用于金属铸造的供料器部件制造技术

本发明专利技术提出一种用于金属铸造中的供料器部件，它包括（ｉ）用于安装在模制铸型上的第一端；（ｉｉ）用于接纳供料器套筒的相对第二端；和（ｉｉｉ）由阶梯状的侧壁限定出的在第一端与第二端之间的孔；该供料器部件在使用中是可压缩的，由此减小第一端与第二端之间的距离，其中，阶梯状的侧壁具有第一侧壁区域和第二侧壁区域，第一侧壁区域限定部件的第二端和用于使用中的供料器套筒的安装表面（５４），第一侧壁区域相对于孔轴线以小于９０°倾斜，而第二侧壁区域与第一侧壁区域邻接，且平行于孔轴线或相对于孔轴线以与第一侧壁区域不同的角度倾斜，从而在侧壁中限定阶梯。该供料器部件提供了对专利文件ＷＯ　２００５／０５１５６８中所公开的部件的改进。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种在利用铸模进行的金属铸造操作中所使用的，具 体而言但不排它地，在中压砂型模制系统中所使用的改进型供料器部件。
技术介绍
在典型铸造过程或工艺中，熔融金属被浇注到确定出铸件的形状 的预成型模腔内。然而，当金属固化时其产生收缩，导致产生缩孔(shrinkage cavities ),所述缩孔继而导致在最终铸件中产生不可接受 的缺陷。这是铸造工业中众所周知的问题且通过使用在铸模形成过程 中整合入(或集成在)所述铸模中的供料器套筒或冒口而得以解决。 每个供料器套筒提供了与模腔连通的附加(通常是封闭的)体积或空 腔，以使得熔融金属也进入到供料器套筒内。在固化过程中，供料器 套筒内的熔融金属回流到模腔内以补偿铸件的收缩。供料器套筒空腔 中的金属比模腔中的金属保持更长时间的熔融状态是重要的，因此供 料器套筒被制成高度绝热或更通常被制成放热的，以使得一旦与熔融 金属接触就产生附加的热量以延迟固化。在固化并去除铸模材料后，供料器套筒空腔内的不想要的残留金 属保持附接到铸件上且必须被去除。为了有利于去除残留金属，在通 常被称作颈缩套筒的设计中，供料器套筒空腔可朝向其底部(或基部， 即将最接近模腔的供料器套筒的端部)形成渐细的。当对残留金属施 加剧烈鼓风处理时，残留金属在将接近铸模的最脆弱点处分离(该工 艺通常已公知为易割(或敲落(knock off))。铸件上有小的敲落印 迹也是希望的以允许将供料器套筒定位在通过邻近构造(或结构或者 特征)限制接近的铸件的区域中。尽管供料器套筒可被直接施加到模腔的表面上，但它们通常与缩 颈砂芯(breaker core)结合使用。所述缩颈砂芯简单地是在其中心带 有孔的难熔材料制的圆盘(通常是树脂粘结的砂芯或陶瓷芯或供料器 套筒材料芯)，所迷圆盘座落于模腔与供料器套筒之间。贯通缩颈砂5芯的孔的直径被设计成小于供料器套筒的内部空腔(所述空腔不必要形成渐细的)的直径，以使得在接近铸模的缩颈砂芯处发生易割。缩颈砂芯也由金属制造出。专利文件DE 19642838A1公开了一种改进的供料系统，其中常规的陶瓷砂芯用刚性的平坦环形体替代，而专利文件DE 20112425U1公开了 一种采用刚性的帽形环形体的改进供料系统。通常使用限定(或确定)出模腔的铸型(或模制铸型(mouldingpattern))形成铸模。销在预定位置处设置在模板(pattern plate)上用作供料器套筒的安装点。 一旦所需的套筒被安装在模板上，通过将型砂(moulding sand)浇注到模板上和供料器套筒周围直至覆盖所述供料器套筒和填充型箱(或铸模箱)而形成铸模。所述铸模必须具有足够强度以耐受熔融金属的浇注过程中的侵蚀，以承受当铸模充满时施加在所述铸模上的钢铁水静压力且抵抗当金属固化时产生的膨胀/压缩力。型砂可被分成两个主要种类。化学粘结(基于有机或无机粘合剂)或粘土粘结。化学粘结的模制粘合剂通常是自硬化体系，其中粘合剂和化学硬化剂与型砂进行混合且所述粘合剂和硬化剂立即开始反应，但反应足够慢以便足以允许型砂在模板周围成型且随后允许型砂足够硬化以进行去除和铸造。粘土粘结模制采用粘土和水作为粘合剂且可在生坯或未干燥状态下使用且通常被称作生砂(greensand)。生砂混合物不易流动或不易在压缩力下单独移动，且因此为了将生砂压实在铸型周围且如前详细所迷地为铸模提供充分强度的性质，施加震晃、振动、挤压和捣实方式的多种组合以高生产率生产均匀强度的铸模。通常使用液压捣锤在高压下压缩(压实)型砂(该过程被称作夯锤或预填)。随着铸件复杂性和生产率需求的增加，存在着对尺寸更稳定的铸模的需求且趋向于更高的捣实压力，所述更高的捣实压力可导致供料器套筒和/或缩颈砂芯当存在时使它们破裂，尤其是如果缩颈砂芯或供料器套筒在夯锤之前与模板直接接触的情况下更是如此。通过利用弹簧销而部分緩解了上述问题。供料器套筒和可选的定位器芯(在组成和整体尺寸上与缩颈砂芯相似)初始与模板间隔一定距离且随着夯锤朝向模板移动。弹簧销和供料器套筒可被设计成使得在进行捣实后，所述供料器套筒的最终位置使得其不与模板直接接触且通常与铸型表面距离5至25mm。易割点通常是不可预计的，这是因为其取决于弹簧销的底部的尺寸和轮廓且因此导致附加的清洗成本。专利文件EP-A-1184104中提供的解决方案是两部分供料器套筒。在铸模形成过程中的压缩下， 一个铸模(套筒)部分伸缩套入到另一部分内。其中一个铸模(套筒)部分总是与模板接触且不需要弹簧销。然而，仍存在与专利文件EP-A-1184104的伸缩套入布置相关联的问题。例如，由于伸缩操作，模制后的供料器套筒的体积是可变的且取决于多种因素，包括模压机压力、铸件几何形状和型砂性质。这种不可预计性可对供料性能产生有害影响。此外，在需要放热套筒的情况下，该布置不是理想适配的。当使用放热套筒时，放热材料与铸件表面的直接接触是不希望的且可导致较差的表面光洁度、铸件表面的局部污染且甚至导致子表面的气体缺陷。专利文件EP-A-1184104的叠伸缩套入布置的又 一个缺点源自需要保持两个铸模(套筒)部分(或部件)之间的初始间隔的突出部或凸缘。在模制过程中，这些小的突出部产生脱落(由此允许发生伸缩作用)且简单地落入型砂内。经过一定时间之后，这些碎片将积聚在型砂中。当碎片由放热材料制成时，该问题尤其突出。来自型砂的湿气可潜在地与吸热材料(例如金属铝)发生反应，导致形成小的爆炸性缺陷的潜在可能。在专利文件DE 20112425U1中进行减轻套筒破裂的效果的一种尝试是通过用 一对间隔开的唇缘支承套筒的重量而设置安装表面来实现的，安装表面形成沟道或凹槽，套筒座落在沟道中。内部唇缘防止套筒的破裂碎片落入铸模中，而外部唇缘防止破裂碎片落入型砂中。专利文件WO2005/051568 (其全部内容在此作为参考引入)公开了一种在高压砂模系统中尤其有用的供料器部件(可塌陷的砂芯)。所述供料器部件具有用于安装在铸型(或模制铸型)上的第一端、用于接纳供料器套筒的相对第二端和由阶梯状的侧壁限定出的在所述第一端与所述第二端之间的孔。所述阶梯状的側壁设计成在预定载荷(对应于压碎强度)下不可逆地变形。所述供料器部件相对于常规砂芯提供了下列优点(i)更小的供料器部件接触面积(孔口与铸件)；(ii) 所述铸件表面上的小印记(外部轮廓接触区)；(iii) 在铸型形成过程中在高压力下供料器套筒破裂的可能性的下降；和(iv) 与显著降低了清洗要求一致的易割。专利文件WO2005/051568的供料器部件是在高压砂模系统中的例证。所涉及的高冲压需要使用高强度(和高成本)供料器套筒。该高强度通过结合供料器套筒的设计(即，形状、厚度等)和材料(即，难熔材料、粘合剂类型和添加剂、制造过程等)来实现。该示例表明，使用带有FEEDEX HD-VS159供料器套筒的供料器部件，其设计成抗压力的(即，高强度)和点式供料(高密度、高度放热、厚壁、不高的体积供料需求)。供料器套筒经由安装表面固定到供料器部件，所述安装表面支承供料器套筒的重量且垂直于孔轴线。对于中压模制来说，存在有使用较低强度套筒的可能，即，不同的设计(形状和壁厚等)和/或不同组成(即，较低的强度)。不管套筒设计和组成，使用中仍存在有与从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于金属铸造中的供料器部件，所述供料器部件包括：　（ｉ）用于安装在铸型上的第一端；　（ｉｉ）用于接纳供料器套筒的相对第二端；和　（ｉｉｉ）由阶梯状的侧壁限定出的在所述第一端与所述第二端之间的孔；　所述供料器部件在 使用中是可压缩的，由此减小所述第一端与所述第二端之间的距离，其中，所述阶梯状的侧壁具有第一侧壁区域和第二侧壁区域，所述第一侧壁区域限定所述部件的第二端和用于使用中的供料器套筒的安装表面，所述第一侧壁区域相对于孔轴线以小于９０°倾斜，而所述第二侧壁区域与所述第一侧壁区域邻接，所述第二侧壁区域平行于孔轴线或相对于孔轴线以与所述第一侧壁区域不同的角度倾斜，从而在所述侧壁中限定阶梯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2006-6-9 0611430.01. 一种用于金属铸造中的供料器部件，所述供料器部件包括(i)用于安装在铸型上的第一端；(ii)用于接纳供料器套筒的相对第二端；和(iii)由阶梯状的侧壁限定出的在所述第一端与所述第二端之间的孔；所述供料器部件在使用中是可压缩的，由此减小所述第一端与所述第二端之间的距离，其中，所述阶梯状的侧壁具有第一侧壁区域和第二侧壁区域，所述第一侧壁区域限定所述部件的第二端和用于使用中的供料器套筒的安装表面，所述第一侧壁区域相对于孔轴线以小于90°倾斜，而所述第二侧壁区域与所述第一侧壁区域邻接，所述第二侧壁区域平行于孔轴线或相对于孔轴线以与所述第一侧壁区域不同的角度倾斜，从而在所述侧壁中限定阶梯。2. 根据权利要求l所述的供料器部件，其特征在于，其还包括附 加的侧壁区域，从而在所述侧壁中限定多个阶梯。3. 根据权利要求2所述的供料器部件，其特征在于，至少一个附 加的侧壁区域相对于所述轴线以比第 一 侧壁区域更大的角度倾斜。4. 根据前述权利要求中任一项所述的供料器部件，其特征在于， 第 一側壁区域相对于孔轴线以5。和85。之间的角度倾^。5. 根据前述权利要求中任一项所述的供料器部件，其特征在于， 第 一侧壁区域相对于孔轴线以30。和70。之间的角度倾斜。6. 根据前述权利要求中任一项所述的供料器部件，其特征在于， 初始压i年强度不超过5000N。7. 根据前述权利要求中任一项所述的供料器部件，其特征在于， 初始压碎强度至少250N。8. 根据前述权利要求中任一项所述的供料器部件，其特征在于， 在使用中所述压缩是不可逆的。9. 根据前述权利要求中任一项所述的供料器部件，其特征在于， 所述供料器部件的所迷阶梯状的側壁包括以环的形式存在的第 一 系列 侧壁区域，所述第 一 系列侧壁区域与第二系列側壁区域互相连接且形 成一体。10. 根据权利要求9所述的供料器部件，其特征在于，所述供料器部件可由所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：AC米德亚，C波韦尔，PR达尔斯特伦，TL塔卡贝里，
申请(专利权)人：福塞科国际有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]