[发明专利]有浇口单元并垂直分离的模型

说明书

本发明与有浇口单元并垂直分离的模型有关，该浇口单元由许多互相连接的浇口套管组成。

当将熔融的金属浇铸到模型中并使它固化时金属在固化的过程中会收缩。为了补偿这种收缩和确保生产出良好的铸件，一般有必要应用称作为浇口的部件，将浇口放在铸件的上面和/或侧面。当铸件固化和收缩时熔融的金属从各浇口继续送入铸件，以防止形成收缩空洞。为了改进送料的效果和使浇口体积尽可能地小，通常将浇口的型腔和浇口本身用放热和/或绝热的材料包裹，以使浇口的金属在尽可能长的时间内保持熔融状态，一般通用的形式是套管。

垂直分离的沙模常常由制模机，如DISAMATIC（商标）机用自动化的很快的生产方法生产。在这种方法中生产的模型成两半，其一半称为放模芯边，或者如用DISAMATIC机生产的模型，则为冲头边。模芯，如果要用的话，将过滤器和浇口套管用人工或自动化的方法放入到模型中，用一种称为模芯定位器的机器将它们自动结合到模型中放置冲头的一边。由于机器的工作周期很短，把模芯等部件装入到模芯定位器的时间极其有限，一般约为8-15秒。这段时间常常来不及把浇口套管放入，从而在许多情况下垂直分离的模型不能使用浇口套管。在这种情况下铸件的进料使用相对较大用型砂围起来的浇口。但是使用这样的砂浇口，由于流动性不够会引起很多问题，由于各个浇口放得太靠近，会产生邻近浇口进料之间的互相作用，对铸件产生不利的影响，例如生铁铸件的石墨漂浮，或者钢铸件的碳分凝和这两种铸件中全相结构的变化。用这种砂线形浇口还可能需要连接浇口和铸件的较大颈部。在其他情况，由于模型生产周期的限制只能在模芯定位器中放入一个浇口套管。

现在已经发现，采用包括许多相互连接的浇口套管的浇口单元可以克服与沙线形浇口相关的许多问题和放入浇口套管的困难。

按照本发明提供一种垂直分成两半的模型，该模型包含一个或多个模型型腔和许多浇口空穴，每个空穴与一个模型型腔相通，模型有包括许多互相连接的浇口套管的浇口单元，每个浇口套管包围一个浇口空穴。

模型可以是任何类型的垂直分离的模型，包括垂直分离的固定模型，但是本发明特别可以应用于垂直分离的砂模，例如H-工艺模型或垂直分离的壳形砂模，或由DISAMATIC机生产的更特殊的模型。

构成单元的各个浇口套管的形状可取多种形式。

例如浇口套管内、外表面的周边可以是圆形、椭圆形、正方形或矩形，其壁厚从套管的顶部到底部可以是均匀的也可以是不均匀的。浇口套管的外表面和/或内表面可以是垂直的，从套管的底部到顶部逐渐缩小成锥形，或从套管的顶部到底部成锥形。另一种套管也可成球形。

浇口套管可以在它们的顶端开口，也可以是所谓瞎的浇口套管，在它们顶端由盖封闭，盖可以是平的或半球形的，盖也可以与套管整体成形，或固定在套管上。盖可以有与它整体成形或固定在它下面的威廉斯（Williams）芯，以保证在铸件的固化过程中浇口金属上有大气压，从而改善进料的效果。

各个套管在它们的内表面上可以有很多筋，如欧洲专利0202741号所述，或者在套管的内和/或外表面上开有槽。

各个浇口套管的尺寸可以变化，这取决于模型中生产的铸件进料的需要，但选择的尺寸应保证在套管可能的最小体积下获得最佳的进料或最大的产量。当在同一模型中生产一定数量的相同铸件时，如生产曲轴铸件时，每个套管的尺寸都是一样的。当单个铸件需要几个浇口，或者在模型中要生产一定量的不同铸件时，那么浇口单元可以包含不同形状或尺寸的浇口套管。

各个浇口套管之间的连接可以是简单地将相邻套管的外表面连接起来。最好，浇口单元的连接部分偏离模型的分离线。另一种是，每个浇口套管可以与浇口单元的不同部分连接，例如浇口单元可以是棒形或棍形结构，浇口单元可以由与套管相同或不同的材料制成。套管可以与棒或棍直接相连，或者也可以通过一块中间连接材料将它们连接起来。在后一种情况，只要棒或棍本身基本上是线性结构，各套管本身可以与棒或棍相隔不同的距离。棒或棍可以有构成模型横浇道一部分的孔，或者如果需要，棒或棍可以是中空的，通过它的渠道可以构成模型横浇道的一部分。

浇口单元最好由放热材料、热绝缘材料或既放热又热绝缘的材料构成。另一种是，浇口套管可以由这类材料制成，而单元的连接部分可以由粘结的砂这类材料组成。