双重铸造方法和设备的制造方法
双重铸造方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于双重铸造的方法和设备。更具体地，本发明涉及这样的用于双重铸造的方法和设备，其将减压铸造和重力铸造共同应用于模具，这样使得去除了产品中的气孔和气泡，从而防止铸造缺陷并解决填充不足的问题以很容易地生产高耐热性钢铸件。
【背景技术】
[0002]通常使用的金属模铸方法是一种最基本的金属模制方法，并用于大量生产外形相同的产品。在铸造方法中，将铁肩、生铁、合金铁或非铁金属原料注射入熔炉，加热使其熔化，然后浇注入由砂或金属材料形成的模具中，并使其冷却凝固以制造产品。其原理为，在将熔融金属注射入制造成所需形状和外形的模具之后，当熔融金属凝固时形成具有相同形状的金属物体。当完成模具设计时，尽管铸造使得能够大量生产产品，但在铸件的凝固工艺(coagulat1n process)中经常发生铸造缺陷，其中，最终产品会包含不期望的非金属成分(杂质)而不是金属物质。此外，通过在大气中熔化而注射的熔融金属可熔化并吸收相当大量的氢气、氧气、氮气等，这降低了凝固期间的溶解度并产生气泡，且未释放的部分气体可保留并造成表面缺陷。
[0003]使用真空技术来防止这种缺陷的铸造方法被称作真空(减压)铸造方法。当将熔融金属容纳在铸勺(ladle)中并在真空条件下或在大气中进行铸造时，可通过在大气中进行熔化并在真空条件下进行铸造或者通过在真空状态下处理在大气中熔化的熔融金属而使用真空铸造。
[0004]当使用真空铸造方法时，可很容易去除有害气体成分，且产品的机械性能可变得优异。因此，这种铸造方法用于制造诸如不锈钢、耐热钢、工具钢、轴承钢、磁性材料等产品。
[0005]反重力真空辅助铸造方法是一种真空铸造方法，该方法在70年代和80年代由美国的Hitchiner Manufacturing C0.等开发，且是一种通过将陶瓷管插入恪融金属中经由真空系统迅速将熔融金属吸入模具中的方法。韩国注册专利第0947948号和第0801815号为与反重力真空辅助铸造和真空铸造设备有关的代表性专利。然而，由于该注册专利中描述的Hitchiner Manufacturing C0.的铸造方法限于通过陶瓷模具生产精密铸造产品，因此该铸造方法存在会造成许多铸造缺陷(例如，混有杂质)的严重问题，由于砂模无法承受迅速吸入的熔融金属，因此在通过使用砂模进行铸造的产品生产中，会发生杂质混合的问题。此夕卜，这种技术是一种仅利用真空压力通过将熔融金属吸入模具来生产产品的方法，这样使得在一些情况下由于熔融金属流动迅速而在产品中不仅形成小孔隙而且还形成大孔(例如，虫孔(worm hole))，并且在产品局部表面上存在许多填充不足的铸造缺陷。
[0006]具体地，由于需使用韩国注册专利第0947948号中的真空栗迅速将熔融金属填充入陶瓷单元模具，因此强度低的砂模可能会发生模具损坏的严重问题，并且当将熔融金属填充入模具的腔体中且外壳以300RPM至600RPM的转速旋转时，由于熔融金属会损坏模具或使模具变形，因此产品的尺寸可能会改变，并可导致严重的质量缺陷，这样使得不得不使用价格高的陶瓷单元模具，这在初始成本方面是不利的。此外，由于用于精密铸造的陶瓷单元模具在熔融金属固化之后不会自然塌陷，因此陶瓷单元模具不可应用于内插式产品，例如涡轮机壳体。
[0007]此外，陶瓷单元模具在900°C或更高的温度下使用。此处，由于模具的温度高，熔融金属在凝固之前需要长达600秒或更长的时间，因此，陶瓷单元模具的生产率严重低下。如果在较短的时间内移动模具，则不仅韩国注册专利第0947948号中的竖直冒口(riser)中的熔融金属，而且连接至浇口的产品中未凝固的熔融金属也可从源排出，并导致严重的质量问题。因此，作为改进方法，在将熔融金属填充入到模具的腔体中之后，利用离心力使外壳旋转直至产品完全固化以便试图提高生产率。然而，在产品完全凝固之前仍需要300秒或更长的时间。
[0008]此外，在韩国注册专利第0947948号中，由于外壳旋转，因此将产品模具布置在向前的方向上(产品模具在向前方向上会变得水平对称)是有效的，这会导致产品的形状受到限制。此外，由于需将陶瓷单元模具设置在外壳的中央部分处以便均匀地对整个产品施加离心力，因此使用了径向附接至许多模具腔体的单个陶瓷单元模具。
[0009]此外，在用于精密铸造的模具中，由于注射管仅可使用一次，且注射管由与陶瓷单元模具相同的材料制成并连接至陶瓷单元模具，因此即便当熔融金属凝固时，模具也不会分离，因此可无法再次使用模具。
[0010]由于这些问题，Hitchiner Manufacturing C0.的反重力真空辅助铸造技术在砂模铸造产品中并未商业化，且到目前为止，全世界尚未有公司已成功开发应用于砂模铸造产品的使用吸入管的反重力真空辅助铸造技术。
[0011]因此，为了克服上述问题，本发明的发明人已对铸造方法进行了反复研究，并通过应用去除砂模而非陶瓷精密铸造模具内的真空压力以再填充由重力吸入但尚未凝固的熔融金属的双重铸造技术生产出耐高温耐热钢不锈钢产品，从而完成了本发明。
【发明内容】
[0012]技术问题
[0013]本发明的一个方面在于提供一种在铸造产品时能够防止收缩缺陷、气泡缺陷以及其它铸造缺陷的双重铸造方法。
[0014]本发明的另一个方面在于提供一种双重铸造方法，通过该双重铸造方法可很容易地去除包括在熔融金属中的杂质。
[0015]本发明的再另一个方面在于提供一种双重铸造方法，该双重铸造方法精密度极佳且能够制造形状复杂的广品。
[0016]本发明的又一个方面在于提供能够节约成本并提高生产率的双重铸造方法。
[0017]本发明的又一个方面在于提供双重铸造设备。
[0018]问题的解决方案
[0019]本发明的一个方面涉及一种双重铸造设备。该双重铸造设备包括:铸造室，在该铸造室中形成一空间部分;注射管，该注射管安装在铸造室下方，并且熔融金属被注射到该注射管中；模具，该模具能拆卸地连接至注射管，并且该模具具有腔体;填充介质，该填充介质填充在铸造室的内部部分与模具之间；以及压力调节装置，该压力调节装置设置在铸造室上方，并且该压力调节装置使铸造室的内部部分减压。
[0020]在一个实施方式中，还可包括冒口，该冒口通过与模具中的腔体的上部部分连通而容纳熔融金属，并将熔融金属排放至腔体。
[0021 ]在一个实施方式中，冒口的尺寸可以形成为模具体积的大约30体积百分比至大约120体积百分比。
[0022]在一个实施方式中，还可包括熔化炉，该熔化炉用于熔化原料以形成熔融金属。
[0023]在一个实施方式中，注射管的内径可大于腔体的入口的内径。
[0024]在一个实施方式中，腔体的内径与注射管的内径之比可为大约1:1.1至大约1:3。
[0025]在一个实施方式中，压力调节装置可包括吸入滤网、真空栗和吸入管。
[0026]本发明的另一个方面涉及使用双重铸造设备的双重铸造方法。该双重铸造方法包括:通过压力调节装置使填充有填充介质的铸造室减压，并通过与外部的压力差执行沿注射管将熔融金属注射到模具内的腔体中的第一次注射；以及在第一次注射到腔体中的熔融金属凝固之前取消铸造室的减压并通过重力执行熔融金属的第二次注射。
[0027]在一个实施方式中，在第一次注射期间，还将熔融金属注射到与模具内的腔体的上部部分连通的冒口中，并且可通过重力排放注射到冒口中的熔融金属，并且在取消铸造室的减压时可将熔融金属第二次注射到腔体中。
[0028]在一个实施方式中，该方法可包括将模具插入安装有注射管的铸造室中以耦接至注射管，以及在用填充介质填充铸造室的内部部分之后通过减压来执行熔融金属的第一次注射。
[0029]在一个实施方式中，可调节铸造室的减压速率以调节将熔融金属注射到模具中的速度。
[0030]注射管、压力调节装置和填充介质能重复使用。
[0031 ]技术效果
[0032]当应用本发明的双重铸造方法和设备时，可防止收缩缺陷和气泡缺陷，可很容易去除包含在熔融金属中的杂质以防止铸造缺陷，可以具有极佳的精密度，能够制造形状复杂的产品，且能够重复使用入口、压力调节装置、填充介质等，从而使得能够节约成本并提高生产率。
【附图说明】
[0033]图1示出了根据本发明的一个实施方式的双重铸造设备的截面图。
[0034]图2(a)示出了根据本发明的一个实施方式的注射管的截面图，图2(b)示出了根据本发明的另一个实施方式的注射管的截面图。
[0035]图3示出了根据本发明的另一个实施方式的双重铸造设备。
【具体实施方式】
[0036]本发明的一个方面涉及双重铸造设备。[0037]图1示出了根据本发明的一个实施方式的双重铸造设备的截面图。参考图1，双重铸造设备(100)包括:铸造室(10)，在铸造室中形成一空间部分;注射管(20)，该注射管安装在铸造室(10)下方，且熔融金属被注射到该注射管中；模具(30)，该模具可拆卸地连接至注射管(20)并具有腔室(35);填充介质(40)，该填充介质填充在铸造室(10)的内部部分与模具(30)之间；以及压力调节装置(60)，该压力调节装置设置在铸造室(10)上方并对铸造室
(10)的内部部分进行减压。
[0038]铸造室(10)中可形成一空间部分以使得能够填充填充介质(40)并固定模具(30)，并且通过压力调节装置(60)可使铸造室(10)减压至等于或小于大气压以在模具(30)中提供减压大气。
[0039]注射管(20)浸在铸造室(10)中、安装在铸造室(10)下方并固定，并且注射管(20)的一部分伸出并浸在熔融金属中以将熔融金属注射入到模具(30)中。尽管图1中示出了一个注射管(20)，但在其它实施方式中，也可在铸造室(10)安装多个注射管(20)。
[0040]可使用由普通材料形成的注射管(20)。例如，注射管(20)可由在与熔融金属接触时可防止发生反应的耐火材料(例如，陶瓷)形成，但材料并不局限于此。
[0041]参考图1，在本发明中，注射管(20)的内径(dl)可大于腔体(35)的内径(d2)。在这种情况下，即使在取消减压时，熔融金属停留的时间也可增加。在一个实施方式中，腔体
(35)的内径(d2)与注射管(20)的内径(dl)之比(d2:dl)可以是大约1:1.1至大约1:3。优选地，该比值可以是大约1:1.5至大约1:2.5。更优选地，该比值可以是大约1:2。在上述范围内，即使在取消铸造室(10)的减压时，熔融金属停留的时间也可增加。
[0042]注射管(20)的入口的形状可设计成与模具适配。图2(a)示出了根据本发明的一个实施方式的注射管(20)的截面图，图2(b)示出了根据本发明的另一个实施方式的注射管
(21)的截面图。如图2(a)和图2(b)所示，与铸造室的底表面接触的部分可以很宽且向上逐渐变窄。
[0043]模具(30)可拆卸地连接至注射管(20)，且其腔体(35)可具有期望的产品形状。
[0044]可使用由普通材料形成的模具(30)。例如，砂模可用作模具(30)。在一个实施方式中，可在通过获得混合砂(包括砂、水溶性酚醛树脂和酯基固化剂(但材料并不局限于此))并将混合砂插入模具中制造出模具(30)之后使用该模具。
[0045]砂可使用普通砂。例如，可使用硅砂、锆砂、铬铁矿砂、橄榄石砂或氧化铝砂。在一个实施方式中，可使用直径为大约0.05毫米至大约1毫米的砂。
[0046]在本发明的一个实施方式中，铸造室(10)中可安装多个模具(30)。例如，可安装一个至九个模具(30)，这样使得可通过有效地利用空间来节约成本并提高生产率。
[0047]由于附接在砂周围的树脂在预定量的时间之后会因砂模中的热量而消失，因此砂模会自然地坍塌。因此，由于模具(30)与陶瓷注射管(20)自然分离使得附接至外壳的注射管(20)可重复使用，因此改进了成本节约效果，并且由于注射管(20)固定至铸造室(10)(如图1所示出)且模具(30)可不断地自动更换，因此改进了提高生产率的效果。
[0048]填充介质(40)可填充在铸造室(10)中的模具(30)周围以支撑模具(30)。可使用由普通材料形成的填充介质(40)。例如，可使用耐火颗粒(例如，混合砂或砂)，但材料并不局限于此。
[0049]在一个实施方式中，可在对铸造室(10)施加预定量时间的振动的同时填充填充介质(40)，从而使得能够均匀地填充填充介质(40)，同时增大填充密度。
[0050]在一个实施方式中，双重铸造设备(100)还可包括冒口(50)，该冒口通过与模具
(30)中的腔体(35)的上部部分连通而容纳熔融金属，并通过重力将熔融金属排放至腔体。可包括冒口( 50)以在模具(30)凝固时防止产品中包含杂质或防止铸造缺陷(例如，气泡)。参考图1，如在本发明的一个实施方式中，冒口(50)可设置在腔体(35)上方。在一个实施方式中，冒口(50)的底部表面可设置在腔体(35)的顶部表面上方。在一个实施方式中，冒口
[50]的底部表面与腔体(35)的顶部表面之间的间距可以是大约1厘米至大约100厘米。
[0051]因此，当从模具(30)的下部部分填充熔融金属且使熔融金属朝向冒口(50)移动时，初始不稳定熔融金属中残留的杂质和混合物可向上移动从而从产品中去除，且注射到冒口(50)中的熔融金属通过重力而从设置在腔体(30)上方的冒口(50)注射到冒口(50)下方的腔体(30)中，以防止产品发生收缩缺陷和气泡缺陷，从而使得能够去除包含在腔体
(35)内的熔融金属中的气泡和空气，使得能够实现优异的精密度，并使得能够生产形状复杂的产品。
[0052]在一个实施方式中，冒口(50)的尺寸可以形成为模具(30)的体积的大约30体积百分比至大约120体积百分比。在一个实施方式中，冒口(50)的尺寸可以形成为模具(30)的体积的大约50体积百分比至大约80体积百分比。
[0053]在上述范围内可容易地去除包含在熔融金属中的杂质，且可很容易地去除模具
(30)内残留的气泡和空气。
[0054]压力调节装置(60)可设置在铸造室(10)上方，且可调节铸造室(10)中的压力以使铸造室(10)减压。在一个实施方式中，压力调节装置(60)可包括吸入滤网(64)、真空栗(未示出)和吸入管(62)。参考图1，吸入滤网(64)连接至铸造室(10)的上部部分，吸入管(62)连接至吸入滤网(64)的一个表面，且吸入管(62)可与真空栗(未示出)接触以通过操作真空栗来调节铸造室(10)中的压力。
[0055]当包括在压力调节装置(60)中的真空栗运行时，吸入滤网(64)可起到仅允许气体通过吸入管(62)并防止吸入填充介质(40)的作用。
[0056]真空栗(未示出)可调节铸造室(10)的压力以去除模具(30)内的气体，并调节注射熔融金属的速度。真空栗可使用普通真空栗。例如，可使用离子栗、扩散栗等，但栗的类型并不局限于此。
[0057]当真空栗运行时，吸入管(62)可排放铸造室(10)中的气体以使铸造室(10)中的压力减小。此处，可调节铸造室(10)的内部压力减小的速度以调节注射熔融金属喷的速度。
[0058]图3示出了根据本发明的另一个实施方式的双重铸造设备(100)。参考图3，双重铸造设备(100)还可包括用于熔化原料以形成熔融金属的熔化炉(70)。参考图3，在一个实施方式中，熔化炉(70)可设置在双重铸造设备(100)的下部部分，且双重铸造设备(100)的注射管(20)可浸入熔化炉(70)内的熔融金属中以通过使铸造室(10)减压来注射熔融金属。在一个实施方式中，注射管(20)浸入形成在熔化炉(70)内的熔融金属中的深度可为大约3厘米至大约10厘米。在上述条件下，最大程度地防止了将外部空气引入熔融金属中以防止铸造缺陷，且可调节注射熔融金属的速度。
[0059]在一个实施方式中，熔化炉(70)可使用普通熔炉。例如，包括线圈式加热单元(例如，钨和坝塔尔合金)的电炉可用于对容纳于其中的原料进行加热并形成熔融金属。
[0060]本发明的另一个方面涉及使用双重铸造设备(100)的双重铸造方法。在一个实施方式中，双重铸造方法可包括使铸造室(10)减压以执行将熔融金属第一次注射到腔体(35)中；以及取消减压以执行熔融金属的第二次注射。
[0061]更具体地，双重铸造方法可包括:使通过压力调节装置(60)而填充有填充介质(40)的铸造室(10)减压，并通过与外部的压力差而沿着注射管(20)将熔融金属第一次注射到模具(30)内的腔体(35)中；以及在第一次注射到腔体(35)中的熔融金属凝固之前取消铸造室(10)的减压，通过重力执行熔融金属的第二次注射，并拆卸铸造室以使模具分离。
[0062]在一个实施方式中，双重铸造方法可包括将模具(30)插入到安装有注射管的铸造室(10)中，以耦接至注射管(20)，并在利用填充介质(40)填充铸造室(10)的内部部分之后通过利用压力调节装置进行的减压来第一次注射熔融金属。
[0063]以下，将详细描述双重铸造方法的每一个步骤。
[0064](a)形成熔融金属
[0065]该步骤为:使容纳在熔化炉(70)中的原料熔化以形成熔融金属。电炉可用作熔化炉(70)，且包括在电炉中的加热线圈可用于加热并熔化原料，但实施方式并不局限于此。
[0066](b)第一次注射熔融金属
[0 067]该步骤为:将填充介质(40)填充在铸造室(10)与模具(30)之间，然后通过压力调节装置(60)使铸造室(10)的内部压力减小。在一个实施方式中，可将减小的压力调节至大约10—2托至大约10—5托。在上述条件下，可很容易地调节注射熔融金属的速度，且可防止铸造缺陷。
[0068]在将减压的铸造室(10)的注射管(20)浸入制造的熔融金属中之后，通过铸造室
(10)与外部之间的压力差沿注射管(20)在模具(30)内将熔融金属第一次注射到腔体(35)中。
[0069]在一个实施方式中，注射管(20)浸入形成在熔化炉(70)中的熔融金属的深度可以是大约3厘米至大约10厘米，并且可注射熔融金属。在上述条件下，最大程度地防止了将外部空气引入熔融金属中以防止铸造缺陷，且可很容易地调节注射熔融金属的速度。
[0070]在一个实施方式中，在减压期间，可调节铸造室(10)的减压速率以调节将熔融金属注射道模具(30)中的速度。具体而言，为了与基于通过反复制造产品获得的数据的期望产品形状一致的湍流最小化，可调节压力调节装置(60)所应用的减压速率以调节注射熔融金属的速度。例如，可将减压速率调节至大约0.lcm/s至大约30cm/s。当注射速度规定如上时，可防止在熔融金属的湍流现象产生气泡且在模具(30)的细微部分填充中熔融金属受到干扰时发生的铸造缺陷，例如填充不足问题。
[0071]在另一个实施方式中，在减压期间，可调节铸造室(10)的减压速率以调节在第一次注射期间将熔融金属注射到与腔体(35)的上部部分连通的冒口(50)中的速度。
[0072](c)第二次注射熔融金属
[0073]该步骤为:在第一次注射到腔体(35)中的熔融金属凝固之前取消铸造室(10)的减压以通过重力执行熔融金属的第二次注射。熔融金属的第一次注射是从从下到上的运动，而第二次注射熔融金属是从上到下的运动。
[0074]在一个实施方式中，第一次注射到腔体(35)中的熔融金属首先从腔体(35)的外部开始定向的凝固。因此，密度相对较低的杂质(或混合物)可凝固在腔体(35)的表面上，并且易于去除。此外，可很容易去除熔融金属的第二次注射期间在腔体(35)处形成的孔隙和气泡。
[0075]在另一个实施方式中，在形成与腔体(35)的上部部分连通的冒口(50)时，注射到冒口(50)中的熔融金属可在取消铸造室(10)的减压时通过重力而排放，并且可将熔融金属第二次注射到腔体(35)中。当将注射到冒口(50)中的熔融金属通过重力第二次注射到模具
(30)中时，可很容易地去除在腔体(35)处形成的孔隙和气泡。
[0076](d)拆卸
[0077]该步骤为:在第二次注射熔融金属并获得形成在模具(30)中的产品之后拆卸铸造室(10)。
[0078]图3示出了根据本发明的另一个实施方式的双重铸造设备(100)。参考图3，注射管(20)、压力调节装置(60)和填充介质(40)可很容易地从铸造室(10a)拆卸。例如，在利用双重铸造方法完成期望产品的制造之后，可分离并拆卸铸造室(10a)，并且可将注射管(20)、压力调节装置(60)和填充介质(40)安装在另一个铸造室(10b)上并重复使用，从而具有节约成本的效果。
[0079]在下文中，将利用本发明的优选实施方式更详细地描述本发明的构造和操作。然而，这些实施方式仅用于说明的目的，而不应被解释为限制本发明。
[0080]由于本领域的普通技术人员可很容易地推断文中未描述的内容，因此省略了对这些内容的描述。
[0081 ] 实施方式
[0082]由陶瓷材料形成的注射管(20)安装在柱形铸造室(10)的底部部分，其中，注射管
(20)具有如图2(a)所示出的形状且长200毫米，该铸造室的直径为600毫米，高度为800毫米。
[0083]接下来，使用制造成包括砂、水溶性酚醛树脂和酯基固化剂的混合砂来制造具有腔体(35)的模具(30)，并且模具(30)置于注射管(20)的入口上并设置在铸造室(10)中。这里，使用的注射管的内径(dl)为Φ50毫米，腔体入口的内径(d2)为Φ25毫米。与腔体(35)的上部部分连通的冒口(50)安装在模具(30)上。这里，冒口(50)的尺寸形成为模具(30)的总体积的65体积百分比。
[0084]这里，如图1所示形成的模具(30)置于注射管(20)上以防止形成间隙。填充介质
(40)填充在铸造室(10)与模具(30)之间，同时对铸造室(10)施加振动。
[0085]准备包括钨线圈式加热单元的熔化炉(电炉)(70)，将原料插入熔化炉(70)中并加热以制造熔融金属。然后，将包括吸入滤网(64)、吸入管(62)和真空栗(未示出)的压力调节装置(60)安装在铸造室(10)上，操作真空栗(未示出)以使铸造室(10)的内部部分保持10一3托的真空状态。然后，将陶瓷注射管(20)在电炉内制造的熔融金属中浸入50毫米，并将熔融金属第一次注射到注射管(20)中以将熔融金属向上注射至模具(30)和冒口(50)。90秒后关闭真空栗，并且在第一次注射的熔融金属凝固之前，通过重力将向上注射到冒口(50)中的熔融金属第二次注射到腔体(35)中。120秒后移动铸造室(10)以将其定位在拆卸传送机上，从而获得在模具(30)的腔体(35)中形成的产品。这里，获得的产品中未发现铸造缺陷，例如气泡、虫孔、填充不足部分等。
【主权项】
1.一种双重铸造设备，包括: 铸造室，在所述铸造室中形成一空间部分； 注射管，所述注射管安装在所述铸造室下方，并且熔融金属被注射到所述注射管中； 模具，所述模具能拆卸地连接至所述注射管，并且所述模具具有腔体； 填充介质，所述填充介质填充在所述铸造室的内部部分与所述模具之间；以及 压力调节装置，所述压力调节装置设置在所述铸造室上方，并且所述压力调节装置被构造成使所述铸造室的所述内部部分减压。2.根据权利要求1所述的双重铸造设备，所述双重铸造设备还包括冒口，所述冒口被构造成通过与所述模具中的所述腔体的上部部分连通而容纳所述熔融金属，并将所述熔融金属排放至所述腔体。3.根据权利要求1所述的双重铸造设备，其中，所述冒口的尺寸形成为所述模具的大约30体积百分比至大约120体积百分比。4.根据权利要求1所述的双重铸造设备，所述双重铸造设备还包括熔化炉，所述熔化炉被构造成熔化原料以形成熔融金属。5.根据权利要求1所述的双重铸造设备，其中，所述注射管的内径大于所述腔体的入口的内径。6.根据权利要求5所述的双重铸造设备，其中，所述腔体的内径与所述注射管的内径之比为大约1:1.1至大约1:3。7.根据权利要求1所述的双重铸造设备，其中，所述压力调节装置包括吸入滤网、真空栗和吸入管。8.一种双重铸造方法，包括: 通过压力调节装置使填充有填充介质的铸造室减压，并通过与外部的压力差执行沿注射管将熔融金属注射到模具内的腔体中的第一次注射;以及 在第一次注射到所述腔体中的所述熔融金属凝固之前取消所述铸造室的减压并通过重力执行所述熔融金属的第二次注射。9.根据权利要求8所述的双重铸造方法，其中: 在所述第一次注射中，还将所述熔融金属注射到与所述模具内的所述腔体的上部部分连通的冒口中；并且 通过重力排放注射到所述冒口中的所述熔融金属，并且在取消所述铸造室的减压时将所述熔融金属第二次注射到所述腔体中。10.根据权利要求8所述的双重铸造方法，所述双重铸造方法还包括将所述模具插入上面安装有所述注射管的所述铸造室中以耦接至所述注射管，以及在用所述填充介质填充所述铸造室的内部部分之后通过减压来执行所述熔融金属的第一次注射。11.根据权利要求8所述的双重铸造方法，其中，调节所述铸造室的减压速率以调节将所述熔融金属注射到所述模具中的速度。12.根据权利要求8所述的双重铸造方法，其中，所述注射管、所述压力调节装置和所述填充介质能重复使用。
【专利摘要】本发明涉及双重铸造设备和双重铸造方法。该双重铸造设备包括：铸造室，在铸造室中形成一空间部分；注射管，该注射管安装在铸造室下方，并且熔融金属被注射到该注射管中；模具，该模具能拆卸地连接至所述注射管并具有腔体；填充介质，该填充介质填充在铸造室的内部部分与模具之间；以及压力调节装置，该压力调节装置设置在铸造室上方并使铸造室的内部部分减压。
【IPC分类】B22C9/11, B22C9/10, B22D27/15, B22D39/06
【公开号】CN105492143
【申请号】CN201480038602
【发明人】池正旭
【申请人】韩国Pim株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年5月7日
【公告号】DE112014002341T5, US20160129498, WO2014182045A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于双重铸造的方法和设备。更具体地，本发明涉及这样的用于双重铸造的方法和设备，其将减压铸造和重力铸造共同应用于模具，这样使得去除了产品中的气孔和气泡，从而防止铸造缺陷并解决填充不足的问题以很容易地生产高耐热性钢铸件。
【背景技术】
[0002]通常使用的金属模铸方法是一种最基本的金属模制方法，并用于大量生产外形相同的产品。在铸造方法中，将铁肩、生铁、合金铁或非铁金属原料注射入熔炉，加热使其熔化，然后浇注入由砂或金属材料形成的模具中，并使其冷却凝固以制造产品。其原理为，在将熔融金属注射入制造成所需形状和外形的模具之后，当熔融金属凝固时形成具有相同形状的金属物体。当完成模具设计时，尽管铸造使得能够大量生产产品，但在铸件的凝固工艺(coagulat1n process)中经常发生铸造缺陷，其中，最终产品会包含不期望的非金属成分(杂质)而不是金属物质。此外，通过在大气中熔化而注射的熔融金属可熔化并吸收相当大量的氢气、氧气、氮气等，这降低了凝固期间的溶解度并产生气泡，且未释放的部分气体可保留并造成表面缺陷。
[0003]使用真空技术来防止这种缺陷的铸造方法被称作真空(减压)铸造方法。当将熔融金属容纳在铸勺(ladle)中并在真空条件下或在大气中进行铸造时，可通过在大气中进行熔化并在真空条件下进行铸造或者通过在真空状态下处理在大气中熔化的熔融金属而使用真空铸造。
[0004]当使用真空铸造方法时，可很容易去除有害气体成分，且产品的机械性能可变得优异。因此，这种铸造方法用于制造诸如不锈钢、耐热钢、工具钢、轴承钢、磁性材料等产品。
[0005]反重力真空辅助铸造方法是一种真空铸造方法，该方法在70年代和80年代由美国的Hitchiner Manufacturing C0.等开发，且是一种通过将陶瓷管插入恪融金属中经由真空系统迅速将熔融金属吸入模具中的方法。韩国注册专利第0947948号和第0801815号为与反重力真空辅助铸造和真空铸造设备有关的代表性专利。然而，由于该注册专利中描述的Hitchiner Manufacturing C0.的铸造方法限于通过陶瓷模具生产精密铸造产品，因此该铸造方法存在会造成许多铸造缺陷(例如，混有杂质)的严重问题，由于砂模无法承受迅速吸入的熔融金属，因此在通过使用砂模进行铸造的产品生产中，会发生杂质混合的问题。此夕卜，这种技术是一种仅利用真空压力通过将熔融金属吸入模具来生产产品的方法，这样使得在一些情况下由于熔融金属流动迅速而在产品中不仅形成小孔隙而且还形成大孔(例如，虫孔(worm hole))，并且在产品局部表面上存在许多填充不足的铸造缺陷。
[0006]具体地，由于需使用韩国注册专利第0947948号中的真空栗迅速将熔融金属填充入陶瓷单元模具，因此强度低的砂模可能会发生模具损坏的严重问题，并且当将熔融金属填充入模具的腔体中且外壳以300RPM至600RPM的转速旋转时，由于熔融金属会损坏模具或使模具变形，因此产品的尺寸可能会改变，并可导致严重的质量缺陷，这样使得不得不使用价格高的陶瓷单元模具，这在初始成本方面是不利的。此外，由于用于精密铸造的陶瓷单元模具在熔融金属固化之后不会自然塌陷，因此陶瓷单元模具不可应用于内插式产品，例如涡轮机壳体。
[0007]此外，陶瓷单元模具在900°C或更高的温度下使用。此处，由于模具的温度高，熔融金属在凝固之前需要长达600秒或更长的时间，因此，陶瓷单元模具的生产率严重低下。如果在较短的时间内移动模具，则不仅韩国注册专利第0947948号中的竖直冒口(riser)中的熔融金属，而且连接至浇口的产品中未凝固的熔融金属也可从源排出，并导致严重的质量问题。因此，作为改进方法，在将熔融金属填充入到模具的腔体中之后，利用离心力使外壳旋转直至产品完全固化以便试图提高生产率。然而，在产品完全凝固之前仍需要300秒或更长的时间。
[0008]此外，在韩国注册专利第0947948号中，由于外壳旋转，因此将产品模具布置在向前的方向上(产品模具在向前方向上会变得水平对称)是有效的，这会导致产品的形状受到限制。此外，由于需将陶瓷单元模具设置在外壳的中央部分处以便均匀地对整个产品施加离心力，因此使用了径向附接至许多模具腔体的单个陶瓷单元模具。
[0009]此外，在用于精密铸造的模具中，由于注射管仅可使用一次，且注射管由与陶瓷单元模具相同的材料制成并连接至陶瓷单元模具，因此即便当熔融金属凝固时，模具也不会分离，因此可无法再次使用模具。
[0010]由于这些问题，Hitchiner Manufacturing C0.的反重力真空辅助铸造技术在砂模铸造产品中并未商业化，且到目前为止，全世界尚未有公司已成功开发应用于砂模铸造产品的使用吸入管的反重力真空辅助铸造技术。
[0011]因此，为了克服上述问题，本发明的发明人已对铸造方法进行了反复研究，并通过应用去除砂模而非陶瓷精密铸造模具内的真空压力以再填充由重力吸入但尚未凝固的熔融金属的双重铸造技术生产出耐高温耐热钢不锈钢产品，从而完成了本发明。
【发明内容】
[0012]技术问题
[0013]本发明的一个方面在于提供一种在铸造产品时能够防止收缩缺陷、气泡缺陷以及其它铸造缺陷的双重铸造方法。
[0014]本发明的另一个方面在于提供一种双重铸造方法，通过该双重铸造方法可很容易地去除包括在熔融金属中的杂质。
[0015]本发明的再另一个方面在于提供一种双重铸造方法，该双重铸造方法精密度极佳且能够制造形状复杂的广品。
[0016]本发明的又一个方面在于提供能够节约成本并提高生产率的双重铸造方法。
[0017]本发明的又一个方面在于提供双重铸造设备。
[0018]问题的解决方案
[0019]本发明的一个方面涉及一种双重铸造设备。该双重铸造设备包括:铸造室，在该铸造室中形成一空间部分;注射管，该注射管安装在铸造室下方，并且熔融金属被注射到该注射管中；模具，该模具能拆卸地连接至注射管，并且该模具具有腔体;填充介质，该填充介质填充在铸造室的内部部分与模具之间；以及压力调节装置，该压力调节装置设置在铸造室上方，并且该压力调节装置使铸造室的内部部分减压。
[0020]在一个实施方式中，还可包括冒口，该冒口通过与模具中的腔体的上部部分连通而容纳熔融金属，并将熔融金属排放至腔体。
[0021 ]在一个实施方式中，冒口的尺寸可以形成为模具体积的大约30体积百分比至大约120体积百分比。
[0022]在一个实施方式中，还可包括熔化炉，该熔化炉用于熔化原料以形成熔融金属。
[0023]在一个实施方式中，注射管的内径可大于腔体的入口的内径。
[0024]在一个实施方式中，腔体的内径与注射管的内径之比可为大约1:1.1至大约1:3。
[0025]在一个实施方式中，压力调节装置可包括吸入滤网、真空栗和吸入管。
[0026]本发明的另一个方面涉及使用双重铸造设备的双重铸造方法。该双重铸造方法包括:通过压力调节装置使填充有填充介质的铸造室减压，并通过与外部的压力差执行沿注射管将熔融金属注射到模具内的腔体中的第一次注射；以及在第一次注射到腔体中的熔融金属凝固之前取消铸造室的减压并通过重力执行熔融金属的第二次注射。
[0027]在一个实施方式中，在第一次注射期间，还将熔融金属注射到与模具内的腔体的上部部分连通的冒口中，并且可通过重力排放注射到冒口中的熔融金属，并且在取消铸造室的减压时可将熔融金属第二次注射到腔体中。
[0028]在一个实施方式中，该方法可包括将模具插入安装有注射管的铸造室中以耦接至注射管，以及在用填充介质填充铸造室的内部部分之后通过减压来执行熔融金属的第一次注射。
[0029]在一个实施方式中，可调节铸造室的减压速率以调节将熔融金属注射到模具中的速度。
[0030]注射管、压力调节装置和填充介质能重复使用。
[0031 ]技术效果
[0032]当应用本发明的双重铸造方法和设备时，可防止收缩缺陷和气泡缺陷，可很容易去除包含在熔融金属中的杂质以防止铸造缺陷，可以具有极佳的精密度，能够制造形状复杂的产品，且能够重复使用入口、压力调节装置、填充介质等，从而使得能够节约成本并提高生产率。
【附图说明】
[0033]图1示出了根据本发明的一个实施方式的双重铸造设备的截面图。
[0034]图2(a)示出了根据本发明的一个实施方式的注射管的截面图，图2(b)示出了根据本发明的另一个实施方式的注射管的截面图。
[0035]图3示出了根据本发明的另一个实施方式的双重铸造设备。
【具体实施方式】
[0036]本发明的一个方面涉及双重铸造设备。[0037]图1示出了根据本发明的一个实施方式的双重铸造设备的截面图。参考图1，双重铸造设备(100)包括:铸造室(10)，在铸造室中形成一空间部分;注射管(20)，该注射管安装在铸造室(10)下方，且熔融金属被注射到该注射管中；模具(30)，该模具可拆卸地连接至注射管(20)并具有腔室(35);填充介质(40)，该填充介质填充在铸造室(10)的内部部分与模具(30)之间；以及压力调节装置(60)，该压力调节装置设置在铸造室(10)上方并对铸造室
(10)的内部部分进行减压。
[0038]铸造室(10)中可形成一空间部分以使得能够填充填充介质(40)并固定模具(30)，并且通过压力调节装置(60)可使铸造室(10)减压至等于或小于大气压以在模具(30)中提供减压大气。
[0039]注射管(20)浸在铸造室(10)中、安装在铸造室(10)下方并固定，并且注射管(20)的一部分伸出并浸在熔融金属中以将熔融金属注射入到模具(30)中。尽管图1中示出了一个注射管(20)，但在其它实施方式中，也可在铸造室(10)安装多个注射管(20)。
[0040]可使用由普通材料形成的注射管(20)。例如，注射管(20)可由在与熔融金属接触时可防止发生反应的耐火材料(例如，陶瓷)形成，但材料并不局限于此。
[0041]参考图1，在本发明中，注射管(20)的内径(dl)可大于腔体(35)的内径(d2)。在这种情况下，即使在取消减压时，熔融金属停留的时间也可增加。在一个实施方式中，腔体
(35)的内径(d2)与注射管(20)的内径(dl)之比(d2:dl)可以是大约1:1.1至大约1:3。优选地，该比值可以是大约1:1.5至大约1:2.5。更优选地，该比值可以是大约1:2。在上述范围内，即使在取消铸造室(10)的减压时，熔融金属停留的时间也可增加。
[0042]注射管(20)的入口的形状可设计成与模具适配。图2(a)示出了根据本发明的一个实施方式的注射管(20)的截面图，图2(b)示出了根据本发明的另一个实施方式的注射管
(21)的截面图。如图2(a)和图2(b)所示，与铸造室的底表面接触的部分可以很宽且向上逐渐变窄。
[0043]模具(30)可拆卸地连接至注射管(20)，且其腔体(35)可具有期望的产品形状。
[0044]可使用由普通材料形成的模具(30)。例如，砂模可用作模具(30)。在一个实施方式中，可在通过获得混合砂(包括砂、水溶性酚醛树脂和酯基固化剂(但材料并不局限于此))并将混合砂插入模具中制造出模具(30)之后使用该模具。
[0045]砂可使用普通砂。例如，可使用硅砂、锆砂、铬铁矿砂、橄榄石砂或氧化铝砂。在一个实施方式中，可使用直径为大约0.05毫米至大约1毫米的砂。
[0046]在本发明的一个实施方式中，铸造室(10)中可安装多个模具(30)。例如，可安装一个至九个模具(30)，这样使得可通过有效地利用空间来节约成本并提高生产率。
[0047]由于附接在砂周围的树脂在预定量的时间之后会因砂模中的热量而消失，因此砂模会自然地坍塌。因此，由于模具(30)与陶瓷注射管(20)自然分离使得附接至外壳的注射管(20)可重复使用，因此改进了成本节约效果，并且由于注射管(20)固定至铸造室(10)(如图1所示出)且模具(30)可不断地自动更换，因此改进了提高生产率的效果。
[0048]填充介质(40)可填充在铸造室(10)中的模具(30)周围以支撑模具(30)。可使用由普通材料形成的填充介质(40)。例如，可使用耐火颗粒(例如，混合砂或砂)，但材料并不局限于此。
[0049]在一个实施方式中，可在对铸造室(10)施加预定量时间的振动的同时填充填充介质(40)，从而使得能够均匀地填充填充介质(40)，同时增大填充密度。
[0050]在一个实施方式中，双重铸造设备(100)还可包括冒口(50)，该冒口通过与模具
(30)中的腔体(35)的上部部分连通而容纳熔融金属，并通过重力将熔融金属排放至腔体。可包括冒口( 50)以在模具(30)凝固时防止产品中包含杂质或防止铸造缺陷(例如，气泡)。参考图1，如在本发明的一个实施方式中，冒口(50)可设置在腔体(35)上方。在一个实施方式中，冒口(50)的底部表面可设置在腔体(35)的顶部表面上方。在一个实施方式中，冒口
[50]的底部表面与腔体(35)的顶部表面之间的间距可以是大约1厘米至大约100厘米。
[0051]因此，当从模具(30)的下部部分填充熔融金属且使熔融金属朝向冒口(50)移动时，初始不稳定熔融金属中残留的杂质和混合物可向上移动从而从产品中去除，且注射到冒口(50)中的熔融金属通过重力而从设置在腔体(30)上方的冒口(50)注射到冒口(50)下方的腔体(30)中，以防止产品发生收缩缺陷和气泡缺陷，从而使得能够去除包含在腔体
(35)内的熔融金属中的气泡和空气，使得能够实现优异的精密度，并使得能够生产形状复杂的产品。
[0052]在一个实施方式中，冒口(50)的尺寸可以形成为模具(30)的体积的大约30体积百分比至大约120体积百分比。在一个实施方式中，冒口(50)的尺寸可以形成为模具(30)的体积的大约50体积百分比至大约80体积百分比。
[0053]在上述范围内可容易地去除包含在熔融金属中的杂质，且可很容易地去除模具
(30)内残留的气泡和空气。
[0054]压力调节装置(60)可设置在铸造室(10)上方，且可调节铸造室(10)中的压力以使铸造室(10)减压。在一个实施方式中，压力调节装置(60)可包括吸入滤网(64)、真空栗(未示出)和吸入管(62)。参考图1，吸入滤网(64)连接至铸造室(10)的上部部分，吸入管(62)连接至吸入滤网(64)的一个表面，且吸入管(62)可与真空栗(未示出)接触以通过操作真空栗来调节铸造室(10)中的压力。
[0055]当包括在压力调节装置(60)中的真空栗运行时，吸入滤网(64)可起到仅允许气体通过吸入管(62)并防止吸入填充介质(40)的作用。
[0056]真空栗(未示出)可调节铸造室(10)的压力以去除模具(30)内的气体，并调节注射熔融金属的速度。真空栗可使用普通真空栗。例如，可使用离子栗、扩散栗等，但栗的类型并不局限于此。
[0057]当真空栗运行时，吸入管(62)可排放铸造室(10)中的气体以使铸造室(10)中的压力减小。此处，可调节铸造室(10)的内部压力减小的速度以调节注射熔融金属喷的速度。
[0058]图3示出了根据本发明的另一个实施方式的双重铸造设备(100)。参考图3，双重铸造设备(100)还可包括用于熔化原料以形成熔融金属的熔化炉(70)。参考图3，在一个实施方式中，熔化炉(70)可设置在双重铸造设备(100)的下部部分，且双重铸造设备(100)的注射管(20)可浸入熔化炉(70)内的熔融金属中以通过使铸造室(10)减压来注射熔融金属。在一个实施方式中，注射管(20)浸入形成在熔化炉(70)内的熔融金属中的深度可为大约3厘米至大约10厘米。在上述条件下，最大程度地防止了将外部空气引入熔融金属中以防止铸造缺陷，且可调节注射熔融金属的速度。
[0059]在一个实施方式中，熔化炉(70)可使用普通熔炉。例如，包括线圈式加热单元(例如，钨和坝塔尔合金)的电炉可用于对容纳于其中的原料进行加热并形成熔融金属。
[0060]本发明的另一个方面涉及使用双重铸造设备(100)的双重铸造方法。在一个实施方式中，双重铸造方法可包括使铸造室(10)减压以执行将熔融金属第一次注射到腔体(35)中；以及取消减压以执行熔融金属的第二次注射。
[0061]更具体地，双重铸造方法可包括:使通过压力调节装置(60)而填充有填充介质(40)的铸造室(10)减压，并通过与外部的压力差而沿着注射管(20)将熔融金属第一次注射到模具(30)内的腔体(35)中；以及在第一次注射到腔体(35)中的熔融金属凝固之前取消铸造室(10)的减压，通过重力执行熔融金属的第二次注射，并拆卸铸造室以使模具分离。
[0062]在一个实施方式中，双重铸造方法可包括将模具(30)插入到安装有注射管的铸造室(10)中，以耦接至注射管(20)，并在利用填充介质(40)填充铸造室(10)的内部部分之后通过利用压力调节装置进行的减压来第一次注射熔融金属。
[0063]以下，将详细描述双重铸造方法的每一个步骤。
[0064](a)形成熔融金属
[0065]该步骤为:使容纳在熔化炉(70)中的原料熔化以形成熔融金属。电炉可用作熔化炉(70)，且包括在电炉中的加热线圈可用于加热并熔化原料，但实施方式并不局限于此。
[0066](b)第一次注射熔融金属
[0 067]该步骤为:将填充介质(40)填充在铸造室(10)与模具(30)之间，然后通过压力调节装置(60)使铸造室(10)的内部压力减小。在一个实施方式中，可将减小的压力调节至大约10—2托至大约10—5托。在上述条件下，可很容易地调节注射熔融金属的速度，且可防止铸造缺陷。
[0068]在将减压的铸造室(10)的注射管(20)浸入制造的熔融金属中之后，通过铸造室
(10)与外部之间的压力差沿注射管(20)在模具(30)内将熔融金属第一次注射到腔体(35)中。
[0069]在一个实施方式中，注射管(20)浸入形成在熔化炉(70)中的熔融金属的深度可以是大约3厘米至大约10厘米，并且可注射熔融金属。在上述条件下，最大程度地防止了将外部空气引入熔融金属中以防止铸造缺陷，且可很容易地调节注射熔融金属的速度。
[0070]在一个实施方式中，在减压期间，可调节铸造室(10)的减压速率以调节将熔融金属注射道模具(30)中的速度。具体而言，为了与基于通过反复制造产品获得的数据的期望产品形状一致的湍流最小化，可调节压力调节装置(60)所应用的减压速率以调节注射熔融金属的速度。例如，可将减压速率调节至大约0.lcm/s至大约30cm/s。当注射速度规定如上时，可防止在熔融金属的湍流现象产生气泡且在模具(30)的细微部分填充中熔融金属受到干扰时发生的铸造缺陷，例如填充不足问题。
[0071]在另一个实施方式中，在减压期间，可调节铸造室(10)的减压速率以调节在第一次注射期间将熔融金属注射到与腔体(35)的上部部分连通的冒口(50)中的速度。
[0072](c)第二次注射熔融金属
[0073]该步骤为:在第一次注射到腔体(35)中的熔融金属凝固之前取消铸造室(10)的减压以通过重力执行熔融金属的第二次注射。熔融金属的第一次注射是从从下到上的运动，而第二次注射熔融金属是从上到下的运动。
[0074]在一个实施方式中，第一次注射到腔体(35)中的熔融金属首先从腔体(35)的外部开始定向的凝固。因此，密度相对较低的杂质(或混合物)可凝固在腔体(35)的表面上，并且易于去除。此外，可很容易去除熔融金属的第二次注射期间在腔体(35)处形成的孔隙和气泡。
[0075]在另一个实施方式中，在形成与腔体(35)的上部部分连通的冒口(50)时，注射到冒口(50)中的熔融金属可在取消铸造室(10)的减压时通过重力而排放，并且可将熔融金属第二次注射到腔体(35)中。当将注射到冒口(50)中的熔融金属通过重力第二次注射到模具
(30)中时，可很容易地去除在腔体(35)处形成的孔隙和气泡。
[0076](d)拆卸
[0077]该步骤为:在第二次注射熔融金属并获得形成在模具(30)中的产品之后拆卸铸造室(10)。
[0078]图3示出了根据本发明的另一个实施方式的双重铸造设备(100)。参考图3，注射管(20)、压力调节装置(60)和填充介质(40)可很容易地从铸造室(10a)拆卸。例如，在利用双重铸造方法完成期望产品的制造之后，可分离并拆卸铸造室(10a)，并且可将注射管(20)、压力调节装置(60)和填充介质(40)安装在另一个铸造室(10b)上并重复使用，从而具有节约成本的效果。
[0079]在下文中，将利用本发明的优选实施方式更详细地描述本发明的构造和操作。然而，这些实施方式仅用于说明的目的，而不应被解释为限制本发明。
[0080]由于本领域的普通技术人员可很容易地推断文中未描述的内容，因此省略了对这些内容的描述。
[0081 ] 实施方式
[0082]由陶瓷材料形成的注射管(20)安装在柱形铸造室(10)的底部部分，其中，注射管
(20)具有如图2(a)所示出的形状且长200毫米，该铸造室的直径为600毫米，高度为800毫米。
[0083]接下来，使用制造成包括砂、水溶性酚醛树脂和酯基固化剂的混合砂来制造具有腔体(35)的模具(30)，并且模具(30)置于注射管(20)的入口上并设置在铸造室(10)中。这里，使用的注射管的内径(dl)为Φ50毫米，腔体入口的内径(d2)为Φ25毫米。与腔体(35)的上部部分连通的冒口(50)安装在模具(30)上。这里，冒口(50)的尺寸形成为模具(30)的总体积的65体积百分比。
[0084]这里，如图1所示形成的模具(30)置于注射管(20)上以防止形成间隙。填充介质
(40)填充在铸造室(10)与模具(30)之间，同时对铸造室(10)施加振动。
[0085]准备包括钨线圈式加热单元的熔化炉(电炉)(70)，将原料插入熔化炉(70)中并加热以制造熔融金属。然后，将包括吸入滤网(64)、吸入管(62)和真空栗(未示出)的压力调节装置(60)安装在铸造室(10)上，操作真空栗(未示出)以使铸造室(10)的内部部分保持10一3托的真空状态。然后，将陶瓷注射管(20)在电炉内制造的熔融金属中浸入50毫米，并将熔融金属第一次注射到注射管(20)中以将熔融金属向上注射至模具(30)和冒口(50)。90秒后关闭真空栗，并且在第一次注射的熔融金属凝固之前，通过重力将向上注射到冒口(50)中的熔融金属第二次注射到腔体(35)中。120秒后移动铸造室(10)以将其定位在拆卸传送机上，从而获得在模具(30)的腔体(35)中形成的产品。这里，获得的产品中未发现铸造缺陷，例如气泡、虫孔、填充不足部分等。
【主权项】
1.一种双重铸造设备，包括: 铸造室，在所述铸造室中形成一空间部分； 注射管，所述注射管安装在所述铸造室下方，并且熔融金属被注射到所述注射管中； 模具，所述模具能拆卸地连接至所述注射管，并且所述模具具有腔体； 填充介质，所述填充介质填充在所述铸造室的内部部分与所述模具之间；以及 压力调节装置，所述压力调节装置设置在所述铸造室上方，并且所述压力调节装置被构造成使所述铸造室的所述内部部分减压。2.根据权利要求1所述的双重铸造设备，所述双重铸造设备还包括冒口，所述冒口被构造成通过与所述模具中的所述腔体的上部部分连通而容纳所述熔融金属，并将所述熔融金属排放至所述腔体。3.根据权利要求1所述的双重铸造设备，其中，所述冒口的尺寸形成为所述模具的大约30体积百分比至大约120体积百分比。4.根据权利要求1所述的双重铸造设备，所述双重铸造设备还包括熔化炉，所述熔化炉被构造成熔化原料以形成熔融金属。5.根据权利要求1所述的双重铸造设备，其中，所述注射管的内径大于所述腔体的入口的内径。6.根据权利要求5所述的双重铸造设备，其中，所述腔体的内径与所述注射管的内径之比为大约1:1.1至大约1:3。7.根据权利要求1所述的双重铸造设备，其中，所述压力调节装置包括吸入滤网、真空栗和吸入管。8.一种双重铸造方法，包括: 通过压力调节装置使填充有填充介质的铸造室减压，并通过与外部的压力差执行沿注射管将熔融金属注射到模具内的腔体中的第一次注射;以及 在第一次注射到所述腔体中的所述熔融金属凝固之前取消所述铸造室的减压并通过重力执行所述熔融金属的第二次注射。9.根据权利要求8所述的双重铸造方法，其中: 在所述第一次注射中，还将所述熔融金属注射到与所述模具内的所述腔体的上部部分连通的冒口中；并且 通过重力排放注射到所述冒口中的所述熔融金属，并且在取消所述铸造室的减压时将所述熔融金属第二次注射到所述腔体中。10.根据权利要求8所述的双重铸造方法，所述双重铸造方法还包括将所述模具插入上面安装有所述注射管的所述铸造室中以耦接至所述注射管，以及在用所述填充介质填充所述铸造室的内部部分之后通过减压来执行所述熔融金属的第一次注射。11.根据权利要求8所述的双重铸造方法，其中，调节所述铸造室的减压速率以调节将所述熔融金属注射到所述模具中的速度。12.根据权利要求8所述的双重铸造方法，其中，所述注射管、所述压力调节装置和所述填充介质能重复使用。
【专利摘要】本发明涉及双重铸造设备和双重铸造方法。该双重铸造设备包括：铸造室，在铸造室中形成一空间部分；注射管，该注射管安装在铸造室下方，并且熔融金属被注射到该注射管中；模具，该模具能拆卸地连接至所述注射管并具有腔体；填充介质，该填充介质填充在铸造室的内部部分与模具之间；以及压力调节装置，该压力调节装置设置在铸造室上方并使铸造室的内部部分减压。
【IPC分类】B22C9/11, B22C9/10, B22D27/15, B22D39/06
【公开号】CN105492143
【申请号】CN201480038602
【发明人】池正旭
【申请人】韩国Pim株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年5月7日
【公告号】DE112014002341T5, US20160129498, WO2014182045A1
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