用于鑄造鋁化鈦部件的方法和設備的制造方法
【專利說明】用于鑄造鋁化鈦部件的方法和設備
[0001]本發(fā)明涉及用于鑄造根據(jù)權(quán)利要求1所述和根據(jù)權(quán)利要求9的前序部分所述的鋁化鈦部件的方法和設備。
[0002]對鋁化鈦熔體進行加工造成了此熔體對氧具有高親合性的問題。這樣做的效果是，熔體與大氣氧非?？焖俚匕l(fā)生反應，并在鑄造部件中或其表面上形成缺陷。此外，在重力鑄造中只可能在非常有限的程度上補充非常快速固化的熔體，這是迄今為止常用的。
[0003]因此，本發(fā)明的目的在于提供用于鑄造鋁化鈦部件(TiAl部件)的方法和設備，這可以以節(jié)約成本的方式生產(chǎn)沒有缺陷的部件。
[0004]此目的通過權(quán)利要求1關于根據(jù)本發(fā)明的方法的特征且通過權(quán)利要求9關于根據(jù)本發(fā)明的設備的特征來實現(xiàn)。
[0005]依照根據(jù)本發(fā)明的方法，鋁化鈦材料(TiAl材料)的熔體在惰性氣體填充物的下方產(chǎn)生。將被填充熔融的TiAl材料的鑄造模具以氣密方式從上方放置在澆口上，使得可以從下方用熔體填充鑄造模具。
[0006]在鑄造模具已經(jīng)放置在澆口上之后，開啟布置在澆口處且連接到惰性氣體源的閉合機構(gòu)。通過在閉合機構(gòu)處將惰性氣體導入到鑄造模具和上升管中，二者都充滿惰性氣體。然后，熔體上方的惰性氣體填充物的壓力增大，使得上升管中的熔體上升。如果熔體從閉合機構(gòu)位置的上方經(jīng)過，則阻止惰性氣體的流入，以避免熔體中出現(xiàn)湍流以及將鑄造模具排空。
[0007]可以在鑄造模具中填充熔體時執(zhí)行排空。只要鑄造模具已被填充，具體而言，可以通過排氣開口處排放的熔體來檢測到，熔體上方的惰性氣體填充物的壓力就減小，且閉合機構(gòu)重新開始提供惰性氣體，直到上升管中的熔體的填充水平下降且惰性氣體緩沖體積可以在閉合機構(gòu)下方形成為止，從而在閉合機構(gòu)已經(jīng)關閉用于更換鑄造模具之后在任何情況下避免上升管中的熔體和大氣氧之間發(fā)生接觸。
[0008]從屬權(quán)利要求2至8涉及根據(jù)本發(fā)明的方法的有利改進。這些可以以技術(shù)上有意義的方式彼此組合，從而可以在一定程度上得到超出單個效果之和的效果。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的方法實現(xiàn)了以下優(yōu)點:鑄造模具可以非常快速地填充，且所述鑄造模具，優(yōu)選地布置在可更換的模塑箱中，可以以氣密方式放置在澆口的上方。充滿惰性氣體和隨后排空鑄造模具避免氧與鋁化鈦熔體接觸。隨時間控制壓力可以在非常短的時間內(nèi)使模具完全充滿和排空。鑄造模具中產(chǎn)生的真空避免鑄造部件中夾雜氣體。鑄造模具，優(yōu)選地布置在可更換的模塑箱中，允許較短的周期時間，且因此，允許節(jié)約成本的生產(chǎn)。
[0010]權(quán)利要求9限定根據(jù)本發(fā)明的設備。
[0011]權(quán)利要求10至14包含根據(jù)權(quán)利要求9所述的設備的有利改進。
[0012]對于更多的細節(jié)，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將從以下參考附圖的示例性實施例的說明中變得顯而易見，其中:
[0013]附圖中單個圖示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的用于鑄造TiAl部件的設備12的大大簡化的基本圖示，所述設備適于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法，如引言中所提到的。
[0014]設備12具有鑄造模具1，在附圖所示的特別優(yōu)選的實施例中，鑄造模具1布置在具有可更換構(gòu)型的模塑箱6中。在附圖中，雙箭頭V表示這些模塑箱6的饋送方向，其中具有鑄造模具廣的另一模塑箱6'沿著圖中所示的模塑箱6或鑄造模具1布置在左側(cè)，鑄造模具1'已經(jīng)被填充且因此，已經(jīng)沿饋送方向V推進。
[0015]在圖中所示的填充位置，鑄造模具1以氣密方式放置于澆口 2上方。澆口 2又設置有閉合機構(gòu)7，閉合機構(gòu)7由系統(tǒng)監(jiān)測裝置9控制。
[0016]另外，設備12具有熔煉坩鍋5，在所述熔煉坩鍋中生成材料TiAl的熔體S，在壓力P下在惰性氣體填充物IF下生成熔體S。
[0017]熔煉坩鍋5通過上升管4連接至澆口 2及其上布置的閉合機構(gòu)7。閉合機構(gòu)7還經(jīng)由連接管線11與惰性氣體源或惰性氣體容器8連接，從中提供同樣可以保持在可調(diào)整壓力下的惰性氣體IG。
[0018]圖中示出熔體S尚未到達閉合機構(gòu)7和澆口 2的狀態(tài)，且因此為避免與空氣接觸，熔體S在上升管4中還被惰性氣體IG覆蓋，還經(jīng)由閉合機構(gòu)7導入鑄造模具1中。
[0019]為將熔體S引入鑄造模具1中，惰性氣體填充物IF的壓力P增大，使得熔體S通過經(jīng)由上升管4、閉合機構(gòu)7和澆口 2進入鑄造模具7中，直到鑄造模具7完全填充，由光學檢測裝置12根據(jù)從鑄造模具1的排出開口 10排出的熔體而優(yōu)選確定這個填充。
[0020]應指出的是，澆口 2處設置有合適的密封件3，因此鑄造模具1可以以氣密方式放置于澆口 2上。
[0021]除以上對本發(fā)明的書面描述，針對其附加的公開內(nèi)容，在此明確地參考在附圖中的單張圖中的示意圖。
[0022]附圖標記列表
[0023]1鑄造模具
[0024]2澆口
[0025]3密封件
[0026]4上升管
[0027]5熔煉坩鍋
[0028]6，6' 模塑箱
[0029]7閉合機構(gòu)
[0030]8惰性氣體源/惰性氣體容器
[0031]9系統(tǒng)監(jiān)測裝置
[0032]10，10'排出開口
[0033]11連接管線
[0034]12，12' 光學檢測裝置
[0035]V饋送方向
[0036]IF熔體S上方的惰性氣體填充物
[0037]IG上升管4中的惰性氣體
[0038]P惰性氣體填充物IF的壓力
【主權(quán)項】
1.一種用于鑄造TiAl部件的方法，其包括以下方法步驟: 在惰性氣體填充物(IF)下方生產(chǎn)TiAl材料的熔體(S); 將鑄造模具(1)以氣密方式放置于澆口(2)上； 通過開啟布置于所述澆口(2)處并連接至惰性氣體源(8)的閉合機構(gòu)(7)，使所述鑄造模具(1)充滿惰性氣體(IG); 通過增加所述熔體(S)上方的所述惰性氣體填充物(IF)的壓力(P)，同時從所述鑄造模具(1)排出所述惰性氣體(IG)，將所述熔體(S)通過所述澆口(2)壓入所述鑄造模具(1)中，以及 一旦確定所述熔體(S)通過所述閉合機構(gòu)(7)的位置上方，就阻止所述惰性氣體(IG)的流入。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于以下方法步驟，一旦所述鑄造模具(2)已經(jīng)充滿，就降低所述惰性氣體填充物(IF)的所述壓力(P)，并重新開始向所述閉合機構(gòu)(7)提供所述惰性氣體(IG)，直到所述熔體(S)達到的填充水平低于所述閉合機構(gòu)(7)為止。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中通過在所述鑄造模具(2)的排出開口(10)處排出熔體(S)來檢測所述鑄造模具(2)的所述填充。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述鑄造模具填充以光學方式檢測。5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的方法，其特征在于以下方法步驟，保持向所述澆口⑵下方的所述熔體⑶提供所述惰性氣體(IG)的同時關閉所述閉合機構(gòu)(7)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其中經(jīng)由上升管(4)從設置有所述惰性氣體填充物(IF)的熔煉坩鍋(5)行進到所述閉合機構(gòu)(7)和所述澆口(2)來提供熔體(S)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其中所述惰性氣體(IG)從作為惰性氣體源的容器(8)經(jīng)由連接管線(11)提供到所述閉合機構(gòu)(7)。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其中所述閉合機構(gòu)(7)借由系統(tǒng)監(jiān)測裝置(9)控制。9.一種用于鑄造TiAl部件的設備(12)， 具有熔煉坩鍋(5); 具有上升管(4)，其將所述熔煉坩鍋(5)連接至澆口(2);并且 具有鑄造模具(1)，其能夠放置于所述澆口(2)的頂部上，其中 在所述澆口(2)處布置有可開啟和可關閉的閉合機構(gòu)(7)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設備，其中所述閉合機構(gòu)(7)連接至系統(tǒng)監(jiān)測裝置(9)，用于實現(xiàn)發(fā)信號的目的。11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的設備，其中所述閉合機構(gòu)(7)經(jīng)由連接管線(11)流體地連接到惰性氣體源(8)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設備，其中所述惰性氣體源(8)是容器的形式。13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項所述的設備，其中由光學檢測裝置(12)提供，所述光學檢測裝置(12)監(jiān)測所述鑄造模具⑴的排出開口(10)。14.根據(jù)權(quán)利要求9和10中任一項所述的設備，其中所述鑄造模具(1)布置在可更換的模塑箱(6)內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于鑄造TiAl部件的方法，其包括以下方法步驟：在惰性氣體填充物(IF)下方生產(chǎn)TiAl材料的熔體(S)；將鑄造模具(1)以氣密方式放置于澆口(2)上；通過開啟布置于澆口(2)處并連接至惰性氣體源(8)的閉合機構(gòu)(7)，使鑄造模具(1)充滿惰性氣體(IG)；通過增加熔體(S)上方的惰性氣體填充物(IF)的壓力(P)，同時從鑄造模具(1)排出惰性氣體(IG)，將熔體(S)通過澆口(2)壓入鑄造模具(1)中，以及一旦確定熔體(S)通過閉合機構(gòu)(7)的位置上方，就阻止惰性氣體(IG)的流入。
【IPC分類】B22D18/02
【公開號】CN105324196
【申請?zhí)枴緾N201480035246
【發(fā)明人】W·施奈德, F·舍雷爾
【申請人】博格華納公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年4月30日
【公告號】EP2994256A2, US20160129499, WO2015020704A2, WO2015020704A3