用于铸造模具的设备制造技术

一种用于铸造零件的设备，包括第一壳体、第二壳体、操纵系统和用于冷却的装置。第一壳体限定第一室。第一室构造成接收熔体加热器和模具加热器。第二室构造成在第一位置与第二位置之间移动，使得在第二壳体在第一位置时，第一壳体打开，使得模具能够插入其中，并且在第二壳体在第二位置时，第二壳体和第一壳体限定第二室。用于冷却的装置构造成定位在第二室内。

Equipment for Casting Dies

A device for casting parts includes a first housing, a second housing, a control system and a device for cooling. The first housing defines the first chamber. The first chamber is constructed as a receiving melt heater and a die heater. The second chamber is constructed to move between the first position and the second position, so that when the second housing is in the first position, the first housing opens so that the die can be inserted into it, and when the second housing is in the second position, the second housing and the first housing limit the second chamber. The device for cooling is constructed to be positioned in the second chamber.

【技术实现步骤摘要】
用于铸造模具的设备
本专利技术涉及一种用于铸造模具的设备及方法，并且更具体地涉及用于铸造单晶零件、中间部件或模具的设备及方法。
技术介绍
金属的一些应用需要特别耐磨和耐热的部件或零件。这些应用中有发动机，如飞行器发动机。通常，此类耐用的部件由单晶部件产生。此类单晶部件通过熔融金属在模具内精确冷却和受控结晶来产生。结晶在晶种处开始，并且相对于晶种沿预定方向进行。形成单晶金属零件的此类常规方法的一个问题在于，必须在惰性气氛中进行此过程。这降低了制造零件中可用的灵活性。用于铸造单晶零件的常规程序和设备的另一个问题在于很难优化零件的冷却梯度而使得可实现最好或最佳的铸造结构。此类常规方法和设备的另一个问题在于为了经济上可行，每个批次或每次运行必须生产很多部件。这导致较大设备成本及工艺和材料投入。另一个问题在于，常规方法不适用于通过增材制造方法生产的铸造零件的模具，该模具往往小于常规模具。此外，常规技术不适用于单件精密陶瓷制品。
技术实现思路
这些问题中的至少一个通过一种设备和方法来解决，该设备和方法能够提供设备的部分在此过程期间暴露于空气，并且使用单室作为熔体室，以及作为模腔。根据本文所述的技术的一个方面，存在一种用于铸造零件的设备，其包括第一壳体、第二壳体、操纵系统和用于冷却的装置。第一壳体限定第一室。第一室构造成接收熔体加热器和模具加热器。第二室构造成在第一位置与第二位置之间移动，使得在第二壳体在第一位置时，第一壳体打开，使得模具能够插入其中，并且在第二壳体在第二位置时，第二壳体和第一壳体限定第二室。用于冷却的装置构造成定位在第二室内。具体地，本申请技术方案1涉及一种用于铸造零件的设备，所述设备包括：第一壳体，所述第一壳体限定第一室，并且所述第一室构造成接收熔体加热器和模具加热器；第二壳体，所述第二壳体构造成在第一位置与第二位置之间移动，使得在所述第二壳体在所述第一位置时，所述第一壳体打开，使得模具能够插入其中，并且在所述第二壳体在所述第二位置时，所述第二壳体和所述第一壳体限定第二室；操纵系统；以及构造成定位在所述第二室内的用于冷却的装置。本申请技术方案2涉及根据技术方案1所述的设备，其中所述用于冷却的设备定位在所述第二壳体内。本申请技术方案3涉及根据技术方案2所述的设备，其中所述熔体加热器是底部倾倒渣壳熔体加热器。本申请技术方案4涉及根据技术方案3所述的设备，其中所述模具加热器能够在加热到预定温度时暴露于氧。本申请技术方案5涉及根据技术方案4所述的设备，其中所述模具加热器包括至少一个二硅化钼加热元件。本申请技术方案6涉及根据技术方案5所述的设备，其中所述预定温度大于2200℉。本申请技术方案7涉及根据技术方案6所述的设备，其中所述预定温度是2200℉到2800℉。本申请技术方案8涉及根据技术方案1所述的设备，其中惰性气体蓄积器流体地连接到所述室上。本申请技术方案9涉及根据技术方案8所述的设备，其中所述惰性气体蓄积器充有以下中的一种：氩、空气、氮、氦、氢和它们的组合。本申请技术方案10涉及根据技术方案9所述的设备，其中所述惰性气体蓄积器充有氩。本申请技术方案11涉及根据技术方案1所述的设备，其中所述操纵系统包括构造成接收模具的模具保持器。本申请技术方案12涉及根据技术方案11所述的设备，其中所述操纵系统构造成使所述模具在所述模具加热器与所述用于冷却的装置之间移动。本申请技术方案13涉及根据技术方案1所述的设备，其中所述用于冷却的设备定位在所述第二壳体内。本申请技术方案14涉及根据技术方案1所述的设备，其中所述用于冷却的装置是液态金属浴。本申请技术方案15涉及根据技术方案14所述的设备，其中所述液态金属是锡。本申请技术方案16涉及根据技术方案1所述的方法，其中所述冷却装置是辐射冷却。本申请技术方案17涉及根据技术方案1所述的方法，其中所述冷却装置是强制空气冷却。本申请技术方案18涉及根据技术方案1所述的方法，其中所述冷却装置是流化床冷却。附图说明可参考以下结合附图做出的描述最佳理解本专利技术，在附图中：图1是定位在第一构造的示例性熔模铸造设备的示意性侧立面视图；图2是定位在第二构造的图1中的设备的示意性侧立面视图；以及图3是定位在第三构造的图1中的设备的示意性侧立面视图。具体实施方式参看附图，其中各视图中相同的附图标记表示相同元件，图1示出了用于执行本文公开的铸造方法的实施例的一类适合设备10的实例。设备10在通向大气且因此暴露于氧时提供了高温操作。因此，模具14可在模具14和模具加热器32两者很热时引入炉具中。因此，公开的方法支持用于铸造特别适用于增材制造的模具14的零件(有时也称为部件、中间零件或模具)的模具。根据所示实施例，公开的方法支持单个模具14。应认识到，在一些实施例中，可使用多个模具14。设备10包括炉具20、操纵系统50和冷却设备60。炉具20定位在冷却设备60附近，使得操纵系统50定位在炉具20与冷却设备60之间。炉具20包括第一壳体21，第一壳体21限定第一室22。多个视口23限定在壳体21的壁内，使得可从多个角度观察第一室22。开口25构造成提供至第一室22的通路，并且定位在壳体21的底壁中。可选地，开口25可定位在将提供适合的通路和实用性的另一个位置。第一室22构造成容纳熔体加热器24，熔体加热器24在所示实施例中是底部倾倒渣壳熔体加热器，以及模具加热器32。模具加热器32包括如通常已知的用于高温的至少一个大功率电二硅化钼(MoSi2)加热元件。模具加热器32可暴露于氧化剂如氧。压力传感器29流体地连接到第一室22上，使得其监测第一室22内的压力。压力传感器29电连接到控制器18上。气体蓄积器26也流体地附接到第一室22上。气体蓄积器26构造成容纳将用于吹扫第一室22的气体。气体可为惰性气体如氩。例如而不限于，用于吹扫的适合气体可为以下中的一种：氩、空气、氮、氦、氢和它们的组合。温度传感器35定位成监测熔体加热器24内的金属的温度。温度传感器35可为光学或浸没式热电偶。控制器18可为配置成操作炉具20、操纵系统50和冷却设备60的通用计算机或专用控制器。控制器18配置成从压力传感器29和从温度传感器35接收输入。铸锭斜槽28定位成将金属铸锭输送至熔体加热器24来在熔体加热器24内熔化。例如而不限于，此类铸锭可为以下金属：铝、镍、铁、钴和它们的组合。操纵系统50包括提升设备52和臂55。臂55可移动地连接到提升设备52上，使得提升设备52的操作引起臂55的移动。提升设备52和臂55可构造为齿条和小齿轮，或用于受控移动的已知其它此类装置。模具保持器56定位在臂55的远端处，使得模具保持器56与臂55一起移动。模具保持器56构造成接收模具14。模具保持器56可是水冷的，这取决于使用的冷却设备。模具14可为用于熔模铸造的常规模具，或可为通过诸如增材制造的程序来生产的模具。现在参看图1、2和3，操纵系统50构造成在第一位置、第二位置与第三位置之间移动。如图1中所示，在第一位置，操纵系统50的模具保持器56定位在炉具20外和冷却设备60外。如图2中所示，在第二位置，操纵系统50的模具保持器56定位在炉具20内。如图3中所示，在第三位置，操纵系统50的模具保持器56定位在冷却设备60内。以此方式，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铸造零件的设备，所述设备包括：第一壳体，所述第一壳体限定第一室，并且所述第一室构造成接收熔体加热器和模具加热器；第二壳体，所述第二壳体构造成在第一位置与第二位置之间移动，使得在所述第二壳体在所述第一位置时，所述第一壳体打开，使得模具能够插入其中，并且在所述第二壳体在所述第二位置时，所述第二壳体和所述第一壳体限定第二室；操纵系统；以及构造成定位在所述第二室内的用于冷却的装置。

【技术特征摘要】
2017.10.16 US 62/572,689;2018.06.01 US 15/996,0381.一种用于铸造零件的设备，所述设备包括：第一壳体，所述第一壳体限定第一室，并且所述第一室构造成接收熔体加热器和模具加热器；第二壳体，所述第二壳体构造成在第一位置与第二位置之间移动，使得在所述第二壳体在所述第一位置时，所述第一壳体打开，使得模具能够插入其中，并且在所述第二壳体在所述第二位置时，所述第二壳体和所述第一壳体限定第二室；操纵系统；以及构造成定位在所述第二室内的用于冷却的装置。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述用于冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·D·普泽斯拉夫斯基，D·G·科尼策尔，C·R·汉斯利茨，G·L·林恩，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US