熔煉金屬和將金屬澆入鑄模的方法和裝置制造方法及圖紙

一種熔煉金屬并將金屬澆入鑄模的方法和裝置，其中熔煉是在熔煉坩堝（１３）中進行的，具有向下的澆口（２６）的鑄模（１０）在熔煉位置處放在熔煉坩堝上。當金屬熔化后，熔煉坩堝（１３）和鑄模（１０）一起繞水平軸轉到翻轉位置。熔融金屬在此位置上從熔煉坩堝（１３）中流入鑄模（１０）。為了使這種方法也可用于反應金屬，真空下在熔煉坩堝（１３）中對金屬進行熔煉，在真空外圍有感應線圈（１５），鑄模（１０）安裝在真空密封的澆鑄室（６）中。在熔化前，澆鑄室（６）與熔煉坩堝（１３）一起被抽真空。在保持真空的狀態下，通過使熔煉坩堝（１３）、澆鑄室（６）和鑄模（１０）一起翻轉至少１８０度而實現澆鑄。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種熔煉金屬并將金屬澆入鑄模的方法，其中熔煉是在被加熱的熔煉坩堝中進行的，帶有向下的澆口的鑄模放在該熔煉坩堝上。金屬熔化后，使熔煉坩堝和鑄模一起繞水平轉軸轉至翻轉位置，熔融金屬在該翻轉位置處從熔煉坩堝中流入鑄模。在對“轉爐”的描述中已經公開了實現這種方法的裝置。該公知裝置在露天下工作，其中由陶瓷材料制成的鑄模被放在同種材質的、繞有感應線圈的坩堝上。在熔煉位置處，熔煉坩堝在下而帶有向下的澆口的鑄模在熔煉坩堝上方。當原料熔化后，使整個裝置象砂時計一樣繞重心軸轉至冒口位置，于是可以向鑄模中進行澆注。實踐證明了，這種公知裝置適用于在熔點下與大氣氧氣不反應或反應微弱的原料，而這種公知裝置和在該裝置中使用的方法對于在熔點下與大氣氧氣反應的原料是不實用的。我們還知道，在固定或可翻轉的真空室中設置翻轉式坩堝，熔融金屬從該坩堝中流入鑄模中，這些鑄模被連續送入同一真空室或連通的真空室中，并再從真空室中被送出。這種公知裝置體積龐大，而且實踐證明，投資成本和運行成本都是不可接受的。也曾嘗試過在固定真空室中實施前述方法，但由于由熔煉坩堝和鑄模組成的裝置的轉動范圍太廣而致使真空室必須有龐大的體積，所以當抽空如此龐大的真空室就需要相當長的時間時，僅此一條原因就使裝料工作周期長得令人難以忍受。在Kreutzer發表在《Dental-Labor XXXIV》1986年第12期第1923-第1929頁的論文《感應加熱真空壓鑄-一種未來制造技術》中，公開了在真空中使熔融金屬脫氣，接著通過使熔煉坩堝翻轉80度而將熔融金屬倒入鑄模中，接著通過超高壓壓實鑄件。這種方法和裝置設計用于牙科用鑄件即很小的鑄件。文章中未描述感應線圈的布置結構和熔煉坩堝與鑄模之間的特殊連接關系。由DE1558159A1中得知在抽成真空的管中進行熔煉和上引澆鑄，在熔煉坩堝和一堆松散的鑄模區域內，感應線圈圍繞在上述管的外面。由于熔煉坩堝通過底部開口將熔融金屬注入鑄模，所以該裝置既沒有設計成翻轉澆鑄式結構，也不適用于翻轉澆鑄。在DE1262521C中披露了這樣的結構在位于裝料爐口和型腔之間的、垂直的固定裝置中安放熔煉部件，該型腔帶有用于多個鑄模的轉盤。熔煉部件與另一個真空爐相連。在熔煉部件內即在真空中設有感應線圈和熔煉坩堝。其投資成本、運行成本和維修成本以及建筑體積和重量都很可觀，抽真空時間也相當長。這種裝置既沒有設計成通過翻轉式澆鑄結構，也不適用于翻轉澆鑄。澆鑄是通過將鑄模接在熔煉坩堝的底部開口上進行的。為此所需的提升傳動機構很昂貴。DE2500521A1公開了一種類似的方法和裝置，其中熔煉坩堝和帶唯一的型腔的鑄模設置在同一真空室中，二者的連接方式是這樣的，即鑄模澆口與坩堝軸垂直。真空室通過空心軸端安裝在固定板上，其中通過擋塊將轉角限制在90度內。柔性真空管穿過軸段，該真空管的橫截面較小而且同樣只有有限的轉角。借助兩個電極的放電實現熔煉坩堝的加熱，兩電極的軸與坩堝軸重合，從而在澆鑄時不能使熔煉坩堝處于冒口位置。這種電極裝置的熔煉功率相當小。雖然通過提高壓力可提高鑄件的密實度，但是這種公知裝置既不是設計用于能進一步鑄件密實度的離心鑄造，而且也不適用于離心鑄造。這種裝置還是設計用于生產獨特的小鑄件即牙科用鑄件的。因此，本專利技術的任務在于對上述裝置進行如下的改進，從而可以在氣密且保持真空的情況下省時地同時生產由反應材料制成的大型鑄件和/或若干鑄件。在前述方法中，根據本專利技術如此解決上述任務a)鑄模和熔煉坩堝同時被抽真空；b)隨后借助澆鑄室外的感應線圈在熔煉坩堝內進行感應熔煉；c)在保持真空的情況下，通過使熔煉坩堝、澆鑄室和鑄模共同翻轉至少180度實現澆鑄。按照本專利技術的這種解決方案可減少抽真空時間，從而可使一次裝料澆鑄獲得短暫的抽真空時間和周期。熔融金屬或鑄件與大氣氧氣不發生反應。至少180度的翻轉角可以使熔融金屬完全而無剩余地流出并且使熔融金屬無氣孔地注入鑄模。當然，利用這種方法也可以澆鑄那些在熔點下與大氣氧氣不反應或反應微弱的金屬和合金。所以，按照本專利技術的方法可以廣泛地用于明顯不同的金屬和合金。本專利技術描述了一種很明確的結構和運行方式，它可以由以下選擇在真空下，熔煉坩堝可以由可冷卻棒構成，這些棒彼此間有間距并接受感應線圈的交變電磁場沖擊。這種熔煉坩堝也表示為“冷壁坩堝”。以兩種不同方式進行密封，從而形成真空。一種方式是由絕緣物層包覆可冷卻棒。另一種方式是在可冷卻棒之間的間距內氣密地填入絕緣物，從而形成了密閉真空的冷壁坩堝。這種冷壁坩堝本身是公知的，而且在A.Gubchenko/Novikov/Choudhury/Hugo發表在《1991年美國匹茲堡真空冶金學術會議會刊》第15-20頁的論文《真空感應和帶冷坩堝的離子感應爐》中已作了描述。但是可以有另一種替換形式，即由陶瓷材料制成的熱壁坩堝插在絕緣材料管中，例如該管可以由石英或纖維加強塑料制成，該塑料內壁接受冷卻。這種絕緣管可允許電磁波穿過，所以所需的感應線圈環繞在該管外側。雖然這種所謂的“石英管型爐”是很早就有的現有技術，但迄今為止尚未用于上述應用目的。按照本專利技術對熔煉坩堝和鑄模的密閉使本專利技術方法的其它有利布置結構成為可能，其中，人們可以在熔煉坩堝處于澆鑄位置時向坩堝中吹入惰性氣體，從而使鑄模澆口上的壓力提高。由于該氣壓與鑄模或若干鑄模外側的真空間存在壓差，熔融金屬不僅因重力而且由于一定的壓差被壓入鑄模腔內，從而形成了具有較密實和較光滑的上表面的無孔澆鑄。在按照本專利技術方法的另一種布置結構中，也可以使由熔煉坩堝、感應線圈、澆鑄室和鑄模構成的裝置作轉數較高的離心鑄造運動，如此選擇轉速，使離心力在鑄模的冒口處明顯超過重力。還有利的是，當熔煉低密度原料時，使感應線圈在熔煉時向熔煉坩堝底部移動。本專利技術還涉及一種利用可加熱并帶有敞口端的熔煉坩堝在真空下熔煉金屬并將金屬澆入鑄模的裝置。該熔煉坩堝與鑄模相連，其中熔煉坩堝和鑄模可一起繞同一水平軸轉至翻轉位置。在該位置處，熔融金屬可從熔煉坩堝中倒入鑄模中。為解決同一任務，按照本專利技術，該裝置的特征在于a)鑄模安置在真空密封的澆鑄室中，在向下的鑄模澆口位于熔煉坩堝的熔煉位置時，該鑄模放在坩堝的敞口端上，b)法蘭圍繞熔煉坩堝的敞口端，該法蘭與澆鑄室構成氣密式法蘭連接結構，c)在真空外，感應線圈圍繞在熔煉坩堝周圍，d)熔煉坩堝、感應線圈、鑄模和澆鑄室設置成借助于空心軸可一同轉動至少180度。這種裝置形成了最可能小的“結構改造空間”并使投資成本和運行成本降低。關于其它與此相關的優點，已在上文中指出。特別有利的是，-鑄模由一種多孔材料構成，和/或-澆鑄室通過真空吸管與空心軸相連，空心軸包括轉軸并通過轉動接頭與真空泵連接。在這方面特別有利的是最后提到的特征，這是由于冶金工藝用的真空吸管通常需要相當大的截面。通過將真空吸管的一部分布置成空心軸，以較小的空心管壁厚就可獲得彎曲強度很高、擺動很小的結構。而且空心軸可以以一種很簡便的方式與真空泵或真空泵組相連。進一步有利的是，空心軸由兩段同心的空心軸段構成，熔煉坩堝設置在這兩個軸段間，這兩個軸段中的一個空心軸段與真空泵相連，而另一軸段包括由熔煉坩堝、感應線圈和澆鑄室構成的裝置的至少一個部件的冷卻介質管路。通過這種設計規則得出一種解決方案，在該本文檔來自技高網...

【技術保護點】
熔煉金屬并將其澆入鑄模的方法，其中熔煉是在被加熱的熔煉坩鍋（１３）中進行，在熔煉位置，鑄模（１０）以澆口（２６）朝下的方式放在該熔煉坩鍋上，在金屬熔化后，熔煉坩鍋（１３）和鑄模（１０）一起繞水平旋轉軸（Ａ－Ａ）轉到翻轉位置，熔融金屬在此位置從熔煉坩鍋（１３）中流入鑄模（１０），其特征在于：ａ）鑄模（１０）與熔煉坩鍋（１３）被一起抽真空，ｂ）借助真空外的感應線圈（１５）隨后在熔煉坩鍋（１３）中進行感應熔煉，ｃ）在保持真空的情況下，通過使熔煉坩鍋（１３）、澆鑄室（６） 和鑄模（１０）一起翻轉至少１８０度而進行澆鑄。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：F胡戈，J胡伯爾，B艾布拉姆森，
申請(專利權)人：ALD真空技術有限公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]