[发明专利]用于取出和分配熔体的计量装置和制造该计量装置的方法

说明书

本发明涉及一种计量装置（10），其用于取出和分配熔体，并且由氧化物纤维增强的氧化物陶瓷复合材料组成或包含氧化物纤维增强的氧化物陶瓷复合材料。

本发明涉及一种计量装置，优选计量坩埚或-容器，用于真空辅助计量，用于取出和分配熔体，优选金属熔体，特别是非铁金属熔体，特别是铝熔体或含铝熔体。

本发明特别涉及加工金属熔体，特别是非铁金属熔体，优选铝熔体的领域，其中通过负压抽吸熔体，然后排放到例如模具中。在此，所谓的计量坩埚的喷口通常浸入液态铝熔体中，其中任选必须穿透氧化物涂层。

相应的计量坩埚可以由整体陶瓷如钛酸铝制成。典型的壁厚为10至25 mm。

在浸入到熔体中之后，通过负压将熔体抽吸到计量坩埚中。压力通常为 800mbar。在坩埚进行所需的填充后，将坩埚在抽吸开口侧借助于例如由碳化硅组成的柱塞（Stößel）封闭。使用可自动移动装置，优选机械臂，然后将坩埚从熔体中拉出并对准模具。

当柱塞打开开口时，熔体流出，同时使负压减少到一定程度。

由所述壁厚和钛酸铝的高密度（3.7 g/cm³）产生如下缺点，即，材料的抗热震性（Thermoschockbeständigkeit）受到负面影响。在部件体积大的情况下，坩埚的加热也持续很长的时间。由于热量散失，存在熔体凝固的风险。

已知的计量坩埚的缺点还在于，仅达到了弯曲强度明显低于 80 MPa 的中等机械特性，并且可以观察到脆性断裂行为和已经提到的低抗热震性。由于坩埚的浸入，沿轴和沿壁厚产生大的热梯度。由于钛酸铝不利的低热导率，无法满足所需的抗热震性（第二热震参数）。

还可以观察到，坩埚材料与例如在精整加工（Veredelung）或晶粒细化（Kornfeinung）或其他合金组成中加工的侵蚀性（aggressiven）铝熔体，特别是含有钠或锶添加剂的含碱金属的熔体反应。在此发生的反应导致计量装置的连续损坏，并且在严重腐蚀/化学侵蚀的情况下同样导致熔体的污染。

此外表明，钛酸铝显示出不利的润湿行为，因此可以发现直至柱塞与计量坩埚黏结的凝固铝的粘附。在这种情况下，必须在冷状态下进行拆卸，因此由此造成的磨损会导致计量坩埚和柱塞的磨损和损坏。

钛酸铝的整体陶瓷是多孔的并交织着裂缝，以改善热震性能。坩埚通过负载颗粒的浆料的粉浆浇铸来制造。由于粉浆浇铸法，在部件几何形状或壁厚方面造成缺陷。在粉浆浇铸法中，部件内部的壁厚通常不能改变。最大壁厚是受限的。壁厚与铸造持续时间的平方根成正比。在铸造时，由于不同的颗粒，会形成梯度。在烧结大体积部件时也显示出缺点。此外，在大体积部件中发生的收缩引起相当大的问题。

本发明的目的在于进一步扩展开头提及类型的计量装置，从而能够可重复、快速和精确地计量金属熔体，特别是铝熔体，而不会形成熔体矫作物（Schmelzartefakten）、熔体污染或空气夹杂物，其中计量装置应该能够用于真空辅助的铸造方法，并且该计量装置应是可移动的。

为了达成所述目的，本发明主要规定，该计量装置由具有特别是20％至40％的开孔率的氧化物纤维增强的氧化物陶瓷复合材料组成或包含该复合材料。

任选地，该由氧化物纤维增强的氧化物陶瓷复合材料组成的计量装置可以在表面侧被涂覆或压实。表面侧是指内侧或外侧或者内侧和外侧。

为此特别规定，氧化物纤维增强的氧化物陶瓷复合材料至少局部地、特别是在外侧被涂覆，以形成优选闭孔的层。在此存在这样的可能性，即，将玻璃焊料或金属有机化合物用作涂层材料。

特别地，本发明规定，在基体上施加陶瓷层、基于前体的层或玻璃状的层。

存在这样的可能性，即，通过热喷涂施加所述层。