專利名稱：陶瓷襯里的注射套筒的制作方法
技術領域：
本發明涉及加壓金屬模鑄造設備技術領域，更具體的說，涉及裝在這種設備里的注射套筒。
通常的用于把熔融金屬以加壓金屬模鑄造法注入模子中的設備是公知的。這樣的金屬包括鋁、鋼、熟鐵、黃銅、青銅和各種稀有金屬等等。在加壓金屬模鑄造機中，一個金屬的注射套筒固定安裝在鑄模板上，如下面將要更完整地描述的那樣，它使金屬液流能通向模腔。上述注射套筒從鑄模板向外延伸，以便通過它上面的進口接受熔融金屬，上述進口是用來熔融的鋁通過進入模腔的。通常，注射套筒的長度在24英寸到48英寸之間，而直徑在到6英寸到14英寸之間，并且，通常是用象H—13這一類很昂貴的高級鋼制造的。此外，用于使這種鋼硬化的熱處理工藝要求的溫度很高，常常會使鋼翹曲。上述注射套筒有一個沿著其長度延伸的缸孔，這個缸孔的橫截面通常是圓形的，其一端可通入液體，而相對的另一端與模腔相通。此外，上述注射套筒的缸孔還必須加工到公差在約為0.001英寸到0.002英寸的范圍內，以便能以滑動配合的關系容納一個一起工作的活塞。而這種加工是一種昂貴而費時的工序。結果，一個常用的注射套筒的價格可能要$750.00到$4,000.00之多。
使用時，把注射套筒的第一端插入鑄模板的一個安裝孔內，牢固地固定在這塊鑄模板上。因而，上述缸孔的第一端也穿過上述鑄模板，以其開口的端部與鑄模的模腔相通，而上述鑄模是牢固地安裝在上述鑄模板的相對側的。注射套筒的缸孔就是以這樣的方式安裝在加壓金屬模鑄造機上與鑄模的模腔相通的。然后，將通常溫度大約在1450F的熔融金屬，用遙控的澆包或者手動的澆包，通過上述進口注入注射套筒的缸孔內。上述熔融金屬一進入注射套筒的缸孔之后，就從它大約1450F的原始溫度開始冷卻。為了保證金屬鑄件的根本質量，使熔融金屬還在完全熔化的狀態下就到達鑄模是非常重要的。但，卻有很大一部分熱量從熔融金屬傳給了注射套筒，主要是因為注射套筒是用傳熱性能很好的高級鋼制造的。而這種大量的熱損失是不希望有的，因為這部分損失在注射套筒上的熱能必須以提高初始溫度的方式加在最初的熔融金屬上。不必要地提高熔融金屬的初始溫度，特別是高于1000F，是不希望發生的，因為加熱金屬，特別是加熱熔融金屬到超過1000F的費用是非常高的。實際上，例如，鋁的熔點是在1200F的數量級上。當使用現有技術中的鋼注射套筒時，常用的熔融鋁的初始溫度在1450F左右。加熱到高于熔融溫度所消耗的額外的熱能，只是用來使金屬在到達鑄模模腔之前使它保持在熔融狀態。
考慮到成本，通常都要求注射套筒能承受注射40,000次熔融金屬而不損壞或者過度的磨損。現有技術中的注射套筒所具有的最高使用壽命的期望值大約是10,000到15,000次，因為它們要承受各種嚴酷的環境條件，例如，在極高的溫度和壓力下受到腐蝕性材料的侵蝕。這主要是因為熔融金屬的腐蝕性很強，因為里面有硅一類的附加成分。例如，通常用于制造汽車零件的鋁，硅的含量特別高，這些硅使得形成缸孔的注射套筒的內壁被完全腐蝕掉，因而不能使用。此外，當熔融金屬注入注射套筒的空心內時，注射套筒要承受極高的熱沖擊，這種熱沖擊最終能使制造注射套筒的高級鋼的材料性能發生變化。
在具體的鑄造過程中，在注射套筒的缸孔內有一個滑動配合的，作往復運動的活塞。在把熔融金屬注入注射套筒之前，上述活塞收縮到注射套筒的與鑄模模腔相對的第二端。在注射套筒內注滿了熔融金屬之后，活塞便沿著注射套筒的缸孔向前運動，以便把熔融金屬用壓力推入模腔內。在上述活塞向前運動的過程中，在注射套筒里的熔融金屬要受到大約6,000到14,000PSI的壓力。為了把熔融金屬保存在在注射套筒的缸孔里；預防熔融金屬越過活塞而流失；以及在注射套筒和鑄模內保持高壓力，上述活塞要起到密封形成金屬注射套筒的缸孔的內壁的作用。因此，上述內壁必須加工到公差大約0.001英寸到0.002英寸的范圍內，并且必須在其整個使用壽命中保持其原始形狀和尺寸在一個極小的范圍內變動。由于普通的鋼注射套筒在使用超過大約10,000次到15,000次之后，就不能繼續保持在這樣小的公差內了，而這個數值大大地小于鑄模的期望壽命，所以在鑄模的使用壽命期內，必須至少更換一次注射套筒。而這種更換是很不希望的，因為加壓金屬模鑄造機在更換鑄模時的停機時間，和更換一個注射套筒的勞動，費用是很高的。通常，必須把鑄模從它的工作溫度(大約300度到400度F之間)明顯地冷卻下來，才能安全地進行工作，而這要耗費幾個小時。然后還必須把鑄模加熱到工作溫度。更換一個注射套筒和全部其他必要的相關零件所需要的“停機時間”通常都要8個小時左右。考慮到拆卸所需要的時間，還包括拆除冷卻管道的時間，這種停機時間和勞動量是相當可觀的。此外，現有技術中的注射套筒是很昂貴的，上面已經提到過，大約高達$4000.00左右。
活塞對于形成缸孔的內壁的密封，在它們之間造成了相當大的摩擦，這就使得必須在活塞上使用一種適當的潤滑劑，通常是一種石墨基體的脫模劑。由于熔融金屬的溫度很高，潤滑劑在很大的程度上被燒掉了，而這又造成了從對于工人的健康和安全來看是相當有害的，不希望產生的腐蝕性的煙霧。夾雜在熔融的注射金屬里的多余的潤滑劑，由于潤滑劑會被包在鑄造金屬內，還可能對鑄造出來的金屬零件的質量產生有害的影響。此外，多余的潤滑劑，無論多少最后都要扔掉，這又是一個環境污染問題。
在一個加壓金屬模鑄造循環終了時，常常有一部分熔融金屬凝固在注射套筒靠近活塞的缸孔中。這種凝固的部分在工業上一般稱為“凝結塊”。在每一個鑄造循環結束之后，要讓活塞進一步向前運動，以除掉凝結塊。這種凝結塊常常牢牢地積聚在注射套筒缸孔的第一端，結果，在用活塞把凝結塊推出去的時候，在凝結塊和注射套筒之間會產生極大的摩擦。結果，注射套筒缸孔的內壁的第一端部分(即，在最靠近鑄模的位置上)在除掉凝結塊的過程中，受到了很大的磨損。
使用現有技術中的注射套筒時遇到的另一個問題是，常常需要在注射套筒第一端的端面上做出幾條被稱為“流道”的，徑向延伸的流體通道，因為，如前所述，該端面是與鑄模的模腔連通的。做出這些流道是為了增加熔融金屬從注射套筒的缸孔流入模腔，或者流入模腔的某一部分的流量。采用流道是很有利的，因為它能使模腔充滿得更快更均勻，并且還能讓模腔更深地向鑄模的覆蓋層一側凹進去，從而給了在鑄模內設置特殊的零件以更大的余地。但是，在注射套筒第一端的端面上加工這些流道是很困難的，也是很昂貴的，因為常用的注射套筒的長度很長，重量也很重，加工起來很困難。因此，雖然流道是很需要的，但在現有技術的注射套筒中卻往往因為加工困難和費用高而被省略掉。某些種類的零件沒有流道就很難用加壓金屬模鑄造法鑄造出來。此外，大家也知道，如果注射套筒上沒有流道，有些種類的稀有合金是很難用加壓金屬模鑄造法鑄造的，這就使得這樣合金的加壓金屬模鑄造非常昂貴。還有，如果在注射套筒被磨損之前就要更換鑄模，那么這個注射套筒也必須換掉，以便在新的注射套筒中具有適當的流道。而這個注射套筒雖然還能使用，也不得不報廢。
一種目的在于解決早期現有技術中的注射套筒的某些問題的現有的注射套筒是所謂“分離式套筒”的注射套筒。分離式的注射套筒基本上是在長度的中點沿徑向切開的兩個注射套筒。這兩段分離的套筒用銷釘連接在一起，形成一個功能完整的注射套筒。其中的一段固定在鑄模板上，另一段則從鑄模板向外延伸，并且是能通過把這兩段套筒固定在一起的銷子或者螺栓拆下來，而把它從固定不動的那一段上卸下來。因此，就可以只更換分離式套筒離開鑄模最遠的那一段套筒(常常稱之為分離式套筒的“后段”)，而不必更換分離式套筒的另一段。這樣很合乎要求，因為分離式套筒的“后段”上有熔融金屬的進口，它比分離式套筒的另一段受到更大的熱沖擊和腐蝕，因此通常比連接在鑄模板上的“前段”損壞得更快。此外，如果只有“后段”需要更換，就不必把注射套筒的“前段”從鑄模上拆下來，更換整個分離式套筒。然而，分離式套筒的注射套筒卻仍然保留上面提到的關于熱傳導磨損和潤滑的問題。此外，使用分離式套筒的注射套筒還帶來了新的問題，那就是，分離式套筒的兩段套筒不可能互相完全同心，保持在上面提到的0.001英寸到0.002英寸的范圍內。這種同心度差的缺點造成活塞在通過注射套筒的兩段缸孔之間的接頭時過早的磨損。并且，兩段缸孔之間的同心度差還使得難以在活塞和注射套筒的兩段缸孔的空心內壁之間保持密封的關系。
因此，本發明的一個目的就是提供一種金屬模鑄機用的注射套筒，這種注射套筒克服了現有技術的注射套筒中存在的上述和其他有關的問題。
更具體的說，本發明的目的是提供一種注射套筒，這種注射套筒減少了鑄造的熔融金屬在注射套筒內的熱量損失。
本發明的另一個目的是提供一種注射套筒，這種注射套筒比現有技術的注射套筒具有更好的抵抗熔融金屬腐蝕作用的性能。
本發明的又一個目的是提供一種注射套筒，這種注射套筒比現有技術的注射套筒具有更好的抵抗機械磨損的性能。
本發明的再一個目的是提供一種注射套筒，這種注射套筒比現有技術的注射套筒具有更好的抵抗熱沖擊的性能。
本發明的再一個目的是提供一種由幾部分組成的注射套筒，這種注射套筒比現有技術的注射套筒易于維持正常的工作條件，而且費用更便宜。
本發明的一個目的是提供一種注射套筒，這種注射套筒大大地減少了在金屬模鑄造的過程中使用輔助潤滑劑的需要。
本發明的一個最佳實施例的目的是提供一種注射套筒，這種注射套筒有一個可拆卸的和可更換的端環，這個端環便于在上面很快地加工出加速熔融金屬流入模腔的流道，從而能增大鑄模設計的靈活性。
本發明的一個最佳實施例的另一個目的是提供一種注射套筒，這種注射套筒具有一個可拆卸的和可更換的端環，這個端環可以獨立更換，與是否需要更換注射套筒的其余組件無關。
按照本發明，提供了一種用于把熔融金屬注射進鑄模中去的加壓金屬模鑄造的加襯里的注射套筒；上述加襯里的注射套筒有一個長形的主體部分，該主體部分有一根第一縱軸線，還有一個第一連續內壁表面，該表面形成一個沿著主體部分的第一端和第二端之間的軸線延伸的容納孔，上述長形主體部分還有一個開在連續內壁表面上的，為熔融金屬進入接受孔提供通道的第一進口，一個能固定地布置在容納孔內的陶瓷襯套，上述襯套有一根第二縱軸線，還有一個形成沿著襯套的第一端和第二端之間的軸線延伸的缸孔的第二連續內壁表面，和一個能與上述第一連續內壁表面摩擦接觸的外壁表面。上述陶瓷襯套的第一端和第二端通常與上述主體部分的第一端和第二端重合。開在襯套的外部，與第一進口對準的第二進口用來為熔融金屬進入缸孔提供通道。上述長形陶瓷襯套起物理上和熱力上的絕緣體的作用，保護主體部分的第一連續內壁表面，不讓它與熔融金屬接觸。本發明提供了一個具有第一端和第二端的端環，其中第二端能夠可拆卸地固定安裝在主體部分的第一端上，上述端環的第一端在操作過程中與一個加壓金屬模鑄造的鑄模接觸。
本發明的其他優點、特點和特征，以及操作的方法和該構造中有關構件的作用，還有各種零件的組合和制造上的經濟性，在參照附圖閱讀了下面的詳細說明和權利要求書之后，將會更加明白。附圖中
圖1是一臺典型的，安裝有按照本發明的注射套筒的加壓金屬模鑄造機的最佳實施例的側視圖；圖2是沿圖1中的2—2線剖開的，本發明的加壓金屬模鑄造機和注射套筒的斷面圖；圖3是從圖1中的加壓金屬模鑄造機中取出來的注射套筒的立體圖；圖4是圖3中的注射套筒的分解立體圖；圖5是圖3中的注射套筒沿5—5斷面線的放大斷面圖，其中的加壓金屬模鑄造機的鑄模板和鑄模部分，以及該機的活塞用假想線表示。
請參閱圖1，該圖表示了一臺加壓金屬模鑄造設備，整個設備用標號20表示，該設備可以是高壓型的或者低壓型的加壓金屬模鑄造設備。這臺加壓金屬模鑄造設備20有一個在上面進行工作的鑄模，該鑄模有一個第一半模22和一個第二半模26。上述第一半模22和第二半模26分別用普通的緊固件固定在第一鑄模板24和第二鑄模板28上。上述第一半模22、第一鑄模板24、第二半模26和第二鑄模板28全部支承在底板構件30上。第二半模26和第二鑄模板28能夠沿著底板構件30橫向運動，以便使第二半模26能夠移動到在加壓鑄造的過程中與第一半模22緊密接觸的位置上。第二半模26和第二鑄模板28也可以在完成一個鑄造工作循環之后與第一半模22分離開來，以便讓鑄造好的零件從模腔29中被頂出來。一個其結構形式為在第二鑄模板28兩側各有一對鉸接杠桿(圖中只表示了一對)的閉合機構32，用來使第二半模26和第二鑄模板28移動到與第一半模22緊密接觸的接近位置，或者使它離開該位置。本發明的襯里的注射套筒，整個地用標號40表示并，用普通的緊固件牢固地固定在第一半模22和第一鑄模板24上。
推進機構34也是加壓金屬模鑄造設備20的一個部件，它有一個裝在保護外殼38里的可移動的活塞36。活塞36容納在襯套的注射套筒40內，可以滑動，用以推動熔融金屬通過襯里的注射套筒40，這一點將在下面更詳細地描述。
如圖1所示，本發明的襯里的注射套筒40是沿著水平方向布置的。但，本發明的襯里的注射套筒40也可以用于注射套筒是沿著垂直方向布置的加壓金屬模鑄造機，這種機器被稱為“立式加壓金屬模鑄造機”。此外，本發明的襯里的注射套筒40有一個與其聯合工作的活塞36，以便把熔融金屬推入模腔29中。但，本發明的襯里的注射套筒40也可以用于不需要這種活塞的加壓金屬模鑄造機，例如那些依靠重力把熔融金屬送入模腔的鑄造機。
請參閱圖3、4和5，這三個圖非常詳細地描述了本發明的襯里的注射套筒40。襯里的注射套筒40有一個長形的主體部分42，該主體部分有一根第一縱軸線，在圖3中用基準線“B”來表示。第一連續內壁表面44形成了一個容納孔46(參見圖4)，該容納孔46的位置在主體部分42的中央，并且沿著主體部分42的第一端48和第二端50之間的軸線延伸。通常，上述容納孔46的形狀和尺寸沿著其相應的軸線的長度是不變的，其最佳橫斷面的形狀是圓形。在連續內壁表面44上開有一個第一進口52，該第一進口52為熔融金屬進入容納孔46提供通道。上述第一進口52通常都設置在靠近主體部分42的第二端50。
為了防止主體部分42從第一半模22和第一鑄模板24中沿著上述第一縱軸線“B”產生相對移動而脫出，在主體部分42上形成了一個與主體部分成為一體的，徑向向外突出的凸緣45。上述凸緣45能容納在第一鑄模板24的協同工作的凹槽25內。
一個長形的陶瓷襯套60固定地布置在長形的主體部分42的容納孔46內。上述長形的陶瓷襯套60，按照圖4中彎曲箭頭所示的方向，通過主體部分42的第二端50，垂直地插入長形主體部分42的容納孔46內。到位后，上述陶瓷襯套60的第一端68和第二端70通常與主體部分42的第一端48和第二端50分別對齊。上述長形的陶瓷襯套60有一根沿著陶瓷襯套60的長度，整個地與其同軸線的第二縱軸線“C”。當長形的陶瓷襯套60在長形的主體部分42的容納孔46中到位時，上述第一縱軸線“B”就與第二縱軸線“C”重合，或者至少基本上平行。
上述長形陶瓷襯套60有一個形成缸孔66的第二連續內壁表面64，該缸孔66整體地位于長形陶瓷襯套60的中心，并且沿著陶瓷襯套60的第一端68和第二端70之間的軸線延伸。上述缸孔66沿其軸線的長度上的斷面形狀和尺寸通常是不變的，其最佳的橫斷面形狀是圓形。長形陶瓷襯套60還有一個外壁表面74，用來與長形主體部分42的第一連續內壁表面44發生摩擦接觸。通常這種摩擦接觸是緊密的摩擦接觸，它是按照下述方式來完成的。長形陶瓷襯套60的外壁表面74的外徑“D”加工后沿其長度的公差大約0.001英寸到0.002英寸的范圍內，并且其直徑比容納孔46的第一連續內壁表面44的直徑大約大0.004英寸。因此，必須使用熱配合類型的裝配工序才能把長形的陶瓷襯套60插入容納孔46內。這種裝配工序可以用下列兩種方式中的一種來完成。第一種方式，在加壓金屬模鑄造設備20工作的時候，長形主體部分42的溫度按常規要提高到500度F與1450度F之間的任何一點。因此，上述長形主體部分42的直徑，因而也就是容納孔46的直徑將增大大約0.005英寸，這就使得能很容易地把長形陶瓷襯套60插入容納孔46內。在將長形陶瓷襯套60插入容納孔46的過程中，長形主體部分42上的熱量將被傳導到長形陶瓷襯套60上去，而這將使長形陶瓷襯套60的直徑膨脹到使它緊緊地固定在容納孔46內。另一種方式，如果長形主體部分42并未處在高溫狀態，也可以把長形陶瓷襯套60冷卻到很低的溫度，以便把長形陶瓷襯套60插入長形主體部分42內。
長形陶瓷襯套60最好具有比主體部分42大的熱膨脹系數，這樣陶瓷襯套60就能在主體部分42內緊緊地脹住。這一點是很重要的，因為主體部分42是用金屬制造的，因此在加壓鑄造過程的壓力下會稍微膨脹一些。然而，陶瓷襯套60在加壓鑄造過程的壓力下卻不會膨脹，但是，如果圍繞著它的周邊包得不夠緊密，就會破裂。當陶瓷襯套60由于熱膨脹而使直徑增大到某一個直徑時，即使主體部分42的溫度繼續增高，它也會以一個相對固定的緊密度脹緊在長形主體部分42的容納孔46內。反之，在溫度下降的時候，則發生相反的情況。在加壓金屬模鑄造設備20正常工作的情況下，這種溫度的上升和下降總是在進行的，特別是當把熔融金屬注入長形陶瓷襯套60的缸孔66內時。
上述長形陶瓷襯套60在其第二端70上還有一個徑向向外延伸的凸緣62。該凸緣62的作用是讓它壓靠在主體部分42的肩部54上，以防止長形陶瓷襯套60在使用時向主體部分42的第一端48作相對的軸向移動。它的另一個作用是讓它壓靠在端板80上，以防止長形陶瓷襯套60在使用時向主體部分42的第二端50作相對的軸向移動。上述端板80將在以后進行更詳細的說明。
上述長形陶瓷襯套60在其外壁表面74上開有一個第二進口72，并且該第二進口72與上述第一進口52對準，從而使得第一進口52和第二進口72能為熔融金屬進入缸孔66提供通道。
為了預防長形陶瓷襯套60向著主體部分42的第二端50發生通常是沿著第一縱軸線“B”的相對移動，也就是預防長形陶瓷襯套60離開主體部分42的第二端50，在主體部分42的第二端50上固定連接了一個能夠拆卸的端板構件80。適當擰緊穿過端板80中的相應的孔84的螺栓82，就能把螺栓用螺紋固定連接在主體部分42的第二端50上的相應螺孔(圖中未示出)中。上述端板構件80有一個位于中央的圓孔86，該圓孔86在設備工作時可讓活塞36通過。
本發明的襯里的注射套筒40還有一個具有第一端92和第二端94的端環90。上述第二端94借助于帶螺紋的部分95固定安裝在主體部分42的第一端48上，在主體部分42的第二端上有與之相配合的帶螺紋部分43。端環90的第一端92在工作時用來與加壓金屬模鑄造的鑄模的第一半模22和第一鑄模板24接觸。當端環90就位后，通常上述長形陶瓷襯套的第一端68就被蓋住，從而也就防止了它的機械損壞。此外，端環90還用來預防長形陶瓷襯套60向著主體部分42的第一端48發生相對的軸向移動，從而使得長形陶瓷襯套60可靠地固定在主體部分42內。上述端環90要承受14,000PSI的內壓力，而且要用淬硬的高品位鋼，例如H13高級鋼，來制造，以便，如前所述，承受熔融金屬熱的沖擊，腐蝕和機械磨損，以及活塞36的機械磨損。端環90有一個沿著軸向向內，即向著第一縱軸線“B”和第二縱軸線“C”延伸的阻擋部分96。在該阻擋部分96上形成一個端部孔98，這個孔的直徑基本上和長形陶瓷襯套60的缸孔66的直徑相同。
上述端環90也可以在它的內部加一個長形的第二陶瓷襯套，該第二陶瓷襯套能以與陶瓷襯套60大致相同的方式保護端環90不受物理的和熱力的損壞。
在所描述的最佳實施例中，端環90上帶有流道100。端環90上流道的數量完全決定于上述半模22、26的設計考慮。既可以沒有流道，也可以有一條流道100，一直到許多條流道100。在圖2中可以看到流道100，它與長形陶瓷襯套60的缸孔66相通，也與模腔29、29相通(請見圖2)。流道100的作用是促進熔融金屬從端環90的端部孔98到模腔29的軸向流動。如果在需要更換注射套筒之前就要換上新的鑄模時，可以先更換端環90，而不更換注射套筒的其他部分，以便符合新鑄模的要求。
可以設想，上述端環90可以制成或者加工成任何需要的長度，因而上述長形主體部分42和長形陶瓷襯套60的標準長度就能夠定得比較少些，從而減少為適應各種不同構造和不同型號金屬模鑄造機的需要而設計的主體部分長度的數量。結果，標準長度的長形主體部分42和長形注射套筒60的庫存量就可以比較少，這就降低了整個生產成本，也減少了為一種特殊構造和特殊型號的金屬模鑄造機生產的大批注射套筒所需要的生產時間。
工作時，如圖1中和圖5中的箭頭“A”所示，通過第一進口52和第二進口72，把熔融金屬注入襯里的注射套筒40的長形陶瓷襯套的缸孔66內。上述熔融金屬沿著長形陶瓷襯套60的缸孔66流動。長形陶瓷襯套60保護長形主體部分42的第一連續內壁表面44不受熱沖擊，腐蝕和機械磨損。陶瓷襯套60與普通的金屬注射套筒相比，更能經受熱沖擊，腐蝕和機械磨損，并且，在必須更換時，更換的費用也比較低，因為只需要更換一個襯套，甚至一個端環90(下面將詳細說明)就可以了。如果使用現有技術的注射套筒(圖中未表示)，必須更換整個注射套筒。此外，陶瓷襯套還起絕緣體的作用，使熔融金屬的熱量保持的時間更長。結果，為了所生產的鑄件(圖中未表示)達到所需要的同樣的質量，熔融金屬的原始溫度就能夠比使用現有技術的注射套筒時的低。一當熔融金屬注入了缸孔66之后，如圖5中的假想線箭頭“E”所示，上述活塞36便沿著缸孔66從長形陶瓷襯套60的第二端70向第一端68推進。上述長形陶瓷襯套60具有自潤滑的性質，所以基本上不需要輔助的潤滑劑，也能使活塞36相當輕便地沿著缸孔66滑動。長形陶瓷襯套60還保護了長形主體部分42的第一連續內壁表面44不受活塞36的摩擦損傷。
當活塞36沿著缸孔66向前運動時，它就推動在它前面的熔融金屬通過端環90的端部孔98和流道100，然后進入模腔29。稍后，熔融金屬凝固，形成所要的金屬模鑄件。然后由鑄模移動機構32把第二半模26和第二鑄模板28從第一半模22移開，以便把鑄成的鑄件暴露出來。通常總有一部分熔融金屬殘留在端環90的端部孔98內，并且如前所述，凝固成凝結塊。然后，如圖1所示，活塞36退到它原來的位置，重復新的一輪鑄造循環。
為了更換長形主體部分42中的長形陶瓷襯套60，要把螺栓82從端板80上卸下來，再把端板80從長形主體部分42的第二端50上卸下來，并使長形陶瓷襯套60沿著第二縱軸線“C”滑動，直到它從長形主體部分42上卸下來。在有些情況下，為了能在長形陶瓷襯套60的第一端68上施加力量，可能首先必須把襯里的注射套筒40從第一半模22和第一鑄模板24上卸下來，然后再把端環90從襯里的注射套筒40上卸下來。
本發明的其他實施例也都落入本申請的權利要求和原理的范圍內。在一個可供選擇的實施例中(未用圖表示)，設想把本發明的襯里的注射套筒40的主體部分做成可分開的套筒形式。而本發明的上述陶瓷襯套，則以與上述相同的方式裝在這種分離式主體部分內，這樣做將有助于克服目前存在的使分離的套筒的兩部分正確地對準中心線的困難。
權利要求
1.一種用于把熔融金屬注射進具有第一半模和第二半模的鑄模中去的，加壓金屬模鑄造用的加襯里的注射套筒，上述第一半模安裝在一塊鑄模板上，上述加襯里的注射套筒具有一個長形的主體部分，該主體部分有一根第一縱軸線，還有一個第一連續內壁表面，該表面形成一個沿著主體部分的第一端和第二端之間的軸線延伸的容納孔，上述長形主體部分能以其第一端固定安裝在第一半模上形成的，橫截面不變的相應的凹槽內，也可以從凹槽中卸下來；一個開在上述長形主體部分的連續內壁表面上的，為熔融金屬進入容納孔提供通道的第一進口；一個能固定地布置在容納孔內的陶瓷襯套，上述襯套有一根第二縱軸線，還有一個沿著襯套的第一端和第二端之間的軸線延伸而形成的缸孔的第二連續內壁表面，和一個能與上述第一連續內壁表面摩擦接觸的外壁表面；上述陶瓷襯套的第一端和第二端通常與上述主體部分的第一端和第二端重合；一個開在襯套的外壁表面上，與第一進口對準并用來為熔融金屬進入缸孔提供通道的第二進口；其特征在于，它還提供一個具有第一端和第二端的端環，其中上述第二端的尺寸定為，或者說用于能可拆卸地固定安裝在主體部分的第一端上，并且上述端環能整個地嵌入上述相應凹槽的界限內而不必修改上述不變的橫截面，并且上述端環的第一端還能與上述第一半模配合工作。
2.如權利要求1所述的注射套筒，其特征在于，它還具有一個能可拆卸地固定連接在上述主體部分的第二端上，并且能防止上述長形陶瓷襯套整體地沿著上述第一縱軸線，向上述主體部分的第二端作相對移動的端板構件。
3.如權利要求2所述的注射套筒，其特征在于，上述第一進口和上述第二進口布置在靠近上述相應的長形陶瓷襯套和主體部分的第二端。
4.如權利要求3所述的注射套筒，其特征在于，上述第一和第二縱軸線是基本上平行的。
5.如權利要求4所述的注射套筒，其特征在于，上述長形陶瓷襯套的缸孔能以緊密配合的滑動關系容納一個活塞。
6.如權利要求5所述的注射套筒，其特征在于，上述端板構件在工作時能容納一根穿過去的活塞桿。
7.如權利要求6所述的注射套筒，其特征在于，上述容納孔和上述缸孔的橫斷面形狀分別為整個的圓形。
8.如權利要求7所述的注射套筒，其特征在于，上述容納孔和上述缸孔分別沿著第一和第二縱軸線都具有完全不變的相應的直徑。
9.如權利要求8所述的注射套筒，其特征在于，上述長形陶瓷襯套還有一個布置在它的第二端上的，徑向向外延伸的凸緣，工作時，上述凸緣可用于預防上述長形陶瓷襯套向著上述主體部分的第一端發生相對的軸向移動。
10.如權利要求1所述的注射套筒，其特征在于，上述長形陶瓷襯套和上述主體部分分別制造成這樣上述長形陶瓷襯套外壁表面的外徑通常比上述容納孔的第一連續內壁表面的直徑大約大0.004英寸，因此，在將上述長形陶瓷襯套插入上述容納孔時需要采用熱裝工序。
11.如權利要求1所述的注射套筒，其特征在于，上述主體部分和上述長形陶瓷襯套的材料具有大致相同的熱膨脹系數。
12.如權利要求1所述的注射套筒，其特征在于，上述第一和第二縱軸線是重合的。
13.如權利要求1所述的注射套筒，其特征在于，上述主體部分是分開式的套筒。
14.如權利要求1所述的注射套筒，其特征在于，當上述端環在使用時，上述長形陶瓷襯套的第一端通常是被蓋住的，因而能不受外界的損傷。
15.如權利要求14所述的注射套筒，其特征在于，上述長形陶瓷襯套的第一端和上述主體部分的第一端對齊。
16.如權利要求15所述的注射套筒，其特征在于，上述端環還用來預防上述長形陶瓷襯套向著上述主體部分的第一端作軸向相對運動，從而使上述長形陶瓷襯套牢固地保持在上述主體部分內。
17.如權利要求16所述的注射套筒，其特征在于，上述端環有一個向著上述第一縱軸線，即，向內延伸的阻擋部分，上述阻擋部分形成一個直徑基本上與上述長形陶瓷襯套的缸孔相同的端部孔。
18.如權利要求17所述的注射套筒，其特征在于，上述端環的第二端能用螺紋連接在上述主體部分的第一端上。
19.如權利要求1所述的注射套筒，其特征在于，上述端環上至少有一條流道，上述流道用來讓上述熔融金屬從上述端部孔向上述金屬鑄模的模腔作軸向流動。
20.如權利要求19所述的注射套筒，其特征在于，上述至少一條流道從上述端環的第二端向上述端環的第一端延伸。
21.如權利要求1所述的注射套筒，其特征在于，上述端環能承受14,000PSI的內壓力。
22.如權利要求1所述的注射套筒，其特征在于，在上述端環的內部有一個第二長形陶瓷襯套。
全文摘要
本發明公開了一種用于熔融金屬的加壓金屬模鑄造法的襯里的注射套筒。上述襯里的注射套筒具有一個長形的主體部分，該主體部分包括一個第一連續內壁表面，該連續內壁表面在主體部分的第一端和第二端之間形成一個容納孔。為熔融金屬進入容納孔提供通道用的第一進口開在上述連續內壁表面上。還有一個長形的陶瓷襯套牢固地布置在容納孔中，該襯套有第二連續內壁表面，該表面形成了一個沿著軸向在襯套的第一端與第二端之間延伸的缸孔，該襯套還有一個與第一連續內壁表面摩擦接觸的外壁表面。上述陶瓷襯套的第一端和第二端通常與主體部分的第一端和第二端重合。在襯套的外壁表面上開有與第一進口對準的第二進口，用于為熔融金屬進入缸孔提供通道。上述長形陶瓷襯套起機械的和熱力的絕緣體的作用，保護主體部分的第一連續內壁表面不與熔融金屬接觸。上述注射套筒還有一個端環，該端環有一個第一端該第一端用于固定安裝在主體部分的第一端上，并且該第一端在工作時與加壓金屬模鑄造的鑄模板接觸。
文檔編號B22D17/20GK1117717SQ94191155
公開日1996年2月28日 申請日期1994年2月9日 優先權日1993年2月16日
發明者阿諾德·漢斯瑪 申請人:A.H.鑄造設備有限公司