專利名稱：在端開式模具的模腔中澆鑄熔融金屬的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在端開式模具的模腔中澆鑄熔融金屬，尤其涉及在將熔融金屬鑄造成為成品期間對在模腔中的該熔融金屬的周邊限制。
背景技術(shù)：
目前，端開式模具的模腔具有入口端、排放端開口、延伸在模腔的排放端開口與入口端之間的軸線、以及環(huán)繞位于模腔的排放端開口與入口端之間的模腔軸線設(shè)置、以便在金屬流經(jīng)模腔期間將熔融金屬限制在模腔內(nèi)的壁。當(dāng)要執(zhí)行澆鑄作業(yè)時，起動塊縮合在模腔的排放端開口內(nèi)。該起動塊沿著模腔軸線作往復(fù)運(yùn)動，但它最初位于該開口內(nèi)，同時熔融起動材料體置于介于起動塊與延伸橫穿模腔軸線的模腔的第一橫截面平面之間的模腔中。繼而，當(dāng)起動塊沿著模腔軸線自該模腔向外地作往復(fù)運(yùn)動，并且起動材料體與起動塊前后縱列地穿過延伸橫穿其軸線的模腔的一系列第二橫截面平面作往復(fù)運(yùn)動，其在橫穿模腔軸線的諸平面內(nèi)的橫截面積小于由位于模腔的第一橫截面平面內(nèi)的模腔壁所限定的橫截面積的熔融金屬層連續(xù)地疊置在接近模腔的第一橫截面平面的起動材料體上。由于它們較小的橫截面積，因而在相應(yīng)各層內(nèi)具有用于使該層自模腔軸線接近其第一橫截面平面相對周邊向外地進(jìn)行擴(kuò)張的固有的擴(kuò)張力。該層擴(kuò)張直到由于模腔壁與模腔的第一橫截面平面成直角而由該壁阻截為止，于是該層被迫以陡直的直角轉(zhuǎn)入到模腔的一系列第二橫截面平面內(nèi)，并途經(jīng)平行于該壁、即與平面相垂直的路程。同時，在觸及該壁時，該層開始經(jīng)受熱收縮力，且該熱收縮力及時有效地抵消擴(kuò)張力，于是在其中一個第二橫截面平面中出現(xiàn)了“固相”狀態(tài)。接著，作為新形成的金屬體的一完整的部分，隨著該層通過金屬體內(nèi)的模腔，它脫離壁開始收縮。
在模腔的第一橫截面平面與其中發(fā)生“固相”的模腔的第二橫截面平面之間，該層被迫與模腔壁緊密接觸，這種接觸會帶來摩擦，該摩擦?xí)醋饔糜谠搶拥囊苿?，并往往會使該層的外周表面發(fā)生撕裂，甚至?xí)_(dá)到使該層和與其相鄰的諸層分離的程度。因此，本技術(shù)領(lǐng)域中的從業(yè)人員長久以來試圖找到用潤滑劑潤滑介于相應(yīng)諸層與壁之間的界面、或者在介于兩者之間的界面處使它們彼此分離的方法。他們還找到了用于縮短介于相應(yīng)諸層與壁之間的接觸帶寬度的方法。他們的努力已帶來了包括美國專利4，598，763號和美國專利5，582，230號在內(nèi)的多種策略。在美國專利4，598，763號中，它在壁與層之間置入含油的加壓氣袋，以使它們彼此分離。在美國專利5，582，230號中，先在金屬體的周圍施加冷卻液噴霧，然后再將該噴霧噴到金屬體上，由此來縮短接觸帶的寬度。他們的努力還帶來了多種潤滑劑；雖然在他們的共同努力下已在用潤滑劑潤滑和／或使層與壁分離的方面取得了一定的成績，但同時他們也帶來了涉及潤滑劑自身的一個不同類型的新問題。即，穿過介于層與壁之間的界面進(jìn)行交換的熱量較高，而這種高熱會使?jié)櫥瑒┓纸?。其分解產(chǎn)物又通常會與界面內(nèi)的外界空氣起反應(yīng)而形成金屬氧化物微粒等，它們會在界面處變成“粗齒鋸(ripper)”，并接著沿著用此方法所生產(chǎn)的任何產(chǎn)品的軸向尺寸形成所謂的“拉鏈(zipper)”。該高熱甚至可使?jié)櫥瑒┤紵?，從而向冷的表面狀態(tài)上形成熱金屬，因此，不管任何潤滑劑也并沒有大大地緩和摩擦力。
本發(fā)明的揭示本發(fā)明完全脫離了已有技術(shù)中用于使位于介于層與壁之間的界面處的層與壁分離或用潤滑劑來潤滑的策略，并脫離了已有技術(shù)中用于縮短介于兩者之間的接觸帶的策略。取而代之的是，本發(fā)明消除了引起須要由這些已有技術(shù)中的策略來解決問題的、介于層與壁之間的“對抗”，而是替用一種用于在熔融金屬流經(jīng)模腔期間、限制模腔內(nèi)相應(yīng)諸層的相對周邊向外地擴(kuò)張的全新策略。
根據(jù)本發(fā)明，本人現(xiàn)在將阻擋裝置環(huán)繞模腔軸線設(shè)置在用于在金屬流經(jīng)模腔期間將熔融金屬的外周限制在模腔內(nèi)的裝置之中，并同時將相應(yīng)的熔融金屬層相對周邊向外的擴(kuò)張分別限制在位于模腔的第一和第二橫截面平面中的第一和第二橫截面區(qū)域內(nèi)，本人使該阻擋裝置運(yùn)作，以期在相應(yīng)區(qū)域的周線上獲得一定的效果。首先，本人使在第一橫截面區(qū)域周線上的阻擋裝置運(yùn)作，這樣，其阻擋效應(yīng)可使相應(yīng)諸層以相對模腔軸線的相對周邊向外的傾角流入到模腔的一系列第二橫截面平面內(nèi)。其次，在位于相應(yīng)諸層中的擴(kuò)張力大于其中所固有地形成的熱收縮力時，本人使在第二橫截面區(qū)域周線上的阻擋裝置運(yùn)作，這樣，其阻擋效應(yīng)可使相應(yīng)的第二橫截面區(qū)域呈現(xiàn)出在與其相對應(yīng)的第二橫截面平面中周邊向外遞增的橫截面尺寸，同時熱收縮力與擴(kuò)張力相抵消，并可使相應(yīng)諸層在模腔的其中一個第二橫截面平面內(nèi)自由形成金屬體。這樣，本人就無須再用壁或某些其它的限邊裝置來限制(confront)諸層了，但就像父母教小孩子走路一樣，父母通常伸出一只手臂讓小孩子倚靠，接著父母逐漸退后離開小孩子，本人也在諸層的外周上給予它們同樣的這重被動的支撐，并“鼓勵”它們自己聚集在一起，以構(gòu)成它們自己所選擇的粘著在一起的表皮，而不是由環(huán)形壁等強(qiáng)加于其上的。同樣，一旦熱收縮力可取代本人的阻擋裝置的作用時，本人就撤去該作用，以便從本質(zhì)上消除諸層與任何限制媒體之間的接觸。這就意味著本人無須再用潤滑劑潤滑或緩和諸層與限邊裝置之間的界面，但這并不排除本人會繼續(xù)在界面上使用潤滑或緩和媒質(zhì)。事實(shí)上，在本發(fā)明目前現(xiàn)有的大多數(shù)較佳實(shí)施例中，本人在阻擋裝置與位于模腔的第一和第二橫截面平面中相應(yīng)諸層的周線之間置入加壓氣袋(sleeve)。本人還通常在阻擋裝置與那些周線之間置入油環(huán)(annulus)，而在某些實(shí)施例中，本人還在兩者之間置入含油的加壓氣袋，如美國專利4，598，763號中所述的。本人通常還將加壓氣體通過阻擋裝置排放到模腔中去，并且還可將油通過該阻擋裝置排放到模腔中去。本人常常將它們同時排放到模腔中去。
在本發(fā)明目前現(xiàn)有的大多數(shù)較佳實(shí)施例中，本人還環(huán)繞模腔軸線設(shè)置除熱裝置，并使該除熱裝置運(yùn)作，用以從環(huán)繞層的周邊排列的諸層有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分中提取熱量。在這些實(shí)施例中的某些實(shí)施例中，本人還使阻擋裝置運(yùn)作，用以在位于模腔中的諸層相應(yīng)的第一和第二橫截面區(qū)域上給予周線。并且在其中的某些實(shí)施例中，本人通過環(huán)繞模腔軸線設(shè)置用于控制軸線相對垂線取向的軸線取向控制裝置、用于控制由除熱裝置從諸層相應(yīng)的有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分中提取熱量時的速度的除熱控制裝置、用于控制由阻擋裝置給予在第一橫截面區(qū)域上的周線的第一周線控制裝置、以及用于控制由阻擋裝置給予在相應(yīng)的第二橫截面區(qū)域上的周線的第二周線控制裝置，并使相應(yīng)的軸線取向控制裝置、控?zé)嵫b置及第一和第二周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在由模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予任何本人可選擇的預(yù)定周線，由此展現(xiàn)了對于端開式模具澆鑄能力的一個全新的世界。
在那個平面上，在較大規(guī)模的收縮之前，本人給予在金屬體上的周線將大于本人用阻擋裝置給予在第一橫截面區(qū)域上的周線。但本人可在每一種模具設(shè)計(jì)中簡單地解決這個問題，本人可使第一周線控制裝置運(yùn)作以使阻擋裝置可在第一橫截面區(qū)域上給予第一周線，并使軸線取向控制裝置、控?zé)嵫b置和第二周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定周線，該預(yù)定周線大于由阻擋裝置給予在第一橫截面區(qū)域上的第一周線但與該第一周線相對應(yīng)?；蛘弑救丝墒馆S線取向控制裝置、控?zé)嵫b置和第二周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定周線，該預(yù)定周線大于由阻擋裝置給予在第一橫截面區(qū)域上的第一周線且不同于該第一周線。為作圖示說明，例如有時當(dāng)?shù)谝恢芫€系不對稱非圓形周線時，該第一周線在介于相應(yīng)的擴(kuò)張力與諸層有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分所固有的熱收縮力間的差異之間產(chǎn)生變化，而該諸層彼此相對地穿過位于模腔的第二橫截面平面內(nèi)的該模腔，并且本人可使軸線取向控制裝置、控?zé)嵫b置和第二周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便抵消位于平行于模腔軸線延伸、且介于諸層相應(yīng)的相對設(shè)置的有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分之間的模腔的第三橫截面平面中的變化。有時是其它情況，例如當(dāng)?shù)谝恢芫€系一種圓形周線時，該第一周線沒有在介于相應(yīng)的擴(kuò)張力與諸層有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分所固有的熱收縮力間的差異之間產(chǎn)生變化，而該諸層彼此相對地穿過位于模腔的第二橫截面平面內(nèi)的該模腔，并且本人可使軸線取向控制裝置、控?zé)嵫b置和第二周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在位于平行于模腔軸線延伸、且介于諸層相對設(shè)置的有角度地連續(xù)的部分之間的模腔的第三橫截面平面中的上述差異之間創(chuàng)建變化。例如，本人給予在第一橫截面區(qū)域上的第一周線可為一種圓形周線，并且可使軸線取向控制裝置、控?zé)嵫b置和第二周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體的橫截面區(qū)域上給予一種對稱非圓形周線，諸如橢圓形或扁圓形周線。
在一種特殊情況中，本人使第一周線控制裝置運(yùn)作以使阻擋裝置在第一橫截面區(qū)域上給予一種圓形周線，使軸線取向控制裝置運(yùn)作以使模腔軸線相對垂線以一角度取向，并且使控?zé)嵫b置和第二周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在由位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予一種周線，該周線簡單地系其直徑大于第一周線的直徑的預(yù)定圓形周線。
金屬體的橫截面尺寸也落在本人在實(shí)施本發(fā)明的實(shí)踐中可進(jìn)行控制的范圍之內(nèi)。在一組特殊實(shí)施例中，本人環(huán)繞模腔軸線設(shè)置用于控制給予在由位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸的第一橫截面區(qū)域控制裝置，并且使該第一橫截面區(qū)域控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在由介于位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的該模腔的第一對相對側(cè)之間的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定的橫截面尺寸。此外，在該組實(shí)施例中的某些實(shí)施例中，本人通過環(huán)繞模腔軸線設(shè)置用于控制由阻擋裝置給予在相應(yīng)的第一和第二橫截面區(qū)域上的周線的周線控制裝置、并使該周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在由介于模腔的第一對相對側(cè)之間的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定周線，由此將周線控制增加到橫截面尺寸控制中。在其特征可能是提供一種可調(diào)模具的實(shí)施例中，本人環(huán)繞模腔軸線設(shè)置用于控制給予在由位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸的第二橫截面區(qū)域控制裝置，并且使該第二橫截面區(qū)域控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在由介于以與位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的第一對相對側(cè)成直角設(shè)置的該模腔的第二對相對側(cè)之間的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定的橫截面尺寸。例如，在某些制造坯料、尤其所謂的“滾軋坯料”的實(shí)施例中，本人使第二橫截面區(qū)域控制裝置運(yùn)作以改變由金屬體所呈現(xiàn)的、基本方形的橫截面區(qū)域的縱向尺寸，使周線控制裝置運(yùn)作，以便在延伸于該方形橫截面區(qū)域相對較長的兩側(cè)之間的中間部分上給予球形直線，并且使第一橫截面區(qū)域控制裝置運(yùn)作，以便當(dāng)方形橫截面區(qū)域的縱向尺寸發(fā)生變化時，維持介于該區(qū)域較長兩側(cè)之間的預(yù)定橫截面尺寸。即，本人用可調(diào)模具來做到已有技術(shù)所無法做到的事情本人在該模具中該區(qū)域的縱向尺寸發(fā)生變化的同時，維持該區(qū)域較長兩側(cè)之間的預(yù)定橫截面尺寸。
本人可以若干種方法中的其中一種方法來控制給予在由金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸。本人可諸如通過使疊置在起動材料體上、位于相應(yīng)的熔融金屬層中的熔融金屬的體積發(fā)生變化、或者通過將阻擋裝置繞橫穿模腔軸線的取向軸線轉(zhuǎn)動，由此使阻擋裝置和模腔的第一和第二橫截面平面沿著模腔軸線彼此相對移動?；蛘咴诳烧{(diào)模具的情況下，本人可將阻擋裝置分成諸對阻擋裝置，將相應(yīng)的諸對阻擋裝置環(huán)繞模腔軸線設(shè)置在模腔的諸對相對側(cè)上，并使相應(yīng)的諸對阻擋裝置彼此相對且與模腔軸線交叉地移動，以便控制給予在由金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸。例如，本人可使其中一對阻擋裝置彼此相對且與模腔軸線交叉地作往復(fù)運(yùn)動，以使諸對阻擋裝置彼此相對移動。
有時，本人甚至可將阻擋裝置分成一對阻擋裝置，將該對阻擋裝置環(huán)繞模腔軸線彼此軸向連續(xù)設(shè)置，并使該對阻擋裝置彼此相對地沿模腔軸向移動，以便控制給予在由金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，例如，本人將該對阻擋裝置沿模腔軸向倒轉(zhuǎn)，以使將其中一個相對另一個移動。在其中某些實(shí)施例中，本人用相應(yīng)的阻擋裝置在由金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予相同的橫截面尺寸。即，當(dāng)其中一個阻擋裝置須要維修或更換時，本人可簡單地用另一個阻擋裝置來替換該阻擋裝置。
在本人用本申請的附圖來圖示說明的一組實(shí)施例中，本人還使阻擋裝置運(yùn)作，以便將相應(yīng)諸層的相對周邊向外擴(kuò)張限制在諸層的第一和第二橫截面區(qū)域內(nèi)。例如，在不采用電磁阻擋裝置、或氣刀(air knife)組、或其它此類阻擋裝置的情況下，本人環(huán)繞模腔軸線、在阻擋裝置上形成一系列環(huán)狀表面，并使相應(yīng)表面相對模腔軸線的取向可將諸層的相對周邊向外擴(kuò)張限制在模腔的第一和第二橫截面區(qū)域內(nèi)，同時在其周線上產(chǎn)生上述阻擋效應(yīng)。在一組此類實(shí)施例中，本人將相應(yīng)的環(huán)狀表面彼此軸向連續(xù)，在模腔相應(yīng)的第一和第二橫截面平面內(nèi)彼此相對周邊向外交錯，且沿著相對模腔軸線相對周邊向外傾斜的傾角取向，設(shè)置成使其產(chǎn)生如上所述的阻擋效應(yīng)。為了控制由阻擋裝置給予在第一橫截面區(qū)域上的周線，本人使由環(huán)狀表面所圈定的、位于模腔的第一橫截面平面內(nèi)的周線發(fā)生變化。為了控制由阻擋裝置給予在第二橫截面區(qū)域上的周線，本人使由環(huán)狀表面所圈定的、位于模腔的第二橫截面平面內(nèi)的周線發(fā)生變化。而在一分組中，本人使諸表面有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分相對模腔軸線的角度彼此相對變化，以便用此方法使由環(huán)狀部分所圈定的、位于模腔的第二橫截面平面內(nèi)的周線發(fā)生變化。并且，在必要時，本人還使諸表面有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分在模腔的對置側(cè)上相對模腔軸線的角度彼此相對變化，以便抵消介于相應(yīng)的擴(kuò)張力與諸層有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分中的熱收縮力間的差異之間的變化，而該諸層和位于模腔的對置側(cè)上的表面相應(yīng)的局部環(huán)狀部分相對設(shè)置?；蛘邽榱藦牡谝粰M截面區(qū)域的周線中形成不同的周線，本人使表面有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分在模腔的對置側(cè)上相對模腔軸線的角度彼此相對變化，以便在相應(yīng)的擴(kuò)張力與諸層有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分中的熱收縮力間的差異之間創(chuàng)建變化，而該諸層和位于模腔的對置側(cè)上的表面相應(yīng)的局部環(huán)狀部分相對設(shè)置。
有時，本人甚至將環(huán)狀表面沿模腔軸向彼此相連以形成環(huán)狀裙部。實(shí)際上，本人甚至還可將裙部形成在限邊裝置上。并且，在本人環(huán)繞模腔軸線設(shè)置環(huán)狀壁作為限邊裝置的情況下，本人通常將裙部環(huán)繞該壁內(nèi)周形成于模腔的第一橫截面平面與其排放端開口之間。
在該壁的一部分是由石墨鑄環(huán)形成的情況下，本人通常環(huán)繞該環(huán)的內(nèi)周來形成裙部。
在上述任一實(shí)施例中，本人都可給予裙部以環(huán)繞其內(nèi)周的直線形喇叭口，或可給予其以環(huán)繞其內(nèi)周的曲線形喇叭口。
至于除熱，本人通常將冷卻液自模腔的第一橫截面平面于模腔的一個第二橫截面平面的另一側(cè)排放到金屬體上去，并對排放到金屬體相應(yīng)的有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分上去的冷卻液的體積加以控制，從而控制從位于平行于模腔軸線延伸的該模腔的第三橫截面平面內(nèi)的金屬體相應(yīng)的局部環(huán)狀部分中提取熱量時的速度。此外，本人還通常使排放到設(shè)置在模腔的對置側(cè)上的金屬體相應(yīng)的局部環(huán)狀部分上去的冷卻液的體積發(fā)生變化，用以使產(chǎn)生在延伸其間的模腔的第三橫截面平面內(nèi)相應(yīng)的相對的局部環(huán)狀部分之間的熱應(yīng)力平衡。較佳地，本人還可將冷卻液排放到介于橫穿模腔軸線、且與由金屬體的連續(xù)收斂等溫線所形成的槽形模型的底部和邊緣相一致的諸平面之間的金屬體上去。
本人可將冷卻液從環(huán)繞模腔軸線形成于模腔的一個第二橫截面平面與其排放端開口之間的環(huán)狀部分排放到金屬體上去，或者本人可將冷卻液從環(huán)繞模腔軸線形成在來自模腔的一個第二橫截面平面的該模腔的排放端開口的另一側(cè)上的環(huán)狀部分排放到金屬體上去。較佳地，本人可將冷卻液從環(huán)繞模腔軸線排列且被分成若干行的一系列孔進(jìn)行排放，其中相應(yīng)的孔行與行之間是彼此交錯的，如美國專利5，582，230中所述的那樣。
在本發(fā)明目前現(xiàn)有的大多數(shù)較佳實(shí)施例中，本人實(shí)際上都將一系列孔設(shè)置在模腔中其內(nèi)周處；或者，本人將這些孔設(shè)置在模腔的外部僅僅其排放端開口處。
有時，本人還使阻擋裝置運(yùn)作，以便在延伸橫穿模腔軸線、且位于模腔的一個第二橫截面平面與其排放端開口之間的諸橫截面平面內(nèi)產(chǎn)生重新生成(reentrant)的阻擋效應(yīng)，從而引起“再脫離”以再次進(jìn)入(reenter)金屬體。
有時，本人還將足夠的熔融金屬層疊置在起動材料體上，以使金屬體沿模腔軸向延伸。當(dāng)本人這樣做時，我還可將細(xì)長的金屬體再分割成連續(xù)的縱向段，并另外可對這些縱向段進(jìn)行后處理，諸如對它們進(jìn)行后鍛造加工。
附圖簡介通過參閱附圖將能更好地理解這些特點(diǎn)，本人已在這些圖中示出了本發(fā)明目前幾個較佳實(shí)施例，其中，無論是在連續(xù)或半連續(xù)的澆鑄作業(yè)中，本人都是將熔融金屬放置在模腔中作為起動材料體，并將諸連續(xù)層疊置在熔融起動材料體上，以構(gòu)成沿模腔軸向相對向外延伸的細(xì)長金屬體。
在這些圖中

圖1-5示出了本人可提供的、在其中發(fā)生“固相”的橫截面平面上的金屬體上的幾種橫截面區(qū)域和周線；另外，倘若本人的工藝和設(shè)備能完全成功地在金屬體上提供相應(yīng)的諸區(qū)域和周線的話，那么這些圖還示出了“第一”橫截面區(qū)域和該第一橫截面區(qū)域的周線與“固相”平面之間所需的第二橫截面區(qū)域的“半陰影部”；圖6-8是本人可用于澆鑄圖1-3所示的各個實(shí)例的模具的示意圖，這些圖還示意性地示出了圖1-3所示實(shí)例所包含的平面；圖9是用于澆鑄諸如圖4中所示的V形金屬體之類的一種頂開式立式模具的仰視圖，并且還示出了該模具的模腔中的第一橫截面區(qū)域的周線；圖10是用于澆鑄諸如圖5中所示的基本L形金屬體之類的、復(fù)雜的、不對稱非圓形金屬體的一種頂開式立式模具的類似視圖，只是現(xiàn)在在模具的模腔之中示出了本人所用的、從金屬體有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分中提取熱量、以使在平行于其軸線延伸的模腔的橫截面平面內(nèi)相對部分之間熱應(yīng)力平衡的速度改變的方案的理論基礎(chǔ)；圖11是沿著圖9中的線11-11剖切的剖視圖；圖12是示出了圖11中所示的橫截面中心部分相對放大且角度更陡的局部示意圖；圖13是沿著圖17中的線13、15剖切的剖視圖，它示出了用于從具有圖9、11和12中所示的凹形曲線的金屬體的有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分中提取熱量的兩串冷卻液排放孔，尤其用于和后面圖15中所示的兩串孔作比較；圖14是沿著圖9中的線14-14剖切且類似于圖12的、放得更大且比圖11中的剖視圖更陡的局部示意剖視圖；圖15是沿著圖17中的線13、15-13、15剖切的另一剖視圖，它示出了用于從圖14中所示的凸形曲線中提取熱量的兩串冷卻液排放孔，并且在這種情況下，用于和上述圖13中所示的凹形曲線上的兩串孔作比較；圖16是進(jìn)一步說明圖2和7用的示意圖；圖17是當(dāng)將澆鑄作業(yè)施行到模具中時，圖9和10中所示的任一種模具的軸向剖視圖；圖18是圖9-15和17中所示的模具在使用時的熱頂型式，并同時示意性地示出了使用在本人所有的模具中的某些原理；圖19是這些原理的示意圖，只是采用了一組有角度地連續(xù)的對角線來表示各模具的澆鑄表面，以便可從該圖下方看到某些區(qū)域和軸線；
圖20是這些原理的算術(shù)表達(dá)式；圖21是類似于圖17和18的視圖，只是示出了可供冷卻液直接排放到模具的模腔中去的該模具的一種變型；圖22是類似于圖17的軸向剖視簡圖，只是示出了一種具有用于消除(capture)“再脫離(rebleed)”的澆鑄曲面的鑄環(huán)；圖23是示出了可倒轉(zhuǎn)的鑄環(huán)的放大了的假想剖視圖；圖24是通過一種典型鑄模的熱截面圖，它示出了其中的連續(xù)收斂等溫線的槽形模式及其熱散(thermal shed)平面；圖25是一種用于通過使模具的軸線傾斜來從圓形周線的第一橫截面區(qū)域形成橢圓形或其它對稱非圓形周線的方法的示意圖；圖26是另一種通過改變從位于模具相對兩側(cè)上的金屬體的有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分中提取熱量時的速度來從圓形周線的第一橫截面區(qū)域形成橢圓形或其它對稱非圓形周線的方法的示意圖；圖27是第三種通過改變模具相對兩側(cè)上澆鑄表面的傾斜度來從圓形周線的第一橫截面區(qū)域形成橢圓形或其它對稱非圓形周線的方法的示意圖；圖28是一種改變鑄模的橫截面區(qū)域的橫截面尺寸的方法的示意圖；圖29是一種用于制造滾軋坯料的四側(cè)可調(diào)模具的俯視圖，該模具的相對端可彼此相對地作往復(fù)運(yùn)動；圖30是在本發(fā)明的該模具的縱向側(cè)適于轉(zhuǎn)動的情況下的、該模具的其中一對縱向側(cè)的局部示意圖；圖31是在可調(diào)模具固定而無法轉(zhuǎn)動的情況下的、該可調(diào)模具的其中一對縱向側(cè)的立體圖；圖32是該固定側(cè)的俯視圖；圖33是沿著圖31中的線33-33剖切的剖視圖；圖34是沿著圖31中的線34-34剖切的剖視圖；圖35是沿著圖31中的線35-35剖切的剖視圖；圖36是沿著圖31中的線36-36剖切的剖視圖；圖37是圖30和31中所示的任一側(cè)用于給予模具一特定長度的情況下的、該可調(diào)模具的中間部分的示意圖；圖38是在該模具的長度已減小的情況下的、該中間部分的第二示意圖；圖39是已被再分割成多個縱向段的一細(xì)長端產(chǎn)品的分解立體圖；
圖40是被用來測定介于熔融金屬層與澆鑄表面之間的界面處的溫度的一種已有技術(shù)中的模具的示意圖；圖41是被用來測定其界面處的溫度的、本人其中一種澆鑄模具在澆鑄表面中采用1°錐度時的類似的示意圖；圖42是與圖41類似的、在澆鑄表面中采用3°錐度時的示意圖；以及圖43是在澆鑄表面中采用5°錐度時的另一個此類示意圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳模式先請參閱圖1-8，并粗略地看一下。本人將在下文中對其及其標(biāo)號作進(jìn)一步的介紹，但先請注意的是，本人可用本發(fā)明的方法和設(shè)備澆鑄出多種形狀。如先前所述的那樣，本人可澆鑄任何本人想要的形狀。本人可水平、垂直、或者甚至以除水平之外的任一斜角進(jìn)行澆鑄。圖1-5僅僅是作示例用的。而它們包括在立式模具中澆鑄圓柱形(如圖1和6所示)，在臥式模具中澆鑄圓柱形(如圖2和7所示)，澆鑄橢圓形或其它對稱的非圓形(如圖3和8所示)，澆鑄諸如圖4中所示的V形之類的軸對稱形，澆鑄諸如圖5中所示的完全不對稱的非圓形。
圖1-5中的標(biāo)號91表示在此后的收縮之前的最終形狀。由于各金屬體會收縮到如圖6、7和8中所示的平面90-90的下方或左側(cè)，因此其最終形狀的橫截面及周線均略小于那些如圖1-5中所示的橫截面及周線。但為了能夠合情合理地圖示出本發(fā)明，本人選擇了表示當(dāng)它們中的擴(kuò)張力已由它們中的熱收縮力來平衡時、即各自已達(dá)到“固相”點(diǎn)時由金屬體所具有的面積及周線。該固相點(diǎn)發(fā)生在圖18中的平面90內(nèi)，并由此在圖6-8的各圖中示為平面90-90。在本人作進(jìn)一步的描述時，其余的標(biāo)號及其所提及的特點(diǎn)將具有更多的含意。
現(xiàn)在請參閱圖9-20，本人在模具2中可制造出各種形狀，在該模具中設(shè)有端開式模腔4、位于該模腔入口端處的開口6、以及環(huán)繞著模腔的出口端開口10設(shè)置的一系列冷卻液排放孔8。模腔軸線12可沿著垂線取向，或者與垂線成一角度地進(jìn)行取向，諸如沿著水平線取向。圖17和18中所示的橫截面是典型的(但僅僅是典型的而已)，這在于隨著繞模腔的周邊橫切時，模具的某些特點(diǎn)將改變，雖然不至于會改變特征，但至少程度上會發(fā)生變化，這將在下文中解釋說明。軸線12與垂線成一角度地取向也會引起變化，這對于那些熟悉澆鑄領(lǐng)域的人而言是能理解的。但概括地講，圖9-15和17中所示的立式模具各具有環(huán)狀體14和一對相應(yīng)地安裝在模具頂部和底部上的環(huán)形頂板16和底板18。這三個構(gòu)件均是由金屬制成的，并且它們在俯視圖中的形狀與將要在模具的模腔內(nèi)進(jìn)行澆鑄的金屬體的形狀相對應(yīng)。另外，在模具本體14中的模腔4的附近具有與模具本體的自身形狀相同的環(huán)形凹部20，并且該凹部的肩部22凹進(jìn)在模腔的入口端開口6的正下方，以使該凹部可容納與其形狀相同的石墨鑄環(huán)24。該鑄環(huán)中的開口在其頂部的橫截面積小于模腔的出口端開口10的橫截面積，以便在其內(nèi)周處，該鑄環(huán)懸于開口10之上。該鑄環(huán)在其底部的橫截面積較小，以便同樣懸于開口10之上的那個高度上，并且在鑄環(huán)的頂高與底高之間，該鑄環(huán)的內(nèi)周具有錐形的裙?fàn)顫茶T表面26，該錐形順著模腔軸線12自上而下地朝外遞增。圖示實(shí)施例中的錐形呈直線，但也可呈曲線，這將在下文中將作更全面地介紹。一般，該錐形相對模腔軸線具有大約1-12度的傾角，但除了使傾角在本發(fā)明的一個實(shí)施例與另一個實(shí)施例之間發(fā)生變化之外，該錐形的傾角還可隨著繞模腔的周邊橫切時發(fā)生變化，這在下文中將作介紹。頂板16中的開口6的橫截面積小于模具本體14和鑄環(huán)24的橫截面積，以便當(dāng)如圖所示疊置在模具本體和鑄環(huán)上、且由有頭螺釘28等固定到那兒時，該頂板16具有在模腔的內(nèi)周處懸于該模腔之上的細(xì)小凸緣。底板18中的開口30的橫截面積是所有之中最大的，實(shí)際上，它大得足以在模腔的出口端開口10與底板18的內(nèi)周之間、繞模具本體的底部形成一對倒角表面32和34。
在模具本體14的內(nèi)部具有一對在其附近延伸的環(huán)形腔36，而為了利用美國專利5，582，230號和美國專利申請08／643，767號的所謂“機(jī)加工隔板(machinedbaffle)”和“分射流(split jet)”技術(shù)，位于模具本體的內(nèi)周部分底部中的一系列冷卻液排放孔8實(shí)際上包含兩串孔38和40，它們以銳角向模腔4的軸線12傾斜，并分別通向模具本體的倒角表面32和34。這些孔在其頂部與環(huán)繞相應(yīng)的腔36的內(nèi)周所形成、但由一對彈性環(huán)44所密封的一對周槽42相通，以使它們可形成用于諸腔的輸出管。這些輸出管與相應(yīng)的腔36彼此相連，以便接納流過兩串沿周邊延伸的孔46的、來自相應(yīng)的腔的冷卻液，這些孔46還起到用于在其通過相應(yīng)的若干組孔38和40進(jìn)行排放之前、降低冷卻液壓力的作用。參見美國專利5，582，230號和美國專利申請08／643，767號中涉及此種連接的內(nèi)容，這些專利還更全面地介紹了若干組孔彼此相對傾斜以及向模腔軸線傾斜的情況，以使更陡峭地傾斜的一組孔38形成作為來自金屬體48的“反射(bounce)”的射流，然后該射流通過從另一組孔40進(jìn)行排放而返回到金屬體上，所實(shí)現(xiàn)的這種方式被示意性地描繪在圖17中的金屬體48的表面上。
模具2還具有許多包括彈性密封環(huán)在內(nèi)的附加構(gòu)件，其中某些彈性密封環(huán)如圖所示、處于介于模具本體與兩板之間的接合處。另外，由標(biāo)號50所表示的裝置用于將油和氣體排放到模腔4內(nèi)鑄環(huán)24的表面26處，用以在澆鑄作業(yè)中環(huán)繞熔融金屬層形成一種含油氣袋(未圖示)，可參考美國專利4，598，763號以了解上述細(xì)節(jié)。同樣，還可參考美國專利5，318，098號以了解由標(biāo)號52所表示的泄漏檢測系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。
在圖18中，熱頂55的開口52和石墨鑄環(huán)56的上半部分的大小被做成為可用來提供比圖9-15和17中所示的鑄環(huán)24更多的懸空部分58、以便更多地體現(xiàn)美國專利4，598，763號中的技術(shù)所需的氣袋，除此之外，本文中所示的熱頂模具54是大致相同的。
當(dāng)用圖17所示的模具2或圖18所示的模具54來施行澆鑄作業(yè)時，具有該模具的模腔4的形狀的往復(fù)式起動塊60縮入到模具的出口端開口10或10’之中，直到其在延伸橫穿模腔軸線的橫截面平面(由圖18中的標(biāo)號64來表示)上與鑄環(huán)的內(nèi)周斜面26或62接觸為止。接著，將熔融金屬加入到圖18所示的熱頂中的開口65內(nèi)、或者加入到圖17所示的模腔上方槽(未圖示)內(nèi)；并將該熔融金屬通過圖18所示的石墨環(huán)中的頂部開口66、或者通過從圖17所示的頂板16中的開口6所形成的狹口中的槽垂掛的放流管68輸送至相應(yīng)的模腔內(nèi)部。
起初，起動塊60靜止在模腔的出口端開口10或10’內(nèi)，同時可使熔融金屬聚集在該起動塊的頂上，并形成起動材料體70。該起動材料體一般聚集至延伸橫穿模具軸線的“第一”橫截面平面(由圖18中的標(biāo)號72來表示)。并且該聚集階段通常被稱作為澆鑄作業(yè)中的“鑄塊(butt)成型”或“起動”階段。接下來的第二階段即所謂的作業(yè)中的“運(yùn)作(run)”階段，在這后一階段中，起動塊60降至位于模具下方的凹坑(未圖示)內(nèi)，同時繼續(xù)在起動塊的上方向模腔添加熔融金屬。與此同時，起動材料體70作前后往復(fù)運(yùn)動，其時，起動塊向下穿過延伸橫穿模具的軸線12的該模具的一系列第二橫截面平面74，并且當(dāng)起動材料體通過這一系列平面作往復(fù)運(yùn)動時，冷卻液自若干組孔38和40排放到該材料體上，用以冷卻正在起動塊上成形的金屬體。另外，利用由圖17和18中的標(biāo)號50所示表示的裝置將加壓氣體和油通過石墨環(huán)的表面排放到模腔內(nèi)。
從圖18中可以清楚地看到，熔融金屬的排放形成連續(xù)地疊置在起動材料體70的頂上的熔融金屬層76，它們位于石墨環(huán)的頂部開口正下方的點(diǎn)上，并接近模腔的第一橫截面平面72。一般，該點(diǎn)是模具模腔的中心，在對稱或不對稱非圓形的情況下，該點(diǎn)一般與模腔的“熱散平面”78(參見圖10和24)相一致，該術(shù)語將在下文中更全面地介紹。也可將熔融金屬在本文中的兩點(diǎn)或更多點(diǎn)上排放到模腔內(nèi)，這還取決于模腔的橫截面形狀，以及澆鑄作業(yè)中緊接著的熔融金屬供給工藝。但無論在何種情況下，當(dāng)熔融金屬層76疊置在起動材料體70上、且接近模腔的第一橫截面平面72時，相應(yīng)諸層經(jīng)受一定的流體動力，尤其當(dāng)各層遇到物體、液體或固體時，該物體、液體或固體會使其從其順著模腔的軸向路線轉(zhuǎn)移開、或者使其相對模腔的周邊向外轉(zhuǎn)移，這將下文中解釋說明。
這些連續(xù)的層實(shí)際上構(gòu)成了熔融金屬流，例如，在這些層上作用著一定的流體動力，這些力在本文中被表示為自模腔軸線12相對于周邊向外作用、且接近該模腔的第一橫截面平面72的“擴(kuò)張力”“S”(參見圖20)。即，這些力用于使熔融金屬材料沿著那個方向擴(kuò)張開，如同“驅(qū)動”熔融金屬，使其與石墨環(huán)的表面26或62相接觸。該擴(kuò)張力的大小將隨著眾多因素而改變，包括熔融金屬流中所固有的、處于各熔融金屬層疊置在起動材料體上、或者位于該熔融金屬流中的該層之前的諸層上的點(diǎn)上的流體靜力。其它的因素還包括熔融金屬的溫度、其合成物以及將熔融金屬輸送至模腔的速度。圖17中的標(biāo)號80表示用于控制該速度的控制裝置。這方面還可參閱于1995年8月22日遞交的、題為“熔融金屬饋給控制”的美國專利申請08／517，701號。自輸送點(diǎn)的所有角度方向上的擴(kuò)張力不可能是均勻的，在臥式或其它傾斜的模具中，當(dāng)然不能期望所有方向上的擴(kuò)張力均是相等的。但下文中將要說明的是，本發(fā)明考慮了這個事實(shí)，并且本人在本發(fā)明的某些實(shí)施例中甚至是作為主要考慮對象的。
隨著各熔融金屬層76接近石墨環(huán)的表面26或62時，包括粘性、表面張力及毛細(xì)作用的實(shí)際存在的力在內(nèi)的某些附加力開始起作用。這些力依次使層表面與環(huán)表面26或62、以及模腔的第一橫截面平面72成傾斜的浸潤角。在接觸表面的同時，某些熱效應(yīng)也起作用，并且這些效應(yīng)依次在熔融金屬內(nèi)產(chǎn)生不斷增大的熱收縮力“C”(參見圖20)，即，與擴(kuò)張力反向、且使金屬相對軸線周邊向內(nèi)而不是向外的收縮力。然而，雖然不斷增大，但這些收縮力卻發(fā)生得較晚，并且，倘若給予適當(dāng)?shù)妮斔退俣群湍＞吣Ｇ?，其中，?dāng)層與模腔的第一橫截面平面72中的環(huán)表面26或62相接觸時，擴(kuò)張力大于層中的熱收縮力，則由于該層具有在由第一橫截面平面中的表面的環(huán)狀部分83(參見圖18)所圈定的第一橫截面區(qū)域82(參見圖19)，而將會在擴(kuò)張力中會剩余相當(dāng)大的“驅(qū)動力量”。很自然地，隨著該層與環(huán)表面相接觸，它不僅借助表面26或62相對模腔軸線傾斜、而且借助層的自然傾斜而易于進(jìn)入到模腔中的一系列第二橫截面平面74內(nèi)，以便跟隨由先前提及的實(shí)際存在的力所引起的斜角路線。然而，倘若表面26或62與模腔的第一橫截面平面成直角，如同已有技術(shù)中的情況那樣，則該表面將會對抗那種趨勢，并且不會助長該層的自然傾斜而會阻止傾斜，使得該層除進(jìn)行其所需的直角轉(zhuǎn)動并沿著表面動蕩(roil)之外別無選擇，它會盡其所能地與軸線相平行，同時又保持與該表面緊密接觸。這種接觸接著引起摩擦，而該摩擦繼而又成為了每一位模具設(shè)計(jì)者的禍根，從而使他或她進(jìn)而尋求克服摩擦的方法，或使這些層與表面相分離，以便將兩者之間的摩擦作用減至最小。當(dāng)然，摩擦就啟發(fā)了人們使用潤滑劑，潤滑劑現(xiàn)已被大量地采用。如前所述，由于在諸層與表面之間存在著高熱流，因而潤滑劑本身已帶來了另一種類型的問題，即該高熱往往會使?jié)櫥瑒┓纸?，而其分解產(chǎn)物又通常會與層與表面之間的界面處的空氣起反應(yīng)而形成金屬氧化物等，此類氧化物接著在界面處變成粒狀的“粗齒鋸”(未圖示)，它沿用此方式所生產(chǎn)的任何產(chǎn)品的軸向尺寸形成所謂的“拉鏈”。因此，雖然潤滑劑減小了摩擦作用，但它們卻由此帶來了另一種類型的問題，該問題至今還尚無解決的方法。
現(xiàn)在請參閱圖18-20，注意在第一橫截面區(qū)域82的周邊84(圖19)處，各層不僅頭向前地指向模腔的一系列第二橫截面平面74，而且其中具有第二橫截面區(qū)域85，該第二橫截面區(qū)域具有位于與其相對應(yīng)的第二橫截面平面74中的、周邊向外漸增的橫截面尺寸。然而，該層從不“脫離(bleed)”那些平面中的控制，相反，它始終處于由位于模腔相應(yīng)的第二橫截面平面74中的、且處于環(huán)表面26或62上的環(huán)狀部分86所提供的阻擋裝置的控制之下。該環(huán)狀部分86用于限制該層持續(xù)地相對周邊向外擴(kuò)張，并用于限制由平面74中的該層所具有的第二橫截面區(qū)域85的周線88。但由于它們相對軸線12周邊向外傾斜，并且它們彼此相對周邊向外交錯，因此，它們是那么地“縮進(jìn)(retractively)”或被動，以使該層可采用位于與其相對應(yīng)的各個第二平面內(nèi)的、周邊向外漸增的橫截面尺寸。同時，產(chǎn)生于該層中的熱收縮力“C”(圖20)開始對抗剩余在層中的擴(kuò)張力，并最終完全抵消該擴(kuò)張力，從而當(dāng)?shù)窒?，圖20所示的公式中的縮進(jìn)阻擋效應(yīng)“R”就如同從該公式去除了一樣。即，不再需要阻擋?！肮滔唷睂l(fā)生，并且金屬體48實(shí)際上將成為能保持其自身形狀的本體，盡管它還將繼續(xù)經(jīng)受一定程度的、橫過模腔的軸線方向的收縮，從圖18中可以看到，在模腔的“一個”第二橫截面平面90的下方發(fā)生了抵消作用，即已發(fā)生了“固相”。
請?jiān)俅谓Y(jié)合圖19來參閱圖1-8，從中可以看到，在各種形狀的情況下，“固相”是由各形狀的外側(cè)周線91來表示的，而相對內(nèi)側(cè)的周線84系由位于模腔的第一橫截面平面72內(nèi)的環(huán)狀部分83所給予各層的第一橫截面區(qū)域82的內(nèi)側(cè)周線。介于各對周線之間的“半陰影部”系在平面90上發(fā)生“固相”之前、相應(yīng)諸層所具有的漸增的第二橫截面區(qū)域85。
各環(huán)表面26或62具有環(huán)繞其周邊排列的、有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分92(介于圖19中表示表面的對角線之間)，倘若表面的周線呈圓形，則其錐度在整個表面周邊內(nèi)是相同的，模腔軸線12沿垂線取向，并且均勻地從環(huán)繞其周邊諸層的、各個有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分94(圖10和19)中提取熱量，于是金屬體將同樣采用環(huán)繞其平面90內(nèi)的橫截面區(qū)域的圓形軸線。即，倘若采用立式坯料鑄模，則其表面26或62被給予這些特征，并利用包含有“分射流”體系的孔38、40的除熱裝置8勻速地從環(huán)繞其周邊的坯料的相應(yīng)的部分94提取熱量，于是實(shí)際上，環(huán)狀部分83將給予位于其中的第一橫截面區(qū)域82圓形的周線84，環(huán)狀部分86將給予位于其中的各個第二橫截面區(qū)域85上的、類似的周線88，并且由于產(chǎn)生于金屬體的、介于模腔相對兩側(cè)上的該金屬體的部分94之間、且平行于模腔軸線延伸的第三橫截面平面95(圖9和圖19中表示表面26或62的對角線)中交叉的任何熱應(yīng)力往往從模腔的一側(cè)至另一側(cè)會彼此平衡，因而該金屬體將呈圓柱形。但當(dāng)金屬體在平面90處的周線呈非圓形、或者模具的軸線相對垂線成一角度取向、或者變速地從部分94中提取熱量的情況下，必須相對本發(fā)明的若干特點(diǎn)引入多種控制。
首先，必須通過某些方法來使位于模腔的第三橫截面平面95內(nèi)的熱應(yīng)力平衡。其次，熔融金屬層76必須要能通過一系列第二橫截面平面74、在與用于平面90中的金屬體的橫截面區(qū)域和周線相稱的橫截面區(qū)域85和周線88進(jìn)行傳遞。這就意味著必須選擇用于第一橫截面平面72的、與那個目的相稱的橫截面區(qū)域82和周線84。這還意味著倘若要在平面90中復(fù)制周線，則通過該平面內(nèi)的金屬體的面積將較大，于是，必須提供某些方法來解決存在于擴(kuò)張力“S”和／或位于模腔相對兩側(cè)上的、諸層的有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分94內(nèi)的熱收縮力“C”之間的差異中的變化。
本人已設(shè)計(jì)出了若干種用于控制這些參數(shù)中的各個參數(shù)的方法，包括在諸參數(shù)之中創(chuàng)建一變化的方法(倘若本人選擇的話)，這樣本人就能從平常的第一橫截面區(qū)域和／或周線中形成例如圓形的面積或周線，其形狀是同族的、但不同于那些諸如橢圓形之類的面積或周線。本人還設(shè)計(jì)出了用于控制平面90內(nèi)金屬體的橫截面區(qū)域的橫截面尺寸的方法。并且本人現(xiàn)在將介紹這些控制機(jī)構(gòu)中的各個機(jī)構(gòu)。
關(guān)于使熱應(yīng)力平衡，首先請參閱圖10，然后再參閱圖9-15中的其余各圖。為了控制諸如圖10中所示的不對稱非圓形橫截面之類的任何非圓形橫截面中的熱應(yīng)力，本人首先通過將法線96左右大致規(guī)則間隔地自橫截面的周線84延伸至熱散平面78內(nèi)來繪制金屬體的各個有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分94。然后，在制造模具本身時，本人再將其量變化的冷卻液排放到相應(yīng)的部分94上，以使從位于周線相對兩側(cè)上的部分中提取熱量的速度成為可使由金屬的收縮所引起的熱應(yīng)力從金屬體的一側(cè)至另一側(cè)平衡?；蛘卟捎昧硪环N方法，本人環(huán)繞金屬體排放其量適于使金屬體相應(yīng)的對置部分內(nèi)的熱收縮力平衡的冷卻液。
“熱散平面”(圖24)系與位于由任何金屬體的連續(xù)收斂等溫線所限定的槽形模具98中的最大熱收斂線相重合的垂直平面。采用另一種方式，如圖24所示，該平面系與模具底部的、模腔的橫截面平面100相重合的垂直平面，并且從理論上講，該平面系其熱量從金屬體釋放至該金屬體的周線的相對兩側(cè)的平面。
為了使排放到部分94上去的冷卻液的量發(fā)生變化，本人改變了其相應(yīng)組中的各個孔38和40的孔的尺寸。將圖13和15中所示的、接近模腔的對置凸／凹曲線102和104(如圖9所示)設(shè)置的孔38、40的尺寸作一比較。在諸如這些曲線上，除非采取了某種措施，否則都會存在著危險應(yīng)力。然而，還可采用其它的方法來控制提取熱量的速度，諸如通過改變位于模腔周邊任一點(diǎn)上的孔的數(shù)量、或者改變各點(diǎn)的溫度、抑或通過某些具有相同效應(yīng)的其它的策略。
較佳地，本人還將冷卻液排放到金屬體48(圖24)上去，以便沖擊介于處于模具98的底部的模腔的橫截面平面100與處于其邊緣106的平面之間的金屬體，并且較佳的是，本人盡可能地接近后一平面，諸如將冷卻液排放到在模具的槽中的糊狀物(mush)108附近所形成的局部凝固的金屬的“頂”107上去。
根據(jù)澆鑄速度，甚至可將冷卻液通過石墨環(huán)排放到模腔中去，如圖21中的截面圖所示。在這種情況下，模具109具有一對頂板110和底板112，它們協(xié)配地分別開設(shè)有槽，以便在兩者之間緊固(capture)石墨環(huán)114。該環(huán)114不僅能構(gòu)成模具的澆鑄表面116，而且還能構(gòu)成環(huán)繞其外周設(shè)置的環(huán)形冷卻液腔118的內(nèi)周。該環(huán)具有一對環(huán)繞其外周的周槽120，這些周槽的頂部和底部被倒角，以便為通入到由處于其外周的彈性密封環(huán)126所適當(dāng)封閉的一對附加周槽124之中的孔列122提供適當(dāng)?shù)沫h(huán)狀部分。這些周槽124接著通入到兩組孔128之中，這兩組孔環(huán)繞模腔軸線排列，以便以美國專利5，582，230號和美國專利申請08／643，767號中的方式通入到模腔之中。這些孔128通常被涂漆或者涂層，以便在其整個通道內(nèi)容納冷卻液，還可在相應(yīng)的板與石墨環(huán)之間采用密封環(huán)，以便使腔與模腔相隔離。
為了獲得(derive)澆鑄具有非圓形面積和周線91所需的面積82、周線84和“半陰影部”85，本人采用了這樣一種方法，該方法可通過參閱圖9和10最詳盡地進(jìn)行描述。圖9和10中的方法分別提供了估計(jì)非圓形周線和自其中的軸線12周邊向外延伸的曲線和／或折角形(anglolinear)“臂”129的可能。這些臂129自身還具有其中的曲線和／或折角線輪廓、以及其間的凸形／凹形相對輪廓。因此，倘若選擇橫切模腔的任一第三橫截面平面95，則他／她將可發(fā)現(xiàn)位于模腔相對兩側(cè)上的輪廓可能會產(chǎn)生存在于這兩側(cè)上的諸層的、相互相對的、有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分94中的差異間的變化。例如，與圖9中的曲線102和104相對設(shè)置的諸層的、有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分將受到“V”形澆鑄中明顯不同的擴(kuò)張力。在相對呈凹形的曲線102上，諸部分94中的熔融金屬往往會受到壓縮、“擠壓(pinching)”或“聚攏(bunching up)”，由于處于澆鑄動作的動力下，因而“V”形的兩個臂129往往會朝彼此轉(zhuǎn)動，并有效地壓縮或“擠壓”曲線102中的金屬。另一方面，在相對呈凸形的曲線104上，臂的轉(zhuǎn)動往往會使對置部分中的金屬松弛(relax)或張開，從而在存在于各部分中的擴(kuò)張力與熱收縮力之間的差異間產(chǎn)生大范圍的變化。在圖10中同樣如此，只是還混存有其上隨即還具有附加物130的臂129。開始后，例如，臂129’往往會沿圖10中的順時針方向轉(zhuǎn)動，而臂129″則往往會沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。與此同時，位于臂129’上的附加物130’和位于臂129″上的附加物130″往往也會反向轉(zhuǎn)動。這些臂各自對位于延伸于其間的凸形／凹形曲線132或134中的金屬的流體動力起作用；同時在另一方面，在圖中的周線上實(shí)際存在著受到一些由于相應(yīng)的臂或附加物的轉(zhuǎn)動所帶來的影響的諸點(diǎn)，諸如在位于相應(yīng)的臂或附加物的頂端處。
為了抵消各種變化、并解決各臂129的縱向收縮，本人改變了與該諸部分94相對設(shè)置的鑄環(huán)表面26或62的各個有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分92(圖19)的錐度，以使圖20所示公式中的因子“R”改變達(dá)到這樣的程度使諸層的各個部分94中的擴(kuò)張力具有均等的機(jī)會來將它們自己耗盡在與其對置的第二橫截面區(qū)域85的各個有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分中。例如，要注意的是，圖9中所示的凹形曲線104具有較寬的“半陰影部”85的局部環(huán)狀段，用以解除其中較大的擴(kuò)張力，而由于在與其對置的諸層的各部分受到相對較小的擴(kuò)張力，因而與其對置的凸形曲線102則具有窄得多的“半陰影部”段。圖10所示的周線考慮到類似的問題，通常在澆鑄工藝過程中將會采取針對各臂或附加物的收縮和／或轉(zhuǎn)動的多級工藝，然后在接近的結(jié)果之間進(jìn)行推斷，以便選擇符合較大的結(jié)果所需的錐度。例如，倘若兩個接近的結(jié)果中的其中一個結(jié)果需要5°錐度，而另一個需要7°錐度的話，則應(yīng)選擇7°錐度來同時適應(yīng)兩個結(jié)果。在圖4和5所示的“半陰影部”85中示意地示出了其結(jié)果，建議仔細(xì)地審視它們以理解所采用的工藝。
當(dāng)然，標(biāo)號91表示的是在想要從工藝過程中得到的各種情況下的橫截面區(qū)域和周線。因此，該工藝實(shí)際上是反過來進(jìn)行的，以便首先獲取將依次確定使模具的入口端開口所需的橫截面周線84和橫截面區(qū)域82的“半陰影部”。
采用變化的錐度用作為控制機(jī)制，本人還能在臥式模具的、具有環(huán)繞其第一橫截面區(qū)域的圓柱形周線的模腔中澆鑄圓柱形坯料。如圖2和7及圖16所示，要注意的是，模腔136在其底部、在第一橫截面區(qū)域82的周線84與平面90內(nèi)的金屬體上的周線91之間具有較大的洼坑(swale)85。圖16中示意性地示出了單單為此效應(yīng)而在模具142的頂部138與底部140的澆鑄表面的角度之間所需的尺寸區(qū)別。
然而，有時常會有利地通過將平常的周線變成某些其它周線、諸如將圓形周線變成橢圓形或扁圓形周線，而在模腔相對兩側(cè)上的差異之間創(chuàng)建變化。在圖25中，已采用了傳統(tǒng)的軸線取向控制裝置144以使模腔軸線相對垂線傾斜，以便該變化可將環(huán)繞模腔的第一橫截面區(qū)域82的圓形周線84轉(zhuǎn)變成用于其第二橫截面區(qū)域85的、并由此用于其中發(fā)生“固相”的模腔的一個第二橫截面平面90中金屬體的橫截面周線的對稱非圓形周線。在圖26中，該變化是通過改變從模腔相對兩側(cè)上的金屬體有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分94中提取熱量時的速度來創(chuàng)建的。參見孔146和148的尺寸中的變化。在圖27中，已給予石墨環(huán)的表面150相對位于模腔相對兩側(cè)上的該模腔軸線不同的傾角，以便創(chuàng)建這樣一種變化。在各種情況下，其效應(yīng)都是形成用于金屬體的橫截面的橢圓形或扁圓形周線，如在圖25-27的底部所示。
本人可給予環(huán)表面以喇叭形或錐形曲線而不是直線。在圖22中，環(huán)154的表面152不僅呈曲線，而且在一系列第二橫截面平面74的下方、尤其在平面90的下方稍稍地凹向軸線的一條平行線，這是為了消除發(fā)生在“固相”之后的任何“再脫離”。從理論上講，在各種情況下，澆鑄表面會跟隨金屬的每一步移動，但只有在領(lǐng)先于金屬的情況下，才會引導(dǎo)并控制金屬前移的周邊向外發(fā)展。
如上所述，本人還開發(fā)出了用于控制其中發(fā)生“固相”的模腔的一個第二橫截面平面90中的金屬體橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸的裝置。請先參閱圖28，從中可以看到，如果本人想要的話，本人可以通過改變澆鑄作業(yè)的速度、以使模腔的第一和第二橫截面平面相對于環(huán)表面軸向移動來非常簡單地實(shí)現(xiàn)。即，通過將模腔的第一和第二橫截面平面移動至表面的寬帶156處，本人就可有效地給予金屬體的橫截面區(qū)域較大范圍的一組尺寸；相反，通過將諸平面移動至表面的窄帶處，本人就可有效地減小橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸。
或者，本人可將寬帶156本身相對于模腔的第一和第二橫截面平面移動，用以獲得相同的效果，并還可給予金屬體的相對兩側(cè)以本人所選擇的任何周線、諸如滾軋坯料所需的側(cè)面平坦的周線。在圖29-38中，本人示出了在澆鑄滾軋坯料用的可調(diào)模具中進(jìn)行澆鑄的方式。該模具158具有適于支承兩組局部環(huán)狀澆鑄件162和164的構(gòu)架160，這兩組澆鑄件在構(gòu)架中一起構(gòu)成了方形鑄環(huán)166。這兩組部件協(xié)配地于它們的拐角處斜接，這樣，其中一組部件162就可與模腔軸線交叉地彼此相對地作往復(fù)運(yùn)動，從而改變由環(huán)166所構(gòu)成的基本方形的模腔的長度。另一組部件164由圖30中的部件164’、或者圖31-36中的部件164″來表示。先請參閱圖30，從中可以看到，部件164’是細(xì)長且頂部呈平面狀的部件，它可轉(zhuǎn)動地安裝在構(gòu)架內(nèi)的168處。在該部件的內(nèi)側(cè)面170上還設(shè)有凹槽，從而其與其轉(zhuǎn)軸168交叉的橫截面沿該部件的中心部分171的方向自其相應(yīng)的末端172遞減。參見該部件AA至GG的相應(yīng)的橫截面。此外，該部件的內(nèi)側(cè)面170斜接于其附近有角度地連續(xù)的間隔處，并且該內(nèi)側(cè)面相應(yīng)的諸斜接表面174自該部件的頂部沿其底部方向以支軸168遞減的半徑錐削。于是，斜接作用和減小的橫截面的作用形成了一系列沿該部件的內(nèi)側(cè)面延伸的、有角度地連續(xù)的帶區(qū)(land)174、以及該面相對向內(nèi)凹入的曲線或角度，以便給予該面以球形的周線176，這是澆鑄側(cè)面平坦的滾軋坯料所需的特征。然而，該周線沿外周尺寸環(huán)繞該面的輪廓在各帶區(qū)間逐漸增大，以便隨著部件164’逆時針轉(zhuǎn)動，該面將構(gòu)成相應(yīng)的、但周邊向外逐漸增大的橫截面區(qū)域。參見圖37中所示的周線，請注意，它具有中心平坦部分178和錐削至其任一側(cè)后接著又通向位于部件末端172處的附加平坦部分的中間部分180。當(dāng)環(huán)166的末端162(圖29)彼此相對地作往復(fù)運(yùn)動以調(diào)節(jié)模腔橫截面區(qū)域的長度時，側(cè)方部件164’彼此一致地轉(zhuǎn)動，直到一對帶區(qū)174位于部件上為止，其中其組合的縱向及交叉錐度將保持模腔其各側(cè)間的周線，同時還保持介于部件的平坦部分178之間的橫截面尺寸，從而接著能保持坯料側(cè)面182內(nèi)的平直度。
在圖31-36中，環(huán)的縱向側(cè)164″是固定的，但它們沿其縱向呈中凸彎弓狀，如圖32所示，并且沿有角度地連續(xù)的間隔184環(huán)繞其內(nèi)側(cè)面186可變地進(jìn)行錐削，又并且其錐度還沿該部件的縱向方向在各橫截面間不相等，用以提供一種組合式外形，像圖30中部件164’上的面170的外形那樣，從而當(dāng)通過使環(huán)的末端162彼此相對地作往復(fù)運(yùn)動來調(diào)節(jié)模腔長度時，將保持模腔的中間部分184的球形輪廓178。然而，在這種情況下，由于側(cè)方部件164″是固定的，因此通過調(diào)節(jié)澆鑄作業(yè)的速度就能升高和降低模腔的第一和第二橫截面平面，從而實(shí)現(xiàn)圖33中的4B所示的相對調(diào)節(jié)。
還可在186處以機(jī)械或水力、但要通過一電子控制器188(PLC)來驅(qū)動模具的末端162，該電子控制器調(diào)整轉(zhuǎn)子164’的轉(zhuǎn)動或者介于部件164″之間的金屬48的高度，以便在籍由驅(qū)動裝置186來調(diào)節(jié)模腔長度時保持位于模腔的中間部分184上的該模腔的橫截面尺寸。
還可用具有沿模具軸向?qū)χ脗?cè)上的對置錐形部分192的鑄環(huán)190(圖23)來改變金屬體的橫截面區(qū)域的橫截面周線和／或橫截面尺寸。倘若給定了相應(yīng)部分的表面上的不同錐度，簡單地通過倒轉(zhuǎn)該環(huán)，就能改變模腔的周線和／或橫截面尺寸。然而，所示的鑄環(huán)190在各部分192的表面上的錐度相同，且只用于當(dāng)?shù)谝槐砻姘l(fā)生磨損、或者由于其它的某些原因而無法再使用需要替換時澆鑄表面的快速互換方法。
該鑄環(huán)190如圖所示系揭示在美國專利5，323，841號中的那種類型的模具，它安裝在槽口194上，并夾持在那兒，成為如所述的那樣可去除、倒轉(zhuǎn)和重新使用它。由虛線所示的其它零部件可在美國專利5，323，841號中找到。
本發(fā)明還確保了在坯料澆鑄中熔融金屬可充滿模具的角落。相對于模具的其它部分而言，其角落可能呈橢圓形或其它形狀，以便擴(kuò)張力能最有效地將金屬引入其中。但本發(fā)明并不受那些具有圓形輪廓的形狀的限制。給予第二橫截面其余以合適的形狀，則諸角就可被澆鑄成其它圓形或非圓形體。
澆鑄件196可細(xì)長得足以可再分割成多個縱向段198，如圖39所示，其中模鑄在如圖9-15和17中所示的模腔內(nèi)的V形件196如圖所示已被再分割。此外，如果想要的話，可以某些方式對各個段進(jìn)行后處理，諸如給予輕(light)鍛造或在其它可塑狀態(tài)中的后處理，以使其成為更適合作為諸如汽車車架或框架部件之類的成品。
在不采用熔融起動材料的情況下，應(yīng)當(dāng)將起動材料體70明確地表示為起著熔融金屬累積層的“移動底板(floor)”或“隔板(bulkhead)”的作用。
圖39-42示出了當(dāng)將本人的裝置和技術(shù)用于澆鑄產(chǎn)品時、介于澆鑄表面與熔融金屬層之間的界面溫度的顯著溫降。這些圖還示出了溫降是環(huán)繞界面、模具周邊的任何特定點(diǎn)上所用的錐度的函數(shù)。事實(shí)上，各點(diǎn)的最佳錐度通常是從獲取環(huán)繞模具周邊的連續(xù)的熱電偶讀數(shù)來確定的。
如同擴(kuò)張力一樣，熱收縮力也是包括正在被澆鑄的金屬在內(nèi)的眾多因素的函數(shù)。
權(quán)利要求
1．在用于在一種端開式模具的模腔中將熔融金屬澆鑄成保持其形狀的金屬體的方法中，所述端開式模具的模腔具有入口端；排放端開口；延伸在所述模腔的所述排放端開口與所述入口端之間的軸線；環(huán)繞位于模腔的排放端開口與入口端之間的模腔軸線設(shè)置、以便在熔融金屬流經(jīng)模腔期間將所述熔融金屬的外周限制在模腔內(nèi)的裝置；縮合在模腔的排放端開口內(nèi)、且可沿著模腔軸線作往復(fù)運(yùn)動的起動塊；以及置于介于所述起動塊與延伸橫穿其軸線的模腔的第一橫截面平面之間的模腔內(nèi)的起動材料體，所述方法包括下列步驟在所述起動塊沿著模腔軸線自該模腔相對向外地作往復(fù)運(yùn)動、且起動材料體與起動塊前后縱列地穿過延伸橫穿其軸線的模腔的一系列第二橫截面平面作往復(fù)運(yùn)動的同時，將熔融金屬層連續(xù)地疊置在接近所述模腔的第一橫截面平面的所述起動材料體上，所述熔融金屬層在橫穿模腔軸線的諸平面內(nèi)的橫截面積小于由位于模腔的第一橫截面平面內(nèi)的限邊裝置所限定的橫截面積，這樣，就可使在相應(yīng)諸層內(nèi)具有用于使這些層自接近其第一橫截面平面的模腔軸線相對周邊向外地進(jìn)行擴(kuò)張的固有的擴(kuò)張力，將阻擋裝置環(huán)繞模腔軸線設(shè)置在所述限邊裝置內(nèi)，并且同時將相應(yīng)的熔融金屬層相對周邊向外的擴(kuò)張分別限制在位于模腔的第一和第二橫截面平面中的第一和第二橫截面區(qū)域內(nèi)，使在第一橫截面區(qū)域周線上的所述阻擋裝置運(yùn)作，這樣，其阻擋效應(yīng)可使相應(yīng)諸層以相對模腔軸線的相對周邊向外的傾角流入到模腔的一系列第二橫截面平面內(nèi)，并且在位于相應(yīng)諸層中的所述擴(kuò)張力大于其中所固有地形成的熱收縮力的同時，使在第二橫截面區(qū)域周線上的所述阻擋裝置運(yùn)作，這樣，其阻擋效應(yīng)可使相應(yīng)的第二橫截面區(qū)域呈現(xiàn)出在與其相對應(yīng)的第二橫截面平面中周邊向外遞增的橫截面尺寸，同時熱收縮力與擴(kuò)張力相抵消，并可使相應(yīng)諸層在模腔的其中一個第二橫截面平面內(nèi)自由形成金屬體。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在所述阻擋裝置與位于所述模腔的第一和第二橫截面平面中相應(yīng)諸層的周線之間置入加壓氣袋。
3．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括在所述阻擋裝置與位于所述模腔的第一和第二橫截面平面中相應(yīng)諸層的周線之間置入油環(huán)。
4．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在所述阻擋裝置與位于所述模腔的第一和第二橫截面平面中相應(yīng)諸層的周線之間置入含油的加壓氣袋。
5．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括將所述加壓氣體通過所述阻擋裝置排放到所述模腔中去。
6．如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括將油通過所述阻擋裝置排放到所述模腔中去。
7．如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括將所述加壓氣體和油同時排放到所述模腔中去。
8．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括環(huán)繞所述模腔軸線設(shè)置除熱裝置，并使所述除熱裝置運(yùn)作，用以從環(huán)繞諸層周邊排列的諸層有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分中提取熱量。
9．如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述阻擋裝置還可用于在位于所述模腔中的諸層相應(yīng)的第一和第二橫截面區(qū)域上給予周線。
10．如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括環(huán)繞所述模腔軸線設(shè)置用于控制所述軸線相對垂線取向的軸線取向控制裝置、用于控制由除熱裝置從諸層相應(yīng)的有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分中提取熱量時的速度的除熱控制裝置、用于控制由所述阻擋裝置給予在所述第一橫截面區(qū)域上的周線的第一周線控制裝置、以及用于控制由所述阻擋裝置給予在相應(yīng)的所述第二橫截面區(qū)域上的周線的第二周線控制裝置，并使所述相應(yīng)的軸線取向控制裝置、控?zé)嵫b置及第一和第二周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在由位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定周線。
11．如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，使所述第一周線控制裝置運(yùn)作，以使所述阻擋裝置可在所述第一橫截面區(qū)域上給予第一周線，并使所述軸線取向控制裝置、控?zé)嵫b置和第二周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定周線，該預(yù)定周線大于由阻擋裝置給予在第一橫截面區(qū)域上的所述第一周線，但與該第一周線相對應(yīng)。
12．如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，使所述第一周線控制裝置運(yùn)作，以使所述阻擋裝置可在所述第一橫截面區(qū)域上給予第一周線，并使所述軸線取向控制裝置、控?zé)嵫b置和第二周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定周線，該預(yù)定周線大于由阻擋裝置給予在第一橫截面區(qū)域上的所述第一周線，且不同于該第一周線。
13．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，由所述阻擋裝置給予在所述第一橫截面區(qū)域上的所述第一周線在介于所述相應(yīng)的擴(kuò)張力與所述諸層有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分所固有的熱收縮力間所存在的差異之間產(chǎn)生變化，而該諸層彼此相對地穿過位于所述模腔的第二橫截面平面內(nèi)的該模腔，并且，使所述軸線取向控制裝置、控?zé)嵫b置和第二周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便抵消位于平行于模腔軸線延伸、且介于所述諸層相應(yīng)的相對設(shè)置的有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分之間的模腔的第三橫截面平面中的變化。
14．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一周線系一種不對稱非圓形周線。
15．如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，由所述阻擋裝置給予在所述第一橫截面區(qū)域上的所述第一周線沒有在介于所述相應(yīng)的擴(kuò)張力與所述諸層有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分所固有的熱收縮力間所存在的差異之間產(chǎn)生變化，而該諸層彼此相對地穿過位于所述模腔的第二橫截面平面內(nèi)的該模腔，并且，使所述軸線取向控制裝置、控?zé)嵫b置和第二周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在位于平行于模腔軸線延伸、且介于所述諸層相對設(shè)置的有角度地連續(xù)的部分之間的模腔的第三橫截面平面中的上述差異之間創(chuàng)建變化。
16．如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一周線系一種圓形周線。
17．如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一周線系一種圓形周線，并使所述軸線取向控制裝置、控?zé)嵫b置和第二周線控制裝置連同所述阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在位于所述模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體的橫截面區(qū)域上給予一種對稱非圓形周線。
18．如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，使所述第一周線控制裝置運(yùn)作，以使所述阻擋裝置在所述第一橫截面區(qū)域上給予一種圓形周線，使所述軸線取向控制裝置運(yùn)作，以使所述模腔軸線相對垂線以一角度取向，并使所述控?zé)嵫b置和第二周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在由位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予一種周線，所述周線系其直徑大于所述第一周線的直徑的預(yù)定圓形周線。
19．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括環(huán)繞所述模腔軸線設(shè)置用于控制給予在由位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸的第一橫截面區(qū)域控制裝置，并使所述第一橫截面區(qū)域控制裝置連同所述阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在由位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的該模腔的第一對相對側(cè)之間的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定的橫截面尺寸。
20．如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括環(huán)繞所述模腔軸線設(shè)置用于控制由所述阻擋裝置給予在相應(yīng)的第一和第二橫截面區(qū)域上的周線的周線控制裝置，并使所述周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在由模腔的所述第一對相對側(cè)之間的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定周線。
21．如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括環(huán)繞所述模腔軸線設(shè)置用于控制給予在由位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸的第二橫截面區(qū)域控制裝置，并使所述第二橫截面區(qū)域控制裝置連同所述阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在與位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的所述第一對相對側(cè)成直角設(shè)置的該模腔的第二對相對側(cè)之間的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定的橫截面尺寸。
22．如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，使所述第二橫截面區(qū)域控制裝置運(yùn)作以改變所述金屬體所呈現(xiàn)出的、基本方形的橫截面區(qū)域的縱向尺寸，使所述周線控制裝置運(yùn)作，以便在延伸于所述方形橫截面區(qū)域相對較長的兩側(cè)之間的中間部分上給予球形周線，并使所述第一橫截面區(qū)域控制裝置運(yùn)作，以便當(dāng)方形橫截面區(qū)域的縱向尺寸發(fā)生變化時，維持介于所述區(qū)域的較長兩側(cè)之間的預(yù)定的橫截面尺寸。
23．如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，使所述阻擋裝置和所述模腔的第一和第二橫截面平面沿著所述模腔軸線彼此相對移動，以便控制給予在由所述金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸。
24．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，使疊置在所述起動材料體上、位于相應(yīng)的熔融金屬層中的熔融金屬的體積發(fā)生變化，以使所述模腔的第一和第二橫截面平面相對所述阻擋裝置移動。
25．如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，使所述阻擋裝置繞橫穿所述模腔軸線的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，以使該阻擋裝置相對模腔的第一和第二橫截面平面移動。
26．如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，將所述阻擋裝置分成諸對阻擋裝置，將相應(yīng)的諸對阻擋裝置環(huán)繞所述模腔軸線設(shè)置在模腔的諸對相對側(cè)上，并使所述相應(yīng)的諸對阻擋裝置彼此相對且與模腔軸線交叉地移動，以便控制給予在由所述金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸。
27．如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，其中一對所述阻擋裝置彼此相對且與所述模腔軸線交叉地作往復(fù)運(yùn)動，以使所述諸對阻擋裝置彼此相對移動。
28．如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，將所述阻擋裝置分成一對阻擋裝置，將該對阻擋裝置環(huán)繞所述模腔軸線彼此軸向連續(xù)設(shè)置，并使該對阻擋裝置彼此相對地沿模腔軸向移動，以便控制給予在由所述金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸。
29．如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，將該對阻擋裝置沿模腔軸向倒轉(zhuǎn)，以使將其中一個相對另一個移動。
30．如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，該對阻擋裝置在由所述金屬體所給予的橫截面區(qū)域上給予相同的橫截面尺寸。
31．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使所述阻擋裝置運(yùn)作還可將相應(yīng)諸層的相對周邊向外的擴(kuò)張限制在諸層的第一和第二橫截面區(qū)域內(nèi)。
32．如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，環(huán)繞所述模腔軸線、在所述阻擋裝置上形成一系列環(huán)狀表面，使所述相應(yīng)表面相對模腔軸線取向，以使諸層的相對周邊向外的擴(kuò)張限制在模腔的第一和第二橫截面區(qū)域內(nèi)，同時在其周線上產(chǎn)生上述阻擋效應(yīng)。
33．如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，將所述相應(yīng)的環(huán)狀表面設(shè)置成彼此軸向連續(xù)、在所述模腔相應(yīng)的第一和第二橫截面平面內(nèi)彼此相對周邊向外交錯并沿著相對模腔軸線相對周邊向外傾斜的傾角取向，從而發(fā)揮其其如上所述的阻擋效應(yīng)。
34．如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，使由所述環(huán)狀表面所圈定的、位于所述模腔的第一橫截面平面內(nèi)的周線發(fā)生變化，以便控制由所述阻擋裝置給予在所述第一橫截面區(qū)域上的周線。
35．如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，使由所述環(huán)狀表面所圈定的、位于所述模腔的第二橫截面平面內(nèi)的周線發(fā)生變化，以便控制由所述阻擋裝置給予在所述第二橫截面區(qū)域上的周線。
36．如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，使所述諸表面有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分相對所述模腔軸線的角度彼此相對變化，以使由所述環(huán)狀部分所圈定的、位于所述模腔的第二橫截面平面內(nèi)的周線發(fā)生變化。
37．如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，使所述諸表面有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分在模腔的對置側(cè)上相對所述模腔軸線的角度彼此相對變化，以便抵消介于所述相應(yīng)的向外擴(kuò)張力與在諸層有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分中的熱收縮力間所存在的差異之間的變化，而該諸層與位于模腔的對置側(cè)上的所述表面的各個局部環(huán)狀部分相對設(shè)置。
38．如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，使所述表面有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分在模腔的對置側(cè)上相對所述模腔軸線的角度彼此相對變化，以便在所述相應(yīng)的向外擴(kuò)張力與在諸層有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分中的熱收縮力間所存在的差異之間創(chuàng)建變化，而該諸層與位于模腔的對置側(cè)上的所述表面的各個局部環(huán)狀部分相對設(shè)置。
39．如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述環(huán)狀表面沿所述模腔軸向彼此相連以形成環(huán)狀裙部。
40．如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，所述裙部形成在所述限邊裝置上。
41．如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，環(huán)繞所述模腔軸線設(shè)置環(huán)狀壁作為所述限邊裝置，并且所述裙部環(huán)繞所述壁的內(nèi)周形成于所述模腔的第一橫截面平面與其排放端開口之間。
42．如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，所述壁的一部分是由石墨鑄環(huán)所形成的，并且所述裙部是環(huán)繞所述環(huán)的內(nèi)周所形成的。
43．如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，所述裙部具有環(huán)繞其內(nèi)周的直線形喇叭口。
44．如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，所述裙部具有環(huán)繞其內(nèi)周的曲線形喇叭口。
45．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將冷卻液自所述模腔的第一橫截面平面在所述模腔的一個第二橫截面平面的另一側(cè)處排放到所述金屬體上去，并對排放到所述金屬體相應(yīng)的有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分上去的冷卻液的體積加以控制，以便控制從平行于所述模腔軸線延伸的該模腔的第三橫截面平面內(nèi)金屬體的各個局部環(huán)狀部分中提取熱量時的速度。
46．如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，還包括使排放到與設(shè)置在所述模腔對置側(cè)上的金屬體相應(yīng)的局部環(huán)狀部分上去的所述冷卻液的體積發(fā)生變化，以使產(chǎn)生在延伸其間的所述模腔的第三橫截面平面內(nèi)各相對的局部環(huán)狀部分之間的熱應(yīng)力平衡。
47．如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，還包括將所述冷卻液排放到介于橫穿所述模腔軸線、且與由所述金屬體的連續(xù)收斂等溫線所形成的槽形模型的底部和邊緣相一致的諸平面之間的金屬體上去。
48．如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，還包括將所述冷卻液從環(huán)繞所述模腔軸線形成于模腔的一個第二橫截面平面與其排放端開口之間的環(huán)狀部分排放到金屬體上去。
49．如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，還包括將所述冷卻液從環(huán)繞所述模腔軸線形成在來自模腔的一個第二橫截面平面的該模腔的排放端開口的另一側(cè)上的環(huán)狀部分排放到金屬體上去。
50．如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，還包括將所述冷卻液從環(huán)繞所述模腔軸線排列且被分成若干行的一系列孔進(jìn)行排放，其中相應(yīng)的孔行與行之間是彼此交錯的。
51．如權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，所述一系列孔設(shè)置在所述模腔中其內(nèi)周處。
52．如權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，所述一系列孔設(shè)置在所述模腔的外部接近其排放端開口。
53．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括使所述阻擋裝置運(yùn)作，以便在延伸橫穿所述模腔軸線、且位于模腔的一個第二橫截面平面與其排放端開口之間的諸橫截面平面內(nèi)產(chǎn)生重新生成的阻擋效應(yīng)，從而引起“再脫離”以再次進(jìn)入金屬體。
54．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將足夠的熔融金屬層疊置在所述起動材料體上，以使所述金屬體沿模腔軸向延伸。
55．如權(quán)利要求54所述的方法，其特征在于，還包括將所述細(xì)長的金屬體再分割成連續(xù)的縱向段。
56．如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于，還包括對所述諸縱向段進(jìn)行后處理。
57．如權(quán)利要求56所述的方法，其特征在于，對所述相應(yīng)的諸縱向段進(jìn)行后鍛造加工。
58．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔融金屬是放置在所述模腔內(nèi)作為所述起動材料體的，并且諸連續(xù)層疊置在所述熔融起動材料體上，用以形成相對所述模腔軸向向外延伸的細(xì)長金屬體。
59．在構(gòu)成一種端開式模具的模腔的熔融金屬澆鑄裝置中，所述端開式模具的模腔具有入口端；排放端開口；延伸在所述模腔的所述排放端開口與所述入口端之間的軸線；以及環(huán)繞所述介于模腔的排放端開口與入口端之間的模腔軸線設(shè)置、以便在熔融金屬流經(jīng)模腔期間將所述熔融金屬的外周限制在模腔內(nèi)的裝置，從而當(dāng)沿著模腔軸線作往復(fù)運(yùn)動的起動塊縮合在模腔的排放端開口內(nèi)時，起動材料體置于介于所述起動塊與延伸橫穿其軸線的模腔的第一橫截面平面之間的模腔內(nèi)，并且其在橫穿模腔軸線的諸平面內(nèi)的橫截面積小于由位于模腔的第一橫截面平面內(nèi)的限邊裝置所限定的橫截面積的熔融金屬層連續(xù)地疊置在接近所述模腔的第一橫截面平面的所述起動材料體上，同時所述起動塊沿著模腔軸線自該模腔向外地作往復(fù)運(yùn)動，并且起動材料體與起動塊前后縱列地穿過延伸橫穿其軸線的模腔的一系列第二橫截面平面作往復(fù)運(yùn)動，由于在相應(yīng)諸層內(nèi)存在著固有的擴(kuò)張力，因而這些層將會自接近其第一橫截面平面的模腔軸線相對周邊向外地進(jìn)行擴(kuò)張，環(huán)繞模腔軸線設(shè)置在所述限邊裝置內(nèi)、且同時將各熔融金屬層相對周邊向外的擴(kuò)張分別限制在位于模腔的第一和第二橫截面平面中的第一和第二橫截面區(qū)域內(nèi)的阻擋裝置，可在第一橫截面區(qū)域的周線上運(yùn)作，以使相應(yīng)諸層以相對模腔軸線的相對周邊向外的傾角流入到模腔的一系列第二橫截面平面內(nèi)，并可在第二橫截面區(qū)域的周線上運(yùn)作，同時位于相應(yīng)諸層中的所述擴(kuò)張力大于其中所固有地形成的熱收縮力，以使相應(yīng)的第二橫截面區(qū)域呈現(xiàn)出與其相對應(yīng)的第二橫截面平面中周邊向外遞增的橫截面尺寸，同時熱收縮力與擴(kuò)張力相抵消，并可使相應(yīng)諸層在模腔的其中一個第二橫截面平面內(nèi)自由形成金屬體。
60．如權(quán)利要求59所述的裝置，其特征在于，還包括用于在所述阻擋裝置與位于所述模腔的第一和第二橫截面平面中相應(yīng)諸層的周線之間置入加壓氣袋的供氣裝置。
61．如權(quán)利要求59所述的裝置，其特征在于，還包括用于在所述阻擋裝置與位于所述模腔的第一和第二橫截面平面中相應(yīng)諸層的周線之間置入油環(huán)的供油裝置。
62．如權(quán)利要求61所述的裝置，其特征在于，可使所述供氣裝置運(yùn)作，以便將所述加壓氣體通過所述阻擋裝置排放到所述模腔中去。
63．如權(quán)利要求62所述的裝置，其特征在于，可使所述供油裝置運(yùn)作，以便將所述油通過所述阻擋裝置排放到所述模腔中去。
64．如權(quán)利要求63所述的裝置，其特征在于，可使相應(yīng)的供油和供氣裝置運(yùn)作，以便同時將所述加壓氣體和油排放到所述模腔中去。
65．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括環(huán)繞所述模腔軸線設(shè)置的除熱裝置，可使所述除熱裝置運(yùn)作，以便從環(huán)繞層的周邊排列的諸層有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分中提取熱量。
66．如權(quán)利要求65所述的裝置，其特征在于，所述阻擋裝置還可用于在所述模腔中的諸層相應(yīng)的第一和第二橫截面區(qū)域上給予周線。
67．如權(quán)利要求66所述的裝置，其特征在于，還包括環(huán)繞所述模腔軸線設(shè)置用于控制所述軸線相對垂線取向的軸線取向控制裝置、用于控制由除熱裝置從諸層相應(yīng)的有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分中提取熱量時的速度的除熱控制裝置、用于控制由所述阻擋裝置給予在所述第一橫截面區(qū)域上的周線的第一周線控制裝置、以及用于控制由所述阻擋裝置給予在相應(yīng)的所述第二橫截面區(qū)域上的周線的第二周線控制裝置，并可使所述相應(yīng)的軸線取向控制裝置、控?zé)嵫b置及第一和第二周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在由位于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定周線。
68．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括環(huán)繞所述模腔軸線設(shè)置的、用于控制給予在由模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸的第一橫截面區(qū)域控制裝置，可使所述第一橫截面區(qū)域控制裝置連同所述阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在介于模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的該模腔的第一對相對側(cè)之間的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定的橫截面尺寸。
69．如權(quán)利要求68所述的裝置，其特征在于，還包括環(huán)繞所述模腔軸線設(shè)置的、用于控制由所述阻擋裝置給予在相應(yīng)的第一和第二橫截面區(qū)域上的周線的周線控制裝置，可使所述周線控制裝置連同阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在模腔的所述第一對相對側(cè)之間的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定周線。
70．如權(quán)利要求69所述的裝置，其特征在于，還包括環(huán)繞所述模腔軸線設(shè)置的、用于控制給予在模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸的第二橫截面區(qū)域控制裝置，可使所述第二橫截面區(qū)域控制裝置連同所述阻擋裝置一起運(yùn)作，以便在介于與模腔的一個第二橫截面平面內(nèi)的所述第一對相對側(cè)成直角設(shè)置的該模腔的第二對相對側(cè)之間的金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上給予預(yù)定的橫截面尺寸。
71．如權(quán)利要求68所述的裝置，其特征在于，所述第一橫截面區(qū)域控制裝置包含有用于使所述阻擋裝置和所述模腔的第一和第二橫截面平面沿著所述模腔軸線彼此相對移動的軸向移動裝置。
72．如權(quán)利要求71所述的裝置，其特征在于，所述軸向移動裝置包含有用于使疊置在所述起動材料體上、位于相應(yīng)的熔融金屬層中的熔融金屬的體積改變的裝置。
73．如權(quán)利要求71所述的裝置，其特征在于，所述軸向移動裝置包含有用于使所述阻擋裝置繞橫穿所述模腔軸線的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的裝置。
74．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述阻擋裝置被分成諸對阻擋裝置，將相應(yīng)的諸對阻擋裝置環(huán)繞所述模腔軸線設(shè)置在模腔的諸對相對側(cè)上，并且所述裝置還包括用于使所述相應(yīng)的諸對阻擋裝置彼此相對且與模腔軸線交叉地移動、以便控制給予在由所述金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸的橫軸移動裝置。
75．如權(quán)利要求74所述的裝置，其特征在于，所述橫軸移動裝置包含有用于使其中一對所述阻擋裝置彼此相對、且與模腔軸線交叉地作往復(fù)運(yùn)動的裝置。
76．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述阻擋裝置被分成一對阻擋裝置，將該對阻擋裝置環(huán)繞所述模腔軸線彼此軸向連續(xù)設(shè)置，并且所述裝置還包括用于使該對阻擋裝置彼此相對地沿模腔軸向移動、以便控制給予在由所述金屬體所呈現(xiàn)的橫截面區(qū)域上的橫截面尺寸的軸向移動裝置。
77．如權(quán)利要求76所述的裝置，其特征在于，所述軸向移動裝置包含有用于使該對阻擋裝置沿模腔軸向倒轉(zhuǎn)的裝置。
78．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還可使所述阻擋裝置運(yùn)作，以便將相應(yīng)諸層的相對周邊向外的擴(kuò)張限制在諸層的第一和第二橫截面區(qū)域內(nèi)。
79．如權(quán)利要求78所述的裝置，其特征在于，所述阻擋裝置具有環(huán)繞所述模腔軸線形成于其上的一系列環(huán)狀表面，而且，所述相應(yīng)表面相對模腔軸線取向，以便將諸層的相對周邊向外的擴(kuò)張限制在模腔的第一和第二橫截面區(qū)域內(nèi)，同時在其周線上產(chǎn)生上述的阻擋效應(yīng)。
80．如權(quán)利要求79所述的裝置，其特征在于，所述相應(yīng)的環(huán)狀表面設(shè)置成彼此軸向連續(xù)、在所述模腔相應(yīng)的第一和第二橫截面平面內(nèi)彼此相對周邊向外交錯、并沿著相對模腔軸線相對周邊向外傾斜的傾角取向，從而發(fā)揮其如上所述的阻擋效應(yīng)。
81．如權(quán)利要求80所述的裝置，其特征在于，還包括用于使由所述環(huán)狀表面所圈定的、位于所述模腔的第一橫截面平面內(nèi)的周線發(fā)生變化、以便控制由所述阻擋裝置給予在所述第一橫截面區(qū)域上的周線的裝置。
82．如權(quán)利要求81所述的裝置，其特征在于，還包括用于使由所述環(huán)狀表面所圈定的、位于所述模腔的第二橫截面平面內(nèi)的周線發(fā)生變化，以便控制由所述阻擋裝置給予在所述第二橫截面區(qū)域上的周線的裝置。
83．如權(quán)利要求82所述的裝置，其特征在于，還包括用于使所述諸表面有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分相對所述模腔軸線的角度彼此相對變化、以使由所述環(huán)狀部分所圈定的、位于所述模腔的第二橫截面平面內(nèi)的周線發(fā)生變化的裝置。
84．如權(quán)利要求79所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)狀表面沿所述模腔軸向彼此相連以形成環(huán)狀裙部。
85．如權(quán)利要求84所述的裝置，其特征在于，所述裙部形成在所述限邊裝置上。
86．如權(quán)利要求85所述的裝置，其特征在于，環(huán)繞所述模腔軸線設(shè)置環(huán)狀壁作為所述限邊裝置，并且所述裙部環(huán)繞所述壁的內(nèi)周形成于所述模腔的第一橫截面平面與其排放端開口之間。
87．如權(quán)利要求86所述的裝置，其特征在于，所述壁的一部分是由石墨鑄環(huán)所形成的，并且所述裙部是環(huán)繞所述環(huán)的內(nèi)周所形成的。
88．如權(quán)利要求84所述的裝置，其特征在于，所述裙部具有環(huán)繞其內(nèi)周的直線形喇叭口。
89．如權(quán)利要求84所述的裝置，其特征在于，所述裙部具有環(huán)繞其內(nèi)周的曲線形喇叭口。
90．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括用于將冷卻液自所述模腔的第一橫截面平面在所述模腔的一個第二橫截面平面的另一側(cè)處排放到所述金屬體上去的裝置，以及用于控制排放到所述金屬體相應(yīng)的有角度地連續(xù)的局部環(huán)狀部分上去的冷卻液的體積、以便控制從平行于所述模腔軸線延伸的該模腔的第三橫截面平面內(nèi)金屬體的各個局部環(huán)狀部分中提取熱量時的速度的裝置。
91．如權(quán)利要求90所述的裝置，其特征在于，還包括用于使排放到與設(shè)置在所述模腔對置側(cè)上的金屬體相應(yīng)的局部環(huán)狀部分上去的所述冷卻液的體積發(fā)生變化、以使產(chǎn)生在延伸其間的所述模腔的第三橫截面平面內(nèi)各相對的局部環(huán)狀部分之間的熱應(yīng)力平衡的裝置。
92．如權(quán)利要求90所述的裝置，其特征在于，還包括用于將所述冷卻液排放到介于橫穿所述模腔軸線、且與由所述金屬體的連續(xù)收斂等溫線所形成的槽形模型的底部和邊緣相一致的諸平面之間的金屬體上去的裝置。
93．如權(quán)利要求90所述的裝置，其特征在于，所述冷卻液從環(huán)繞所述模腔軸線形成于模腔的一個第二橫截面平面與其排放端開口之間的環(huán)狀部分排放到金屬體上去。
94．如權(quán)利要求90所述的裝置，其特征在于，所述冷卻液從環(huán)繞所述模腔軸線形成在來自模腔的一個第二橫截面平面的該模腔的排放端開口的另一側(cè)上的環(huán)狀部分排放到金屬體上去。
95．如權(quán)利要求90所述的裝置，其特征在于，所述冷卻液從設(shè)置在所述模腔中其內(nèi)周處的一系列孔進(jìn)行排放。
96．如權(quán)利要求90所述的裝置，其特征在于，所述冷卻液從設(shè)置在所述模腔的外部接近其排放端開口的一系列孔進(jìn)行排放。
97．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還可使所述阻擋裝置運(yùn)作，以便在延伸橫穿所述模腔軸線、且位于模腔的一個第二橫截面平面與其排放端開口之間的諸橫截面平面內(nèi)產(chǎn)生重新生成的阻擋效應(yīng)，從而引起“再脫離”以再次進(jìn)入金屬體。
全文摘要
當(dāng)起動材料體(70)已置于介于起動塊(60)與橫穿模腔軸線(12)的模腔的第一橫截面平面(72)之間的模腔(4)中時,該起動塊開始沿著軸線作往復(fù)運(yùn)動,并且起動材料體開始與該起動塊前后縱列地穿過一系列第二橫截面平面(74)作往復(fù)運(yùn)動,熔融金屬層(76)連續(xù)地疊置在接近模腔的第一橫截面平面的起動材料體上,諸層在其自身所固有的擴(kuò)張力的作用下迅速地從軸線相對周邊向外擴(kuò)張。本發(fā)明用澆鑄表面(62)來限制諸層相對周邊向外的擴(kuò)張,該澆鑄表面環(huán)繞模腔軸線周邊向外地擴(kuò)張成喇叭形,以使產(chǎn)生于各層中的熱收縮力可抵消擴(kuò)張力。
文檔編號B22D11/00GK1283141SQ98812502
公開日2001年2月7日 申請日期1998年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月21日
發(fā)明者R·B·瓦格斯大夫 申請人:瓦格斯大夫股份有限公司