[发明专利]反重力铸造方法及其设备

说明书

本发明涉及金属铸造工艺及其设备领域，涉及在透气铸型中熔融金属的反重力铸造方法及其设备。特别涉及：通过减少在铸型用熔融金属充满后须施加差压的时间以及熔融金属在铸型中凝固时间从而缩短熔融金属反重力铸造周期。

本申请是1988年8月22日申请的、申请号为234，583的部分连续申请案。

堪得雷(Chandley)在1978年9月12日公布的美国专利(4，112，997中阐明了在透气壳型中熔融金属的反重力铸造，在该铸型中，冒口通道下底浸入熔融金属池，通过铸型的透气壁将许多铸型腔抽成负压，以便驱动熔融金属通过在第一内浇口内的起稳定和过滤作用的筛子向上流动，从而用溶融充满每一个铸型腔。当每一铸型腔用熔融金属充满并且大多数铸件凝固后，在铸型腔仍保持着负压的情况下，将铸型从熔融金属池中移开。在铸型从熔融金属池移开时，在冒口通道内和在处于起稳定和过滤作用的筛子和冒口通道之间的内浇口部内的熔融金属，在铸型腔内的熔融金属完全凝固之前，受重力诱导流出的作用而从铸型中排出。在铸型腔和在处于起稳定和过滤作用的筛子和铸型腔之间的内浇口部分的熔融金属，受到施加于铸型腔的负压以及起稳定和过滤作用筛子对熔融金属的稳定化作用而不流出。在铸型腔和处于筛子和铸型腔间的内浇口部分至少形成金属凝固表层以后，施加于铸型的减压才解除。然而，由于在熔融金属流动方向起稳定和过滤作用的筛子的尺寸小，施加于铸型腔的负压必须保持一较长的时间，例如200秒。直到在铸型腔内和在处于筛子和铸型腔之间的内浇口部分形成凝固表层为止。这就会延长铸造周期。并且降低凝固铸件的生产率。此外，适用于铸造高熔点金属(例如：熔点高于2950°F的金属)的使稳定并过滤的筛子是昂贵的。并且增加这样生产的铸件的成本。

堪得雷等人在1986年5月20日公布的美国专利4，589，466中阐明熔融金属的反重力铸造，其中，透气铸型包括一根可成波形的充注管，该充注管密封地连接到冒口通道的底端，并且适宜于在铸造时浸入处于其下的熔融金属池中，以便将许多在铸型中的铸型腔充满。一旦铸型腔由反重力铸造法用来自下边的铸造熔融金属池的熔融金属充满时，该充注管在浸于熔融金属池中的情况下弯成卷曲而封闭。以防止随后在从熔融金属池除去充注管时熔融金属流出。熔融金属在卷曲部分上部的充注管中、在铸型腔中、在中间冒口通道和通到每一铸型腔的内浇口中保持并凝固。在铸造高熔点金属中，使用可成波形的充注管时，其可靠性是不令人满意的，因为热金属偶然会熔穿该充注管，甚至当它包上陶瓷层时也会被熔穿，此外，该卷曲的充注管不可再用。

西尔威斯特(Sylvester)在1982年5月8日公布的美国专利3，032，841的一个实施例中阐明一个内浇口结构，通过该内浇口溶融金属以反重力方式供应，以便充满许多透气铸型。在下垂充注管和铸型腔之间的内浇口结构中配置了塞孔阀，并且在铸型腔被充满后该阀在内浇口结构中能移动到关闭位置。以防止熔融金属流出。当塞子移到关闭位置，可使在阀上边的内浇口通道内的溶融金属至少部分凝固，以便实质上关团该内浇口通道。随后，铸型和内浇口结构作为一个单元与充注管分开，于是，铸型接着从内浇口结构分开。该专利指出。在缩减的(部分关闭的)内浇口通道内，熔融金属的粘度和表面张力，如果有的话，可防止熔融金属从其中流出，甚至当在内浇口通道上下的金属仍处于溶融状态下也能防止。

本发明目的之一是提供一个在大大缩短的周期内、通过差压和反重力法铸造熔融金属的方法和设备，该铸造是以差压反重力充注铸型，该铸型具有铸型腔和缩减的熔融金属入口构件，该构件是当铸型下部浸入其下的熔融金属池中时向该铸型腔供给熔融金属用的；当入口通道构件中仍保持熔融金属时将该铸型从熔池中撤回，该入口通道构件的尺寸是缩减的方式，使得其能与铸型内在熔融金属上保持的差压共同作用，从而在入口通道构件内的金属凝固之前，或者在铸型颠倒过来之前，实际上防止熔融金属从铸型流出来。

本发明另一目的是提供一个用很短周期进行差压、反重力法铸造熔融金属的方法和设备，该铸造是以差压、反重力法充注铸型，该铸型具有浸入其下熔融金属池的底部充注通道；当在铸型中的熔融金属仍是液态并未凝固，并且通过减压和在缩减的入口通道构件中施加于熔融金属的熔融金属表面张力保持作用的联合作用，使在熔融金属仍保持在充注通道上的铸型内的缩减入口通道构件中时，从金属融池撤回该铸型，并且从充注通道排出熔融金属。