反重力金属铸造的设备和方法

1、一种通过排除透气铸模内的空气进行熔融金属反重力铸造的方法，上述铸模密封在一个可抽真空的铸模室中，铸模有一个连接铸模型腔的注入管，其上有一个凸出的自由端，所包括的步骤有：
向密封室内处于基本上无空气的惰性气氛中的坩埚提供所铸的熔融金属，上述密封室有一开口适合于使上述注入管的自由端从其中穿过，且上述密封室暴露在上述开口和上述铸模室之间的环境空气源内；
其特征是该方法还包括使上述金属的上表面与环境空气源间隔足够的间距以防止循环气流将空气从上述开口向下带入上述金属，并且除了在移动步骤和上述铸模的注入过程之外均使上述表面保持上述间距；
相对移动上述注入管和上述坩埚密封室，使上述注入管的自由端伸出并穿过上述坩埚密封室到达坩埚中熔融金属表面以下的位置，抽空上述铸模室使铸模内部有足够低的压力，此压力要低于上述坩埚密封室内上述惰性气体的压力，从而使熔融金属通过上述注入管上升注入上述铸模的型腔；
然后反向相对移动上述铸模注入管和上述坩埚密封室将上述注入管从上述开口中抽出。
2、按照权利要求1所述的方法，其进一步的特征是，在上述注入管和上述坩埚密封室相向移动而将上述密封室中的惰性气体吸入上述铸模的同时，给上述铸模室抽真空。
3、按照权利要求1或2所述的方法，其进一步的特征是，上述注入管的上部在上述铸模室和上述铸模之间是密封的。
4、按照前述权利要求中任一条所述的方法，其进一步的特征是，当上述注入管的自由端位于上述坩埚中熔融金属的表面之下时，给铸模室中上述铸模的外部提供气流。
5、按照前述权利要求中任一条所述的方法，其进一步的特征是，上述铸模室和上述铸模注入通道的上部分别装有抽真空连通件，并至少在上述注入管位于上述坩埚中熔融金属表面之下的一段时间内由此保持上述铸模通道上部的压力使之低于铸模室中铸模外部的压力。
6、按照前述权利要求中任一条所述的方法，其进一步的特征是，上述金属上表面和上述环境空气源之间所保持的上述间距大于8英寸。
7、按照权利要求6所述的方法，其进一步的特征是，上述金属上表面和上述环境空气源之间所保持的上述间距至少约为18英寸。
8、按照前述权利要求中任一条的方法，其进一步的特征是，上述金属上表面和上述环境空气源之间的上述距离是靠在上述坩埚密封室开口和上述可抽真空的铸模室开口（上述注入管从中伸出）之间加一个能回复可压缩的柔性保护罩来保持的，此保护罩在上述相对移动的第一步骤过程中压缩且与上述铸模室形成密封，而随着上述相对移动的第二步骤此保护罩恢复其原始形状。
9、按照权利要求1～7中任一条所述的方法，其进一步的特征是，上述金属上表面和上述环境空气源之间的上述距离是靠在上述坩埚密封室上加一个可移动件来保持的，当上述坩埚密封室与上述注入管相对移动互相靠近时该可移动件压缩且与上述铸模室形成密封;当上述坩埚密封室和上述注入管相互分开时它回到原始位置。
10、按照权利要求9所述的方法，其进一步的特征是，当上述坩埚密封室与上述可抽真空的铸模室的下壁（上述注入管从其中伸出）相接触时，上述可移动件压缩。
11、按照权利要求1～10中任一条的所述方法，其进一步的特征是，上述注入管是不透气的，并且包括：在上述坩埚密封室内使惰性气体保持足够的压力以防止空气从上述开口进入上述密封室内部。
12、按照权利要求11所述的方法，其进一步的特征是，保持在上述坩埚内的惰性气体的压力高于大气压。
13、按照权利要求12所述的方法，其进一步的特征是，上述惰性气体的密度至少约与氮气相同。
14、按照权利要求13所述的方法，其进一步的特征是，靠空气或惰性气体使上述铸模室与上述坩埚密封室相互绝热，由上述注入管所造成并通过其进行的热传递除外。
15、按照权利要求11～14中任一条所述的方法，其进一步的特征是，为上述坩埚密封室上的上述开口配备一个第一活动盖，在上述注入管的下端穿过开口前取下上述第一活动盖，并在上述注入管抽出上述开口后将上述第一活动盖重新盖在上述开口上。
16、按照权利要求15所述的方法，其进一步的特征如下：
将上述第一盖自上述开口处取下;
将上述金属的锭子通过上述坩埚密封室的上述开口插入上述坩埚内;
给上述开口配备一个更大且无孔的第二活动盖，该盖紧压在上述坩埚密封室的上述开口上且与之密封，并具有足够的强度以满足给上述坩埚密封室抽高真空的要求;
施用上述第二盖，将坩埚密封室和第二盖抽成基本无空气的低压，并在上述坩埚内加热上述金属锭，从而使上述金属锭还原或适于铸造的熔融状态;
将惰性气流通入上述坩埚密封室从而在其中形成上述惰性气体的气氛;
移开上述第二盖并替之以上述第一盖。
17、通过排空透气铸模内的空气来铸造熔融金属的装置，上述铸模密封在一个可抽真空的铸模室中，上述铸模有一个连接上述铸模的型腔的注入管，其上有一个凸出的自由端，包括;
用来在基本上无空气的惰性气氛下从坩埚中提供所铸金属的封闭式坩埚装置，上述坩埚密封室有一开口用来接受上述注入管的自由端从中通过;
用来相对移动上述注入管和上述坩埚装置以使上述注入管自由端，通过上述开口插入（或从其中抽出）上述坩埚密封室的装置;
用来抽取上述铸模室的空气以使铸模内部的压力低于上述密封室中上述惰性气体的压力，足以造成熔融金属通过上述注入管上升并注入上述铸模型腔的装置;
其特征在于：
在上述注入管和上述坩埚装置所处的一个位置上能使上述金属的上表面与上述开口外的环境空气源相隔一段距离，使之足以防止循环气流将空气通过上述开口向下带入上述金属。
18、按照权利要求17所述的设备，其进一步的特征是，上述注入管的上部在上述铸模室和上述铸模间是密封的。
19、按照权利要求17或18所述的设备，其进一步的特征是，配备有给上述铸模室中铸模外部供给惰性气体的装置。
20、按照权利要求17～19中任一条所述的设备，其进一步的特征是，上述铸模室的抽真空装置包括连接到铸模中注入通道上部的抽真空连通件，和使上述连通件内气压低于上述铸模室内铸模外部气压的装置。
21、按照权利要求17～20中任一条所述的设备，其进一步的特征是，上述金属上表面与上述环境空气源之间的上述距离大于8英寸。
22、按照权利21所述的设备，其进一步的特征是，上述金属上表面和上述环境空气源的上述距离至少约为18英寸。
23、按照权利要求17～22中任一条所述的设备，其进一步的特征是，上述间隔装置包括一个能回复可压缩的柔性保护罩，该保护罩定位于上述坩埚密封室开口和上述可抽真空的铸模室的开口之间，上述注入管自由端从其中伸出，该保护罩在上述注入管自由端插入上述坩埚密封室时压缩且与上述铸模室形成密封，而在上述注入管从上述坩埚密封室中抽出后恢复其原始形状。
24、按照权利要求17～22中任一条所述的设备，其进一步的特征是，上述间隔装置包括一个成为上述坩埚密封室一部分的可移动件，它在上述注入管自由端插入上述坩埚密封室时压缩且与上述铸模室形成密封，而在上述注入管自由端从上述坩埚密封室中抽出后回到其原始位置。
25、按照权利要求24的设备，其进一步的特征是，上述可移动件在上述坩埚密封室上壁与上述可抽真空铸模室的下壁相接触时压缩，上述注入管从其中伸出。
26、按照权利要求17至25中任一条所述的设备，其进一步的特征是，上述注入管不透气和配备有给上述坩埚密封室供给惰性气体的装置，供气速率保持在能使上述密封室内上述气体的压力足以防止空气或惰性气体通过其上的开口进入其内部。
27、按照权利要求17～26中任一条所述的设备，其进一步的特征是，上述铸模室与上述坩埚密封室相隔一段足够的距离，使其能靠空气或惰性气体而与之绝热，而由于上述注入管所造成并通过上述注入管所进行的热传递除外。
28、按照权利要求17～27中任一条所述的设备，其进一步的特征是，上述设备包括一个用于上述坩埚开口的第一活动盖和一个替换上述第一活动盖的第二活动盖，上述第二活动盖是无孔的，大于且重于第一活动盖，可密封上述坩埚密封室的开口且能够满足给上述密封室抽高真空的要求。

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