铸造金属物件制造技术

一种在模中铸造金属物件的方法，包括在装有微粒材料（２０８）的模箱（２０２）中设立模（２０９）。在铸造腔（１０３）中放置所述模箱且腔中的坩锅（１２２）中装入金属（４０６）。当所述模箱和所述坩锅在所述腔中定位后，自所述腔中真空排气。坩锅中的金属被加热并熔化，在熔化之前或之后，非氧气气体被注入铸造腔。采用真空泵直接作用于所述模箱，以辅助熔化的金属流进入所述模，然后在非氧气气体环境下，自所述坩锅灌注熔化金属进入所述模。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在模中金属铸造的装置，和在模中铸造物件的方法。
技术介绍
铸造金属物件的专利技术装置和方法的
技术介绍
中可知，在真空感应 熔炼单元包括两个水冷腔。初级腔包括熔炼炉，在其中金属在真空下 被熔炼。当熔液准备灌注时，陶器壳模(ceramic shell mould),预先 加热到1000° C放置于其后也被真空排气的第二腔中。当两腔中的压 力均衡时，腔间的阀门被打开。模被传送到初级腔并灌注熔化的金属。 模然后被回收到第二腔，阀门关闭并且第二腔提供抵靠着空气压力。因此，这种方法需要相对昂贵的设备，包括具有一对被具有足 够大的尺寸以允许模通过的阀门隔开的双腔的真空感应熔炼单元；和 用于预加热陶器壳的加热装置。另外，真空感应熔炼单元必须具有真 空泵装置，其能够使第二腔非常快的真空以减少陶器壳的温度损失。 由于该设备和工艺的高成本，当全球潜在的基于特种钢和镍的铸造制 造考虑要求时,双腔系统仅适用于较小的市场分额。世界上少数的这种真空感应熔炼单元具有大于IOO公斤的熔炼能 力。因为加工能力和操作成本，以及生产巨大的陶器壳困难，其必须 在IOOO。 C免铸，它们的应用只能相应的应用于铸造那些重量和安全 性远远重要于成 的场合，例如在航天器的部分。上述描述的方法也具有不好的能源效率的问题，第一，由于需要 预加热模，且第二由于在预加热炉和铸造腔之间传送模所造成的热量 的损失。同样需要认识到，传送陶器壳模，当在iooo。 c下，在预加热装置和真空感应熔炼装置间产生了传送问题并需要适当的处理设备。对模的在预加热炉和铸造腔之间保温也被证明是困难的，特别是 对大型模。此外，由于模的尺寸增加，而腔的尺寸也同增加以容纳模。 对于泵的功率，大的第二腔通常比较小的要花费很长的时间来真空排 气。因此，在预加热炉和初级(铸造)腔间传送模所花费的时间通常 由于较大的腔而延长。这进一步的造成在预加热炉和铸造腔间保持模 温度的困难。当然，泵的功率可以增加，以在应用水平上保持对第二 腔真空排气的速度和保持在预加热炉和铸造腔间传送，但是这样造成 资金和运营成本的增加。
技术实现思路
根据本专利技术的第 一个方面，其提供了在模中铸造金属物件的方法，包括步骤(a)在装有微粒材料的模箱中设立模;(b)在铸造腔中放 置所述模箱；(c)向坩锅中装入金属;(d)当所述模箱和所述坩锅在所述 腔中定位后，自所述腔中真空排气以降低所述腔中的压力；(e)加热坩 锅中的金属以熔化所述金属；(fl)在自所述腔中真空排气完成后，注 入非氧气体进入所述铸造腔；(f2)采用真空泵直接作用于所述模箱， 以辅助熔化的金属流进入所述模；和(g)自所述蚶锅灌注熔化金属进入所述模，同时持续自所述模箱泵气体。由于^^莫箱安置在所述铸造腔中，同坩锅一起，在坩锅内的金属被 加热和熔化前，这个过程允许单腔真空感应熔炼单元的使用。而且， 由于在腔被真空排气之前模在腔中传递已经发生，需要装置和传送方 法将是简单的。又，由于整个过程发生在单独腔中，没有必要传送一个热的模(大约1000° c)通过第二腔，到铸造腔。因此，大的铸件能够通过此方 法生产。为了说明之目的，"大的铸件"是指加工后质量在IOO公斤或以上的铸件。优选的，当其是冷的时候，模被安放在铸造腔中。为了说明之目的，"冷"这里被定义为介于周围空气温度和300。 C之间的温度。 由于模不需要加热(大约1000° C),加热设备和处理设备可以简化， 特别是对大的铸件。另外，能源费和热损耗被降低。优选的，模在步骤(g)之前不被预加热。因此，处理模进一步 简化。根据本专利技术的第二个方面，提供一种在模中铸造金属物件的方 法，包括步骤(a)在装有微粒材料的模箱中设立模;(b)在铸造腔中放 置所述模箱；(c)向坩锅中装入金属;(d)当所述模箱和所述坩锅在所述 腔中定位后，自所述腔中真空排气以降低所述腔中的压力；(e)加热坩 锅中的金属以熔化所述金属；(f)在自所述腔中真空排气完成后，注入 非氧气体进入所迷铸造腔；和(g)自所述坩锅灌注熔化金属进入所述 模。根据本专利技术的第三个方面，提供一种在模中铸造金属物件的装 置，包括铸造腔具有(i)第一接口，其被成型适于连接气体以供应 引入非氧气体进入铸造腔；(ii)第二接口，其被成型适于连接泵设 备以用于自铸造腔中真空排气；和(iii)管，其具有连接安装在铸造 腔外的泵设备的装置和具有连接安装在铸造腔里的模装置之内的低 压腔装置；和电气加热装置用于熔化置于在所述铸造腔里的坩锅中的 金属。附图说明图1显示的是用于铸造金属物件的装置101的剖面示意图2显示的在铸造装置101中使用的模装置201;图3显示的是使用图1中的装置101铸造金属物件方法的流程图；图4显示的是根据图3中要点方法所使用的装置101; 图5显示的是提供准备模步骤301的进一步细节的流程图； 图6显示的是被用在用于铸造金属物件的装置101中的沙模装置 601;和图7显示的是被用在图1的装置101中的沙模装置701。优选的实施方式 图1用于铸造金属物件的装置101在剖面示意图表中所示。装置101 包括界定了铸造腔103的壳体102。图1中所示的壳体102安装在铸 造地面151之上。腔103的进入口通过主门104和壳体102的壁上的 蚶锅门105提供。因此工人，这样的铸造工人152可以通过主门104 进入腔103。主门104和蚶锅门105被提供了密封106,这样当门关 闭时，如图l所示，腔被实质的空气密闭。腔103具有进接口 107成型适于连接气体以供应引入非氧气体进 入铸造腔103。因此，在本实施例中，接口 107具有连接实现自氩气 汽缸110提供氩气供应的管设备109的法兰108。在管设备109上提 供阀门111以控制自汽缸进入腔103中的气流。在当前的事例中，进入气被采用，但是可预见此处的气体可以被 其他气体替换，例如氮气，取决于铸造的金属类型。应该注意到这里用的单词"金属"是指纯的金属和金属合金。因 此，金属可以是合金，例如钢，不锈钢或者镍基合金。腔103具有出接口 112成型适于连接泵设备用于自铸造腔中真空 排气。因此，接口 112具有连接真空排气管114上的相应法兰的法兰 113。真空排气管114在出接口 112和泵设备115之间提供连接。在 本例中，泵设备包括一双罗茨风机(roots blower)串行连接并由旋转 活塞泵所支持。真空排气管114提供有螺线管执行机构阀门116以控 制自腔103的气体的泵动。可以理解的是在装置101工作过程中，门9封106在腔103和占有工人的周围空间之间，例如工人152,提供了 真空密封。除了接口 107和112外，腔103具有独立的管117，其具有连接 安装在铸造腔外的泵设备的装置和具有连接安装在铸造腔内的低压 腔装置。因此，在本例中，管117为在腔103外的末端上具有法兰118 和在腔内的相对端具有法兰119的管子。本例中的法兰118通过第二 真空排气管120连接在泵装置125上。真空排气管也提供了螺线管执 行机构阀门121以控制通过管117的泵气。安装在腔103内的法兰119 允许管117连接在低压腔上，其自身在工作过程中置于铸造腔103之 中。这将在下面的图4中进一步描述。在本实施例中，泵装置12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在模中铸造金属物件的方法，包括步骤为：　（ａ）在装有微粒材料的模箱中设立模；　（ｂ）在铸造腔中放置所述模箱；　（ｃ）向坩锅中装入金属；　（ｄ）当所述模箱和所述坩锅在所述腔中定位后，自所述腔中真空排气以降低所述腔中的压力；　（ｅ ）加热坩锅中的金属以熔化所述金属；　（ｆ１）在自所述腔中真空排气完成后，注入非氧气体进入所述铸造腔；　（ｆ２）采用真空泵直接作用于所述模箱，以辅助熔化的金属流进入所述模；和　（ｇ）自所述坩锅灌注熔化金属进入所述模，同时持续自所述模箱泵 气体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔科尼利厄斯阿什顿，
申请(专利权)人：国际铸造技术公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]