冒口插件，用于冒口插件的成形元件和通過使用其鑄造金屬的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在能豎直地分開的鑄模中鑄造金屬時使用的冒口插件，所述冒口 插件具有第一成形元件和第二成形元件，所述第一成形元件和第二成形元件限定用于容納 液態(tài)的金屬的冒口空腔，其中第一成形元件具有用于液態(tài)的金屬的穿通開口并且設置用于 安置到模型或能樞轉(zhuǎn)的模板上。
【背景技術】
[0002] 冒口插件，也稱作冒口，優(yōu)先在鑄模中鑄造金屬的制造過程中使用。冒口插件通常 構成空腔，其中冒口插件由用于制造鑄模的模塑材料包圍。在鑄模之內(nèi)設為用于容納液態(tài) 的金屬的鑄造腔具有到冒口空腔的通道，因此在鑄造過程期間填入鑄模中的液態(tài)的金屬的 部分量進入所述冒口空腔中。這樣到達冒口中的液態(tài)的金屬應能夠在凝固過程中（與鑄造 金屬的收縮相結合）流回到鑄模中，以便在那平衡或補償鑄造件的收縮直至固相溫度。
[0003] 為了確保位于冒口中的金屬流回要保證的是，在冒口插件中的金屬還是液態(tài)的， 而在鑄模內(nèi)部的金屬已經(jīng)凝固或已經(jīng)部分地凝固成鑄造件。為了所述目的，冒口插件的至 少一部分通常由隔熱的和/或放熱的材料構成，其中在液態(tài)的金屬進入到冒口插件中時放 熱的材料由于所存在的溫度被點燃。因此，從此刻起，在冒口插件的材料之內(nèi)自動地進行放 熱反應，通過所述放熱反應經(jīng)過特定的時長為位于冒口中的金屬輸送熱能并且在冒口空腔 中的和在到鑄模的鑄造腔的過渡區(qū)域中的金屬保持在液態(tài)狀態(tài)中。
[0004] 基于在鑄造的領域中也明顯提高的生產(chǎn)能力要求尋找能實現(xiàn)使模具制造自動化 進而規(guī)模制造用于鑄件的鑄模的途徑。為了所述目的，例如研制自動化的、豎直的濕型砂造 型設施（例如DISA工業(yè)公司A/S的迪砂造型機），其中例如將第一半模安裝到僅能線性調(diào) 節(jié)的壓力機柱塞上。相關聯(lián)的第二半模通常安裝在能樞轉(zhuǎn)的模板上，所述模板在水平取向 和豎直取向之間來回運動，其中第二半模在所述水平取向中例如配設有冒口。在其豎直的 工作位置中，能樞轉(zhuǎn)的模板通常還能夠同樣地、優(yōu)選平行于第一半模地移動。在豎直分開 的、借助于其制造相對薄壁的鑄件的鑄模中例如存在下述問題：即確保例如隔熱的、重的鑄 件部段的補充給料。為了保證這種隔熱的區(qū)域的補充給料，使用冒口插件，其冒口縱軸線大 致垂直于能樞轉(zhuǎn)的模板定向，使得這樣設置的冒口插件的冒口縱軸線在鑄造過程期間大致 水平地伸展。這種冒口插件具有待與模型或能樞轉(zhuǎn)的模板接觸的成形元件，所述成形元件 配設有用于液態(tài)的金屬的穿通開口。
[0005] 從公開文件DE 202011103718 U1中已知一種在能豎直地分開的鑄模中鑄造金屬 時應用的冒口插件，所述冒口插件具有第一成形元件和第二成形元件，所述第一成形元件 和第二成形元件限定用于容納液態(tài)的金屬的冒口空腔。第一成形元件具有用于安置到模型 或能樞轉(zhuǎn)的模板上的安置區(qū)域。安置區(qū)域設有用于液態(tài)的金屬的穿通開口，其中穿通開口 的中軸線與第一成形元件的中心區(qū)域錯開地設置。通過偏心地設置的穿通開口，液態(tài)的金 屬在鑄造過程期間進入冒口的下部區(qū)域中并且在使用冒口插件時大致垂直于冒口縱軸線 在冒口插件之內(nèi)升高。由此，應實現(xiàn)在收縮過程中的金屬的改進的補充給料。為了在壓縮 構成鑄模的造型材料時能夠更好地承受作用到給料插件上的力，從DE 202011103718 U1中 已知的冒口插件在其第一成形元件上具有能鐓鍛的安置區(qū)域，所述安置區(qū)域在壓縮造型材 料時可逆地變形。根據(jù)變形度，在壓縮造型材料之后將安置區(qū)域壓到模板上的力能夠是相 對小的，使得可能能夠造成造型材料侵入到安置區(qū)域和模型之間的區(qū)域中。此外，存在下述 風險：在將安置區(qū)域鐓鍛在第一成形元件上和與其關聯(lián)的在第一成形元件和模型或能樞轉(zhuǎn) 的模板之間的間隔減小時造成過高的作用到冒口插件上的壓縮壓力，這能夠造成通常由放 熱的材料構成的第二成形元件的斷裂。
[0006] 從DE 34 23 220 A1和由同一申請人提出的DE 84 18 911 U1中已知一種在能水 平地分開的鑄模中鑄造金屬時使用的冒口插件，所述冒口插件包括第一成形元件和第二成 形元件。第一成形元件構成側向地安置到模型上的冒口根部，其中第一成形元件在上半模 和下半模之間的分離面之下容納在下半模的造型材料中。在此，第一成形元件具有由隔熱 的和/或放熱的冒口材料構成的外殼。第二成形元件設置在鑄模的上半模中并且在將上半 模和下半模組合成鑄模時與構成冒口根部的第一成形元件接觸。借助于安置到第一成形元 件之上的第二成形元件構成冒口空腔，所述冒口空腔的大部分的體積份額設置在第一成形 元件的水平伸展的穿通開口之上。原則上分別單獨地在制造各個半模時在下型腔和上型腔 中進行壓縮造型材料。
[0007] 從公開文件DE 87 02 296 U1中同樣已知一種在能水平地分開的鑄模中鑄造金屬 時應用的冒口插件。冒口插件還具有構成為冒口下部的第一成形元件和構成為冒口上部的 第二成形元件。在第一和第二成形元件之間的分離尤其設置在上半模和下半模之間分離平 面的區(qū)域中。在此，用于鑄件的穿通開口至少通過上部的第二成形元件的一個區(qū)域構成。在 第二成形元件中，在尤其在使用時水平伸展的穿通開口之上設有熔液儲存部以在鑄件的凝 固過程期間供給液態(tài)的金屬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 基于前述問題，本發(fā)明基于的目的是，提出一種冒口插件，在制造鑄模時，所述冒 口插件在能豎直地分開的鑄模中承受高的壓縮壓力并且在其使用中減小造型材料滲入到 安置區(qū)域和模型之間的風險。
[0009] 本發(fā)明通過下述方式實現(xiàn)開頭提到的類型的冒口插件中的本發(fā)明的基本目的：將 第一成形元件和第二成形元件能相對于彼此伸縮地移動并且設置用于借助于能沿著定心 軸線定位的定心芯軸來定位，其中由第一和第二成形元件限界的冒口空腔構造為，使得在 水平地設置定心軸線時，冒口空腔的大部分的體積份額能定位在定心軸線之上。
[0010] 由此，本發(fā)明涉及一種冒口插件，所述冒口插件適合于在能豎直地分開的鑄模中 鑄造金屬時使用，所述鑄模借助于豎直的造型設備例如DISA工業(yè)A/S公司的迪砂造型機來 制造。冒口插件包括至少一個第一成形元件和第二成形元件，所述第一成形元件和第二成 形元件限定用于容納液態(tài)的金屬的冒口空腔。第一成形元件具有用于液態(tài)的金屬的穿通開 口，所述穿通開口通常用于安置到模型或能樞轉(zhuǎn)的模板上。在將金屬填入鑄模中時，液態(tài)的 金屬經(jīng)由穿通開口進入到冒口插件中；然后在收縮過程期間（直至鑄件完全地凝固）所述 液態(tài)的金屬穿過穿通開口再從冒口空腔流回到鑄模中。典型地與穿通開口的中軸線重合的 冒口插件的定心軸線尤其在使用冒口插件時在豎直的造型設備中（即當定心軸線占據(jù)水 平位置時）向下與第一成形元件的中心區(qū)域錯開地設置。由此，在鑄模和冒口空腔之間的 引導金屬的連接設置在冒口插件的下部區(qū)域中，使得冒口空腔的大部分的體積份額定位在 定心軸線之上（進而典型地同時在穿通開口的中軸線之上）。根據(jù)本發(fā)明的冒口插件的第 一成形元件和第二成形元件部段地構成為能相對于彼此伸縮地移動，使得在壓縮最終將冒 口插件近似完全包圍或圍住的造型材料時，成形元件中的一個、優(yōu)選第二成形元件能夠尤 其避開作用到第二成形元件上的壓力。在伸縮地相對于彼此移動時進行在第一成形元件和 第二成形元件之間的相對運動，其中第二成形元件優(yōu)選部段地在通常不變形的第一成形元 件上沿定心軸線方向移動，其中第一成形元件借助于其安置區(qū)域和構成安置區(qū)域中的穿通 開口貼靠或支撐在模型或能樞轉(zhuǎn)的模板上。
[0011] 本發(fā)明基于的認知是，借助于可伸縮的冒口插件，通過在成形元件之間的摩擦力 能夠產(chǎn)生在第一成形元件的安置區(qū)域和（例如）模型之間的足夠大的擠壓力，借助于所述 擠壓力確保在壓縮造型材料時第一成形元件可靠地貼靠在模型上，其中冒口插件的第一和 第二成形元件至少在部段上相對于彼此伸縮式地移動。通過第二成形元件相對于第一成形 元件的可移動性還保證，與具有在第一成形元件上的能鐓鍛的安置區(qū)域的冒口插件不同， 第二成形元件在過量地作用到冒口插件上的壓縮壓力時能夠無問題地朝模型的方向轉(zhuǎn)移。 在第一成形元件和例如模型之間的造型材料的如在現(xiàn)有技術中同樣高的壓縮通過要運動 到模型上的第一成形元件給出，使得由此有利地避免相對高的壓力從四周作用到冒口插件 上。通過相對于模型固定的第一成形元件同時明顯地減少在壓縮期間冒口插件折斷的風 險。由此，第一和第二成形元件的壁厚度選擇為，使得它們能夠確保用于在冒口空腔中使金 屬保持液態(tài)所必需的隔熱或熱功率。此外，通過冒口空腔的優(yōu)選的設計方案能夠借助于其 在使用冒口插件時在定心軸線之上定位的、用于容納液態(tài)的金屬的體積份額保證，在要制 造的鑄件的凝固過程和與其關聯(lián)的收縮過程中在冒口空腔之內(nèi)存在足夠量的液態(tài)的金屬， 所述足夠量的液態(tài)的金屬能夠朝鑄模的方向流動。
[0012] 本發(fā)明的另一方面涉及一種成形元件，以用作根據(jù)本發(fā)明的（如上文或下文中定 義的）冒口插件的第一或第二成形元件。借助于根據(jù)本發(fā)明構成的、用作根據(jù)本發(fā)明的冒 口插件的第一或第二成形元件的成形元件在造型材料壓縮期間確保在第一成形元件的安 置區(qū)域和例如模型或還有能樞轉(zhuǎn)的模板之間的可靠的密封，其中冒口插件無問題地保持高 的壓縮壓力進而能夠確保在鑄造時的高質(zhì)量。同時，借助于在定心軸線之上構成的體積份 額構成用于要保持液態(tài)的金屬的相對大的儲存部。
[0013] 根據(jù)另一實施方式，對于根據(jù)本發(fā)明的成形元件的可伸縮的設計方案替選地或附 加地提出，在第一成形元件上（作為根據(jù)本發(fā)明的冒口插件的構件）設置有至少一個排氣 開口用于對由第一和第二成形元件限界的冒口空腔排氣。排氣開口應在水平地設置定心軸 線時設置或定位在第一成形元件中的定心軸線之上，由此能夠以相應高的速度執(zhí)行鑄造過 程，而不存在冒口由于在其內(nèi)部積聚的空氣而不充分地填充有液態(tài)的金屬的風險。
[0014] 本發(fā)明的另一方面涉及一種用于制造根據(jù)本發(fā)明的（如上文或下文中定義的）冒 口插件的套件，所述套件包括第一成形元件和第二成形元件。由此，這種套件包括能夠組裝 成根據(jù)本發(fā)明的冒口插件的第一成形元件和第二成形元件。在此，給出的第一成形元件能