[发明专利]使用自硬模具工艺制造轨道连接器

说明书

技术领域

本发明的实施方式总体上涉及轨道连接器领域，更为具体而言，本发明涉及通过使用自硬或常温自硬铸造，制造轨道连接器及其各部件。

背景技术

型砂铸造是铸造最早的铸造形式之一。由于其成本低廉和所涉及的原料易得而得到广泛应用。砂型铸件或砂模铸件是通过如下步骤生产的铸造部件：(1)在型砂中放置模型以构建模具，该模具包含浇铸系统；(2)取出模型；(3)向模具空腔填充熔融金属；(4)使金属冷却；(5)脱开砂模并取出铸件；(6)修整铸件，可包括：焊补、研磨、加工和/或热处理操作。现在更详细地描述这个过程。

在砂型铸件中，主要的设备构件是模具，其包括若干组成部分。模具分为上型部(上半部)和下拉部(下半部)两个部分，它们沿分界线会合。型砂混合物包裹在构成模具空腔的主“模型”周围，该空腔是所要铸造的形状的腔模。型砂通常放在被铸工称为砂箱的内部，砂箱为没有底部或盖子的箱体，用来容纳型砂。型砂混合物可在加入时被夯实和/或有时对最终的模具组件进行振动，以压实型砂并填充模具中任何多余的空隙。型砂可通过手工压实，但采用压力和冲击力的机器确保了型砂的均匀包裹，并且所需的时间少得多，由此增加生产速度。取出模型，留下模具空腔。按需加入芯体，并且将上型部放置在拉动部的上方。

芯体是形成铸件的内部开口、凹槽和通道的额外部件。芯体通常由型砂组成，这样他们可以从铸件抖出，而不需要具有必要的几何形状供滑出。因此，型砂芯体允许创建许多复杂的内部特征构造。在灌注熔融金属之前，将各个芯体放入模具中。模型中被称为芯体压印的凹槽固定各个芯体的位置。然而，由于芯体与芯体压印之间匹配不佳、或者由于芯体周围的金属流，或者由于熔融金属中的浮力，芯体仍会移位。

被称为芯撑的小金属片固定在芯体和模具空腔表面之间，从而为芯体提供进一步的支承。芯撑为固定在芯体和模具空腔表面之间的小金属片。芯撑由比铸造金属更高熔点的金属构成，从而维持其结构支承芯体。凝固后，芯撑被铸造在铸件的内部，并且向外突出的芯撑的多余材料被切除。

除了铸件的外部特征构造和内部特征构造，其他特征构造必须并入模具，以容纳熔融金属流。熔融金属注入浇注槽，浇注槽为砂模顶部的大凹槽。熔融金属从上述凹槽的底部通过漏斗流出，向下进入被称为浇注口的主通道。浇注口与一系列被称为流道的通道相连，流道将熔融金属运送到模具空腔内。在各个流道的末端，熔融金属通过浇口进入模具空腔，浇口控制流速并使紊流最小化。

被称为冒口的腔室用于充满熔融金属，该腔室通常与流道系统相连接。在凝固过程中，冒口提供金属的额外来源。当铸件冷却时，熔融金属收缩，浇口和冒口中的额外的金属用于根据需要回填模具空腔。开放的冒口也有助于减少收缩。当使用开放的冒口时，使待进入模具空腔的第一金属完全通过模具空腔并进入开放的冒口。这种策略防止熔融金属的过早凝固，且提供用于补偿收缩的材料来源。最后，包含了贯通模具空腔与外部的小通道。这些通道作为排空隙，使得气体从模具空腔逸出。型砂的多孔性还使一些空气逸出，但是有时需要额外的排气口。流过所有通道(浇口、流道和冒口)的熔融金属将会凝固，附着于铸件，并且铸件必须在移除之后与部件分离。熔融金属注入模具空腔，并在其冷却和凝固之后，铸件与砂模分离。

铸件的精确度取决于型砂的种类和成型工艺。由粗绿砂制成的型砂铸件给予铸件表面粗糙的质感，使他们与其他工艺制成的铸件易于区分。常温自硬模具或自硬模具可生产表面光滑得多的的铸件。下文将更为详细地讨论提供更加光滑的表面所带来的优点，但是，对于利用自硬铸造工艺制作的铸件性能的改善并不显著。成型后，铸件被氧化物、硅酸盐及其他化合物的残留物覆盖。这种残留物可以通过各种手段去除，如研磨或喷砂。相比于绿砂工艺，使用自硬工艺产生几个其他表面条件优势。这些优势包含涉及表面夹杂物、表面孔隙、重皮及铸疤。下文提供了所需的表面条件与使用常温自硬工艺所得的表面条件之间的细节比较。

铸造过程中，型砂混合物的某些成分在热铸造过程中丢失。绿砂可在调整其成分以补充所失水分和添加剂之后重复使用。模型自身可无限次地重复使用以生产新的砂模。以手工生产铸件的砂模成型工艺已使用了许多世纪。自1950年以来，半自动化铸造工艺已开发用于生产线，有些包括采用液压技术压实型砂。