專利名稱：：氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備，更具體地涉及一種潤(rùn)滑劑輸送元件，特別是用于直接激冷連鑄的冒口(hottop)模具。
背景技術(shù)：
：澆鑄金屬鑄錠的一種己知方法是采用冒口模具直接激冷連鑄的方法。在該方法中，金屬熔池直接位于模具空腔的上部或者附近，熔化金屬水平抽吸或者在重力下垂直流動(dòng)穿過模具空腔。利用圍繞該模具的腔室內(nèi)的冷卻劑對(duì)模具本體進(jìn)行連續(xù)冷卻，由此冷卻熔化金屬以形成鑄錠。所述模具本體還用作直接激冷水噴射的出口。冷卻劑被引入到模具空腔內(nèi)，通過防止金屬粘接到模具內(nèi)壁上來改善鑄錠的表面質(zhì)量。在US4,157,728中，其發(fā)現(xiàn)已經(jīng)得知通過在包含金屬熔池的冒口正下方向模具空腔內(nèi)引入氣體，可改善采用這種方法的非鐵金屬鑄錠的表面質(zhì)量。利用將油輸送到模具空腔的熔化金屬進(jìn)入端(即垂直實(shí)施例中的頂部)的一排小孔來完成，而徑向槽用于輸送空氣。接著，已經(jīng)公開了將潤(rùn)滑劑和氣體輸送到模具空腔的各種裝置。在US4，598,763公開的一種形式中，空氣和油穿過多孔石墨環(huán)(其主要功能是用作形成鑄件表面的模具襯墊)被引入到模具空腔內(nèi)。這種布置包括在模具內(nèi)熔化金屬固化的點(diǎn)上引入與熔化金屬接觸的空氣和油。這就產(chǎn)生了一個(gè)很大的問題，即由于油的汽化，焦油狀的沉淀物在石墨內(nèi)堆積，由此限制了空氣和油的流動(dòng)。這個(gè)布置的另一個(gè)問題是需要高的輸送壓力來促使油穿過石墨環(huán)，增大了冒口模具的制造和操作成本。在US5,320,159公開的另一種形式中，油和空氣經(jīng)由分配板頂部和底部的凹槽被引入到模具空腔內(nèi)。模具本體內(nèi)的周向通道設(shè)置成用于將油和空氣輸送到分配板的徑向凹槽內(nèi)。然而，所述分配板內(nèi)的凹槽可能由于熔化佘屬的進(jìn)入而被損壞。在進(jìn)入到凹槽后，金屬固化，導(dǎo)致坯段表面裂開并損壞分配板。可通過減小凹槽的直徑(小到100—200微米)來緩解這個(gè)問題，然而，所需要的制造成本很高并且最終如果模具空腔內(nèi)的氣體壓力不足的話，它不足以完全防止金屬的進(jìn)入。采用分配板的另一個(gè)問題是由于在一點(diǎn)處從周向通道向分配板引入油，這就導(dǎo)致產(chǎn)生與供給口直接相對(duì)的低油速區(qū)域，因此在模具空腔內(nèi)產(chǎn)生不均勻分配?？諝夥峙渫瑯哟嬖谙嗨频膯栴}。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種設(shè)有用于將潤(rùn)滑劑輸送到空腔內(nèi)的潤(rùn)滑劑輸送元件，所述潤(rùn)滑劑分配元件包括由多孔材料制造的薄元件，用于穿過該元件將潤(rùn)滑劑輸送到空腔內(nèi)。優(yōu)選，所述潤(rùn)滑劑分配元件具有小于大約5mm的厚度。優(yōu)選，所述潤(rùn)滑劑分配元件具有0.1到5mm的厚度，更優(yōu)選為1—5mm，更優(yōu)選為2—3mm。優(yōu)選，所述潤(rùn)滑劑分配元件具有大約為1.5mm的厚度。然而，所述潤(rùn)滑劑分配元件可具有小于O.lmm的厚度。所述潤(rùn)滑劑分配元件可具有形成在該元件的表面上的至少一個(gè)凹槽。當(dāng)存在時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑劑從分配元件的周邊或側(cè)邊的均勻流動(dòng)，該凹槽可幫助潤(rùn)滑劑穿過該元件的周向分配。優(yōu)選，所述槽基本上圍繞該元件的周邊或側(cè)邊延伸。優(yōu)選，所述槽大約0.5mm深。優(yōu)選，所述多孔材料包括顆粒塊。優(yōu)選，所述顆粒具有小于大約0.25mm的平均直徑。優(yōu)選，所述顆粒具有10—100微米的平均直徑。更優(yōu)選，所述顆粒具有40—70微米的平均直徑。所述顆粒的平均直徑可小于IO微米。優(yōu)選，所述多孔材料內(nèi)孔的平均直徑小于所述顆粒的尺寸。優(yōu)選，所述多孔材料具有10—70%的孔積率，更優(yōu)選20—40%。所述材料的孔積率可沿潤(rùn)滑劑分配元件的寬度變化。優(yōu)選，所述多孔材料是粉末冶金技術(shù)應(yīng)用中普遍采用的類型。優(yōu)選，所述多孔材料是鋁、鐵、銅或者燒結(jié)青銅，更優(yōu)選為燒結(jié)青銅。在該實(shí)施例中，多孔材料的薄元件由鋼模具內(nèi)的燒結(jié)青銅粉末在高溫下制造。所述多孔材料可以是多孔陶瓷。所述多孔材料還可以是石墨。然而，如果該多孔材料是石墨的話，潤(rùn)滑劑分配元件優(yōu)選設(shè)有加強(qiáng)裝置。所述加強(qiáng)裝置可以例如是層壓到石墨上的薄的金屬元件。所述多孔材料可以是多孔塑料，例如聚四氟乙烯。優(yōu)選，所述潤(rùn)滑劑分配元件的形狀構(gòu)造為在使用中其圍繞空腔的周邊延伸。通常，所述潤(rùn)滑劑分配元件是環(huán)形盤的形狀。環(huán)形盤的環(huán)面形狀可以是圓形或非圓形。潤(rùn)滑劑分配元件可包括單個(gè)元件或在使用中相互鄰接形成潤(rùn)滑劑分配元件的多個(gè)部件。優(yōu)選，潤(rùn)滑劑輸送元件還包括用于密封潤(rùn)滑劑分配元件的密封劑。優(yōu)選，所述密封劑密封該元件水平表面的至少一些部分。這促使?jié)櫥瑒┰谠摫砻嫔戏较鄬?duì)于該表面流過該元件。優(yōu)選，所述密封劑密封潤(rùn)滑劑分配元件的表面的至少一部分，所述分配元件不設(shè)置為暴露于所述空腔。優(yōu)選，所述密封劑包括位于潤(rùn)滑劑分配元件表面的至少一部分上的一層清漆?？蛇x擇的，所述密封劑可包括位于潤(rùn)滑劑分配元件表面的至少一部分上的一層不可滲透的金屬薄片?？蛇x擇的，所述密封劑可包括一層可變形橡膠。所述可調(diào)橡膠可作為膏劑施加，該膏劑在應(yīng)用后保持永久變形(set)。所述密封劑可包括清漆、不可滲透金屬薄片、可調(diào)橡膠中的任意兩種或多種的組合層?？蛇x擇的，所述密封劑包括一個(gè)或多個(gè)纖維襯墊?？蛇x擇的，所述密封劑包括O型圈?？蛇x擇的，所述密封劑包括平坦表面。優(yōu)選，所述平坦表面由金屬板提供?？蛇x擇的，所述平坦表面由模具本體的頂部提供。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于將氣體輸送到空腔內(nèi)的氣體輸送元件，所述元件包括由多孔材料制造的薄元件，用于將氣體穿過該元件輸送到空腔內(nèi)。優(yōu)選，所述氣體分配元件具有根據(jù)本發(fā)明第一方面的潤(rùn)滑劑分配元件的一個(gè)或多個(gè)特征。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于將氣體和潤(rùn)滑劑輸送到空腔內(nèi)的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備，所述設(shè)備包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的潤(rùn)滑劑分配元件和用于將氣體輸送到空腔內(nèi)的氣體分配元件。優(yōu)選，所述氣體分配元件與所述潤(rùn)滑劑分配元件基本相似。在該實(shí)施例中，氣體穿過該氣體分配元件被輸送到空腔內(nèi)。氣體分配元件可與潤(rùn)滑劑分配元件整體形成。在該實(shí)施例中，氣體分配元件優(yōu)選包括形成在潤(rùn)滑劑分配元件上表面的徑向凹槽和至少一個(gè)周向凹槽。可選擇的，氣體分配元件可呈分配板的形式，該分配板可以是空腔壁頂部的一部分或者可以是單獨(dú)的板。在該實(shí)施例中，優(yōu)選分配板設(shè)有形成在該板的頂部表面上用于將氣體輸送到空腔內(nèi)的第一組凹槽。優(yōu)選，所述分配板還設(shè)有形成在頂部表面上與第一組凹槽相互連接以便將氣體分配到第一組的所有凹槽中的第二組凹槽。優(yōu)選，所述分配板由金屬制造，例如鋼或鋁。可選擇的，所述分配板由陶瓷制造?？蛇x擇的，所述分配板由塑料制造，例如聚四氟乙烯。優(yōu)選，所述氣體分配元件的形狀構(gòu)造為沿空腔的周邊延伸。優(yōu)選，所述氣體分配元件具有與潤(rùn)滑劑分配元件相似的形狀。通常，氣體分配元件具有環(huán)形盤的形狀。環(huán)形盤環(huán)面的形狀可以是圓形或者非圓形。優(yōu)選，使用中氣體分配元件配置為位于潤(rùn)滑劑分配元件的上方。優(yōu)選，所述氣體分配元件在其下部表面上設(shè)有切除部，潤(rùn)滑劑分配元件適于緊密裝配到其中。所述氣體分配元件可包括單個(gè)元件或多個(gè)元件，所述多個(gè)元件在使用中相互靠近以形成所述氣體分配元件。優(yōu)選，用于輸送氣體和潤(rùn)滑劑的設(shè)備還包括用于密封潤(rùn)滑劑分配元件和氣體分配元件的密封劑。優(yōu)選，所述密封劑將氣體分配元件與潤(rùn)滑劑分配元件密封開。優(yōu)選，所述密封劑密封氣體和潤(rùn)滑劑分配元件的表面的至少一部分。優(yōu)選，所述密封劑包括位于氣體和潤(rùn)滑劑分配元件的至少某些表面上的一層清漆和/或不可滲透的金屬薄片和/或可調(diào)橡膠和/或一個(gè)或多個(gè)纖維襯墊?？蛇x擇的，所述密封劑可包括o型圈?？蛇x擇的，所述密封劑可包括平坦表面。優(yōu)選，所述密封劑還包括覆蓋在氣體分配元件上方用于密封氣體分配元件的頂部的密封板。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種用于直接激冷連鑄的金屬鑄錠的冒口模具，包括具有模具本體和限定在模具本體內(nèi)的空腔的模具和根據(jù)本發(fā)明第三方面的任意一個(gè)或多個(gè)特征的用于將氣體和潤(rùn)滑劑輸送到模具空腔內(nèi)的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備。優(yōu)選，所述氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備靠近模具的熔化金屬進(jìn)入端設(shè)置。優(yōu)選，所述氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備位于模具本體內(nèi)熔化金屬固化的高度位置之上。優(yōu)選，所述氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備位于模具本體頂部。優(yōu)選，所述模具本體在其中設(shè)有用于穿過模具本體的冷卻劑流的空間。優(yōu)選，用于冷卻劑流的空間的形狀構(gòu)造為使冷卻劑靠近所述氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備流動(dòng)。優(yōu)選，所述冒口模具還包括用于將氣體和潤(rùn)滑劑輸送到所述氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備的供給機(jī)構(gòu)。優(yōu)選，所述供給機(jī)構(gòu)包括單獨(dú)形成在模具頂部的氣體和潤(rùn)滑劑供給通道，所述供給通道與所述氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備流體連接。可選擇的，所述供給機(jī)構(gòu)可包括穿過模具本體并直接連接到所述氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備的管道裝置。優(yōu)選，所述冒口模具還包括用于將熔化金屬供給到所述模具空腔內(nèi)的金屬熔池。優(yōu)選，所述冒口模具還包括將金屬熔池與模具隔開的孔板。所述模具本體可設(shè)有或不設(shè)有位于所述氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備正下方的石墨插入物。選，所述金屬是非鐵金屬，例如鋁、鎂、銅或者鋅和它們的合金。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種用于直接激冷連鑄的金屬鑄錠的冒口模具，包括具有模具本體和限定在模具本體內(nèi)的空腔的模具和根據(jù)本發(fā)明第一方面的用于將潤(rùn)滑劑輸送到模具空腔內(nèi)的潤(rùn)滑劑輸送元件?，F(xiàn)在參照附圖僅通過示例的方式對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例加以描述，其中圖1是位于冒口模具內(nèi)的根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于輸送氣體和潤(rùn)滑劑的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備的示意圖2是圖1所示設(shè)備的氣體分配元件的俯視圖3是沿圖2中A-A軸線的氣體分配元件的視圖4是位于冒口模具內(nèi)的根據(jù)本發(fā)明替換性實(shí)施例的用于輸送氣體和潤(rùn)滑劑的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備的示意圖5是位于冒口模具內(nèi)的根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)替換實(shí)施例的用于輸送氣體和潤(rùn)滑劑的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備的示意圖6A是包含根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的用于輸送氣體和潤(rùn)滑劑的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備的冒口模具的俯視圖6B、6C、6D和6E分別是沿圖6A中剖面A-A、B-B、C-C、D-D的冒口模具的示意圖7是金屬鑄錠的表面圖像，該鑄錠采用了包含有根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于輸送氣體和潤(rùn)滑劑的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備的冒口模具。具體實(shí)施例方式首先參照?qǐng)D1，其中顯示了用于非鐵金屬(例如鋁、鎂、銅、鋅和它們的合金)的直接激冷連鑄的冒口模具10的一部分。冒口模具10包括以垂直方式設(shè)置在模具12上方的金屬熔池11，即，熔化金屬基本垂直的流過模具12。所述模具12和金屬熔池11可設(shè)置為使流過模具12的流體基本水平。冒口模具IO還包括位于模具本體14頂部(即靠近模具12的熔化金屬入口端并且位于模具本體14上的熔化金屬與模具本體14相接觸的高度位置之上)的根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于將氣體(通常是空氣)和潤(rùn)滑劑(通常是油)輸送到模具空腔15內(nèi)的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備13。為了固化熔化金屬，利用流過模具本體14內(nèi)的空間17的冷卻劑(通常是水)冷卻所使用的模具本體14。模具本體14優(yōu)選但非必須地設(shè)有由石墨制造的插入物27。氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備13包括潤(rùn)滑劑分配元件20和氣體分配元件21。潤(rùn)滑劑分配元件20是由多孔材料制造的環(huán)形盤，通過它將潤(rùn)滑劑輸送到模具空腔15內(nèi)。雖然環(huán)形盤的環(huán)面顯示為圓形的，它也可以是非圓形的。而且潤(rùn)滑劑分配元件20可包括單個(gè)元件或在使用中相互鄰接形成潤(rùn)滑劑分配元件20的多個(gè)部件。所述多孔環(huán)形盤很薄，具有大約1到5mm的厚度。這個(gè)范圍代表了盤(要很薄以便能夠?qū)嶋H安裝到冒口模具10內(nèi))與壓力(使油穿過盤進(jìn)入到模具空腔15內(nèi)所需要的)之間的平衡。然而，也可能使用更薄的盤，例如小于O.lmm。在替換實(shí)施例中(此處未示出)，所述盤具有至少大約1.5mm的厚度，一個(gè)0.5mm的凹槽形成在盤的頂部表面上，從而進(jìn)一步改善圍繞盤的周邊的油的分配，實(shí)現(xiàn)來自設(shè)備13的潤(rùn)滑劑和氣體的均勻周向流動(dòng)。將模具本體14內(nèi)用于冷卻劑的空間17的形狀構(gòu)造為使冷卻劑靠近氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備13流動(dòng)。由于潤(rùn)滑劑分配元件20很薄，因此它很容易被冷卻模具本體14的冷卻劑所冷卻。這實(shí)質(zhì)上防止?jié)櫥瑒?當(dāng)它位于分配元件20內(nèi)時(shí))升高到會(huì)發(fā)生蒸發(fā)并分解成焦油形式的沉淀物并由此限制它穿過潤(rùn)滑劑分配元件20的流動(dòng)的溫度。多孔環(huán)形盤形式的潤(rùn)滑劑分配元件20可由粉末冶金技術(shù)應(yīng)用中普遍采用的任意材料制造，例如鋁、鐵、銅或者燒結(jié)青銅。燒結(jié)青銅是優(yōu)選的材料，因?yàn)樗峁┝怂璧膹?qiáng)度和柔性，并且它可以很容易以及低成本的制造成任意形狀，包括在高溫下在鋼模內(nèi)燒結(jié)青銅粉末所形成的薄的環(huán)形盤。另外，燒結(jié)青銅還允許對(duì)孔積率以及孔尺寸的良好控制，特別是與石墨相比較而言。采用多孔陶瓷材料形成所述盤也是可能的?？梢圆捎玫牧硪环N替換材料是多孔塑料，例如聚四氟乙烯。此外，還可能形成由具有足夠孔積率的石墨制成的薄盤。在這種情況下，石墨需要通過例如層壓到其自身的薄金屬支承盤上來強(qiáng)化，否則石墨將不具有所需強(qiáng)度。在形成所述盤時(shí)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)隨著形成多孔盤的材料的顆粒尺寸的增大，使用中貫穿所述盤的周向油分配的均勻度減小。因此用于形成盤的顆粒的直徑要小于大約0.25mm。直徑小于大約10-20微米的顆?？捎糜谛纬杀P，然而，對(duì)于較小的顆粒尺寸，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)潤(rùn)滑劑和氣體輸送設(shè)備13的有效操作，促使油穿過多孔盤所需的壓力將過高。所述孔的直徑通常大約為20-40微米。然而，對(duì)于由較小顆粒制造的盤而言，這個(gè)直徑可以減小。薄盤的孔積率是10—70%，優(yōu)選20—40%。在另一實(shí)施例中，所述盤沿著其寬度具有變化的孔積率梯度。由于孔的直徑/孔積率過小，因此熔化金屬的表面張力用于防止它進(jìn)入到孔內(nèi)并損壞潤(rùn)滑劑分配元件20?，F(xiàn)在再參照?qǐng)D2和3，在本發(fā)明的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備13的一個(gè)實(shí)施例中，氣體分配元件21是環(huán)形分配板的形式，在圖2和3中詳細(xì)示出。氣體分配元件21可包括單個(gè)元件或者使用中相互鄰接以形成氣體分配元件21的多個(gè)部件。所述分配板設(shè)有位于其頂部表面41上的用于將氣體輸送到模具空腔15內(nèi)的徑向凹槽40。所述分配板還設(shè)有至少一個(gè)連接徑向凹槽40的周向凹槽42用于將氣體輸送到所有凹槽40。所述分配板優(yōu)選由金屬制造，例如鋼或鋁。環(huán)形分配板形式的氣體分配元件21在其下表面44內(nèi)還設(shè)有切除部43，環(huán)形多孔盤形式的潤(rùn)滑劑分配元件20適于緊密裝配到其中。在替換實(shí)施例中(圖中未示)，通過在由多孔材料制造的環(huán)形盤形式的潤(rùn)滑劑分配元件20的上部表面上形成徑向凹槽和至少一個(gè)周向凹槽，氣體分配元件21與潤(rùn)滑劑分配元件20整體形成。再次詳細(xì)參照?qǐng)Dl，正如上面所述，包括潤(rùn)滑劑分配元件20和氣體分配元件21的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備13位于模具本體14的頂部。使用中，孔板25將氣體分配元件21的頂部與金屬熔池11的底部隔開，通過鎖板26將整個(gè)裝置固定到位。模具本體14的局部包括緊接著位于氣體分配元件21正下方的石墨襯墊27。石墨襯墊27的目的是提供澆注表面，熔化金屬在該表面上開始固化。在圖1所示的實(shí)施例中，孔板25設(shè)有延伸到模具空腔15內(nèi)超過潤(rùn)滑劑和氣體分配元件20、21的懸垂部28。懸垂部28在孔板25和模具本體14之間產(chǎn)生空間29，該空間是通過氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備13輸送的氣體和潤(rùn)滑劑到模具空腔15的進(jìn)入點(diǎn)。由此，氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備13設(shè)置為它極少可能被熔化金屬接觸到。實(shí)際上，熔化金屬?gòu)澮好?meniscus)將接觸位于氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備13下方的石墨襯墊27。這意味著所述設(shè)備13不受熔化金屬的直接加熱，因此潤(rùn)滑劑發(fā)生汽化的可能性進(jìn)一步降低。使用中，容許潤(rùn)滑劑作為液體進(jìn)入到模具空腔15內(nèi)，并且在熔化金屬固化之前向下流過模具本體15的一部分。氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備13的氣體和潤(rùn)滑劑供應(yīng)源通過分別形成在模具本體14頂部的氣體和潤(rùn)滑劑通道30、31提供。可選擇的是，穿過模具本體14的管道裝置可用于將潤(rùn)滑劑和/或氣體直接供應(yīng)到氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備13。第一O型圈32將潤(rùn)滑劑和氣體供應(yīng)通道30、31彼此密封。第二O型圈33在鎖板26和模具本體14頂部之間的邊界處密封整個(gè)氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備13。可提供潤(rùn)滑劑和氣體分配元件20、21之間的進(jìn)一步密封。在圖l中，環(huán)形分配板形式的氣體分配元件21的頂部表面41的密封通過覆蓋在所述板上面的密封環(huán)34提供。潤(rùn)滑劑分配元件20的底部表面(環(huán)形多孔板形式)通過薄的清漆涂層密封。可選擇的是，可采用一層薄的不可滲透的金屬片或者O型圈或者一層可變形(settable)橡膠(以膏劑施加)、或者平坦表面(以金屬板或模具本體14頂?shù)男问?。對(duì)潤(rùn)滑劑和氣體分配元件20、21的密封可保護(hù)潤(rùn)滑劑和/或氣體不會(huì)遺漏到模具12的其它部件內(nèi)，提供徑向和周向受控流體。現(xiàn)在參照?qǐng)D4，顯示了氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備113的可選擇實(shí)施例。與上述實(shí)施例中相似的特征都標(biāo)以相同的數(shù)字，但添加了數(shù)字1。在圖4所示實(shí)施例中，氣體分配元件121是與潤(rùn)滑劑分配元件120相似的環(huán)形多孔盤形式。形成氣體分配元件121的盤被夾在潤(rùn)滑劑分配元件120和孔板125之間。不可滲透的金屬薄片或清漆層135將形成潤(rùn)滑劑和氣體分配元件120、121的盤彼此分開并密封。因此，穿過形成氣體分配元件121的多孔盤將氣體輸送到模具空腔115內(nèi)，不會(huì)與穿過形成潤(rùn)滑劑分配元件120的多孔盤被輸送到模具空腔115內(nèi)的潤(rùn)滑劑混合。采用不可滲透的金屬薄片、清漆層或薄的纖維襯墊來選擇性密封潤(rùn)滑劑和氣體分配元件120、121的后部表面136。潤(rùn)滑劑分配元件120的下部表面132以相似方式密封。注意，下部表面137在位于潤(rùn)滑劑供應(yīng)通道132上方的地方?jīng)]有被密封，由此可將潤(rùn)滑劑從通道132供應(yīng)到潤(rùn)滑劑分配元件120。圖4還公開了將氣體供應(yīng)到氣體分配元件121中的可選擇的供給機(jī)構(gòu)，由此穿過位于模具本體114頂部的輸送設(shè)備113后面(即遠(yuǎn)離模具空腔115)的空氣供應(yīng)板136的空氣供應(yīng)管道145從氣體供應(yīng)通道131供應(yīng)氣體。圖4還顯示了與石墨襯墊127接觸的熔化金屬?gòu)澮好?50?，F(xiàn)在參照?qǐng)D5，顯示了本發(fā)明的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備213的另一選擇性實(shí)施例。與上述實(shí)施例中所描述特征相似的特征都被標(biāo)以相同的數(shù)字，但添加了數(shù)字2。在氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備213的該實(shí)施例中，氣體和潤(rùn)滑劑分配元件220、221顯示為延伸超出由石墨襯墊227限定的模具本體214進(jìn)入到模具空腔215內(nèi)。此外，氣體分配元件221懸于潤(rùn)滑劑分配元件220之上。這有助于引導(dǎo)垂直于模具本體214的氣體流。圖5中的氣體分配元件221可以是環(huán)形分配板或者環(huán)形多孔盤的形式。圖5還顯示了與孔板225—起使用的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備213，其中孔板沒設(shè)有延伸到模具空腔215內(nèi)超過潤(rùn)滑劑和氣體輸送設(shè)備213的懸垂部?，F(xiàn)在參照?qǐng)D6A到6E，顯示了本發(fā)明的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備313的又一可選擇實(shí)施例。與上述實(shí)施例中所描述特征相似的特征都被標(biāo)以相同的數(shù)字，但添加了數(shù)字3。輸送設(shè)備313分別包括潤(rùn)滑劑和氣體分配元件320、321。潤(rùn)滑劑分配元件320的頂部和底部表面通過薄的纖維襯墊355、356密封。氣體分配元件321與前述實(shí)施例不同點(diǎn)在于用于向模具空腔315輸送氣體的徑向和圓周凹槽340、342形成在與頂部表面相對(duì)的氣體分配元件321的下部表面344上。正如圖6E中所詳細(xì)顯示的，氣體分配元件321包括兩個(gè)腔室形式的周向凹槽342，所述凹槽通過多個(gè)同樣是腔室形式的徑向通道340連接。其中一個(gè)周向腔室342位于模具空腔315的內(nèi)壁上，與另一個(gè)腔室在垂向稍稍隔開，由此所述徑向通道340相對(duì)于水平方向稍稍傾斜。如特別在圖6B所示出的，氣體供應(yīng)通道330設(shè)置為與穿過模具本體314相對(duì)的方式穿過鎖板326。輸送設(shè)備313還顯示為包括用于將氣體和潤(rùn)滑劑元件320、321正確定位在冒口模具310內(nèi)的定位銷357。示例示例1根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的冒口模具10用于澆鑄鋁合金6063坯段。環(huán)形盤形式的潤(rùn)滑劑分配元件21由直徑在45到63微米之間的燒結(jié)青銅顆粒形成。所生成的盤具有45-50%的孔積率。所述盤具有大約1.5mm的厚度。該氣體分配元件21包括在一個(gè)表面上加工有徑向凹槽的金屬盤?？諝庥米魉鰵怏w，油作為潤(rùn)滑劑。在下述條件下澆鑄直徑為152mm的單個(gè)坯段*澆鑄速度150mm/min*冷卻水流速75L/min*金屬壓頭75mm*空氣壓力2.5KPa*烙化溫度670-710V*油流速5mL/min所生成的鑄件具有沒有任何缺陷的如圖7所示的表面。示例2在實(shí)驗(yàn)室建立測(cè)試模型，以檢測(cè)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備13，其中潤(rùn)滑劑分配元件20和氣體分配元件21由多孔塑料材料形成，具體為聚四氟乙烯("PTFE")。圖13顯示了所使用的測(cè)試模具的示意圖。注意，在模具本體14頂部加工的臺(tái)階(氣體和潤(rùn)滑劑分配元件置于其中)的厚度是O.lmm，小于分配元件的厚度，由此通過密封環(huán)34向分配元件20、21的水平表面提供壓縮力。通過在Porex供應(yīng)的多孔PTEF塑料(具有50微米的孔)所制造的1.5mm厚的薄片上切割環(huán)孔來形成分配元件20、21。元件20、21的直徑大小為提供5和10mm的徑向段，潤(rùn)滑劑和氣體分別穿過它們流入到模具12的內(nèi)表面。模具的內(nèi)表面直徑為150mm。利用Dow-Coming硅橡膠732(其是硅粘合劑/密封劑)將這兩個(gè)分配元件20、21粘接起來。在裝配到模具之前，氣體分配元件21的頂部表面和潤(rùn)滑劑分配元件20的下部表面同樣涂有硅。供應(yīng)到氣體分配元件21的氣體是來自氣缸的干空氣，利用針形閥的調(diào)節(jié)器來精確控制該流體。利用Aalborg的數(shù)字氣體流量計(jì)來測(cè)量氣體流速。氣體流量計(jì)保持在氣體輸送管道內(nèi)，利用皂液檢測(cè)圍繞模具周邊的流體。供給到潤(rùn)滑劑分配元件20的潤(rùn)滑劑是由ODTEngineering供應(yīng)的Exal45。該潤(rùn)滑劑在模具中的周向流動(dòng)通過為了該檢測(cè)目的而由透明有機(jī)玻璃(Perspex)形成的檢測(cè)模具而觀測(cè)。以2.0升/分鐘的流速得到氣體非常均勻的周向分配。實(shí)現(xiàn)該流動(dòng)所需的氣體壓力很低，大約為20-30毫巴。高速氣體流不會(huì)改變沿模具周邊保持均勻的分配。最初與供應(yīng)到模具的潤(rùn)滑劑連接時(shí)，發(fā)現(xiàn)氣體向后產(chǎn)生氣泡穿過潤(rùn)滑劑供應(yīng)源。這可追溯到氣體供應(yīng)源，并且是由于氣體分配元件21的表面的一部分沒有涂敷硅。接下來對(duì)該表面的這部分進(jìn)行涂敷，結(jié)果沒有發(fā)生進(jìn)入油供應(yīng)管道的氣體分流。在壓頭部高度1000mm，獲得進(jìn)入潤(rùn)滑劑分配元件21的流速為lml/分鐘的潤(rùn)滑劑。大約IO分鐘后實(shí)現(xiàn)均勻的周向流動(dòng)。示例3根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的冒口模具10用于澆鑄鎂合金AZ80的坯段。模具直徑為203mm。AZ80的標(biāo)定組分是8.5%的鋁、0.5%的鋅、其余是鎂。下面的表1提供了用于澆鑄AZ80坯段的操作條件的細(xì)節(jié)。表1_AZ80合金鑄造條件<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>所述合金被成功澆鑄成大約1380mm的長(zhǎng)度。圖14顯示了具有滿意的澆鑄表面并且沒有裂開的澆鑄坯段的表面。在隨后的權(quán)利要求書以及前面本發(fā)明的說明書中，除非由于語(yǔ)言表達(dá)或者必要的暗示，上下文以其它方式要求，否則詞語(yǔ)"包括"或者其變形"包含"或"含有"以含括性的理解加以使用，即用于表明所描述特征的存在，但不排除本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中更多特征的存在或增加。應(yīng)當(dāng)清楚理解的是雖然此處參考了現(xiàn)有技術(shù)公開文獻(xiàn)，這種引用并不等于承認(rèn)這些文獻(xiàn)中的任何文獻(xiàn)構(gòu)成澳大利亞或其它國(guó)家現(xiàn)有技術(shù)中公知常識(shí)的部分。權(quán)利要求1.一種用于將潤(rùn)滑劑輸送到空腔內(nèi)的潤(rùn)滑劑輸送元件，該潤(rùn)滑劑分配元件包括由多孔材料制造的薄元件，用于穿過該元件將潤(rùn)滑劑輸送到空腔內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潤(rùn)滑劑輸送元件，其中該潤(rùn)滑劑分配元件具有小于大約5mm的厚度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潤(rùn)滑劑輸送元件，其中該潤(rùn)滑劑分配元件具有0.1至lj5mm的厚度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潤(rùn)滑劑輸送元件，其中該潤(rùn)滑劑分配元件具有l(wèi)一5mm的厚度。5.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的潤(rùn)滑劑輸送元件，其中所述多孔材料包括顆粒塊，所述顆粒具有小于大約0.25mm的平均直徑。6.根據(jù)前述權(quán)利要求l一5中任意一項(xiàng)所述的潤(rùn)滑劑輸送元件，其中所述多孔材料包括顆粒塊，所述顆粒具有IO—IOO微米的平均直徑。7.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的潤(rùn)滑劑輸送元件，其中所述多孔材料具有10—70%的孔積率。8.根據(jù)前述權(quán)利要求l一7中任意一項(xiàng)所述的潤(rùn)滑劑輸送元件，其中所述多孔材料具有20—40%的孔積率。9.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的潤(rùn)滑劑輸送元件，其中所述材料的孔積率沿潤(rùn)滑劑分配元件的寬度變化。10.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的潤(rùn)滑劑輸送元件，其中所述多孔材料是燒結(jié)青銅。11.根據(jù)前述權(quán)利要求l一9中任意一項(xiàng)所述的潤(rùn)滑劑輸送元件，其中所述多孔材料是聚四氟乙烯。12.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的潤(rùn)滑劑輸送元件，還包括用于密封潤(rùn)滑劑分配元件的表面的至少一部分的密封劑，所述分配元件設(shè)置為不暴露于所述空腔。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的潤(rùn)滑劑輸送元件，其中所述密封劑包括一層清漆、不可滲透金屬薄片或可變形橡膠、一個(gè)或多個(gè)纖維襯墊或一個(gè)或多個(gè)O型圈、或者它們的任意組合。14.一種用于將氣體和潤(rùn)滑劑輸送到空腔內(nèi)的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備，該設(shè)備包括根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的潤(rùn)滑劑分配元件、和用于將氣體輸送空腔內(nèi)的氣體分配元件。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備，其中氣體分配元件與潤(rùn)滑劑分配元件整體形成。16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備，其中所述氣體分配元件與潤(rùn)滑劑分配元件實(shí)質(zhì)上相似。17.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備，其中氣體分配元件包括形成在潤(rùn)滑劑分配元件上表面的多個(gè)徑向凹槽和至少一個(gè)周向凹槽。18.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備，其中所述氣體分配元件呈分配板的形式，所述分配板設(shè)有形成在該板的頂部表面上用于將氣體輸送到空腔內(nèi)的第一組凹槽。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備，其中所述分配板還設(shè)有形成在頂部表面上與第一組凹槽相互連接以便將氣體分配到第一組的所有凹槽中的第二組凹槽。20.根據(jù)權(quán)利要求14一19中任意一項(xiàng)所述的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備，其中所述氣體分配元件在其下部表面上設(shè)有切除部，所述潤(rùn)滑劑分配元件適于緊密裝配到其中。21.根據(jù)權(quán)利要求14一20中任意一項(xiàng)所述的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備，其中所述設(shè)備還包括用于將潤(rùn)滑劑分配元件與氣體分配元件密封開的密封劑。22.—種用于金屬鑄錠直接激冷連鑄的冒口模具，包括具有模具本體和限定在模具本體內(nèi)的空腔的模具、以及根據(jù)權(quán)利要求14一21中任意一項(xiàng)的用于將氣體和潤(rùn)滑劑輸送到模具空腔內(nèi)的氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的冒口模具，其中所述氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備位于靠近模具的熔化金屬進(jìn)入端的位置。24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的冒口模具，其中所述氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備位于模具本體頂部。25.根據(jù)權(quán)利要求22-24中任意一項(xiàng)所述的冒口模具，其中所述模具本體在其中設(shè)有用于穿過模具本體的冷卻劑流的空間。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的冒口模具，其中用于冷卻劑流的空間的形狀構(gòu)造為使冷卻劑靠近所述氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備流動(dòng)。27.根據(jù)權(quán)利要求22—26中任意一項(xiàng)所述的冒口模具，其中所述冒口還包括用于將氣體和潤(rùn)滑劑輸送到所述氣體和潤(rùn)滑劑輸送設(shè)備的供給機(jī)構(gòu)。28.—種用于將氣體輸送到空腔內(nèi)的氣體輸送元件，所述元件包括由多孔材料制造的薄元件，用于將氣體穿過該元件輸送到空腔內(nèi)。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的冒口模具，其中該氣體分配元件與權(quán)利要求1一13中任意一項(xiàng)所述的潤(rùn)滑劑分配元件基本相同。30.—種用于金屬鑄錠直接激冷連鑄的冒口模具，包括具有模具本體和限定在模具本體內(nèi)的空腔的模具、以及根據(jù)權(quán)利要求1一13中任意一項(xiàng)所述的用于將潤(rùn)滑劑輸送到模具空腔內(nèi)的潤(rùn)滑劑輸送元件。全文摘要一種用于將潤(rùn)滑劑輸送到空腔內(nèi)的潤(rùn)滑劑輸送元件，該潤(rùn)滑劑分配元件包括由多孔材料制造的薄元件，用于穿過該元件將潤(rùn)滑劑輸送到空腔內(nèi)。文檔編號(hào)B22D11/07GK101316667SQ200680044526公開日2008年12月3日申請(qǐng)日期2006年11月30日優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日發(fā)明者I·F·班布里奇,J·A·泰勒,J·F·格蘭德菲爾德申請(qǐng)人:鑄造中心私人有限公司