[发明专利]直接冷硬铸造的方法和装置

说明书

发明背景

在一个实施例中，本发明涉及一种用于对熔融金属例如铝进行直接冷硬铸造的方法和装置。在另一个实施例中，本发明涉及一种采用氮化硼铸模镶件来进行直接冷硬铸造的方法和装置。在另一实施例中，采用氮化硼铸模镶件或者氮化硼圈来进行圆锭铸造就无需在铸模和正凝固的铸锭之间使用润滑剂。在另一个实施例中，该方法和装置用于直接冷硬铸造圆锭。尽管具体讨论了氮化硼镶件用于圆锭铸模，但这种氮化硼镶件用在其它形状的锭模中也是有益的。

发明内容

在一个实施例中，本发明提供了一种金属直接冷硬铸造的装置，包括：由铸造面形成的具有顶端和底端的端部开口模腔；位于模腔顶端的耐火套，用于接收熔融的金属；位于铸模底端下面的冷却剂输送系统，用于供给冷却剂，以使下降的熔融金属体冷硬；以及安装于耐火套和模腔周壁之间的氮化硼圈。

在另一个实施例中，本发明提供了一种装置，其中，氮化硼圈基本上防止金属粘在铸模的壁上。

在另一实施例中，直接冷硬铸造装置的耐火套的内径小于铸模的内径，从而所述耐火套与模腔形成了悬突。

在另一个实施例中，本发明提供了一种装置，其中，冷却剂是水。在另一实施例中，本发明提供一种装置，其中，金属实质上是纯铝或铝合金。

在另一个实施例中，金属直接冷硬铸造装置包括：由铸造面形成的具有顶端和底端的端部开口模腔；位于模腔顶端的流嘴，用于接收熔融的金属，且该流嘴具有流控棒或浮动式挡板；位于铸模底端下面的冷却剂输送系统，用于提供冷却剂以使下降的熔融金属体冷硬；以及设于模腔顶端上的氮化硼圈，其中，流控棒或浮动式挡板控制熔融金属进入模腔的量。

在另一实施例中，本发明提供一种装置，其中，冷却剂是水。在另一实施例中，本发明提供一种装置，其中，金属是铝合金。

在另一实施例中，本发明提供一种金属直接冷硬铸造方法，包括：持续地用熔融金属填充模腔的顶端，且使熔融金属经过铸模向下移动以形成铸锭，以及同时通过从冷却剂输送系统把冷却剂喷射到铸锭上来使铸锭冷硬。

在另一个实施例中，本发明提供一种方法，其中，冷却剂是水。在另一个实施例中，本发明提供一种方法，其中，所述金属是铝合金。

因此，本发明的一个实施例是提供一种使用氮化硼铸模镶件和/或圈的直接冷硬铸造方法和装置。

本发明的这些和其它进一步的实施例将通过下文的描述和附图变得更清楚。

附图说明

为了更完整地理解本发明，下面结合附图做进一步的详细说明，其中：

附图1示出了本发明一实施例的铸模的纵剖图；

附图2示出了本发明另一个实施例的铸模的纵剖图；

附图3示出了本发明一实施例的氮化硼圈的顶部透视图；

附图4示出了本发明图3的实施例的氮化硼圈的底部透视图。

具体实施方式

本发明公开了一种金属直接冷硬铸造装置，包括：由铸造面形成的具有顶端和底端的端部开口模腔；位于模腔顶端的耐火套，用于接收熔融的金属；位于铸模底端下面的冷却剂输送系统，用于供给冷却剂，以冷硬下降的熔融金属体；以及安装于耐火套和模腔周壁之间的氮化硼圈。

下面是对本申请使用的术语的定义。在本文中，术语“基本上”意味着很大的范围或程度。

附图1示出了本发明一实施例的铸模的纵剖图。

这里，提供铸造台或模腔11，其装配有一个或多个可通过O型圈密封在铸造台上的铸模体13。这里，热顶浇口盆或耐火套12将熔融的金属供给到铸模体13。铸模体13具有环形的冷却剂通道16，在该冷却剂通道和铸模体13下部内表面之间钻有一系列冷却剂输送孔17，以便当铸锭从铸模中取出时输送冷却剂到铸锭表面(虚线示出)。这里，冷却剂是水。其它的铸模体设计可以在铸模体内部具有内部水通道，而不是象示出的那样在表面上，而且水可通过一个或多个狭缝而不是通过孔输送到铸锭表面。可选择地，一对耐火圈(未示出)设于铸模体13上部中的环形空间中。耐火纤维垫圈填充任何残留的缝隙。

这里，熔融金属21通过耐火套12进入模腔。随着熔融金属凝固，产生了弯液面23。弯液面以下的金属为凝固的金属24，以产生初始的凝固锭头，此时，铸模的底座盖同时下降，以使铸锭能扩展形成。

固体氮化硼环形圈30安装在铸模体13内。可选择地，气体供应入口(未示出)设置在铸模台中氮化硼环形圈30的上方或下方。

可用于制造所述环形圈的氮化硼的合适类型包括但不限于热解、等静压和烧结。氮化硼圈的尺寸取决于使用的铸模的大小和形状。对氮化硼圈而言，直径可为大约2英寸到大约50英寸。