎn)生較少的偏析和表面形貌變化)、并避免由于冒口模具(hot top mould)內(nèi)部的氣體壓力和體積的變化而引起的在接觸區(qū)域中的周期性波動(dòng)(其在坯料表面上產(chǎn)生可見(jiàn)的具有特征的環(huán)狀物)。
[0008]一個(gè)日常使用的、并可以得到不帶有表面偏析的坯料的方法是電磁鑄造，但是這種方法在投資和控制系統(tǒng)方面有要求。使用電磁鑄造，消除了在殼體上方壓力差，即，熱析消失了。同時(shí)，在金屬和模具壁之間沒(méi)有接觸。因此，也不形成逆偏析區(qū)。使用傳統(tǒng)的鑄造技術(shù)，通過(guò)減小模具與金屬接觸的影響來(lái)減小熱析和逆偏析兩者是可能的。
[0009]另一種方法(對(duì)于該方法，申請(qǐng)人已經(jīng)申請(qǐng)專利)在W02005/000500中示出和描述，在該方法中，冒口(hot top)與用于在金屬的凝固區(qū)域中的氣體和油的供應(yīng)裝置一起使用，與模具接觸的接觸區(qū)域和到達(dá)該模具的熱傳遞減少。因此將獲得小的逆偏析區(qū)。在該鑄造方法中，金屬還以這種方式供應(yīng)，使得金屬靜力學(xué)壓力接近于零或者為零，因此消除了熱析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了一種基于根據(jù)申請(qǐng)人上述WO申請(qǐng)的原理的方法，該方法用于連續(xù)或者半連續(xù)的金屬鑄造，而在該方法中，特別是在起始階段期間，金屬到模具的供應(yīng)被大大簡(jiǎn)化。鑄造底托(casting shoe)被更快地填充，鑄造迅速進(jìn)入低壓鑄造模式，并且在鑄造后殘余金屬的量大大減少。另外，一種技術(shù)方案已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于在(一個(gè)或多個(gè))模具中金屬的水平高度的調(diào)節(jié)的簡(jiǎn)化，即，涉及第一冷卻和第二冷卻的金屬的水平高度，從而可以采用簡(jiǎn)單的方式來(lái)適應(yīng)待澆鑄的合金的鑄造操作。
[0011 ] 本發(fā)明的特征由在權(quán)利要求1中限定的特征體現(xiàn)。
[0012]從屬權(quán)利要求2-4限定本發(fā)明的優(yōu)選特征。
【附圖說(shuō)明】
[0013]下面使用實(shí)例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的描述，其中:
[0014]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的、帶有用于供應(yīng)金屬的裝置的簡(jiǎn)單的鑄造設(shè)備部分地從側(cè)面和從前面的立體圖；
[0015]圖2a)、b)、c)沿縱向截面并以較大比例示出了供應(yīng)部分的三個(gè)次序，所示供應(yīng)部分具有包括在圖1中所示的鑄造設(shè)備中的模具。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如上所述，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于坯料的DC鑄造的簡(jiǎn)單的鑄造設(shè)備I的實(shí)例的立體圖。可以理解，它的簡(jiǎn)單在于，在這里它僅包括帶有金屬入口 4的六個(gè)模具或者多個(gè)模具3 (也參見(jiàn)圖2)。這種類型的設(shè)備可以包括更多的模具，根據(jù)它們的直徑(除了其它因素外)，可以多至幾百個(gè)，并可以具有每小時(shí)澆鑄幾十噸金屬的能力。
[0017]總體上，除了模具(未在圖1中示出)外，該設(shè)備包括具有熱隔絕的槽道系統(tǒng)6和相應(yīng)的隔絕的分配腔室(金屬岐管)5的框架結(jié)構(gòu)2，該熱隔絕的槽道系統(tǒng)6用于從金屬儲(chǔ)存裝置(保存爐或者類似物)13供應(yīng)金屬，該相應(yīng)的隔絕的分配腔室(金屬岐管)5用于將金屬分配到相應(yīng)的模具。在分配腔室5的上方，該設(shè)備具有可移除的蓋狀物或者蓋子7，所述蓋狀物或者蓋子7設(shè)計(jì)成使分配腔室保持與外界密封隔離。空氣管道9 (參見(jiàn)圖2)與模具3中的空腔11相連，該空氣管道9從具有閉合裝置10的其它管路凹部12引出。
[0018]除了申請(qǐng)人上述的WO專利申請(qǐng)中所述的特征，本發(fā)明的特定特征在于以下事實(shí):如在圖1和圖2中示出的那樣，一金屬提升容器15布置成與位于金屬儲(chǔ)存裝置13和模具3之間的供應(yīng)槽道6、18相關(guān)聯(lián)。如同槽道6、18以及用于模具的分配腔室5，所述金屬提升容器通過(guò)采用適當(dāng)?shù)母艚^材料14而熱隔絕，并在一個(gè)或者多個(gè)入口 16處借助于槽道18