專利名稱：通過重力澆鑄或離心澆鑄制造雙金屬和多層鑄件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過重力澆鑄或離心澆鑄制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(shù)：
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(gè)或同一模具中。首先，倒入第一種材料，其形成鑄件的第一層，特定的停留之后，將第二種材料倒入同一模具，其產(chǎn)生第二層，再一個(gè)停留之后，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。制造一種高質(zhì)量雙金屬或多 層鑄件的絕對(duì)必要的條件是實(shí)現(xiàn)鑄件的各個(gè)層在各個(gè)層接觸邊界上的完美擴(kuò)散連接。各個(gè)層的完美擴(kuò)散連接以共同的時(shí)間延遲而澆鑄，必要的是確保在將第二種材料倒入模具時(shí)在第一層的已經(jīng)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(shí)，在流體金屬流經(jīng)澆口系統(tǒng)和模具的腔體時(shí)，流體金屬中不產(chǎn)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(xiàn)。DE10113962公開了一種制造由至少兩種不同材料組成的金屬零件的澆鑄方法，同時(shí)，一種是鋼基，另一種是鋁基。該方法包括以下步驟優(yōu)選將金屬層施加到鋼基材料制造的主體上，同時(shí)，該金屬層優(yōu)選是鋁基的，在倒入鋁之前將該涂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于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(chǎn)生的氧化涂層，且鋁基澆鑄材料在倒入時(shí)與金屬層產(chǎn)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復(fù)合物制造零件的方法。該零件包括至少兩個(gè)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(gè)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(chǎn)生多金屬鑄錠，其然后被熱軋或冷軋。EP1462192公開了一種包括至少兩種不同材料的金屬零件的制造方法，其中一種基于鋼合金，第二種基于鋁合金。在該方法中，首先在鋼基合金的主體之上產(chǎn)生鋁基金屬層，優(yōu)選Al-Si或FE基。之后，將硅酮粉末和/或硼砂(Na2B4O7-IOH2O,水合硼酸鈉)施加在如此產(chǎn)生的金屬層上。之后，以該方式涂覆的主體放入鑄模中并將鋁基合金倒在它之上。JP58032543、JP1066061和JP7308742公開了大體純凈形式或者混合有2% -8%氫的惰性氣體Ar (氬)的多種應(yīng)用，以在一個(gè)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(chǎn)生并保持非氧化氣氛。已知背景技術(shù)的共同缺點(diǎn)是消除氧化物和氧化層的效率有限。本發(fā)明的目標(biāo)特別是實(shí)現(xiàn)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(fù)面影響澆鑄的不同材料的各個(gè)層的連接。發(fā)明原理本發(fā)明的目標(biāo)已通過以下實(shí)現(xiàn)通過重力澆鑄或離心澆鑄制造雙金屬和多層鑄件的方法，其原理在于，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(shí)現(xiàn)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(chǎn)生的氧化物。本方法的優(yōu)選實(shí)施方案，特別是優(yōu)選的可用的易燃?xì)怏w等是從屬專利權(quán)利要求的主題。
具體實(shí)施例方式通過重力澆鑄或離心澆鑄制造雙金屬和多層鑄件的方法通過以下實(shí)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(fā)明以此類推，且無需付出任何創(chuàng)造性活動(dòng)亦可適用于通過重力澆鑄來制造多層鑄件的制造方法以及通過離心澆鑄來制造雙或多 層鑄件。通過重力澆鑄法制造的雙金屬和多層鑄件被倒入模具，其包括一個(gè)具有澆口系統(tǒng)的腔體，加料器和排氣系統(tǒng)以及其他用于正常澆鑄的必要的元件。將火焰易燃?xì)怏w(火焰)送入如此備好的模具中，例如從而將與氣體儲(chǔ)存器連接的軟管送入模具，并在其端部設(shè)置合適的燃燒器，例如鋼管等，可加上可封閉的閥來關(guān)閉火焰易燃?xì)怏w流。示例性的燃燒器為，流動(dòng)的火焰易燃?xì)怏w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(chǎn)生的其他適合的開口(通道)引入模具腔體。該火焰易燃?xì)怏w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并且在模具上部的自由空間進(jìn)一步燃燒。在將火焰易燃?xì)怏w流引入模具之后，開始將第一種材料鑄入模具，同時(shí)進(jìn)入模具中的第一種材料以所需量傾倒，例如直到達(dá)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(chǎn)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(jù)其體積等)來確保。在澆鑄第一種材料的整個(gè)過程中，火焰易燃?xì)怏w持續(xù)流過該模具。在將所需量的第一種材料倒入模具后，然后是各個(gè)停留，之后在模具中的第一種材料的表面上生成固化涂層，而在此期間，該火焰易燃?xì)怏w持續(xù)流過該模具。在模具中生成第一種材料表面上的固化涂層之后，在火焰可燃?xì)怏w連續(xù)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(gè)表面被第二種材料完全倒?jié)M的時(shí)候?qū)⑷紵?火焰易燃?xì)怏w通過它流入該形體內(nèi))從模具中移走，由此停止使火焰流過模具，實(shí)現(xiàn)了兩種材料的優(yōu)質(zhì)的擴(kuò)散連接。如果制造超過兩層的鑄件，該燃燒器停留在模具中最短直到澆鑄的最后一種材料完全覆蓋之前材料的整個(gè)表面的時(shí)候。在兩種情況下，燃燒器最遲在澆鑄的最后一種材料的水平接近其嘴部時(shí)從模具中移走，這樣可以保護(hù)燃燒器的嘴部不會(huì)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(zhuǎn)的錠模中，最好從后側(cè)插入并且要足夠深，這樣點(diǎn)燃的易燃?xì)怏w穿過錠模的整個(gè)長度并且從錠模的兩端逸出。在這種設(shè)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后即在將第二種材料倒入模具之前，將火焰易燃?xì)怏w流插入模具中。根據(jù)本發(fā)明的方法中使用的易燃?xì)怏w優(yōu)選純氫氣或者天然氣或者丙烷-丁烷，或者其他與氧氣發(fā)生放熱反應(yīng)的易燃?xì)怏w(乙炔、乙烯、甲烷、氣態(tài)烴等)，或者易燃的氣體混合物等。或者，將通過點(diǎn)燃易燃液體而產(chǎn)生的火焰等引入模具中。話用件 本發(fā)明適用于制造用于多種應(yīng)用的雙金屬或多層鑄件。
權(quán)利要求
1.一種通過重力澆鑄或離心澆鑄制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，其特征在于，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(quán)利要求I所述的方法，其特征在于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(quán)利要求I或2任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于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(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于將火焰注入模具中最早在被澆鑄的最后一種材料完全覆蓋模具中的之前材料的整個(gè)表面時(shí)結(jié)束。
5.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于將火焰注入模具中最遲在將最后一種材料倒入I旲具中完成時(shí)結(jié)束。
6.如權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于將火焰注入模具中通過將火焰易燃?xì)怏w流帶入模具中進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述易燃?xì)怏w是純氫氣。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述易燃?xì)怏w是天然氣。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述易燃?xì)怏w是丙烷-丁烷。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述易燃?xì)怏w是與氧氣發(fā)生放熱反應(yīng)的氣體。
11.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述易燃?xì)怏w是易燃的氣體混合物。
12.如權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于將火焰注入模具中通過帶入火焰易燃液體流進(jìn)行。
全文摘要
一種通過重力澆鑄或離心澆鑄制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(hào)B22D27/00GK102917816SQ201180008453
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者A·斯沃博達(dá) 申請(qǐng)人:Afe捷克鎳鉻合金有限公司