铸勺制造技术

一种铸勺具有一主体（２），该主体（２）具有由叠层的复合陶瓷材料制成的底座（３）和壁（４，６，８），该复合陶瓷材料包括多层嵌入陶瓷基体内的纤维增强织物。一种用于把该铸勺安装到操纵设备上的刚性支承件（２０）被嵌入该复合陶瓷材料内。在一种优选形式中，增强织物由玻璃织物制成，而基体材料包括硅酸钙和硅石。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于金属铸造厂的铸勺，尤其是但非只是涉及一种用于浇铸铝和铝合金及其它非铁金属例如锌的铸勺。
技术介绍
在采用高压模铸或重力压铸技术进行铸造的铝件铸造厂中，通常利用铸勺把预定量的液态金属从保温炉输送至铸造机，然后把该液态金属注入该铸造机的容器内。对于大规模的生产过程，铸勺通常安装在一种机械或机器人操纵的设备上，该设备被编制程序以把铸勺浸入保温炉内，获取预定量的液态金属，然后把该液态金属输送至并注入铸造机内。对于小规模的生产过程，可手动操纵铸勺。铸勺的容量通常相当少(一般在0.5至50kg液态铝之间)，且金属通常保持在铸勺内相当短的时间(例如，少于60秒)。在传统上，铸勺由铸铁制成。这种材料的优点是其能承受相关的高温且其非常坚韧。但这种材料也具有缺点，即其会被液态铝腐蚀，且其非常密实(大约7000kg/cm3)。因此，由这种材料制成的铸勺非常重，这带来了操纵问题并需要使用大功率操纵设备。铸铁还具有高导热性，因而导致液态金属相当快地失去热量。因此，不得不维持保温炉的温度大大高于铸造温度，以顾及输送金属时温度的降低，而这将导致高的能量成本。由铸铁制成的铸勺还具有高维护要求，因为在每次铸造操作之后必须对其清洗以去除固化并粘附在该铸勺上的任何金属。还必须频繁地例如每隔一或两天给铸勺涂覆脱模剂。为减少其中一些困难，已知给铸勺涂覆耐火涂层或陶瓷涂层。但这实际上难以实现，因为涂层和底层铸铁具有差异的热膨胀率，而会导致该涂层破裂。同时，绝大多数陶瓷涂层和耐火涂层都是易碎的或者易磨损，因此仅有有限的使用寿命。还已知由基于水泥的耐火材料或者由陶瓷材料来制造铸勺，这些材料中有些包括钢或纤维增强材料。例如，JP10296427A描述了一种由陶瓷纤维材料制成的铸勺，利用金属条和一片耐热纺织材料来增强该陶瓷纤维材料。但是，由这种材料制成的铸勺在使用中通常易碎和/或高度磨损。另外，经常存在的问题是要充分支承铸勺且在使用时不出现机械故障这样的方式把由这些材料制成的铸勺安装到机械操纵设备上。因此，这种铸勺没有得到广泛认可。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种减少前述至少一些缺点的铸勺。依照本专利技术，提供了一种具有主体的铸勺，该主体具有由复合陶瓷材料(composite ceramic material)制成的底座和壁，该复合陶瓷材料包括嵌入陶瓷基体内的纤维增强织物；其特征在于，复合陶瓷材料是一种叠层材料，该叠层材料包括多层贯穿铸勺的底座和壁的纤维增强织物(woven fibre reinforcing fabric)，而且一种用于把铸勺安装到操纵设备上的刚性支承件被嵌入复合陶瓷材料内。复合陶瓷材料与铸铁相比非常轻，因此，由这种材料制成的铸勺比传统铁铸勺更易于操作。这就允许使用功率较小的操纵设备和/或输送更大量的液态金属。它们还具有相当低的导热性，因此液态金属的热损失没有铁铸勺那么迅速。这就可以降低铸造炉的温度，从而大大节省能量成本。我们还发现其能显著减少模铸制品的破裂，因而降低了废品率。陶瓷复合材料的另一优点是其不会被液态金属润湿。因此，易于自铸勺浇注金属，使铸勺保持清洁。同时，由于其具有比铸铁更低的导热性，故金属不会在铸勺内迅速固化。因此，不需要在铸造工序之间清洗铸勺。此外，涂覆在铸勺上的脱模剂比铁铸勺持续更长的时间，从而进一步降低了维护要求和生产成本。复合陶瓷材料是一种叠层材料，该叠层材料包括多层贯穿铸勺底座和壁的纤维增强织物。因此，铸勺相当坚固耐用，可以完全自立，从而避免了需要金属内壳。复合陶瓷材料优选包括二至二十五层之间、优选为四至二十层之间的增强织物。通常，铸勺包括大约十层增强织物。增强织物优选由玻璃织物制成。铸勺包括一种支承件，该支承件使铸勺容易地装到一种操纵设备上，例如机械或机器人臂或者一个或多个手动提升螺杆。基体材料可由多种陶瓷材料组成，包括石英玻璃、氧化铝、富铝红柱石、碳化硅、氮化硅、氮氧化铝硅(silicon aluminium oxy-nitride)、锆石、氧化镁、氧化锆、石墨、硅酸钙、氮化硼(固体BN)、氮化铝(AIN)和二硼化钛(TiB2)、或者这些材料的混合物。优选的是基体材料是钙基的，更优选的是基体材料包括硅酸钙(硅灰石(wollastonite))和硅石。有利的是基体材料由大约60％重量的硅灰石和大约40％重量的固态氧化硅胶体(solid colloidal silica)组成。该复合材料优选是美国专利No.5,880,046中描述的一种可模铸耐火合成物，在此引入该专利的全部内容以供参考。有利的是铸勺包括不粘表面涂层。优选的是该涂层包括氮化硼。铸勺可具有5mm至25mm之间、优选为大约12mm的壁厚。铸勺可具有0.5kg至50kg之间、优选为1kg至20kg之间的液态铝容量。通常，铸勺具有大约5kg的容量。支承件可包括刚性框架件和/或一个或多个用于把铸勺安装到操纵设备上的装配件。支承件优选位于相邻增强织物层之间且可例如由钢制成。支承件可包括弹性体覆盖层例如橡胶，以吸收框架与陶瓷材料之间的热差胀(differential thermal expansion)。该涂层可以是全部的或者局部的，且具有0mm-3.0mm、通常大约1.5mm的厚度。支承件可围绕铸勺的周边延伸，或者其仅仅是局部的；例如，其可嵌入铸勺的侧壁内。附图说明现参照附图通过示例描述本专利技术的某些实施例，其中 图1是依照本专利技术的第一铸勺立体图；图2是该第一铸勺的平面图；图3是该第一铸勺的侧视立面图；图4是该第一铸勺的前视立面图；图5是沿图2线V-V的该第一铸勺侧视剖面图；图6是该第一铸勺的立体图，用虚线表示嵌入该铸勺内的一种支承框架；图7是依照本专利技术的第二铸勺立体图；图8是该第二铸勺的平面图；图9是沿图8线IX-IX的该第二铸勺剖面图；图10是该第二铸勺的侧视立面图；图11是该第二铸勺的前视立面图；图12是沿图8线XII-XII的该第二铸勺侧视剖面图；以及图13和14是可供选择的铸勺支承框架立体图。具体实施例方式图1所示铸勺包括一种顶部开口容器2，该容器2具有底座3、两侧壁4、倾斜前壁6、倾斜后壁8以及浇注口10。入口12设在后壁8上，在该入口12的下方设有一种向外延伸的刮片14。装配架16设在铸勺的每侧上，每个装配架都具有两个用于接收装配螺栓(未示出)的圆筒形孔18。装配架16用于把铸勺安装到一种操纵设备上，例如机器人臂或者一个或多个手动提升螺杆(未示出)。图1所示铸勺具有大约2升的容量，且可装载大约5kg液态铝。该铸勺的壁厚通常约为12mm，其范围从浇注口10附近的大约8mm到入口12上方的大约20mm。该铸勺由一种叠层复合陶瓷材料制成，这种材料包括嵌入陶瓷基体内的大量纤维增强织物层。该纤维增强织物贯穿铸勺的底座和壁，且优选由玻璃织物制成。有多种材料可用作陶瓷基体，包括石英玻璃、氧化铝、富铝红柱石、碳化硅、氮化硅、氮氧化铝硅、锆石、氧化镁、氧化锆、石墨、硅酸钙、氮化硼、氮化铝和二硼化钛，或者这些材料的混合物。优选的是，陶瓷基体包括硅酸钙(硅灰石)和硅石，且由如美国专利No.5880046中描述的一种可模铸耐火合成物组成。铸勺通常具有二至二十五层之间的增强织物，典型地具有大约十层。优选的是铸勺具有至少涂覆在其内表面上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸勺，具有一主体，所述主体具有由复合陶瓷材料制成的底座和壁，所述复合陶瓷材料包括嵌入陶瓷基体内的纤维增强织物；其特征在于，所述复合陶瓷材料是一种叠层材料，所述叠层材料包括多层贯穿所述铸勺的所述底座和所述壁的所述纤维增强织物，而且一种用于把所述铸勺安装到操纵设备上的刚性支承件被嵌入所述复合陶瓷材料内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马克文森特，
申请(专利权)人：皮罗泰克工程材料有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]