使用玻璃涂层的反应性金属的连续铸造制造技术

用于具有熔化腔室的连续铸造炉的密封件包括在熔化腔室和外部大气之间的通道，在该熔化腔室中具有铸模，用于制造金属铸件。当铸件运动通过通道时，铸件的外表面和通道的内表面限定了在它们之间的储存器，用于容纳液态玻璃或其它熔融材料，以防止外部大气进入熔化腔室。供给到储存器中的颗粒材料通过来自铸件的热量而熔化，以形成熔融材料。当铸件运动通过通道时，熔融材料涂覆铸件并固化，以形成涂层，从而保护热铸件不与外部大气反压。优选地，铸模具有内表面，该内表面的横截面形状限定了铸件外表面的横截面形状，由此，这些横截面形状与通道的内表面的横截面形状基本相同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及金属的连续铸造。特别是，本专利技术涉及对反应性 金属的保护，以防止在熔融或温度升高时与大气发生反应。具体地说， 本专利技术涉及使用熔融材料例如液态玻璃来形成屏障，以防止大气进入 到连续铸造炉的熔化腔室中，并包覆由该金属形成的金属铸件，以保 护金属铸件防止受到大气损害。
技术介绍
炉床熔融方法、电子束冷炉床精炼(EBCHR)和等离子体弧冷炉 床精炼(PACHR))最初是为了提高用于喷气发动机旋转部件的钛合 金的质量而开发出的。在该领域中，质量的提高主要涉及清除掉有害 的颗粒，例如高密度夹杂物(HDI)和硬质的a粒子。近来，对EBCHR 和PACHR的应用更多地集中在降低成本方面。能影响到成本降低的 一些途径是增强对各种形态的输入材料的灵活使用；创造出单步骤 的熔融工艺(例如，通常钛材的熔融需要两个或三个熔融步骤)；以及 促进更高的产量。钛和其它金属具有高反应性，因此必须在真空或惰性气体中进行 熔融。在电子束冷炉床精炼(EBCHR)中，在炉的熔融和铸造腔室中 保持高的真空度，以使得电子束枪可以工作。在等离子体弧冷炉床精 炼(PACHR)工艺中，等离子体弧炬使用惰性气体例如氦或氩(一般 为氦)来产生等离子体，因此，铸造炉中的气氛主要是由等离子体炬 所使用气体的部分压力或正压力构成的。在任一情况下，由与熔融钬 发生反应的氧气或氮气对炉腔室造成的污染可能会在钛铸件中引起硬 a粒子缺陷。为了能在以最小程度中断铸造过程、且不会对熔化腔室造成氧气/ 氮气/或其它气体污染的情况下将铸件从炉中取出，目前的炉采用了拉出式腔室。在铸造处理过程中，伸长的铸件通过隔绝闸阀从铸模的底 部移出，并进入到拉出式腔室中。当铸件达到了合适的或最大长度时， 它通过闸阀从铸模中完全拉出，并进入到拉出式腔室中。然后，闸阀 关闭，以将拉出式腔室与炉的熔化腔室隔绝开，拉出式腔室从铸造炉 的下方移出，然后将铸件取出。尽管可以工作，但这样的炉具有一些局限性。首先，铸件的最大 长度被限制为拉出式腔室的长度。此外，在将铸件从炉中取出的过程 中，必须要停止铸造。因此，这样的铸造炉能进行连续熔融操作，但 却不能连续铸造。而且，铸件的顶部通常具有在其冷却时形成的缩孔 (缩孔管)。对铸件顶部(称为热顶)的冷却进行控制能减少这些缩 孔，但热顶是消耗时间的处理，该处理会降低生产率。铸件的带有缩 孔或缩孔管的顶部部分是无用的材料，因此，这会导致产量的降低。 而且，由于在铸件底部的、安装在取件冲顶器上的燕尾榫，产量将会 额外地降低。本专利技术通过密封装置而消除或明显减少了这些问题，该密封装置 允许对钛、超级合金、难熔金属、以及其它反应性金属进行连续铸造， 因此使得铸锭、棒、板坯或类似形式的铸件可从连续铸造炉的内部移 动到外部，而不会将空气或其它外部大气带入到炉腔室中。
技术实现思路
本专利技术提供了一种装置，它包括连续铸模，该连续铸模适用于生产具有外周缘的金属铸件；金属铸件通路，该金属铸件通路从铸模向下延伸，适用于使得金属铸件能够通过其；储存器，该储存器邻近 所述通路，适用于容纳熔池，该熔池用于向金属铸件的外周缘施加熔 融材料涂层；供给路径，该供给路径与储存器连通，适用于将固态颗 粒供给到储存器中；以及第一振动器，该笫一振动器邻近供给路径， 用于使供给路径振动。本专利技术提供了一种装置，它包括连续铸模，该连续铸模适用于 生产具有外周缘的金属铸件；金属铸件通路，该金属铸件通路从铸模 向下延伸，适用于使得金属铸件能够通过其；储存器，该储存器邻近所述通路，适用于容纳熔池，该熔池用于向金属铸件的外周缘施加熔融材料涂层；固态颗粒供给路径，该固态颗粒供给路径具有与储存器 连通的出口端，并适用于将固态颗粒供给到储存器中；以及冷却装置， 该冷却装置邻近供给路径的出口端，用于冷却供给路径。本专利技术提供了一种装置，它包括连续铸模，该连续铸模适用于 生产具有外周缘的金属铸件；金属铸件通路，该金属铸件通路从铸模 向下延伸，适用于使得金属铸件能够通过其；储存器，该储存器邻近 通路，适用于容纳熔池，该熔池用于向金属铸件的外周缘施加熔融材 料涂层；容器，该容器适用于容纳固态颗粒；多个导管，这些导管与 储存器连通，并适用于将固态颗粒供给到储存器中；以及分配器，该 分配器与容器连通且位于容器的下游，并与导管连通且位于导管的上 游，用于将来自容器的颗粒流分配至导管中。 附图说明图l是本专利技术的密封件与连续铸造炉结合使用时的剖视图。图2是与图1类似的视图，显示了用熔融材料形成铸锭的起始阶 段，其中，熔融材料从熔化/精炼炉床流入到铸模中，并被位于炉床和 铸模各自上方的热源进行加热。图3是与图2类似的视图，显示了形成铸锭的进一步的阶段，其 中，铸锭降低至提升器上并进入到密封区域中。图4是与图3类似的视图，显示了形成铸锭和在铸锭上形成玻璃 涂层的进一步的阶段。图5是图4中的圏绕部分的放大图，其显示了玻璃颗粒进入到液 态玻璃储存器中和形成玻璃涂层的情形。图6是铸锭在从炉的熔化腔室中取出之后的剖视图，显示了在铸 锭外表面上的玻璃涂层。图7是沿图6中的7-7线的剖视图。图8是本专利技术的连续铸造炉的示意正视图，显示了铸锭的驱动机 构、铸锭切割机构、以及铸锭处理机构，其中，新生产的、带有涂层 的金属铸件向下延伸到熔化腔室的外部，并由铸锭驱动机构和铸锭处7理机构支撑。图9与图8类似，显示了由切割机构切割开的一段涂层包覆金属 铸件。图IO与图9类似，显示了被降低的切割段，用于方便对它的处理。 图ll是与图8-10类似的放大示意正视图，更详细地显示了本发 明的供给系统。图12是料斗、供给腔室、供给管和振动器的放大局部侧视图，其 中，部分以剖视显示。图13是沿图12中的线13-13的剖视图。图14是沿图11中的线14-14的剖视图。在所有的附图中，类似的标识表示类似的部件。 具体实施例方式在图1-5中，本专利技术的密封件总体由标号IO表示，其与连续铸造 炉12—起使用。炉12包括围绕熔化腔室16的腔室壁14，密封件IO 布置在熔化腔室16中。在熔化腔室16中，铸造炉12还包括熔化/精 炼炉床18，该熔化/精炼炉床18与铸模20流体连通，铸模20具有基 本圆柱形的侧壁22,该侧壁具有基本圓柱形的内表面24，该内表面 24限定了在铸模中的模腔26。热源28和30分别布置在熔化/精炼炉 床18和铸模20的上方，用于对反应性金属例如钛和超级合金进行加 热，并使其熔化。优选是，热源28和30是等离子体炬，但也可釆用 其它合适的热源，例如感应式加热器和电阻加热器。炉12还包括提升器或取件沖顶器32，其用于将金属铸件34放低 (参见图2-4)。可采用任何合适的取件装置。金属铸件34可以为任何 合适的形状，例如圆形铸锭、矩形板坯或类似物。沖顶器32包括具有 铸模支撑件38的细长的臂36，该铸模支撑件38为基本圆柱形板的形 状，安置于臂36的顶部上。铸模支撑件38具有基本圆柱形的外表面 40，当沖顶器32沿垂直方向运动时该外表面40布置成紧邻铸模20 的内表面24。在工作过程中，熔化腔室16中含有气体42，该气体42 不与可以在炉12中熔化的反应性金属例如钛和超级合金反应。可釆用惰性气体来形成非反应性的气体42 ，特别是在使用等离子体炬的情况 下，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其包括：　连续铸模，该连续铸模适用于生产具有外周缘的金属铸件；　金属铸件通路，该金属铸件通路从铸模向下延伸，适用于使得金属铸件能够通过其；　储存器，该储存器邻近所述金属铸件通路，适用于容纳熔池，该熔池用于向金属铸 件的外周缘施加熔融材料涂层；　供给路径，该供给路径与储存器连通，适用于将固态颗粒供给到储存器中；以及　第一振动器，该第一振动器邻近供给路径，用于使供给路径振动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-5-2 11/799,5741.一种装置，其包括连续铸模，该连续铸模适用于生产具有外周缘的金属铸件；金属铸件通路，该金属铸件通路从铸模向下延伸，适用于使得金属铸件能够通过其；储存器，该储存器邻近所述金属铸件通路，适用于容纳熔池，该熔池用于向金属铸件的外周缘施加熔融材料涂层；供给路径，该供给路径与储存器连通，适用于将固态颗粒供给到储存器中；以及第一振动器，该第一振动器邻近供给路径，用于使供给路径振动。2. 根据权利要求1所述的装置，还包括在供给路径上的供给盘， 该供给盘能够响应于第一振动器的振动而振动。3. 根据权利要求2所述的装置，还包括第二振动器；以及在供 给路径上的导管，该导管与供给盘连通并位于该供给盘的下游，该导 管能够响应于第二振动器的振动而振动。4. 根据权利要求l所述的装置，还包括在供给路径上的导管， 该导管能够响应于第一振动器的振动而振动。5. 根据权利要求4所述的装置，还包括内部腔室，该内部腔室 由侧壁界定；以及安装在侧壁上的块；其中，导管和第一振动器安装 在该块上，储存器处于内部腔室中。6. 根据权利要求l所述的装置，还包括在供给路径上的多个导 管，这些导管与储存器连通；以及分配器，该分配器与导管连通并位 于导管的上游，用于将来自容器的颗粒流分配至导管中。7. 根据权利要求6所述的装置，其中分配器包括多个槽道，所 述槽道具有相应的用于接收颗粒的进口端以及相应的排列成用于将颗 粒供给到导管中的出口端。8. 根据权利要求7所述的装置，还包括在供给路径上的容器， 该容器安装在进口端之上的槽道上，并从该槽道向上延伸。9. 根据权利要求6所述的装置，还包括在供给路径上的容器， 该容器与分配器连通，并位于该分配器的上游。10. 根据权利要求1所述的装置，其中供给路径具有出口端， 该出口端与储存器连通；且该装置还包括冷却装置，该冷却装置邻近 供给路径的出口端，用于冷却供给路径。11. 根据权利要求10所述的装置，其中冷却装置包括管、在管 上的流体进口孔和在管上的流体出...

【专利技术属性】
技术研发人员：MP雅克，FP斯帕达福拉，KO余，BW马丁，
申请(专利权)人：RTI国际金属公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]