具有氣隙的冒口套的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施方式涉及一種在熔融金屬的鑄造中使用的冒口套(risersleeve,冒口圈)，并且尤其涉及一種這樣的冒口套，該冒口套圍繞其外表面成形，以在冒口套插入到鑄造模具的冒口腔中時(shí)提供封閉的腔。在更具體的實(shí)施方式中，腔定位在套中以在冒口套操作地定位在鑄造模具中時(shí)沿套的外部延伸為大體豎直的凹部。
【背景技術(shù)】
[0002]在其他現(xiàn)有技術(shù)參考中，如在美國(guó)專利6，640，874中所說(shuō)明的，冒口套及其用途在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的。冒口套在鑄造模制中用作管道并用作貯存器。在熔融金屬傾倒入成形為具有所形成的產(chǎn)品的特性的預(yù)成形腔內(nèi)時(shí)，所傾倒的金屬的一部分流入冒口內(nèi)并在冒口中積聚。由于腔內(nèi)的金屬凝固，所以在沒(méi)有冒口的情況下，模具內(nèi)凝固的金屬的收縮造成尺寸變化并可能形成內(nèi)腔。
[0003]冒口腔內(nèi)的金屬的熱散失首先在金屬與模具的接合處發(fā)生。通過(guò)策略性地將一個(gè)或多個(gè)冒口套布置在鑄造模具中(其中，每個(gè)冒口套以重力供給液體的方式與腔連通)，并通過(guò)將套中的熔融金屬保持在熔融狀態(tài)下(至少優(yōu)先為鑄件中的金屬)，以使得在將套中的熔融金屬流傾倒至模具中之后熔融金屬仍是可使用的，從而抵消收縮。如果未實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，那么冒口套中的金屬輕易地凝固，并成為在產(chǎn)品完成時(shí)需要去除的鑄件中的另一附屬品。
[0004]冒口套本身并非最終鑄件的一部分。一旦鑄件適當(dāng)?shù)乩鋮s，就會(huì)將冒口作為鑄造模具的一部分去除。
[0005]在鑄造行業(yè)中人們不斷努力提供一種冒口套，該冒口套以有效方式實(shí)現(xiàn)冒口套的目的。這種持續(xù)不斷的努力強(qiáng)烈地表明了對(duì)額外改進(jìn)的需求。
[0006]因此，現(xiàn)有技術(shù)中存在對(duì)于改進(jìn)的冒口套的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]通過(guò)一種在鑄造模制操作中使用的冒口套提供未實(shí)現(xiàn)的這種和其他優(yōu)點(diǎn)。該套具有主體，主體具有從該主體的底部延伸到頂部的側(cè)壁。在該冒口套中，多個(gè)腔形成在側(cè)壁上，多個(gè)腔在主體的軸向方向上從頂部延伸。
[0008]在一些實(shí)例中，主體是柱形的。在另外的實(shí)例中，主體是優(yōu)選地具有從底部到頂部均勻地減小的直徑的截頭錐形的。
[0009]在一些實(shí)例中，所述多個(gè)腔中的每個(gè)均優(yōu)選地大體上是半柱形的，每個(gè)腔均具有優(yōu)選地沿外側(cè)壁的不包括腔的虛擬圓周區(qū)域?qū)?zhǔn)的軸線。在這些實(shí)例中的多個(gè)實(shí)例中，每個(gè)腔具有這樣的半徑，使得相鄰的腔的軸線圍繞冒口套的周緣間隔至少四個(gè)半徑的距離。在一些實(shí)例中，每個(gè)腔均對(duì)向地具有從大約120°到大約180°的范圍內(nèi)的角度(從腔的軸線測(cè)量)。
[0010]在一些實(shí)例中，每個(gè)腔均在從頂部朝向底部的距離的大部分上沿外壁延伸，但是每個(gè)腔均終止于底部的上方。
[0011]在一些實(shí)例中，所述多個(gè)腔圍繞主體的周緣大體均勻地間隔。
[0012]在一些實(shí)例中，所述主體大體是中空的，其中，內(nèi)壁或表面是柱形的，或內(nèi)壁或內(nèi)表面以與側(cè)壁對(duì)應(yīng)的方式從底部到頂部漸縮。
【附圖說(shuō)明】
[0013]通過(guò)閱讀以下詳細(xì)的描述和附圖，將獲得對(duì)公開(kāi)的實(shí)施方式更好理解，其中，相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的部件，并且在附圖中:
[0014]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中已知的在設(shè)置本發(fā)明的氣隙之前形成的冒口套的立體圖；
[0015]圖2為在圖1的冒口套上形成氣隙之后形成的冒口套的立體圖；以及
[0016]圖3為以處于模制模型(pattern，圖案，模)上的局部截面圖的方式示出了本發(fā)明的冒口套的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]通常，冒口套是兩種類型中的一種。盲冒口套包括中空拱形冒口套，這種冒口套在底部處是敞開(kāi)的。開(kāi)頂式冒口套通常是環(huán)形的，即，在頂部和底部都是敞開(kāi)的。制造盲冒口套更為昂貴。盲冒口套的用途是通常預(yù)留給特殊的應(yīng)用。另一方面，開(kāi)頂式冒口套通過(guò)使冒口套內(nèi)的熔融金屬的水平面可視化而允許鑄造操作人員觀察到鑄件的進(jìn)展。對(duì)于本專利說(shuō)明書(shū)，術(shù)語(yǔ)“冒口套”通常適用這兩種類型，除非明確引用兩種類型中的一種。
[0018]冒口套可在形成模具之后插入模具腔內(nèi)。這通常稱為可插入的套。冒口套還可布置在形成在套周圍的模型以及模具上，以產(chǎn)生冒口腔。這通常稱為“填塞式(ram-up)”套。通常，在現(xiàn)有技術(shù)中，套的壁具有均勻的厚度，并且以套與模具之間具有可忽略的間隙的方式緊密配合在模具內(nèi)。
[0019]而且，通常來(lái)說(shuō)，冒口套由隔熱材料制成，具有在熔融金屬進(jìn)入鑄造模具中的腔內(nèi)之前、減緩容納在冒口套內(nèi)的熔融金屬的凝固的目的。可替代地或除此之外，冒口套可以由放熱材料制成，該放熱材料旨在產(chǎn)生熱量以保持熔融金屬的流動(dòng)性。典型的冒口套由包括人造纖維的耐火材料制成。該材料可包括例如為鋁或硅的燃燒劑(fuels)，它們用于在冒口套內(nèi)的放熱反應(yīng)期間產(chǎn)生各自的隔熱氧化物。力求在冒口設(shè)計(jì)中優(yōu)化的性能包括低密度以及高孔隙率，這是因?yàn)檫@些性能有利于隔熱性能。
[0020]供給輔助(feeding aids)用于減緩和控制冒口的凝固。這些供給輔助可以是隔熱或放熱套或“保溫帽(hot topping，熱爐頂)”。套由使冒口腔的至少一部分成一線的材料構(gòu)成，以便通過(guò)提供隔熱或提供從放熱材料輸入的額外熱量或通過(guò)這兩者，減緩冒口的熱散失。保溫帽是用于在傾倒之后覆蓋冒口的頂部的隔熱材料或放熱材料，其中，冒口通過(guò)模具的頂部是敞開(kāi)的。
[0021 ] 套可由多種不同的材料制成，包括耐火纖維、砂、中空耐火球體以及其他耐火材料。通常通過(guò)在產(chǎn)生套的內(nèi)部尺寸的金屬絲網(wǎng)成型件(form，成型件)上沉積纖維和其他成分而形成耐火纖維套。纖維和其他成分是水基漿體并通過(guò)在該成型件的內(nèi)部上抽真空而沉積在該成型件上。這產(chǎn)生了具有略微粗糙的外表面的套。可通過(guò)將干燥的成分與液體鑄造成形劑(binder)的混合物吹入模具/芯盒內(nèi)并處理模具內(nèi)的成形劑，以產(chǎn)生具有由模具形成的內(nèi)部和外部形狀的固體套，而形成由砂或中空球體加上其他成分制成的套。由砂或中空球體制成的冒口套的壁常常比由纖維材料制成的冒口套的壁更均勻，并且這可使砂/中空球體冒口套更適于實(shí)施發(fā)明概念。
[0022]冒口套的隔熱或放熱性能主要由用于產(chǎn)生套的材料決定。例如，纖維耐火套通常會(huì)具有比模具材料更低的密度，并且由于更低的熱容量以及導(dǎo)熱性，所以提供隔熱。砂放熱套可包含較高百分比的放熱材料，通常是由金屬鋁粉和氧化鐵的混合物構(gòu)成的鋁熱劑。在冒口填充熔融金屬時(shí)，鋁熱劑引燃并為冒口提供輔助熱源。
[0023]現(xiàn)在將注意力轉(zhuǎn)向圖1，示出了冒口套坯件10的立體圖。該套坯件10示出為略微具有截頭錐形，其中，直徑從底部或基底到頂部12均勻地并單調(diào)地減小。示出的頂部12和基底為垂直于坯件10的中軸線。根