專利名稱：金屬密封空心球體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是為了制造價廉的金屬空心球體而專門發(fā)明的一種冷凝鑄造法，屬于鑄造領(lǐng)域。
現(xiàn)在市場上到處可買到的體育用品-健身球，是我國目前銷往世界貿(mào)易市場的一種金屬形材商品。
這種健身球的生產(chǎn)工藝，至今還保留古老的半手工方式?！氨Ａ魝鹘y(tǒng)”的美德，加上工藝的落后。使這種本世紀(jì)需求量直線巨增的基本金屬形材，至今只發(fā)展有健身球類幾種有數(shù)產(chǎn)品。
事實上金屬空心球體直徑大可做成幾百毫米，小的卻可以做成幾微米。
按空心壓力又可以做成A、真空空心球體B、低;中;高壓空心球體C、超高壓;極壓空心球體如果這樣分類制造，本世紀(jì)內(nèi)從小孩保溫尿布到成人保溫御寒衣;從普通機械零件充添釬鑄到航天工具峰窩殼體，從密度小于0.0025的超輕包裝材料到千層建筑的超輕設(shè)計，都可以找到被這種空心球體占去的空間。
用金屬板材半手工下料-半人工鍛形-半人工鍛結(jié)(相當(dāng)于機械制造行業(yè)的焊接)半人工校形這種現(xiàn)工藝生產(chǎn)封密球體空心的生產(chǎn)成本太高，無法同功能相似的其它代用材料比價廉。
使用材料范圍又太窄。
現(xiàn)發(fā)明一種鑄球為主，校形和冷凝加固為輔的空心球體生產(chǎn)工藝。
這種鑄球不是人們現(xiàn)已使用的鑄造方法，現(xiàn)階段無論連續(xù)鑄造;精鑄;普鑄實際上都是把熔化的金屬液體澆到模具中冷卻造形。
而本發(fā)明是把含水的膏粒加入到熔化的金屬熔液中，汽化吸熱發(fā)氣冷凝造形。
具體操作是把水和水泥合劑按5∶1大概比例配膏造粒，并把此膏粒用機械強行壓入熔化的金屬熔液底部。
幾毫秒內(nèi)配膏粒強烈吸熱-發(fā)氣-冷凝氣泡壁金屬-飽和蒸氣強拉氣泡壁速長-很快空心球體被浮力推出熔化的金屬熔液外-用機械拋到空間或冷水中冷卻。-飽和蒸氣變回水-在球中水和水泥結(jié)合凝固。
這種含水膏粒吸熱;發(fā)氣;冷凝熔化金屬為固體的鑄球方法，生產(chǎn)一個球的時間只有幾毫秒，而且，同時可以生產(chǎn)無數(shù)個球體。
生產(chǎn)速度高于熔化金屬速度是本發(fā)明第一特點。
水和水泥配的膏劑真空造形是本發(fā)明的基本造形法。但是，如果為了創(chuàng)造比軟木密度輕80倍的的球體群;創(chuàng)造比現(xiàn)超高壓容器更輕便的超高壓金屬球體骨科。僅僅真空造形是不夠的，還必須在鑄球的同時進行永久發(fā)氣或稱不可逆發(fā)氣。這種不可逆發(fā)氣材料很多;像偶氮二異丁睛;碳酸氫銨;廢橡膠粒;各種酸根鹽……都具有不可逆發(fā)氣能力。產(chǎn)品設(shè)計者可根據(jù)自己文化水準(zhǔn)和生產(chǎn)成本等各種市場相關(guān)因素靈活設(shè)計。
把各種發(fā)氣材料靈活配進發(fā)氣膏中，產(chǎn)生不同的效果是本發(fā)明特點之二。
水可以多次變成飽和蒸氣，還可以多次變回水。這種典型的可逆發(fā)氣特點是本發(fā)明的主要因素，但具有可逆發(fā)氣特點的材料不只水一種，很多液體在常溫帶內(nèi)都具有可逆發(fā)氣性。如乙醚、甘油、乙醇……都可用作鑄球可逆發(fā)氣材料，這種鑄球在一定的溫帶內(nèi)都具有冷熱記憶性。是各種溫帶記憶合金釬鑄件的優(yōu)良添料，當(dāng)然也是各種蓄熱產(chǎn)品的良好添料。
多種制材領(lǐng)域的滲入是本發(fā)明特點之三。
本發(fā)明為創(chuàng)造真空，低中高或超高壓除了在液膏成份上靈活掌握外，還可以多次冷凝加固。本發(fā)明鑄造球殼的厚度受到有效汽化熱量的限制，一次冷凝造形的壁厚值不會很大。這對于制造超輕保溫;保裝材料是工藝上一大優(yōu)點;但對于其它用途的產(chǎn)品是不能滿足要求的一個難點，這就需要多次冷凝加固。這種多次冷凝加固用設(shè)備條件近似于原鑄球設(shè)備。只是要嚴(yán)格控制空心球體通過熔液時間，和熔液溫度二因素。如果把溫度控制在±10℃以內(nèi);通過時間控制在±3毫秒以內(nèi);完全可以制造出≤15微米幾何尺寸誤差的空心球體產(chǎn)品。這種多次冷凝加固方法生產(chǎn)低碳鋼骨料可比同強度鋁合金密度還輕。本發(fā)明為人類建筑5000米以上的建筑提供了可靠的骨料，這種骨料有可能把目前人類建筑水平標(biāo)高提高20倍。這種鑄球多次冷凝加固是一層一層包履到空心球體上的，這種多次自增強效果力學(xué)上有著良好的意義。用此方法生產(chǎn)壓力熔器，比傳統(tǒng)方法可便宜近百倍。
產(chǎn)生了意想不到的結(jié)果，是本發(fā)明第四特點。
可多次冷凝加固是本發(fā)明第五特點。
當(dāng)然在謀介材料變成氣體吸收造形金屬合金熔解熱，冷凝金屬的鑄球過程中，由于成形速度和爆炸相似，又受到浮力，地球重力，摩擦力等各種復(fù)雜力的作用。球會不園，壁厚可能不均。為了能及時得到糾正，可放入高壓釜中，用比產(chǎn)品金屬熔點低一些的謀介金屬液體作謀介。嚴(yán)格控制“釜積”“壓力”“溫度”“時間”這四種因素量值，配合近代計量技術(shù)一次次校形，達標(biāo)后取出。
可用校形方法使產(chǎn)品質(zhì)量達標(biāo)是本發(fā)明第六特點。
我們大家都知道銅銀鋁合金是目前最好光記憶材料，如果是為了制造外露衣服和毛條添料我們把毛條添料空心球體從這種熔液中通過幾毫秒就可以創(chuàng)造出一分鐘變一種顏色的超級高檔御寒衣。這種每分鐘都可以變一種顏色的保溫御寒衣一定會受到市場的歡迎。
能和現(xiàn)技術(shù)良好的銜接是本發(fā)明第七特點。
當(dāng)產(chǎn)品走完前面所述工步，產(chǎn)品還是一個個空心球體，為了粘結(jié)成團，非鐵碳合金可以在配膏時加入四氧化三鐵等現(xiàn)磁性材料后充磁。鐵碳合金可直接充點磁。
充磁結(jié)團是本發(fā)明完善性的補充，也是本發(fā)明最后一個特點。
下面以三個實施例使您更直觀了解此發(fā)明工藝過程。
一、產(chǎn)品名稱易拉鋁復(fù)合材料御寒保溫球。
特點密度輕≤0.05克.厘米-2。
反射人體熱能光≥90%。
1、配膏造粒水 10%水泥 50%(過800目篩)廢橡膠粒 35%(過40目)磁性材料 5%2、熔化易拉鋁為液體3、把工步1配好的膏粒用機械強行送入熔化的易拉鋁低部。
4、膏粒吸熱發(fā)氣-冷凝膜泡壁金屬-形成空心球體-氣變成飽和水蒸氣吸熱-氣泡速長-強拉泡膜壁-在浮力作用下跳出液面-被機械拋入空中或冷水中冷卻-飽和水蒸氣變回水-水被水泥吸收凝固成混凝土。
5、用離心機械把氣泡體拋出液面拋入冷水中強行冷卻。
6、24小時內(nèi)轉(zhuǎn)入高壓釜中精確校形(對于此產(chǎn)品一般控制溫度?！?50℃。只有球徑小時才調(diào)正到≥270℃以上一段時間，但時間這個因素要嚴(yán)格控制)。
7、按質(zhì)量篩選、分類、分規(guī)格等級。
8、經(jīng)過水泥凝固期后充磁。
這種方法生產(chǎn)的小型易拉鋁顆?？伞?.03毫米廢橡膠殘留量達70%(橡膠殘留量越多，受壓，受沖擊后小顆粒損壞越少)。
二、產(chǎn)品名稱易拉鋁真空球體(保溫杯;壺;電飯煲;飯盒添料、高級服裝保溫材料)特點真空度高，使用方便。
外包銅銀鋁合金層或經(jīng)表面陽極處理反射熱能光能力達98%。
1、配膏造料 水 15%水泥 85%(質(zhì)量比)(過800目篩)2、把易拉鋁化為液體。
3、把發(fā)氣膏粒壓入熔化的液體底部。
4、自然反應(yīng)23毫秒內(nèi)從液體強行取出。
5、冷風(fēng)強冷0.4秒。(嚴(yán)控時間)6、再次用23毫秒從熔化易拉鋁液中通過。
7、冷風(fēng)強行冷卻0.4秒。(嚴(yán)控時間)8、再次用23毫秒從熔化易拉鋁液中通過9、冷風(fēng)強行冷卻0.4秒。(嚴(yán)控時間)10、再次用23毫秒時間從熔化易拉鋁液中通過，(如果外覆銅、銀、鋁合金這次從合金溶液中通過)。
11、水冷無限長。
12、高壓釜校形。
13、表面陽極處理(外包覆銅銀鋁合金表面拋光)三、產(chǎn)品名稱低碳合金鋼超極高壓骨料特點內(nèi)壓≥3800kg.cm-2球徑≥50毫米1、配膏造粒 水 5%水泥 25%廢橡膠粒 70%有機粘合劑 5%(質(zhì)量比)2、把易拉鋁熔化3、把膏粒壓入熔化易拉鋁底部4、用多次冷凝鑄造加固法制造達標(biāo)的鋁空心球體。
5、高壓釜校形(注意校形溫度≤150℃只能用調(diào)整釜積和壓力的辦法校形)達設(shè)計內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)幾何尺寸。
6、把低碳鋼熔化為液體。
7、用≤23毫秒，時間從低碳鋼熔液中強行通過。
8、無限冷水冷卻。
9、用≤23毫秒再次循環(huán)通過低碳鋼溶液。
10、無限冷水冷卻。
11、再次循環(huán)數(shù)次達到設(shè)計尺寸。
12、放回鋁液中長時間發(fā)氣，要≥8小時。(鋁液溫度控制低于碳鋼三七線)。
13、一批中一顆做破壞性檢驗，其它受壓檢驗。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明金屬密封空心球體的制造方法其特征是以冷凝鑄球為主；釜內(nèi)校形；多次冷凝加固為輔的一種制球方法。
2.如權(quán)力要求1所述;密封空心球體的冷凝鑄球是用謀介可逆發(fā)氣材料，發(fā)氣吸熱直接從金屬熔液中吸收金屬制球材料的熔解熱，冷凝氣泡球壁，達到鑄造空心球體的目的。這是一種全新的鑄造方法其特征在于A、配制發(fā)氣膏粒。B、熔化金屬為液體。C、把發(fā)氣膏粒強送入金屬熔液底部。D、把金屬空心球體強行取出并拋到空中或冷水中冷卻，自然校形。
3.如權(quán)力要求2所述冷凝鑄球配制膏粒這個工步中配制膏粒其特征是-膏粒中可有可逆發(fā)氣材料，也可有不可逆發(fā)氣材料。還可有吸收可逆發(fā)氣材料凝固而制造空氣真空的材料等各種產(chǎn)品所需成份。
4.如權(quán)力要求1所述冷凝鑄球為主，釜內(nèi)校形;多次冷凝加固為輔的釜內(nèi)校形方法其特征是用高壓釜裝有謀介液體，用變更釜積;壓力;溫度和時間四因素的量值達到校正金屬密封球體幾何尺寸的目的。
5.如權(quán)力要求1所述冷凝鑄球為主，釜內(nèi)校形，多次冷凝加固為輔的多次冷凝加固其特征指已經(jīng)鑄造成形的空心球體多次通過金屬熔液，冷凝熔液為固體加厚空心球體這樣一種工藝過程。當(dāng)然應(yīng)指出為輔是指產(chǎn)品需要，可有這道工藝工步。如產(chǎn)品不需要可免這道工藝工步。冷凝鑄球為主是指使用本發(fā)明的方法制造，任何一種，規(guī)格、材料、幾何尺寸的空心球體部必須用冷凝鑄球這種方法生產(chǎn)產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明是一種制造空心球體全新的方法屬于鑄造領(lǐng)域。本發(fā)明打破鑄造的常規(guī)方法，采用在熔化金屬液中發(fā)氣冷凝鑄球的全新鑄造方法。
文檔編號B22D23/00GK1052442SQ9010602
公開日1991年6月26日 申請日期1990年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月17日
發(fā)明者張世森, 莢淑梅 申請人:張世森, 莢淑梅