[发明专利]通过等静压成型的部件实现连续铸造和锻造操作的盐芯的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及将要随后锻造的铸造部件的芯的设计的技术领域。

背景技术

铸造的芯能够在铸造件中形成中空形状。一般由沙子或盐制成。

为了更好的理解本发明，现结合附图，对设计不同类型的芯的不同的技术的缺点进行简要的回顾。

图1A-1B示出了在颗粒组装之前和之后的风成沙芯（blown sand core）或风成盐芯。

根据第一种方式，沙1涂覆有粘结剂2，使射芯（shooting of the core）变硬。沙子和粘结剂被引入喷嘴，该喷嘴上游侧的空气被加压。芯盒位于下游。压力被释放，并将沙投射到芯盒，它可以是冷的或热的。沙子填充在芯盒腔内，并放置在粘结剂旁边。复杂形状的填充很难调整。另外，在某些情况下，在芯盒中使用两个沙子供应点，形状和截面的变化应被限制。然而，在本方式中，沙粒是不能变形的，得到具有空隙度p的沙粒簇（图1B）。

在风成盐芯执行相同方法的情况下，操作发生在相似的条件下，具有相同的限制和缺点，特别是关于孔隙度。

另一种已知的解决方案是图2A-2B所示的烧结盐芯。

在这种情况下，盐芯制造技术包括一个第一压印操作，然后通过烧结具有粘结剂和脱模剂的盐粉末的混合物。盐颗粒被指定参考（3），根据本方法得到的颗粒粘结物被指定参考（4）。压印提供一个芯，该芯足够坚实以被操作。其坚实是在高温烧结操作后完成。在烧结过程中，粘结剂在半固体或液体状态，并在压印后坚持填充部分孔隙度。

冷却后，粘结剂产生的粘结物给芯很高的抗断裂性，因为不是所有的孔隙度都被填充，可压缩性仍很高。另外，压印操作导致形状和大小上的限制，能够形成芯。

根据现有技术实现的解决方案的使用因此具有限制性，获得的芯具有一定程度的孔隙度，能够在铸造材料的铸造上具有不利影响。

另外，根据以前提到的方法获得的芯，以及通过异质结构，部分不适合其它处理，例如锻造操作。

从铸造芯问题独立的，申请人是欧洲专利119365中定义的COBAPRESS方法（注册商标）的设计师。

对于铝合金，该过程采用两个连续的铸造操作得到预成型毛坯，然后将其放置在锻模进行锻造。这项技术被申请人和其他人广泛的开发和发展，因为专利EP119365属于公共领域。

申请人已经开发出许多基于COBAPRESS方法基本技术的改进技术，例如，插入金属嵌件到预成型毛坯，然后将其锻造。这已经在专利EP586314中定义。嵌件被彻底布置在预成型毛坯中，最后部分被获得。

不像铸造芯，嵌件不能随后被去除。

因此，对于讨论的原因，有一个主要的障碍。

相对于COBAPRESS方法，在铸锻造技术的背景里，芯的使用已被提供。例如专利PCT WO2009/050382提供一种盐或沙芯的用途，通过冷或热盒或“克郎宁壳型铸造法”（croning）插入到铸造预成型毛坯中形成，然后被提交给一个预成型毛坯的铸造操作。在实践中，该专利试图扩大芯的形成模式，其相对于最初提到的现有技术，实质上指沙或树脂形成的芯。该芯实际上设置有至少一个气体排出管，在模制过程中，从模具排出气体。根据本专利的申请人，这些气体可能源自包含在芯中的树脂或粘结剂的燃烧。另外，在本文件中，在模制操作中，气体排出管帮助定位在模具中的芯。由此这产生一个非常具体的结构，与此特定实现相关的技术上的限制，特别是，特定的方法用于预成型毛坯的空白的松紧度。

专利EP850825还公开了使用丢失材料的芯以形成自行车踏板曲柄的中空部。该芯被支撑部件所延续，该支撑部件用于在铸造模具里定位底座，铸造模具里面有金属铸件。随后进行的锻造操作要求芯的前一部分去除。这就需要非常具体的操作具有在模具里离开芯片段的风险，这可能是令人困扰的和可能在锻造操作过程中产生薄弱区域。

专利WO84/04264还公开了在铸造成形中使用的盐芯的用途和压实效果（挤压铸造）。在这种情况下，液态金属加压至70兆帕，如专利权人在第6页，第30行所解释的，在液体状态下的材料。这种压强仍然很低，不对应锻造压强，其范围约从600到700兆帕。因此，本文档仅限于铸造应用。

发明内容

基于上述考虑，申请人已寻找一个解决方案，能够克服所有提到的现有技术的缺点和限制。

申请人已遵循一种不同于先前描述的技术的方法，基于铸造芯制造设计的新概念，能够实现无修改的预成型毛坯结构对于预成型毛坯锻造操作，从而在大约600至700兆帕的压强范围内，固体金属包围芯。

找到的并经过大量测试的解决方案验证了申请人的制造这个芯的选择。