用于铸造铝化钛部件的方法和设备的制造方法
【专利说明】用于铸造铝化钛部件的方法和设备
[0001]本发明涉及用于铸造根据权利要求1所述和根据权利要求9的前序部分所述的铝化钛部件的方法和设备。
[0002]对铝化钛熔体进行加工造成了此熔体对氧具有高亲合性的问题。这样做的效果是，熔体与大气氧非常快速地发生反应，并在铸造部件中或其表面上形成缺陷。此外，在重力铸造中只可能在非常有限的程度上补充非常快速固化的熔体，这是迄今为止常用的。
[0003]因此，本发明的目的在于提供用于铸造铝化钛部件(TiAl部件)的方法和设备，这可以以节约成本的方式生产没有缺陷的部件。
[0004]此目的通过权利要求1关于根据本发明的方法的特征且通过权利要求9关于根据本发明的设备的特征来实现。
[0005]依照根据本发明的方法，铝化钛材料(TiAl材料)的熔体在惰性气体填充物的下方产生。将被填充熔融的TiAl材料的铸造模具以气密方式从上方放置在浇口上，使得可以从下方用熔体填充铸造模具。
[0006]在铸造模具已经放置在浇口上之后，开启布置在浇口处且连接到惰性气体源的闭合机构。通过在闭合机构处将惰性气体导入到铸造模具和上升管中，二者都充满惰性气体。然后，熔体上方的惰性气体填充物的压力增大，使得上升管中的熔体上升。如果熔体从闭合机构位置的上方经过，则阻止惰性气体的流入，以避免熔体中出现湍流以及将铸造模具排空。
[0007]可以在铸造模具中填充熔体时执行排空。只要铸造模具已被填充，具体而言，可以通过排气开口处排放的熔体来检测到，熔体上方的惰性气体填充物的压力就减小，且闭合机构重新开始提供惰性气体，直到上升管中的熔体的填充水平下降且惰性气体缓冲体积可以在闭合机构下方形成为止，从而在闭合机构已经关闭用于更换铸造模具之后在任何情况下避免上升管中的熔体和大气氧之间发生接触。
[0008]从属权利要求2至8涉及根据本发明的方法的有利改进。这些可以以技术上有意义的方式彼此组合，从而可以在一定程度上得到超出单个效果之和的效果。
[0009]根据本发明的方法实现了以下优点:铸造模具可以非常快速地填充，且所述铸造模具，优选地布置在可更换的模塑箱中，可以以气密方式放置在浇口的上方。充满惰性气体和随后排空铸造模具避免氧与铝化钛熔体接触。随时间控制压力可以在非常短的时间内使模具完全充满和排空。铸造模具中产生的真空避免铸造部件中夹杂气体。铸造模具，优选地布置在可更换的模塑箱中，允许较短的周期时间，且因此，允许节约成本的生产。
[0010]权利要求9限定根据本发明的设备。
[0011]权利要求10至14包含根据权利要求9所述的设备的有利改进。
[0012]对于更多的细节，本发明的优点和特征将从以下参考附图的示例性实施例的说明中变得显而易见，其中:
[0013]附图中单个图示意性地示出根据本发明的用于铸造TiAl部件的设备12的大大简化的基本图示，所述设备适于执行根据本发明的方法，如引言中所提到的。
[0014]设备12具有铸造模具1，在附图所示的特别优选的实施例中，铸造模具1布置在具有可更换构型的模塑箱6中。在附图中，双箭头V表示这些模塑箱6的馈送方向，其中具有铸造模具广的另一模塑箱6'沿着图中所示的模塑箱6或铸造模具1布置在左侧，铸造模具1'已经被填充且因此，已经沿馈送方向V推进。
[0015]在图中所示的填充位置，铸造模具1以气密方式放置于浇口 2上方。浇口 2又设置有闭合机构7，闭合机构7由系统监测装置9控制。
[0016]另外，设备12具有熔炼坩锅5，在所述熔炼坩锅中生成材料TiAl的熔体S，在压力P下在惰性气体填充物IF下生成熔体S。
[0017]熔炼坩锅5通过上升管4连接至浇口 2及其上布置的闭合机构7。闭合机构7还经由连接管线11与惰性气体源或惰性气体容器8连接，从中提供同样可以保持在可调整压力下的惰性气体IG。
[0018]图中示出熔体S尚未到达闭合机构7和浇口 2的状态，且因此为避免与空气接触，熔体S在上升管4中还被惰性气体IG覆盖，还经由闭合机构7导入铸造模具1中。
[0019]为将熔体S引入铸造模具1中，惰性气体填充物IF的压力P增大，使得熔体S通过经由上升管4、闭合机构7和浇口 2进入铸造模具7中，直到铸造模具7完全填充，由光学检测装置12根据从铸造模具1的排出开口 10排出的熔体而优选确定这个填充。
[0020]应指出的是，浇口 2处设置有合适的密封件3，因此铸造模具1可以以气密方式放置于浇口 2上。
[0021]除以上对本发明的书面描述，针对其附加的公开内容，在此明确地参考在附图中的单张图中的示意图。
[0022]附图标记列表
[0023]1铸造模具
[0024]2浇口
[0025]3密封件
[0026]4上升管
[0027]5熔炼坩锅
[0028]6，6' 模塑箱
[0029]7闭合机构
[0030]8惰性气体源/惰性气体容器
[0031]9系统监测装置
[0032]10，10'排出开口
[0033]11连接管线
[0034]12，12' 光学检测装置
[0035]V馈送方向
[0036]IF熔体S上方的惰性气体填充物
[0037]IG上升管4中的惰性气体
[0038]P惰性气体填充物IF的压力
【主权项】
1.一种用于铸造TiAl部件的方法，其包括以下方法步骤: 在惰性气体填充物(IF)下方生产TiAl材料的熔体(S); 将铸造模具(1)以气密方式放置于浇口(2)上； 通过开启布置于所述浇口(2)处并连接至惰性气体源(8)的闭合机构(7)，使所述铸造模具(1)充满惰性气体(IG); 通过增加所述熔体(S)上方的所述惰性气体填充物(IF)的压力(P)，同时从所述铸造模具(1)排出所述惰性气体(IG)，将所述熔体(S)通过所述浇口(2)压入所述铸造模具(1)中，以及 一旦确定所述熔体(S)通过所述闭合机构(7)的位置上方，就阻止所述惰性气体(IG)的流入。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于以下方法步骤，一旦所述铸造模具(2)已经充满，就降低所述惰性气体填充物(IF)的所述压力(P)，并重新开始向所述闭合机构(7)提供所述惰性气体(IG)，直到所述熔体(S)达到的填充水平低于所述闭合机构(7)为止。3.根据权利要求2所述的方法，其中通过在所述铸造模具(2)的排出开口(10)处排出熔体(S)来检测所述铸造模具(2)的所述填充。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述铸造模具填充以光学方式检测。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于以下方法步骤，保持向所述浇口⑵下方的所述熔体⑶提供所述惰性气体(IG)的同时关闭所述闭合机构(7)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中经由上升管(4)从设置有所述惰性气体填充物(IF)的熔炼坩锅(5)行进到所述闭合机构(7)和所述浇口(2)来提供熔体(S)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述惰性气体(IG)从作为惰性气体源的容器(8)经由连接管线(11)提供到所述闭合机构(7)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述闭合机构(7)借由系统监测装置(9)控制。9.一种用于铸造TiAl部件的设备(12)， 具有熔炼坩锅(5); 具有上升管(4)，其将所述熔炼坩锅(5)连接至浇口(2);并且 具有铸造模具(1)，其能够放置于所述浇口(2)的顶部上，其中 在所述浇口(2)处布置有可开启和可关闭的闭合机构(7)。10.根据权利要求9所述的设备，其中所述闭合机构(7)连接至系统监测装置(9)，用于实现发信号的目的。11.根据权利要求9或10所述的设备，其中所述闭合机构(7)经由连接管线(11)流体地连接到惰性气体源(8)。12.根据权利要求11所述的设备，其中所述惰性气体源(8)是容器的形式。13.根据权利要求9至12中任一项所述的设备，其中由光学检测装置(12)提供，所述光学检测装置(12)监测所述铸造模具⑴的排出开口(10)。14.根据权利要求9和10中任一项所述的设备，其中所述铸造模具(1)布置在可更换的模塑箱(6)内。
【专利摘要】本发明涉及一种用于铸造TiAl部件的方法，其包括以下方法步骤：在惰性气体填充物(IF)下方生产TiAl材料的熔体(S)；将铸造模具(1)以气密方式放置于浇口(2)上；通过开启布置于浇口(2)处并连接至惰性气体源(8)的闭合机构(7)，使铸造模具(1)充满惰性气体(IG)；通过增加熔体(S)上方的惰性气体填充物(IF)的压力(P)，同时从铸造模具(1)排出惰性气体(IG)，将熔体(S)通过浇口(2)压入铸造模具(1)中，以及一旦确定熔体(S)通过闭合机构(7)的位置上方，就阻止惰性气体(IG)的流入。
【IPC分类】B22D18/02
【公开号】CN105324196
【申请号】CN201480035246
【发明人】W·施奈德, F·舍雷尔
【申请人】博格华纳公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年4月30日
【公告号】EP2994256A2, US20160129499, WO2015020704A2, WO2015020704A3