专利名称：金属密封空心球体的制造方法
技术领域：
本发明是为了制造价廉的金属空心球体而专门发明的一种冷凝铸造法，属于铸造领域。
现在市场上到处可买到的体育用品-健身球，是我国目前销往世界贸易市场的一种金属形材商品。
这种健身球的生产工艺，至今还保留古老的半手工方式。“保留传统”的美德，加上工艺的落后。使这种本世纪需求量直线巨增的基本金属形材，至今只发展有健身球类几种有数产品。
事实上金属空心球体直径大可做成几百毫米，小的却可以做成几微米。
按空心压力又可以做成A、真空空心球体B、低;中;高压空心球体C、超高压;极压空心球体如果这样分类制造，本世纪内从小孩保温尿布到成人保温御寒衣;从普通机械零件充添钎铸到航天工具峰窝壳体，从密度小于0.0025的超轻包装材料到千层建筑的超轻设计，都可以找到被这种空心球体占去的空间。
用金属板材半手工下料-半人工锻形-半人工锻结(相当于机械制造行业的焊接)半人工校形这种现工艺生产封密球体空心的生产成本太高，无法同功能相似的其它代用材料比价廉。
使用材料范围又太窄。
现发明一种铸球为主，校形和冷凝加固为辅的空心球体生产工艺。
这种铸球不是人们现已使用的铸造方法，现阶段无论连续铸造;精铸;普铸实际上都是把熔化的金属液体浇到模具中冷却造形。
而本发明是把含水的膏粒加入到熔化的金属熔液中，汽化吸热发气冷凝造形。
具体操作是把水和水泥合剂按5∶1大概比例配膏造粒，并把此膏粒用机械强行压入熔化的金属熔液底部。
几毫秒内配膏粒强烈吸热-发气-冷凝气泡壁金属-饱和蒸气强拉气泡壁速长-很快空心球体被浮力推出熔化的金属熔液外-用机械抛到空间或冷水中冷却。-饱和蒸气变回水-在球中水和水泥结合凝固。
这种含水膏粒吸热;发气;冷凝熔化金属为固体的铸球方法，生产一个球的时间只有几毫秒，而且，同时可以生产无数个球体。
生产速度高于熔化金属速度是本发明第一特点。
水和水泥配的膏剂真空造形是本发明的基本造形法。但是，如果为了创造比软木密度轻80倍的的球体群;创造比现超高压容器更轻便的超高压金属球体骨科。仅仅真空造形是不够的，还必须在铸球的同时进行永久发气或称不可逆发气。这种不可逆发气材料很多;像偶氮二异丁睛;碳酸氢铵;废橡胶粒;各种酸根盐……都具有不可逆发气能力。产品设计者可根据自己文化水准和生产成本等各种市场相关因素灵活设计。
把各种发气材料灵活配进发气膏中，产生不同的效果是本发明特点之二。
水可以多次变成饱和蒸气，还可以多次变回水。这种典型的可逆发气特点是本发明的主要因素，但具有可逆发气特点的材料不只水一种，很多液体在常温带内都具有可逆发气性。如乙醚、甘油、乙醇……都可用作铸球可逆发气材料，这种铸球在一定的温带内都具有冷热记忆性。是各种温带记忆合金钎铸件的优良添料，当然也是各种蓄热产品的良好添料。
多种制材领域的渗入是本发明特点之三。
本发明为创造真空，低中高或超高压除了在液膏成份上灵活掌握外，还可以多次冷凝加固。本发明铸造球壳的厚度受到有效汽化热量的限制，一次冷凝造形的壁厚值不会很大。这对于制造超轻保温;保装材料是工艺上一大优点;但对于其它用途的产品是不能满足要求的一个难点，这就需要多次冷凝加固。这种多次冷凝加固用设备条件近似于原铸球设备。只是要严格控制空心球体通过熔液时间，和熔液温度二因素。如果把温度控制在±10℃以内;通过时间控制在±3毫秒以内;完全可以制造出≤15微米几何尺寸误差的空心球体产品。这种多次冷凝加固方法生产低碳钢骨料可比同强度铝合金密度还轻。本发明为人类建筑5000米以上的建筑提供了可靠的骨料，这种骨料有可能把目前人类建筑水平标高提高20倍。这种铸球多次冷凝加固是一层一层包履到空心球体上的，这种多次自增强效果力学上有着良好的意义。用此方法生产压力熔器，比传统方法可便宜近百倍。
产生了意想不到的结果，是本发明第四特点。
可多次冷凝加固是本发明第五特点。
当然在谋介材料变成气体吸收造形金属合金熔解热，冷凝金属的铸球过程中，由于成形速度和爆炸相似，又受到浮力，地球重力，摩擦力等各种复杂力的作用。球会不园，壁厚可能不均。为了能及时得到纠正，可放入高压釜中，用比产品金属熔点低一些的谋介金属液体作谋介。严格控制“釜积”“压力”“温度”“时间”这四种因素量值，配合近代计量技术一次次校形，达标后取出。
可用校形方法使产品质量达标是本发明第六特点。
我们大家都知道铜银铝合金是目前最好光记忆材料，如果是为了制造外露衣服和毛条添料我们把毛条添料空心球体从这种熔液中通过几毫秒就可以创造出一分钟变一种颜色的超级高档御寒衣。这种每分钟都可以变一种颜色的保温御寒衣一定会受到市场的欢迎。
能和现技术良好的衔接是本发明第七特点。
当产品走完前面所述工步，产品还是一个个空心球体，为了粘结成团，非铁碳合金可以在配膏时加入四氧化三铁等现磁性材料后充磁。铁碳合金可直接充点磁。
充磁结团是本发明完善性的补充，也是本发明最后一个特点。
下面以三个实施例使您更直观了解此发明工艺过程。
一、产品名称易拉铝复合材料御寒保温球。
特点密度轻≤0.05克.厘米-2。
反射人体热能光≥90%。
1、配膏造粒水 10%水泥 50%(过800目筛)废橡胶粒 35%(过40目)磁性材料 5%2、熔化易拉铝为液体3、把工步1配好的膏粒用机械强行送入熔化的易拉铝低部。
4、膏粒吸热发气-冷凝膜泡壁金属-形成空心球体-气变成饱和水蒸气吸热-气泡速长-强拉泡膜壁-在浮力作用下跳出液面-被机械抛入空中或冷水中冷却-饱和水蒸气变回水-水被水泥吸收凝固成混凝土。
5、用离心机械把气泡体抛出液面抛入冷水中强行冷却。
6、24小时内转入高压釜中精确校形(对于此产品一般控制温度。≤150℃。只有球径小时才调正到≥270℃以上一段时间，但时间这个因素要严格控制)。
7、按质量筛选、分类、分规格等级。
8、经过水泥凝固期后充磁。
这种方法生产的小型易拉铝颗粒可≤0.03毫米废橡胶残留量达70%(橡胶残留量越多，受压，受冲击后小颗粒损坏越少)。
二、产品名称易拉铝真空球体(保温杯;壶;电饭煲;饭盒添料、高级服装保温材料)特点真空度高，使用方便。
外包铜银铝合金层或经表面阳极处理反射热能光能力达98%。
1、配膏造料 水 15%水泥 85%(质量比)(过800目筛)2、把易拉铝化为液体。
3、把发气膏粒压入熔化的液体底部。
4、自然反应23毫秒内从液体强行取出。
5、冷风强冷0.4秒。(严控时间)6、再次用23毫秒从熔化易拉铝液中通过。
7、冷风强行冷却0.4秒。(严控时间)8、再次用23毫秒从熔化易拉铝液中通过9、冷风强行冷却0.4秒。(严控时间)10、再次用23毫秒时间从熔化易拉铝液中通过，(如果外覆铜、银、铝合金这次从合金溶液中通过)。
11、水冷无限长。
12、高压釜校形。
13、表面阳极处理(外包覆铜银铝合金表面抛光)三、产品名称低碳合金钢超极高压骨料特点内压≥3800kg.cm-2球径≥50毫米1、配膏造粒 水 5%水泥 25%废橡胶粒 70%有机粘合剂 5%(质量比)2、把易拉铝熔化3、把膏粒压入熔化易拉铝底部4、用多次冷凝铸造加固法制造达标的铝空心球体。
5、高压釜校形(注意校形温度≤150℃只能用调整釜积和压力的办法校形)达设计内径标准几何尺寸。
6、把低碳钢熔化为液体。
7、用≤23毫秒，时间从低碳钢熔液中强行通过。
8、无限冷水冷却。
9、用≤23毫秒再次循环通过低碳钢溶液。
10、无限冷水冷却。
11、再次循环数次达到设计尺寸。
12、放回铝液中长时间发气，要≥8小时。(铝液温度控制低于碳钢三七线)。
13、一批中一颗做破坏性检验，其它受压检验。
权利要求
1.本发明金属密封空心球体的制造方法其特征是以冷凝铸球为主；釜内校形；多次冷凝加固为辅的一种制球方法。
2.如权力要求1所述;密封空心球体的冷凝铸球是用谋介可逆发气材料，发气吸热直接从金属熔液中吸收金属制球材料的熔解热，冷凝气泡球壁，达到铸造空心球体的目的。这是一种全新的铸造方法其特征在于A、配制发气膏粒。B、熔化金属为液体。C、把发气膏粒强送入金属熔液底部。D、把金属空心球体强行取出并抛到空中或冷水中冷却，自然校形。
3.如权力要求2所述冷凝铸球配制膏粒这个工步中配制膏粒其特征是-膏粒中可有可逆发气材料，也可有不可逆发气材料。还可有吸收可逆发气材料凝固而制造空气真空的材料等各种产品所需成份。
4.如权力要求1所述冷凝铸球为主，釜内校形;多次冷凝加固为辅的釜内校形方法其特征是用高压釜装有谋介液体，用变更釜积;压力;温度和时间四因素的量值达到校正金属密封球体几何尺寸的目的。
5.如权力要求1所述冷凝铸球为主，釜内校形，多次冷凝加固为辅的多次冷凝加固其特征指已经铸造成形的空心球体多次通过金属熔液，冷凝熔液为固体加厚空心球体这样一种工艺过程。当然应指出为辅是指产品需要，可有这道工艺工步。如产品不需要可免这道工艺工步。冷凝铸球为主是指使用本发明的方法制造，任何一种，规格、材料、几何尺寸的空心球体部必须用冷凝铸球这种方法生产产品。
全文摘要
本发明是一种制造空心球体全新的方法属于铸造领域。本发明打破铸造的常规方法，采用在熔化金属液中发气冷凝铸球的全新铸造方法。
文档编号B22D23/00GK1052442SQ9010602
公开日1991年6月26日 申请日期1990年12月17日 优先权日1990年12月17日
发明者张世森, 荚淑梅 申请人:张世森, 荚淑梅