用于制造由非晶态或部分非晶态金属形成的铸件的设备和方法以及铸件技术

本发明专利技术涉及一种用于制造由非晶态或部分非晶态金属形成的铸件(36)的设备(1、1a、1b、1c、1d、1e)，其包括：铸件模具(3、3a、3b、3c、3d、3e)，该铸件模具具有用于引入形成铸件(36)的铸造材料(15、15a、15b、15c、15d、15e)的至少一个浇注口(16、16a、16b、41、16c、16d、16e)；以及用于熔融铸造材料(15、15a、15b、15c、15d、15e)的熔融装置。该熔融装置适宜地具有设置成用于熔融铸造材料(15、15a、15b、15c、15d、15e)的至少一个熔融区域(13、13a、13b、40、13c、13d、13e)。本发明专利技术有利地提出一种能够将熔融能量特别有针对性地引入到铸造材料中的设备。在一实施方式中，熔融装置具有用于在至少一个熔融区域(13、13、13b、40、13c、13d、13e)中形成至少一个电弧(30、30a、39)的机构，该机构尤其是包括至少两个彼此间隔布置的电极(32、32a、38、32b、32c)，在该至少两个电极之间能够形成至少一个电弧(30、30a、39)。39)。39)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造由非晶态或部分非晶态金属形成的铸件的设备和方法以及铸件


[0001]本专利技术涉及一种用于制造由非晶态或部分非晶态金属形成的铸件的设备，其包括：铸件模具，该铸件模具具有用于引入形成铸件的铸造材料的至少一个浇注口；以及用于熔融铸造材料的装置。本专利技术还涉及一种用于制造铸件的方法以及一种由非晶态或部分非晶态金属制成的铸件。

技术介绍

[0002]非晶态金属为无结晶凝聚的金属材料。它们又称为金属玻璃，并因其非晶态或部分非晶态结构而具有卓越的机械特性。
[0003]现有技术中已知用于制造由非晶态金属制成的铸件的设备和方法。为此，在坩埚中感应加热铸造材料，并在压铸法中借助铸压柱塞将铸造材料通过浇注口压入到永久铸模中。
[0004]其缺陷在于，因使用熔融坩埚，可能将杂质引入熔体，从而在凝聚期间引起结晶。这意味着丧失有利的机械特性。另外，在所谓的冷坩埚法中，因感应加热铸造材料，只能达到比铸造材料的熔融温度高出约50℃至60℃的轻微过热。为了确保非晶态凝聚，必须将铸造材料优选地加热到远高于其熔融温度的温度，尤其是高出75℃至1300℃。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种用于制造由非晶态或部分非晶态金属制成的铸件的设备，该设备能够实现铸件的极高过热，并且能够简化加工。
[0006]本专利技术用以达成上述目的的解决方案为熔融装置具有至少一个设置用于熔融铸造材料的区域。
[0007]在所述设备的熔融区域内，铸造材料可以熔融并过热高达1300℃。可以将为此所需的能量极有针对性地引入到铸造材料中，该铸造材料例如可以呈现丸粒形式。
[0008]所述设备的周围区域或相邻部件有利地不受热应力。此外，铸造材料仅在引入到铸件模具的前才熔融。在熔体温度能够急剧下降时不必从熔炉中进行输送。根据本专利技术的设备可以提高过热，还会确保待制造的铸件可以非晶态或部分非晶态凝聚，尤其是主要非晶态凝聚。
[0009]适宜地，熔融装置具有用于在至少一个熔融区域中形成至少一个电弧的机构，该机构尤其是包括至少两个彼此间隔布置的电极，在该至少两个电极之间能够形成至少一个电弧。电弧可以从电极向铸造材料延伸，尤其是呈现为丸粒并待熔融的铸造材料，和/或电弧可以被引导经过铸造材料的表面的上方。有利地，将熔融所需的能量输入有针对性地引入丸粒，而周围区域不受热应力。如果设置多个其中应熔融铸造材料的区域，则可以设置多个电极，发自这些电极的各自至少一个电弧向待熔融的铸造材料延伸。也可设想，形成多个电弧，以熔融单一的优选呈丸粒形式的铸造材料。铸造材料可以极高过热且更快熔融。
[0010]还可设想，通过激光和/或电子束熔融铸造材料。
[0011]在本专利技术一实施方案中，至少两个电极之一至少部分地由铸造材料制成。有利地，铸造材料无需单独的电接触。由此简化制造过程中的操作。
[0012]在本专利技术另一实施方案中，至少一个熔融区域被引入到铸件模具中。为此，熔融区域优选地与铸件模具的浇注口流体连通。通过优选使用电弧、激光束和/或电子束来熔融铸造材料，将能量输入局部限定于铸造材料。不会对铸件模具造成热损伤。有利地，铸造材料可以熔融并立即通过浇注口引入到模具中。不再需要从远距离熔融区域到铸件模具的传输路径。
[0013]如果设置多个熔融区域，则可以例如使用单个铸件模具同时制造多个铸件。
[0014]也可设想，设置多个熔融区域，以通过多个浇注口浇灌单个模具型腔。可以有利地制造更大型的铸件。
[0015]适宜地，至少一个熔融区域包括用于容纳铸造材料的尤其是凹腔状的凹部和/或底座状的凸部，并优选至少部分地围绕至少一个浇注口布置。铸造材料可以放置在底座上或引入到凹部中并且熔融。也可设想，设置具有容纳底座的凹部。
[0016]浇注口与底座和/或凹部流体连通，因此熔融的铸造材料可以直接通过该浇注口引入到铸件模具的模具型腔中。
[0017]铸造材料可以例如作为丸粒放置到浇注口上，以便覆盖该浇注口。由于非晶态或部分非晶态凝聚的熔融金属合金的高粘性和/或高表面张力，丸粒在熔融状态下保持其形状并覆盖浇注口，直至借助铸压柱塞将其压入。
[0018]在本专利技术一实施方案中，至少一个熔融区域由设置用于将熔融的铸造材料引入到铸件模具的模具型腔中的尤其是圆柱形的铸压柱塞的端面以及用于导引安置铸压柱塞的导引机构的内壁界定，其中，导引机构优选地包括圆柱形的套筒。内壁和铸压柱塞的端面形成坩埚，在该坩埚中可以将铸造材料在引入到铸件模具的前一刻熔融。可以有利地逆向于重力作用方向(“自下方”)浇灌铸件模具。如果控制铸压柱塞的移动，则可以设定模具浇灌速度或速度分布曲线。为此，可以设置控制装置，该控制装置尤其是设置用于使铸压柱塞和套筒向铸件模具的浇注口的方向同时移动。
[0019]熔融的铸造材料在引入到铸件模具之前仅极为短暂地停留在所形成的坩埚中，这样有利地排除了污染。
[0020]在本专利技术另一实施方案中，至少一个设置用于将熔融的铸造材料引入到模具型腔中的尤其是圆柱形的铸压柱塞能够相对于用于导引安置铸压柱塞的导引机构移动，尤其是逆向于复位机构的复位力的作用方向移动。复位机构可以例如包括弹簧。导引机构的壁部例如构造为套筒，并突出超过铸压柱塞与熔融的铸造材料相接触的底面。由此，当将套筒对接至铸件模具时，可以形成由套筒的内壁、铸压柱塞的端面和包含浇注口的铸件模具部段界定的空间。通过铸压柱塞相对于导引机构的相对移动，空间减小，并且布置在该空间中的熔融的铸造材料被压入到模具中。一旦完成引入铸造材料，则铸压柱塞与套筒共同离开铸件模具而导引到起始位置。在此情形下，复位力促使铸压柱塞移动到其起始位置，在该起始位置中，该空间具有最大体积，并且可以执行新的铸造过程。
[0021]在本专利技术一实施方案中，至少一个熔融区域设置成用于接纳导引机构，并尤其是具有优选地呈环形的凹槽。环形凹槽尤其是置于铸件模具中。由此，用于形成在将铸造材料
引入到铸件模具之前接纳铸造材料的空间的导引机构可以与包含浇注口的铸件模具部段密封地连接。由此，铸造材料当压入时只会引入到铸件模具中。
[0022]适宜地，铸件模具的温度可变。优选地，可通过调控装置调节温度。铸件模具可以例如采用风冷、水冷和/或油冷。另外，可以通过连续的过程管理使铸件模具的温度保持恒定。由此提高过程稳定性。
[0023]在本专利技术另一实施方案中，所述设备包括用于将熔融的铸造材料排气和/或抽吸到铸件模具中的装置，优选地当将铸造材料引入到模具时，该装置可激活。由此，除铸压柱塞的压力之外，还可以施加吸力，该吸力将熔融的铸造材料抽吸到铸件模具中。这一点特别有利于铸造熔融的高粘性合金。另外，通过排气，即抽吸模具气体，该气体例如可以是诸如氩气等吹扫气体，不会在铸件中形成任何气体夹杂物。有利地，可以获得极佳的铸造质量。
[0024]适宜地，铸件模具由至少两个部分形成，并优选地由特别导热的材料制成，优选地由铜或铜合金制成。为了防止非晶态或部分非晶态凝聚的金属合金发生非期望的结晶，需要高速冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造由非晶态或部分非晶态金属形成的铸件(36)的设备(1、1a、1b、1c、1d、1e)，其包括：铸件模具(3、3a、3b、3c、3d、3e)，所述铸件模具具有用于引入形成所述铸件(36)的铸造材料(15、15a、15b、15c、15d、15e)的至少一个浇注口(16、16a、16b、41、16c、16d、16e)；以及用于熔融所述铸造材料(15、15a、15b、15c、15d、15e)的熔融装置，其特征在于，所述熔融装置具有设置成用于熔融所述铸造材料(15、15a、15b、15c、15d、15e)的至少一个熔融区域(13、13a、13b、40、13c、13d、13e)。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述熔融装置具有用于在所述至少一个熔融区域(13、13、13b、40、13c、13d、13e)中形成至少一个电弧(30、30a、39)的机构，所述机构尤其是包括至少两个彼此间隔布置的电极(32、32a、38、32b、32c)，在所述至少两个电极之间能够形成所述至少一个电弧(30、30a、39)。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述至少两个电极(32、32a、38、32b、32c)之一至少部分地由所述铸造材料(15、15a、15b、15c、15d、15e)形成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个熔融区域(13、13、13b、40、13c、13d、13e)被置于所述铸件模具(3、3a、3b、3c、3d、3e)中。5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个熔融区域(13、13、13b、40、13c、13d、13e)包括用于容纳所述铸造材料(15、15a、15b、15c、15d、15e)的尤其是凹腔状的凹部(14e)和/或底座状的凸部(14、14a、14c、14d)，并优选至少部分地围绕所述至少一个浇注口(16、16a、16b、41、16c、16d、16e)布置。6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个熔融区域(13、13、13b、40、13c、13d、14e)由设置成用于将熔融铸造材料(15、15a、15b、15c、15d、15e)引入到所述铸件模具(3、3a、3b、3c、3d、3e)的模具型腔(17、17a、17c、17d、17e)中的尤其是圆柱形的铸压柱塞(20、20a、20b、20c、20d、20e)的端面(25、25a、25c、25d、25e)以及用于导引安置所述铸压柱塞(20、20a、20b、20c、20d、20e)的导引机构的内壁(26、26a、26c、26d)界定，其中，所述导引机构优选地包括圆柱形的套筒(19、19a、19c、19d、19e)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，至少一个尤其是圆柱形的铸压柱塞(20、20a、20b、20c、20d、20e)能够相对于导引机构(19、19a、19c、19d、19e)移动，尤其是逆向于复位机构(22)的复位力的作用方向移动，所述
铸压柱塞设置成用于将熔融的铸造材料(15、15a、15b、15c、15d、15e)引入到所述铸件模具(3、3a、3b、3c、3d、3e)的所述模具型腔(17、17a、17c、17d、17e)中,所述导引机构用于导引安置所述铸压柱塞(20、20a、20b、20c、20d、20e)。8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，所述至少一个熔融区域(13、13a、13b、40、13c、13d、13e)设置成用于接纳所述导引机构，并尤其是具有优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫，
申请(专利权)人：非晶态金属解决方案有限责任公司，
类型：发明
国别省市：