进料系统技术方案

本发明专利技术涉及一种适于金属铸造的进料系统，包括安装在管状主体上的进料套筒。管状主体具有第一端部、相对的第二端部和在其间的可压缩部分，以使得在使用过程中施加力时，所述第一端部和第二端部之间的距离减小。进料套筒具有纵向轴线并包括大体围绕纵向轴线延伸的连续侧壁，连续侧壁限定用于在铸造过程中接收液态金属的空腔，侧壁具有邻近于管状主体的第二端部的基部。管状主体限定通过其的开放孔，以用于将所述空腔连接到所述铸件。进料套筒具有至少一个切口，其从基部延伸到侧壁内，以及管状主体的第二端部伸入到切口内至固定的深度。切口可以是从空腔分离的沟槽。本发明专利技术也涉及一种适于在该系统中使用的进料套筒，以及一种使用该进料系统的过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种进料系统、一种适于在进料系统中使用的进料套筒和一种用于制备包含进料系统的模具的过程，其中所述进料系统适于在利用铸造模具的金属铸造操作中使用。
技术介绍
在典型的铸造过程中，熔融金属被倒入预先形成的限定铸件形状的模腔内。然而，当金属凝固时，铸件会缩小，产生缩孔，进而在最终铸件中导致不可接受的缺陷。这是在铸造行业中公知的问题，并且通过使用集成到模具内的进料套筒或立管来解决(通过在模具形成过程中将它们应用到模型板或稍后通过将套筒插入到在所形成的模具的模腔内来进行集成)。每个进料套筒均提供附加的(通常是封闭的)体积或空腔，其与模腔连通从而使得熔融金属也进入进料套筒内。在凝固过程中，进料套筒内的熔融金属流回模腔内以补偿铸件的收缩。在铸件固化以及将模具材料移除之后，在进料套筒的空腔中不需要的残留金属仍附着到铸件上且必须被移除。为了便于移除残留金属，进料套筒的空腔可在通常被称为颈缩套筒的设计中朝向其基部(即，进料套筒的将最接近于模腔的端部)渐缩成锥形。当一下急速的敲击被施加到残留的金属时，残留金属在将靠近模具的最弱的点处分离(该过程通常被称为“敲落”)。在铸件上小的占地面积是理想的，以允许将进料套筒定位在铸件的区域内，其中在所述区域中接入会受到相邻特征的限制。虽然进料套筒可被直接施加到铸造模腔的表面上，但是它们经常与进料元件(也被称为隔片型芯)结合使用。隔片型芯仅是盘状的耐火材料(通常是树脂粘结的砂芯或陶瓷芯或进料套筒的材料的芯)，其具有通常在其中心内的孔，位于模腔和进料套筒之间。通过隔片型芯的孔的直径被设计成小于进料套筒内部空腔(它不一定是锥形的)的直径，以使得在隔片型芯处接近铸件表面的位置发生敲落。型砂可分为两大类：化学粘结(基于有机或无机粘合剂)或粘土粘结。化学粘结的成型粘合剂通常是自固化系统，其中粘合剂和化学硬化剂与砂混合，而粘合剂和硬化剂立即开始反应，但该反应足够慢以允许砂围绕模型板成形，然后允许被足够地硬化以便移除和铸造。粘土粘结成型使用粘土和水作为粘合剂，并且可以在“绿色”或未干燥的状态下使用，并且通常被称为绿砂。绿砂混合物在只有压缩力的情况下不容易流动或不容易移动。因此，为了如先前详细描述的围绕模型板压缩绿砂并赋予模具足够的强度特性，需要施加颠簸、振动、挤压和冲压的各种组合以便在高生产率下产生强度均匀的模具。砂通常在高压下压缩(压紧)，该压缩通常使用一个或多个液压缸。为了在这样高压力的模制过程中施加套筒，通常在预定的位置下在模制模型板(其限定模腔)上设置销，以作为适于进料套筒的安装点。一旦所需的套筒放置在销上(使得进料器的基部位于模型板上或升高到模型板上方)，通过将型砂倾倒到模型板上和进料套筒的周围，直到进料套筒被覆盖以及模框被充满，而形成模具。型砂和随后高的压力的施加可能导致进料套筒的损坏和破损，特别是如果进料套筒在被吊起(ramup)之前与模型板直接接触时。此外，由于具有增加的铸造复杂性和生产率要求，因此对于尺寸更稳定的模具存在需求，这进而导致存在朝向更高冲压压力的趋势，并导致套筒破损。本申请人已经开发了一系列适于与进料套筒结合使用的可塌陷的进料元件，其在WO2005/051568，WO2007/141446，WO2012/110753和WO2013/171439中有所描述。当在模制过程中受到压力时，进料元件会压缩，从而保护进料套筒免于损坏。US2008/0265129描述了一种用于插入到用于铸造金属的铸造模具内的进料嵌入件，其包括进料主体，进料主体具有在其中的进料腔。进料主体的底侧与铸造模具连通，以及进料主体的顶侧设有能量吸收装置。EP1184104A1(ChemexGmbH公司)描述了一种两部分式的进料套筒(其可是绝热的或放热的)，当型砂被压缩时，其缩短；第二(上部)部分的内壁与第一(下部)部分的外壁齐平。EP1184104A1的图3a至图3d示出了两部分式的进料套筒(102)的伸缩动作。进料套筒(102)与模型板(122)直接接触，当采用放热套筒时，这会是有害的，因为它会导致差的表面光洁度、铸件表面的局部污染以及甚至子表面的铸造缺陷。此外，即使下部部分(104)是锥形的，由于下部部分(104)必须相对厚以承受在吊起时经受的力，在模型板(122)上仍存在宽的占地面积。这在敲落以及由进料系统在模型板上所占据的空间方面不能令人满意。下部内部部分(104)和上部外部部分(106)通过保持元件(112)被保持在适当的位置下。保持元件(112)断裂并落入型砂(150)内以允许伸缩动作发生。保持元件将随着时间的推移在型砂内堆积，并因此对型砂造成污染。当保持元件是以放热材料制成时这是特别麻烦的，因为它们会反应而形成小的爆破缺陷。US6904952(ASLuengenGmbH&Co.KG公司)描述了一种进料系统，其中管状主体被暂时胶粘到进料套筒的内壁。当型砂被压缩时，在进料套筒和管状主体之间存在相对运动。对于适于在高压成型(或模制)系统中使用的进料系统存在不断增长的需求，这需求部分是由成型设备的改进以及部分是由新的铸件被生产而形成的。某些等级的球墨铸铁和特定的铸造结构可能会不利地影响通过某些金属进料元件颈部的进料性能的有效性。此外，某些成型线或铸造结构可导致过度压缩(进料单元的塌陷或进料系统的伸缩)，导致套筒的基部靠近仅由一薄层砂分离的铸造表面。
技术实现思路
本专利技术提供一种适于在金属铸造中使用的进料系统，其试图克服与现有技术的进料系统相关联的一个或多个问题或提供一种有用的替代方案。根据本专利技术的第一方面，提供一种适于金属铸造的进料系统，其包括安装在管状主体上的进料套筒；管状主体具有第一端部、相对的第二端部和在其间的可压缩部分，以使得在使用过程中施加力时，所述第一端部和第二端部之间的距离减小；进料套筒具有纵向轴线并包括大体围绕纵向轴线延伸的连续侧壁，连续侧壁限定用于在铸造过程中接收液态金属的空腔，以及侧壁具有邻近于管状主体的第二端部的基部；管状主体限定通过其的开放孔，以用于将所述空腔连接到所述铸件，其中：至少一个切口从基部延伸到侧壁内，以及管状主体的第二端部伸入到切口内至固定的深度。在使用中，进料系统被安装在模具模型板上，模具模型板通常放置在成型销的上方，成型销附接到模型板以便将系统保持在位，使得筒状主体靠近模具。由管状主体所限定的开放孔提供从进料套筒的空腔到模腔的通道，以便当铸件冷却和收缩时给铸件供料。在模制和随后的吊起期间，进料系统将经受在管状主体的纵向轴线(孔轴线)方向上的力。由于管状主体的第二端部在进料套筒的切口内被保持在固定深度，该力导致可压缩部分塌陷，并在管状主体和套筒之间没有相对运动的可能性。因此，高的压缩压力使得管状主体变形，而不是进料套筒的断裂。典型地，进料系统将经受至少为每平方厘米30，60，90，120或150牛的吊起压力(如在模型板处测量的那样)。WO2005/051568的图3示出了一种进料系统，其包括可压缩的隔片型芯(10，其是管状主体)和进料套筒(20)。隔片型芯包括径向侧壁区域，其通过粘合剂附接到进料套筒的基部。WO2005/095020的图1示出了一种进料系统，其包括第一模制部分(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于金属铸造的进料系统，其包括安装在管状主体上的进料套筒；所述管状主体具有第一端部、相对的第二端部和在其间的可压缩部分，以使得在使用过程中施加力时，所述第一端部和第二端部之间的距离减小；进料套筒具有纵向轴线并包括大体围绕所述纵向轴线延伸的连续侧壁，所述连续侧壁限定用于在铸造过程中接收液态金属的空腔，所述侧壁具有邻近于所述管状主体的所述第二端部的基部；所述管状主体限定通过其的开放孔，以用于将所述空腔连接到所述铸件，其中至少一个切口从基部延伸到所述侧壁内，以及所述管状主体的所述第二端部以固定的深度伸入到所述切口内。

【技术特征摘要】
2015.09.02 GB PCT/GB2015/0525301.一种适于金属铸造的进料系统，其包括安装在管状主体上的进料套筒；所述管状主体具有第一端部、相对的第二端部和在其间的可压缩部分，以使得在使用过程中施加力时，所述第一端部和第二端部之间的距离减小；进料套筒具有纵向轴线并包括大体围绕所述纵向轴线延伸的连续侧壁，所述连续侧壁限定用于在铸造过程中接收液态金属的空腔，所述侧壁具有邻近于所述管状主体的所述第二端部的基部；所述管状主体限定通过其的开放孔，以用于将所述空腔连接到所述铸件，其中至少一个切口从基部延伸到所述侧壁内，以及所述管状主体的所述第二端部以固定的深度伸入到所述切口内。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述可压缩部分包括由第一侧壁区域和第二侧壁区域构成的单个梯级或扭结。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述可压缩部分包括一系列交替的第一侧壁区域和第二侧壁区域，以提供多个梯级或扭结。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述一系列交替的第一侧壁区域和第二侧壁区域一起形成四个梯级或扭结。5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其中(i)在一对第一侧壁区域和第二侧壁区域之间形成的角度θ为60°至90°；(ii)在第一侧壁区域和管状主体纵向轴线之间形成的角度α为30°至60°；和/或(iii)在第二侧壁区域和管状主体纵向轴线之间形成的角度β为30°至60°。6.根据权利要求3至5中任一项所述的系统，其中每个梯级或扭结具有在垂直于所述纵向轴线的方向上测量的直径，以及所有的梯级或扭结具有相同的直径。7.根据权利要求3至5中任一项所述的系统，其中每个梯级或扭结具有在垂直于所述纵向轴线的方向上测量的直径，以及所述梯级或扭结的直径朝向所述管状主体的所述第一端部减小以便形成截头圆锥形的可压缩部分。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述截头圆锥形的可压缩部分从所述纵向轴线以不大于15°的角度倾斜。9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述管状主体是金属。10.根据权利要求9所述的系统，其中金属是具有小于0.05％碳含量的钢。11.根据前述权利要求中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫·沃科斯，哈伦·厄兹蒂尔克，
申请(专利权)人：福塞科国际有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB