排气的铸型及其制造方法技术

为保证型腔浇注完全充满铸型壳体除了有一个型腔并至少有一个排出型腔气体的通道，它具有一个预先确定的规则形状部分，通往型腔的一个部分的入口部分小孔．还具有一个由一条铸型壳体内的不规则裂缝形成的出口部分．铸型由部分粘结的陶瓷材料成型做出，型腔内放入一个一定形状的排气通模子．将铸型加热，模子的热膨胀形成了排气通道的裂缝部分，将铸型加热到较高温度，则排气道模子气化并从铸型壳体中排出．（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，尤其是用于真空浇注法的铸型的制造方法，所述真空浇注法在美国专利3863706和3900064中有过介绍，它特别适用于浇注壁很薄的铸件。熔模铸造的铸件型腔需要有透气性，以便排出型腔中存在的气体保证型腔在浇注期间能被完全充满。在前述专利中所介绍的真空浇注法造成一种反重力状态，在这种状态下浇注铸型时上述透气性同样是需要的。为了制造那样的铸型，能使用一种陶瓷混合物，它在最终固化的状态下具有的透气性为当氮的压力等于0.5磅/平方吋时，每平方吋(6.5cm2)铸型面积每分钟约含有14cc氮。对于横断面的最小尺寸大约为0.04吋(1.0mm)或更多的铸型来说，为了在浇注期间排出气体，只要此薄壁部分的面积小于两三个平方时，上述的透气性值就提供了保证充满型腔所需的足够的排气。然而，对于横断面的一个尺寸小于0.04吋的壁厚很薄的部分来说，尤其当这些部分的面积大于三平方吋(19.5cm2)时，要做到完全充满是困难的，甚至是不可能的。为铸型提供更大透气性的造型混合物来解决这个问题的尝试，已经证明不能令人满意。这样做出的铸型比较脆弱，在浇注时容易损坏，并且型腔表面过于疏松，导致铸件表面粗糙。在铸型上磨削而成的，或者穿过铸型造型制出的排气缝隙，它的横断面的最小尺寸太大，使被浇注材料漏出过多，并且那样的磨削和造型也是困难和花费昂贵的。在形成铸件型腔的“失蜡”方法中，在一个模子的周围制作出较薄的缝隙几乎是不可能的，因为此缝隙用的极薄的“失蜡”模子太脆弱，承受不住所涂挂的造型混合物，因此此模子的外端很可能被造型混合物毁坏，从而堵住了缝隙。本专利技术提供具有新颖排气结构的排气铸型，这种排气结构大大地增加了与排气入口邻接的铸型的透气性，并且在浇注期间浇注材料不会漏出，也不会削弱铸型而危及它在整个铸造操作中的完整性。本专利技术还进一步提供一种制造这样的铸型的新颖的方法，这种方法实施起来没有困难，也不昂贵。根据本专利技术的排气铸型具有一个壳体，此壳体由固化的、有粘结力的耐火材料制成，包括一个铸造所需形状的型腔，以及至少一个排气通道，所述排气通道用来从型腔的一个部分的内部通过此铸型壳体的外表面排出气体。这个通道具有一个入口部分，它具有预先确定的规则形状，在其一端做出一个通往型腔一个部分的小孔，并且与此小孔邻接的横断面的一个尺寸很小，因此，排气通道入口部分与跟它相通的铸件型腔部分相比较，对浇注材料渗入的阻力要大得多。此排气通道还具有一个出口部分，它由铸型壳体上的一条不规则裂缝形成，裂缝的内端暴露于此排气通道入口部分之中，并且延伸通过铸型壳体的外表面。并且它的横断面有一个尺寸足够的小，以防止已渗入排气通道入口部分的浇注材料通过此处漏出。在最佳结构中，裂缝的指定横断面的一个尺寸比引入部分的指定横断面的一个尺寸要小，它们的适用值分别为小于0.015吋(0.38mm)和大约0.02吋(0.51mm)。另外，裂缝的该横断面的另一个尺寸比入口部分的该横断面的另一个尺寸要大，并且两者基本上平行。本专利技术的方法用来形成这种由耐火材料制成的铸型壳体，所述耐火材料在最初状态是局部粘结的，因而是比较软的，可成型的，用加热到较高温度的方法使它最终转化成全面粘结的固化粘合状态。先在此壳体中形成具有被浇铸件形状的型腔，并且还在此铸件型腔的一个壁上加上至少一个排气道模子，所加的排气道模子具有一定的形状，因此在壳体中构成一个具有预先确定的规则形状的排气通道部分，所述排气通道部分从型腔的入口小孔开始延伸通过型腔壁一段距离。然后将此铸型壳体加热到低于通气道模子熔点的温度并保温足够的时间，因此，模子的热膨胀使铸型壳体开裂，形成所需的裂缝。此裂缝从排气道模子的棱边开始，延伸穿过铸型壳体的外表面，因而完成了这个排气通道。最后，将此铸型壳体进一步加热到一个足够高的温度，并保温一段足够的时间，以便使排气道模子气化、燃烧并从铸型壳体中排出，从而完成了此铸型壳体的固化。在这种方法的最佳实施例中，铸型壳体是在一个“失蜡”铸件模型的周围形成的，在此以前，一个或多个排气道模子的排气道入口小孔端已经被固定在铸件模型上。铸件模型的熔点温度比排气道模子的熔点温度低，因此在铸型壳体被加热到一个低于排气道模子的熔点温度以便产生排气道裂缝的过程中，铸件模型熔化并在加热到更高温度之前就从此铸型中流出，而流不出的剩余部分在后继的更高温度的加热中气化排出，制造排气道模子的材料比起制造铸件模型的材料来，具有高得多的拉伸强度，例如尼龙或聚苯乙烯之类都是排气道模子适用的材料，它们的热膨胀系数大约是9×10-5吋/吋/°F。排气道模子的远离入口小孔的端部被加大并做成一定形状，使它的膨胀力集中到一个棱边上，因此所述裂缝沿此棱边大致形成。图1是一个用图3铸型制成的铸件的侧视图;图2是图1所示铸件的底视平面图;图3是一个根据本专利技术的排气铸型的中心纵断面图;图4是图3铸型右端的局部放大视图;图5是沿着图4的5-5剖线，按箭头方向看过去的横断面图;图6是根据图3至5的完整铸型的组合件顶视平面图，此铸型具有公共冒口，内部含有已浇成的铸件;图7是沿着图6的7-7线剖切，按箭头方向看过去的立面图，显示出内部情况;图8是一个蜡模的中心纵断面图，此蜡模用于形成图3所示的铸型;图9是图8右外侧端部的局部放大视图;图10是沿着图9的10-10剖线，按着箭头方向看过去的横断面图;图11是所用的排气道成型模子的放大透视图;图12所示的视图类似于图4，显示出铸型已在蜡模周围形成，并且蜡模已被熔化除去之后的情况。下面介绍本专利技术的最佳实施例1.铸型附图所说明的铸型，其型腔用来形成图1和2所示高尔夫球棒(长打棒)的空心金属头。本专利技术可运用于任何形状的型腔，选择所示的高尔夫球棒头形状来说明本专利技术，是因为它是一个具有大表面面积的薄壁铸件的实例，利用根据本专利技术的铸型生产该铸件具有最大的优越性。首先讨论这个铸件还因为人们熟知其整个形状，它的型腔的横断面图就比较容易理解。除了左边的，挨着铸型的充填浇口通道的余部10之外，图1和2所示的高尔夫球棒头具有长打棒常见的头部形状，而余部10在铸件完工前除去。此铸件是空心的，并且大部分是薄壁的，除了打击面厚度大约0.125吋(3.18mm)以外，壁厚在大约0.035吋(0.80mm)至大约0.06吋(1.5mm)范围内变化。管柄12的自由端是开口的，以便安放和固定到高尔夫球棒的杆上。图1示出了击球面，它具有从这个倒置的球棒头的顶部14到底部16的弯曲形状，并具有通常的、大体上是平面的中间打击部分18。壁14、16由趾壁20和管柄12的形成踵壁22的基部连接到后壁19上。除了管柄12的开口端和穿过底壁16的一个通孔24(见图2)之外，这些壁完全地封闭住球棒头的内部。通孔24为形成型腔内壁的造型材料提供进入内部的通道。在此铸件完工之后，通孔24由一块切成与其吻合的板(未示出)盖住，所述的板支承在三个扁平的薄片26上，而薄片26做在底壁16的内侧表面上并且突出在此开孔临近底平面处。然后将板的周边与通孔24的边缘焊在一起并磨光，完成此球棒头。在图3中，把一个生产图1和2铸件用的铸型用中心纵断面图的形式示出，并将它的整体以符号30标出。此铸型具有贝壳状的壳体，此壳体由固化的、有粘结力的耐火材料做成，由完全粘合在一起的陶瓷粘结料做本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个具有由固化的、有粘结力的耐火材料制成的壳体的排气铸型，它包括一个浇注所需形状的铸件用的型腔，以及至少一个排气通道。所述排气通道用来从所述型腔的一个部分的内部，通过所述的铸型壳体的外表面排出气体。它包括：一个具有预先确定的规则形状的部 分，它只延伸穿过型腔壁一段距离，在其一端形成一个通往所述型腔的一个部分的入口部分小孔，此入口部分与所述小孔邻接的横断面的一个尺寸足够地小，因此所述入口部分与所述型腔部分相比较，对浇注材料渗入的阻力要大得多。一个由所述铸型壳体内的一条不规 则裂缝形成的出口部分，所述裂缝的内端暴露于所述入口部分之中，并且延伸通过所述铸型壳体的外表面，并且它的横断面的一个尺寸足够的小，以防止渗入所述入口部分浇注材料通过此处漏出。

【技术特征摘要】
US 1986-1-30 8241541.一个具有由固化的、有粘结力的耐火材料制成的壳体的排气铸型，它包括一个浇注所需形状的铸件用的型腔，以及至少一个排气通道。所述排气通道用来从所述型腔的一个部分的内部，通过所述的铸型壳体的外表面排出气体。它包括一个具有预先确定的规则形状的部分，它只延伸穿过型腔壁一段距离，在其一端形成一个通往所述型腔的一个部分的入口部分小孔，此入口部分与所述小孔邻接的横断面的一个尺寸足够地小，因此所述入口部分与所述型腔部分相比较，对浇注材料渗入的阻力要大得多。一个由所述铸型壳体内的一条不规则裂缝形成的出口部分，所述裂缝的内端暴露于所述入口部分之中，并且延伸通过所述铸型壳体的外表面，并且它的横断面的一个尺寸足够的小，以防止渗入所述入口部分浇注材料通过此处漏出。2.根据权利要求1所述的铸型，其特征为，所述裂缝的所述横断面的一个尺寸比所述入口部分的所述横断面的一个尺寸要小。3.根据权利要求2所述的铸型，其特征为，所述入口部分的所述横断面的一个尺寸大约为0.02吋。4.根据权利要求3所述的铸型，其特征为，所述裂缝的所述横断面的一个尺寸小于0.015吋。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的铸型，其特征为，所述裂缝的横断面的另一个尺寸大于所述入口部分的横断面的另一个尺寸，并且两者基本平行。6.根据权利要求5所述的铸型，其特征为，所述具有预先确定的规则形状的通道部分，其远离所述型腔的一端相对于所述入口部分而言，横断面的尺寸都加大了。7.根据权利要求5所述的铸型，其特征为，所述壳体的耐火材料由液态的和干的陶瓷材料的混合物固化而成。8.一种用部分粘结的耐火材料制造排气铸型的方法，所述耐火材...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治迪克森昌德利，
申请(专利权)人：希契纳尔制造公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]