熔炼金属和将金属浇入铸模的方法和装置制造方法及图纸

一种熔炼金属并将金属浇入铸模的方法和装置，其中熔炼是在熔炼坩埚（１３）中进行的，具有向下的浇口（２６）的铸模（１０）在熔炼位置处放在熔炼坩埚上。当金属熔化后，熔炼坩埚（１３）和铸模（１０）一起绕水平轴转到翻转位置。熔融金属在此位置上从熔炼坩埚（１３）中流入铸模（１０）。为了使这种方法也可用于反应金属，真空下在熔炼坩埚（１３）中对金属进行熔炼，在真空外围有感应线圈（１５），铸模（１０）安装在真空密封的浇铸室（６）中。在熔化前，浇铸室（６）与熔炼坩埚（１３）一起被抽真空。在保持真空的状态下，通过使熔炼坩埚（１３）、浇铸室（６）和铸模（１０）一起翻转至少１８０度而实现浇铸。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【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熔炼金属并将金属浇入铸模的方法，其中熔炼是在被加热的熔炼坩埚中进行的，带有向下的浇口的铸模放在该熔炼坩埚上。金属熔化后，使熔炼坩埚和铸模一起绕水平转轴转至翻转位置，熔融金属在该翻转位置处从熔炼坩埚中流入铸模。在对“转炉”的描述中已经公开了实现这种方法的装置。该公知装置在露天下工作，其中由陶瓷材料制成的铸模被放在同种材质的、绕有感应线圈的坩埚上。在熔炼位置处，熔炼坩埚在下而带有向下的浇口的铸模在熔炼坩埚上方。当原料熔化后，使整个装置象砂时计一样绕重心轴转至冒口位置，于是可以向铸模中进行浇注。实践证明了，这种公知装置适用于在熔点下与大气氧气不反应或反应微弱的原料，而这种公知装置和在该装置中使用的方法对于在熔点下与大气氧气反应的原料是不实用的。我们还知道，在固定或可翻转的真空室中设置翻转式坩埚，熔融金属从该坩埚中流入铸模中，这些铸模被连续送入同一真空室或连通的真空室中，并再从真空室中被送出。这种公知装置体积庞大，而且实践证明，投资成本和运行成本都是不可接受的。也曾尝试过在固定真空室中实施前述方法，但由于由熔炼坩埚和铸模组成的装置的转动范围太广而致使真空室必须有庞大的体积，所以当抽空如此庞大的真空室就需要相当长的时间时，仅此一条原因就使装料工作周期长得令人难以忍受。在Kreutzer发表在《Dental-Labor XXXIV》1986年第12期第1923-第1929页的论文《感应加热真空压铸-一种未来制造技术》中，公开了在真空中使熔融金属脱气，接着通过使熔炼坩埚翻转80度而将熔融金属倒入铸模中，接着通过超高压压实铸件。这种方法和装置设计用于牙科用铸件即很小的铸件。文章中未描述感应线圈的布置结构和熔炼坩埚与铸模之间的特殊连接关系。由DE1558159A1中得知在抽成真空的管中进行熔炼和上引浇铸，在熔炼坩埚和一堆松散的铸模区域内，感应线圈围绕在上述管的外面。由于熔炼坩埚通过底部开口将熔融金属注入铸模，所以该装置既没有设计成翻转浇铸式结构，也不适用于翻转浇铸。在DE1262521C中披露了这样的结构在位于装料炉口和型腔之间的、垂直的固定装置中安放熔炼部件，该型腔带有用于多个铸模的转盘。熔炼部件与另一个真空炉相连。在熔炼部件内即在真空中设有感应线圈和熔炼坩埚。其投资成本、运行成本和维修成本以及建筑体积和重量都很可观，抽真空时间也相当长。这种装置既没有设计成通过翻转式浇铸结构，也不适用于翻转浇铸。浇铸是通过将铸模接在熔炼坩埚的底部开口上进行的。为此所需的提升传动机构很昂贵。DE2500521A1公开了一种类似的方法和装置，其中熔炼坩埚和带唯一的型腔的铸模设置在同一真空室中，二者的连接方式是这样的，即铸模浇口与坩埚轴垂直。真空室通过空心轴端安装在固定板上，其中通过挡块将转角限制在90度内。柔性真空管穿过轴段，该真空管的横截面较小而且同样只有有限的转角。借助两个电极的放电实现熔炼坩埚的加热，两电极的轴与坩埚轴重合，从而在浇铸时不能使熔炼坩埚处于冒口位置。这种电极装置的熔炼功率相当小。虽然通过提高压力可提高铸件的密实度，但是这种公知装置既不是设计用于能进一步铸件密实度的离心铸造，而且也不适用于离心铸造。这种装置还是设计用于生产独特的小铸件即牙科用铸件的。因此，本专利技术的任务在于对上述装置进行如下的改进，从而可以在气密且保持真空的情况下省时地同时生产由反应材料制成的大型铸件和/或若干铸件。在前述方法中，根据本专利技术如此解决上述任务a)铸模和熔炼坩埚同时被抽真空；b)随后借助浇铸室外的感应线圈在熔炼坩埚内进行感应熔炼；c)在保持真空的情况下，通过使熔炼坩埚、浇铸室和铸模共同翻转至少180度实现浇铸。按照本专利技术的这种解决方案可减少抽真空时间，从而可使一次装料浇铸获得短暂的抽真空时间和周期。熔融金属或铸件与大气氧气不发生反应。至少180度的翻转角可以使熔融金属完全而无剩余地流出并且使熔融金属无气孔地注入铸模。当然，利用这种方法也可以浇铸那些在熔点下与大气氧气不反应或反应微弱的金属和合金。所以，按照本专利技术的方法可以广泛地用于明显不同的金属和合金。本专利技术描述了一种很明确的结构和运行方式，它可以由以下选择在真空下，熔炼坩埚可以由可冷却棒构成，这些棒彼此间有间距并接受感应线圈的交变电磁场冲击。这种熔炼坩埚也表示为“冷壁坩埚”。以两种不同方式进行密封，从而形成真空。一种方式是由绝缘物层包覆可冷却棒。另一种方式是在可冷却棒之间的间距内气密地填入绝缘物，从而形成了密闭真空的冷壁坩埚。这种冷壁坩埚本身是公知的，而且在A.Gubchenko/Novikov/Choudhury/Hugo发表在《1991年美国匹兹堡真空冶金学术会议会刊》第15-20页的论文《真空感应和带冷坩埚的离子感应炉》中已作了描述。但是可以有另一种替换形式，即由陶瓷材料制成的热壁坩埚插在绝缘材料管中，例如该管可以由石英或纤维加强塑料制成，该塑料内壁接受冷却。这种绝缘管可允许电磁波穿过，所以所需的感应线圈环绕在该管外侧。虽然这种所谓的“石英管型炉”是很早就有的现有技术，但迄今为止尚未用于上述应用目的。按照本专利技术对熔炼坩埚和铸模的密闭使本专利技术方法的其它有利布置结构成为可能，其中，人们可以在熔炼坩埚处于浇铸位置时向坩埚中吹入惰性气体，从而使铸模浇口上的压力提高。由于该气压与铸模或若干铸模外侧的真空间存在压差，熔融金属不仅因重力而且由于一定的压差被压入铸模腔内，从而形成了具有较密实和较光滑的上表面的无孔浇铸。在按照本专利技术方法的另一种布置结构中，也可以使由熔炼坩埚、感应线圈、浇铸室和铸模构成的装置作转数较高的离心铸造运动，如此选择转速，使离心力在铸模的冒口处明显超过重力。还有利的是，当熔炼低密度原料时，使感应线圈在熔炼时向熔炼坩埚底部移动。本专利技术还涉及一种利用可加热并带有敞口端的熔炼坩埚在真空下熔炼金属并将金属浇入铸模的装置。该熔炼坩埚与铸模相连，其中熔炼坩埚和铸模可一起绕同一水平轴转至翻转位置。在该位置处，熔融金属可从熔炼坩埚中倒入铸模中。为解决同一任务，按照本专利技术，该装置的特征在于a)铸模安置在真空密封的浇铸室中，在向下的铸模浇口位于熔炼坩埚的熔炼位置时，该铸模放在坩埚的敞口端上，b)法兰围绕熔炼坩埚的敞口端，该法兰与浇铸室构成气密式法兰连接结构，c)在真空外，感应线圈围绕在熔炼坩埚周围，d)熔炼坩埚、感应线圈、铸模和浇铸室设置成借助于空心轴可一同转动至少180度。这种装置形成了最可能小的“结构改造空间”并使投资成本和运行成本降低。关于其它与此相关的优点，已在上文中指出。特别有利的是，-铸模由一种多孔材料构成，和/或-浇铸室通过真空吸管与空心轴相连，空心轴包括转轴并通过转动接头与真空泵连接。在这方面特别有利的是最后提到的特征，这是由于冶金工艺用的真空吸管通常需要相当大的截面。通过将真空吸管的一部分布置成空心轴，以较小的空心管壁厚就可获得弯曲强度很高、摆动很小的结构。而且空心轴可以以一种很简便的方式与真空泵或真空泵组相连。进一步有利的是，空心轴由两段同心的空心轴段构成，熔炼坩埚设置在这两个轴段间，这两个轴段中的一个空心轴段与真空泵相连，而另一轴段包括由熔炼坩埚、感应线圈和浇铸室构成的装置的至少一个部件的冷却介质管路。通过这种设计规则得出一种解决方案，在该本文档来自技高网...

【技术保护点】
熔炼金属并将其浇入铸模的方法，其中熔炼是在被加热的熔炼坩锅（１３）中进行，在熔炼位置，铸模（１０）以浇口（２６）朝下的方式放在该熔炼坩锅上，在金属熔化后，熔炼坩锅（１３）和铸模（１０）一起绕水平旋转轴（Ａ－Ａ）转到翻转位置，熔融金属在此位置从熔炼坩锅（１３）中流入铸模（１０），其特征在于：ａ）铸模（１０）与熔炼坩锅（１３）被一起抽真空，ｂ）借助真空外的感应线圈（１５）随后在熔炼坩锅（１３）中进行感应熔炼，ｃ）在保持真空的情况下，通过使熔炼坩锅（１３）、浇铸室（６） 和铸模（１０）一起翻转至少１８０度而进行浇铸。

【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：F胡戈，J胡伯尔，B艾布拉姆森，
申请(专利权)人：ALD真空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]