[发明专利]一种浇铸系统以及与其结合使用的炉床和装置

说明书

本发明涉及一种浇铸系统以及与其结合使用的炉床和装置。所述浇铸系统可包括能量源和炉床，所述炉床可具有锥形腔。所述锥形腔可具有第一端部和第二端部，且所述锥形腔可在所述第一端部与所述第二端部之间变窄。此外，所述锥形腔可在所述第一端部上具有界定进口容量的进口，和在所述第二端部上界定出口容量的一个或更多个出口。在所述腔具有单个出口的情况下，所述出口容量可小于所述进口容量。在所述腔具有多个出口的情况下，所述组合的出口容量可匹配所述进口容量。此外，所述锥形腔靠近所述进口的横截面积可类似于所述进口的横截面积。

本申请为申请日2014年1月6日，申请号201480002830.6，名称为“具有锥形炉床的浇铸系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开大致涉及用于浇铸熔融材料的系统、方法、工具、技术和策略。

背景技术

例如，钛合金和某些其它高性能合金的某些铸锭的浇铸鉴于在生产期间存在的极端条件和合金中包括的材料的性质可能是昂贵的且在程序上是困难的。例如，在许多目前可购得的冷床浇铸系统中，诸如在惰性气氛中的等离子弧熔融和在真空熔融室内的电子束熔融，浇铸系统可用于熔融及混合各种再利用废料、母合金和各种其它起始材料来生产所要的合金。浇铸系统利用可含有高密度和/或低密度夹杂物的起始材料，其接着可能导致较低质量和可能无法使用的热或铸锭。被视为无法使用的浇铸材料通常可熔融并且再使用，但是这种材料通常将被视为较低质量且在市场上的价格较低。在浇铸操作期间，生产商通常期望在将熔融材料引导至铸模前将夹杂物从熔融材料中移除。

为了蒸发、溶解或熔融熔融材料中的夹杂物，浇铸系统中的能量源(例如，电子束枪或等离子炬)可施加能量至浇铸系统的炉床中的熔融材料的表面。能量源产生的能量可足以蒸发或熔融夹杂物。但是，在浇铸操作期间，动态流径可出现在浇铸系统的炉床中，且动态程度较低的区域(即滞留区或滞留池)可邻近、围绕和/或靠近动态流径形成。在未充分混合的情况下，熔融材料可静置在滞留区中且因此保留在炉床中达比熔融材料沿着动态流径流动长的时间段。换句话说，熔融材料在炉床中的驻留时间可依据熔融材料是沿着动态流径流动或静置在滞留区中且因此熔融材料在炉床中的驻留时间可能不一致。此外，滞留区中的熔融材料可遭受由能量源产生的能量达比熔融材料在动态流径中长的时间段。因此，在炉床中具有较长驻留时间的熔融材料(即，静置在滞留区中的熔融材料)的元素消耗可比在炉床中具有较短驻留时间的熔融材料(即，沿着动态流径流动的熔融材料)的元素消耗大。当炉床中的熔融材料内具有不同的化学组成时，所得浇铸合金可具有组成变化。

此外，在利用从单个炉床延伸的多个铸模的浇铸系统中，滞留区的形成可将预期熔融材料流转向和/或改变至铸模中。换句话说，浇铸速率可能在浇铸系统的铸模之间变化。

因此，将有利地提供一种浇铸系统，其较不易受其炉床中滞留区的形成的影响。此外，将有利地提供一种浇铸系统，其产生组成更均匀的铸造合金。此外，将有利地提供一种浇铸系统，其促进跨多个铸模的相同或类似浇铸速率。更一般地，将有利地提供一种改进的浇铸系统，其可用于钛、其它高性能合金以及一般的金属和金属合金。

发明内容

本公开的一个方面涉及浇铸系统的非限制性实施方案，其可包括炉床和多个模具。炉床可包括界定进口横截面积的进口和多个出口，其中每个出口界定出口横截面积。炉床还可包括进口与多个出口之间的腔，其中腔从进口朝向多个出口渐变。模具可与炉床的每个出口对准。

本公开的另一个方面涉及结合浇铸系统使用的炉床的非限制性实施方案，其中炉床可包括腔，所述腔包括第一端部和第二端部，其中腔在第一端部与第二端部之间变窄。炉床可进一步包括第一端部上的进口，其中进口界定进口容量。炉床还可包括第二端部上的出口，其中出口界定出口容量。