[发明专利]压力结晶条件下失蜡铸造的方法以及用于实施该方法的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力结晶条件下失蜡铸造的方法以及用于实施该方法的设备。

背景技术

由专利Nr.2015829已知在压力结晶的情况下通过金属挤出到模具中进行铸造的方法，其中在钢高于液相曲线30至60度时将熔体浇注到一个挤出腔内并且在挤出前直至在挤出腔的壁上构成金属结晶壳时被保持。在这种方法不利的是，在金属保持在挤出腔内时可能形成熔体的固液混合相。已知在液相时压力最佳地起作用。在将业已冷却的金属由挤出腔浇注到模具(在该模具发生进一步的结晶)内时压力有效性降低。这可能由于稀薄流体的损失表现为不能符合质量地制造铸件的薄部段和构成波形的铸件表面，或者由于在供给时缺乏液相而导致由于收缩引起的误差，并且总体上明显影响铸件质量。

下面谈及一个根据专利Nr.2048954的在压力结晶的情况下进行失蜡铸造的方法，其中一个之前成型的蜡模铸型(Maskenform)固定在金属容器上方的上部的工作台上并且熔体借助于一个推杆被挤出，其中在合金结晶开始的温度下且在施加在熔体上的在0.3至0.5MPa之间的压力时开始挤出，直至铸件硬化，并且浇注速度和浇注时间通过在2至5kg/s之间的熔体的质量流量进行调节。

这种已知的方法的缺点在于陶瓷蜡模铸型的较低的强度，其通常用于自由浇注，并不用于压力铸造。蜡模铸型的强度并且因此最大可能的工作压力取决于在制造多层模具时所涂敷的层的数量、应用的材料和粘结剂、在起制造时严格维持工作数据、其在浇注容器内成型的条件、铸件尺寸和铸件材料、浇注条件和其它的核心数据。在此较难地在理论上计算蜡模铸型内部的压力，从而在利用铸造方法制造新产品时每次都需亚从蜡模铸型的实际强度出发去试验所采取的压力。为此在蜡模铸型的制造过程中或者在其煅烧期间在模具外壳上可能形成微裂纹，其在自由铸造时不会损害铸造产品的质量，但是压力铸造时可能导致模具的断裂。

由专利Nr.2116865已知一种在压力结晶时进行铸造的设备，其包括一个设置在下部的工作台上的金属容器、一个安装在上部的工作台上的安置容器，该安置容器具有一个蜡模铸型，其中金属容器通过一个底座和一个可更换的杯子构成，在它们的底部之间设置一个绝热层，而安置容器由一个壳体、一个盖板和一个颈部构成。在此可更换的杯子在其下部分内具有用于排出气体的开口。

在这种已知的设备中不利的是，在金属浇注到金属容器内后在其侧壁的整个高度上开始构成结晶的合金层(金属结晶壳)，其阻止冲模在金属容器内运动以及熔体经由安置容器的颈部进入模具内，这自身可能导致缺陷，如模具不足的填充。在设备的这种构造中，金属结晶壳在模具填充熔体后在熔体结晶时特别不利地起作用，其中金属结晶壳在金属容器内在冲模的运行路径上生长并且在铸件的结晶结束后的收缩期间阻止将残余压铸材料中的金属挤出到模具内，以用于供给铸件。这损害了铸造产品的质量并且将压力铸造的优点减至最小，因为压力不再作用在熔体上而是作用在金属容器中的金属结晶壳上。

发明内容

本发明组的共同的技术目的在于，改善铸造产品的质量，以便可以将高压力作用在加固的蜡模铸型内的熔体上，该蜡模铸型通过在结晶期间构成一个位于其内壁(金属壳体)上的熔体层在同时降低在金属容器内构成的金属结晶壳的结晶过程的不利的影响的情况下获得，所述金属结晶壳阻止将熔体挤出到蜡模铸型内。一个共同的技术结果是，在实现本发明的组时，其涉及一种方法，该方法如此实现，即在一位于液相曲线之上的温度下以及在一压力下将熔体挤出到一成型的蜡模铸型的空腔内，在所述压力下确保在蜡模铸型填料期间在液体金属的最大的无飞溅的流量，其中在给蜡模铸型填充熔体后将蜡模铸型的空腔内的压力维持在一值上，该值在挤出时在贴靠在蜡模铸型的壁上的熔体层的结晶时间内达到，并且紧接着在蜡模铸型内的整个熔体的结晶时间内将压力逐渐提高至一个值，该值足以使得蜡模铸型后续填充铸件的收缩量。

共同的技术效果在实现本发明的的装置如此实现，即安置容器的颈部的外表面设有一个可取下的耐火的套筒，并且在金属容器的杯子的敞开的边缘上设置一个加衬的环形的法兰，该法兰的内直径与耐火的套筒的外直径相适配，其中加衬的法兰的内直径小于加衬的杯子的内直径。在加衬的杯子的内直径与耐火的环的内直径之差在径向尺寸上超过单侧的熔体层的总厚度，所述熔体层在浇注和保持直至结晶结束时业已结晶在加衬的杯子的壁上和耐火的套筒的壁上。