[发明专利]颈缩进料装置和颈缩进料系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于利用铸型进行金属铸造操作的颈缩进料装置。

背景技术

在典型的铸造过程中，熔融金属被注入限定铸件的形状的预成型的铸模腔中。然而，当金属固化时收缩，这将导致缩孔，所述缩孔继而在最终的铸件中导致不可接受的瑕疵。在铸造行业中这是众所周知的问题，并且通过使用在铸模形成过程中一体形成至铸模中的进料筒或冒口来解决所述问题。每个进料筒都提供连通铸模腔的额外的(通常包封的)体积或腔，从而熔融金属也可以进入进料筒中。在固化过程中，进料筒中的熔融金属流回到铸模腔中以补偿铸件的收缩。重要的是，在进料筒腔中的金属比在铸模腔中的金属保持更长时间的熔融状态，如此进料筒形成为高度绝热或通常地更加放热的，从而当与熔融金属接触时，额外的热被生成以延迟固化。

在铸模材料的固化和除去之后，来自进料筒腔中的无用的残余金属保持附接至铸件并且必须被移除。为了便于残余金属的除去，在通常称为颈缩进料筒的设计中，进料筒腔可以朝向其基部(即进料筒的最靠近铸模腔的端部)逐渐变尖。当对残余金属施加猛击时，所述残余金属在将靠近铸模的最弱的点处与铸件分离(该过程通常被认为是“打掉”)。还期望铸件上的小型空间可以允许进料筒定位在铸件的通路可以由邻近的特征部限制的区域中。

进料筒可以直接施加到铸模腔的表面上，或所述进料筒可以与隔片型芯结合使用。隔片型芯仅是在其中心处具有孔的且位于铸模腔和进料筒之间的耐火材料的圆盘(典型地树脂砂芯或陶瓷芯或进料筒材料的芯)。贯穿隔片型芯的孔的直径被设计成小于进料筒的内腔(所述内腔不一定是锥形)的直径，从而“打掉”现象出现在靠近铸模的隔片型芯处。

型砂可以分成两个主要类别；化学接合(基于有机或无机粘结剂)或粘土接合。化学接合的型砂粘结剂是典型自硬性系统，其中粘结剂和化学硬化剂与砂子和粘结剂混合并且粘合剂和硬化剂立即开始反应，但是该反应过程非常缓慢以足以允许砂子在模板附近成型并且随后容许足够硬化以用于除去和浇铸。粘土接合造型系统使用粘土和水作为粘结剂，并且可以用于“潮湿的”或未干燥的状态，并且通常被称为湿砂。湿砂混合物仅在压力下不容易流动或移动，并且因此可以在模板附近压紧湿砂并且使铸模具有足够的强度特性，震动、振荡、挤压和猛压的各种组合被用于高产率地产生均匀强度的铸模。造型惯例是众所周知的，并且在Foseco铁铸造厂工人手册(ISBN075064284 X)的第12章、第13章中被示例地描述。被认为是自硬的或自硬化过程的典型过程通常是在连续搅拌机中将砂子与液态树脂或硅酸盐粘结剂以及适当的催化剂混合在一起。混合的砂子随后通过振动和猛压的组合在模板周围被压实，并且随后被容许保持原状，在这段时间内，催化剂开始与粘结剂反应以促使砂子混合物的硬化。当铸模已经达到可操作的强度时，所述铸模从模板移除并且继续硬化直到化学反应完成。

当进料筒被使用时，所述进料筒被放置在模板上并且混合的砂子被施加在所述进料筒周围。典型地，具有模板和进料筒(多个进料筒)的铸模是填充有被压实到模板上和进料筒(多个进料筒)周围的混合砂子的部件。进一步地，混合砂子被快速地添加以填充铸模，并且砂子被压紧，容许硬化并且随后从模板移除。由于砂子在进料筒的基部周围的较差的或不充分的压实可以在铸件中导致表面光洁度较差和一些缺陷，所以问题经常出现。当使用颈缩进料筒或锥形进料筒时，将导致在模板和难以将砂子一致地压实成必须的强度的锥形侧壁(颈)下方之间形成陷，这个问题变得尤为重要。

EP-A-1184104提供的解决方案是两件式进料筒。在造型操作过程中，压力被施加到进料筒的顶部，并且所述进料筒部件的一个部件伸缩进入另一个部件中。进料筒部件中的一个部件总是与模板保持接触，并且外部上进料筒部件朝模板移动并且将型砂压紧在所述部件下方并且邻近模板。然而，一个问题出自保持两个铸模(进料筒)部件的初始间隔而所需的突出部或凸缘。在造型过程中，这些小的突出部断裂(从而允许伸缩操作发生)并且完全降落至型砂中。一段时间后，这些部件将堆积在型砂中。当部件由发热材料制造时，该问题尤为严重。来自砂子的湿气可以潜在地与发热材料(例如金属铝)进行反应，产生造成潜在的小型扩张缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供可以用于浇铸造型操作并且减缓与已知的相关联的一个或多个问题的改进的进料筒。