具有气隙的冒口套的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明公开的实施方式涉及一种在熔融金属的铸造中使用的冒口套(risersleeve,冒口圈)，并且尤其涉及一种这样的冒口套，该冒口套围绕其外表面成形，以在冒口套插入到铸造模具的冒口腔中时提供封闭的腔。在更具体的实施方式中，腔定位在套中以在冒口套操作地定位在铸造模具中时沿套的外部延伸为大体竖直的凹部。
【背景技术】
[0002]在其他现有技术参考中，如在美国专利6，640，874中所说明的，冒口套及其用途在现有技术中是众所周知的。冒口套在铸造模制中用作管道并用作贮存器。在熔融金属倾倒入成形为具有所形成的产品的特性的预成形腔内时，所倾倒的金属的一部分流入冒口内并在冒口中积聚。由于腔内的金属凝固，所以在没有冒口的情况下，模具内凝固的金属的收缩造成尺寸变化并可能形成内腔。
[0003]冒口腔内的金属的热散失首先在金属与模具的接合处发生。通过策略性地将一个或多个冒口套布置在铸造模具中(其中，每个冒口套以重力供给液体的方式与腔连通)，并通过将套中的熔融金属保持在熔融状态下(至少优先为铸件中的金属)，以使得在将套中的熔融金属流倾倒至模具中之后熔融金属仍是可使用的，从而抵消收缩。如果未实现这个目标，那么冒口套中的金属轻易地凝固，并成为在产品完成时需要去除的铸件中的另一附属品。
[0004]冒口套本身并非最终铸件的一部分。一旦铸件适当地冷却，就会将冒口作为铸造模具的一部分去除。
[0005]在铸造行业中人们不断努力提供一种冒口套，该冒口套以有效方式实现冒口套的目的。这种持续不断的努力强烈地表明了对额外改进的需求。
[0006]因此，现有技术中存在对于改进的冒口套的需求。
【发明内容】
[0007]通过一种在铸造模制操作中使用的冒口套提供未实现的这种和其他优点。该套具有主体，主体具有从该主体的底部延伸到顶部的侧壁。在该冒口套中，多个腔形成在侧壁上，多个腔在主体的轴向方向上从顶部延伸。
[0008]在一些实例中，主体是柱形的。在另外的实例中，主体是优选地具有从底部到顶部均匀地减小的直径的截头锥形的。
[0009]在一些实例中，所述多个腔中的每个均优选地大体上是半柱形的，每个腔均具有优选地沿外侧壁的不包括腔的虚拟圆周区域对准的轴线。在这些实例中的多个实例中，每个腔具有这样的半径，使得相邻的腔的轴线围绕冒口套的周缘间隔至少四个半径的距离。在一些实例中，每个腔均对向地具有从大约120°到大约180°的范围内的角度(从腔的轴线测量)。
[0010]在一些实例中，每个腔均在从顶部朝向底部的距离的大部分上沿外壁延伸，但是每个腔均终止于底部的上方。
[0011]在一些实例中，所述多个腔围绕主体的周缘大体均匀地间隔。
[0012]在一些实例中，所述主体大体是中空的，其中，内壁或表面是柱形的，或内壁或内表面以与侧壁对应的方式从底部到顶部渐缩。
【附图说明】
[0013]通过阅读以下详细的描述和附图，将获得对公开的实施方式更好理解，其中，相同的参考标号表示相同的部件，并且在附图中:
[0014]图1为现有技术中已知的在设置本发明的气隙之前形成的冒口套的立体图；
[0015]图2为在图1的冒口套上形成气隙之后形成的冒口套的立体图；以及
[0016]图3为以处于模制模型(pattern，图案，模)上的局部截面图的方式示出了本发明的冒口套的立体图。
【具体实施方式】
[0017]通常，冒口套是两种类型中的一种。盲冒口套包括中空拱形冒口套，这种冒口套在底部处是敞开的。开顶式冒口套通常是环形的，即，在顶部和底部都是敞开的。制造盲冒口套更为昂贵。盲冒口套的用途是通常预留给特殊的应用。另一方面，开顶式冒口套通过使冒口套内的熔融金属的水平面可视化而允许铸造操作人员观察到铸件的进展。对于本专利说明书，术语“冒口套”通常适用这两种类型，除非明确引用两种类型中的一种。
[0018]冒口套可在形成模具之后插入模具腔内。这通常称为可插入的套。冒口套还可布置在形成在套周围的模型以及模具上，以产生冒口腔。这通常称为“填塞式(ram-up)”套。通常，在现有技术中，套的壁具有均匀的厚度，并且以套与模具之间具有可忽略的间隙的方式紧密配合在模具内。
[0019]而且，通常来说，冒口套由隔热材料制成，具有在熔融金属进入铸造模具中的腔内之前、减缓容纳在冒口套内的熔融金属的凝固的目的。可替代地或除此之外，冒口套可以由放热材料制成，该放热材料旨在产生热量以保持熔融金属的流动性。典型的冒口套由包括人造纤维的耐火材料制成。该材料可包括例如为铝或硅的燃烧剂(fuels)，它们用于在冒口套内的放热反应期间产生各自的隔热氧化物。力求在冒口设计中优化的性能包括低密度以及高孔隙率，这是因为这些性能有利于隔热性能。
[0020]供给辅助(feeding aids)用于减缓和控制冒口的凝固。这些供给辅助可以是隔热或放热套或“保温帽(hot topping，热炉顶)”。套由使冒口腔的至少一部分成一线的材料构成，以便通过提供隔热或提供从放热材料输入的额外热量或通过这两者，减缓冒口的热散失。保温帽是用于在倾倒之后覆盖冒口的顶部的隔热材料或放热材料，其中，冒口通过模具的顶部是敞开的。
[0021 ] 套可由多种不同的材料制成，包括耐火纤维、砂、中空耐火球体以及其他耐火材料。通常通过在产生套的内部尺寸的金属丝网成型件(form，成型件)上沉积纤维和其他成分而形成耐火纤维套。纤维和其他成分是水基浆体并通过在该成型件的内部上抽真空而沉积在该成型件上。这产生了具有略微粗糙的外表面的套。可通过将干燥的成分与液体铸造成形剂(binder)的混合物吹入模具/芯盒内并处理模具内的成形剂，以产生具有由模具形成的内部和外部形状的固体套，而形成由砂或中空球体加上其他成分制成的套。由砂或中空球体制成的冒口套的壁常常比由纤维材料制成的冒口套的壁更均匀，并且这可使砂/中空球体冒口套更适于实施发明概念。
[0022]冒口套的隔热或放热性能主要由用于产生套的材料决定。例如，纤维耐火套通常会具有比模具材料更低的密度，并且由于更低的热容量以及导热性，所以提供隔热。砂放热套可包含较高百分比的放热材料，通常是由金属铝粉和氧化铁的混合物构成的铝热剂。在冒口填充熔融金属时，铝热剂引燃并为冒口提供辅助热源。
[0023]现在将注意力转向图1，示出了冒口套坯件10的立体图。该套坯件10示出为略微具有截头锥形，其中，直径从底部或基底到顶部12均匀地并单调地减小。示出的顶部12和基底为垂直于坯件10的中轴线。根