通過重力澆鑄或離心澆鑄製造雙金屬和多層鑄件的方法
2023-06-03 19:08:16 2
專利名稱：通過重力澆鑄或離心澆鑄製造雙金屬和多層鑄件的方法
技術領域：
本發明涉及一種通過重力澆鑄或離心澆鑄製造雙金屬和多層鑄件的方法，其中至少兩種不同金屬材料被逐步澆鑄到模具中。
背景技術：
雙金屬或多層鑄件由兩種或更多種不同的金屬材料例如多種合金澆鑄而成，gp，使得兩種或更多種材料倒入一個或同一模具中。首先，倒入第一種材料，其形成鑄件的第一層，特定的停留之後，將第二種材料倒入同一模具，其產生第二層，再一個停留之後，將另一種材料可能類似地倒入同一模具中，其形成鑄件的另一層等。製造一種高質量雙金屬或多 層鑄件的絕對必要的條件是實現鑄件的各個層在各個層接觸邊界上的完美擴散連接。各個層的完美擴散連接以共同的時間延遲而澆鑄，必要的是確保在將第二種材料倒入模具時在第一層的已經固化但是仍舊是熱的表面上不存在氧化物或氧化膜，或者在倒入第二種材料時，在流體金屬流經澆口系統和模具的腔體時，流體金屬中不產生這些氧化物或氧化膜。公知多種解決方法來消除或減少這些氧化物或者氧化膜的出現。DE10113962公開了一種製造由至少兩種不同材料組成的金屬零件的澆鑄方法，同時，一種是鋼基，另一種是鋁基。該方法包括以下步驟優選將金屬層施加到鋼基材料製造的主體上，同時，該金屬層優選是鋁基的，在倒入鋁之前將該塗布的主體插入鑄造模具中。在倒入鋁之前，將液體裝置放置在形成於鋼主體表面上的鋁層之上，其可以減少(可能清除)金屬層上產生的氧化塗層，且鋁基澆鑄材料在倒入時與金屬層產生冶金連接。該液體裝置由K3A1F6和KA1F4組成的共晶組合物形成。EP348300公開了一種通過底鑄法由多金屬複合物製造零件的方法。該零件包括至少兩個來自不同金屬材料的層。被一層石蠟覆蓋的插件懸掛在一個鑄錠模之中，其形狀與插件的輪廓一致，從底部以指定速度將指定溫度的金屬填入該鑄錠模，使得該金屬完全淹沒該插件且產生多金屬鑄錠，其然後被熱軋或冷軋。EP1462192公開了一種包括至少兩種不同材料的金屬零件的製造方法，其中一種基於鋼合金，第二種基於鋁合金。在該方法中，首先在鋼基合金的主體之上產生鋁基金屬層，優選Al-Si或FE基。之後，將矽酮粉末和/或硼砂(Na2B4O7-IOH2O,水合硼酸鈉)施加在如此產生的金屬層上。之後，以該方式塗覆的主體放入鑄模中並將鋁基合金倒在它之上。JP58032543、JP1066061和JP7308742公開了大體純淨形式或者混合有2% -8%氫的惰性氣體Ar (氬)的多種應用，以在一個得到的金屬零件中的各種金屬層的將來的冶金連接空間中產生並保持非氧化氣氛。已知背景技術的共同缺點是消除氧化物和氧化層的效率有限。本發明的目標特別是實現較高效率地消除不希望的氧化物和氧化層，這些氧化物和氧化層負面影響澆鑄的不同材料的各個層的連接。發明原理本發明的目標已通過以下實現通過重力澆鑄或離心澆鑄製造雙金屬和多層鑄件的方法，其原理在於，在澆鑄第二種材料之前，開始將火焰注入模具中，由此將模具中存在的所有氧全部消耗，且之前澆鑄的材料層表面上可能的氧化物大大減少。通過該方法，可以實現通過燃燒火焰將模具中存在的所有氧全部消耗，且之前澆鑄的材料層表面上可能的氧化物大大減少，即在融化過程中、在傾倒來自熔爐的材料的過程中、在材料保持在鐵水包的過程中以及在將材料倒入模具的過程中產生的氧化物。本方法的優選實施方案，特別是優選的可用的易燃氣體等是從屬專利權利要求的主題。
具體實施例方式通過重力澆鑄或離心澆鑄製造雙金屬和多層鑄件的方法通過以下實施例描述，SP通過重力澆鑄來鑄造兩層即雙金屬鑄件。然而，本發明以此類推，且無需付出任何創造性活動亦可適用於通過重力澆鑄來製造多層鑄件的製造方法以及通過離心澆鑄來製造雙或多 層鑄件。通過重力澆鑄法製造的雙金屬和多層鑄件被倒入模具，其包括一個具有澆口系統的腔體，加料器和排氣系統以及其他用於正常澆鑄的必要的元件。將火焰易燃氣體(火焰)送入如此備好的模具中，例如從而將與氣體儲存器連接的軟管送入模具，並在其端部設置合適的燃燒器，例如鋼管等，可加上可封閉的閥來關閉火焰易燃氣體流。示例性的燃燒器為，流動的火焰易燃氣體通過開口的加料器或者特別為此目的生成的通道或者模具中產生的其他適合的開口(通道)引入模具腔體。該火焰易燃氣體流穿過該模具腔體，其消耗掉模具中所有的氧，且它通過孔和通道逸出到形體之外並且在模具上部的自由空間進一步燃燒。在將火焰易燃氣體流引入模具之後，開始將第一種材料鑄入模具，同時進入模具中的第一種材料以所需量傾倒，例如直到達到模具中的第一種材料的所需高度，這可以通過在模具中產生合適的溢流、通過測量鐵水包中材料的量(例如通過稱重或者根據其體積等)來確保。在澆鑄第一種材料的整個過程中，火焰易燃氣體持續流過該模具。在將所需量的第一種材料倒入模具後，然後是各個停留，之後在模具中的第一種材料的表面上生成固化塗層，而在此期間，該火焰易燃氣體持續流過該模具。在模具中生成第一種材料表面上的固化塗層之後，在火焰可燃氣體連續流過該模具的情況下，將第二種材料倒入該模具，生成鑄件的第二層。假如澆鑄雙金屬即兩層鑄件，最早在第一種材料的整個表面被第二種材料完全倒滿的時候將燃燒器(火焰易燃氣體通過它流入該形體內)從模具中移走，由此停止使火焰流過模具，實現了兩種材料的優質的擴散連接。如果製造超過兩層的鑄件，該燃燒器停留在模具中最短直到澆鑄的最後一種材料完全覆蓋之前材料的整個表面的時候。在兩種情況下，燃燒器最遲在澆鑄的最後一種材料的水平接近其嘴部時從模具中移走，這樣可以保護燃燒器的嘴部不會被澆鑄的材料淹沒。在兩層或多層鑄件的離心鑄造中，該燃燒器軸向插入到旋轉的錠模中，最好從後側插入並且要足夠深，這樣點燃的易燃氣體穿過錠模的整個長度並且從錠模的兩端逸出。在這種設置中，在傾倒第二種材料的過程中不必從錠模中將燃燒器拉出。
或者僅在將第一種材料倒入模具之後即在將第二種材料倒入模具之前，將火焰易燃氣體流插入模具中。根據本發明的方法中使用的易燃氣體優選純氫氣或者天然氣或者丙烷-丁烷，或者其他與氧氣發生放熱反應的易燃氣體(乙炔、乙烯、甲烷、氣態烴等)，或者易燃的氣體混合物等。或者，將通過點燃易燃液體而產生的火焰等引入模具中。話用件 本發明適用於製造用於多種應用的雙金屬或多層鑄件。
權利要求
1.一種通過重力澆鑄或離心澆鑄製造雙金屬和多層鑄件的方法，其中至少兩種不同的金屬材料被逐步澆鑄到模具中，其特徵在於，在澆鑄第二種材料之前，開始將火焰注入模具中，由此將模具中存在的所有氧全部消耗，且之前澆鑄的材料層表面上可能的氧化物大大減少。
2.如權利要求I所述的方法，其特徵在於在將第一種材料倒入模具中之前開始將火焰注入模具中。
3.如權利要求I或2任意一項所述的方法，其特徵在於通過插入模具開口中的燃燒器來將火焰注入模具中。
4.如權利要求1-3中任意一項所述的方法，其特徵在於將火焰注入模具中最早在被澆鑄的最後一種材料完全覆蓋模具中的之前材料的整個表面時結束。
5.如權利要求1-3中任意一項所述的方法，其特徵在於將火焰注入模具中最遲在將最後一種材料倒入I旲具中完成時結束。
6.如權利要求1-5中任意一項所述的方法，其特徵在於將火焰注入模具中通過將火焰易燃氣體流帶入模具中進行。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於所述易燃氣體是純氫氣。
8.如權利要求6所述的方法，其特徵在於所述易燃氣體是天然氣。
9.如權利要求6所述的方法，其特徵在於所述易燃氣體是丙烷-丁烷。
10.如權利要求6所述的方法，其特徵在於所述易燃氣體是與氧氣發生放熱反應的氣體。
11.如權利要求6所述的方法，其特徵在於所述易燃氣體是易燃的氣體混合物。
12.如權利要求1-5中任意一項所述的方法，其特徵在於將火焰注入模具中通過帶入火焰易燃液體流進行。
全文摘要
一種通過重力澆鑄或離心澆鑄製造雙金屬和多層鑄件的方法，其中至少兩種不同的金屬材料被逐步澆鑄到模具中。在澆鑄第二種材料之前，開始將火焰注入模具中，由此將模具中存在的所有氧全部消耗，且之前澆鑄的材料層表面上可能的氧化物大大減少。
文檔編號B22D27/00GK102917816SQ201180008453
公開日2013年2月6日 申請日期2011年2月3日 優先權日2010年2月4日
發明者A·斯沃博達 申請人:Afe捷克鎳鉻合金有限公司