)。具有這樣的結構特征的鑄造裝置能用于所述自由鑄造方法。
[0032]該自由鑄造裝置優(yōu)選還包括驅動源，其構造成從坩禍中的熔融金屬的表面根據(jù)期望的鑄件形狀沿設定路徑引導一誘導體，該誘導體具有用于誘導被設計成用于獲得期望的鑄件形狀的基本形狀的固體。該自由鑄造裝置優(yōu)選還包括噴嘴，其用于將流體吹送到被保持的熔融金屬的外表面或通過使被保持的熔融金屬凝固而獲得的成形體的外表面。
[0033]< 鑄件 >
[0034]本發(fā)明也適用于通過到現(xiàn)在為止所述的自由鑄造方法和自由鑄造裝置獲得的鑄件。根據(jù)本發(fā)明的鑄件優(yōu)選具有其中凝固組織定向布置的定向凝固組織。
[0035]< 其它 >
[0036](I)根據(jù)本發(fā)明的鑄件的材料、形狀和尺寸不受特別限制。
[0037](2)除非另外聲明，本發(fā)明的說明書中所述的“x-y”包括下限值X和上限值y。本發(fā)明的說明書中所述的上限值和下限值能以各種方式組合并以諸如“a-b”的數(shù)值范圍表達。說明書中所述的技術范圍中所包括的任何任意數(shù)值能被用作用以設定數(shù)值范圍的上限值和下限值。
【附圖說明】
[0038][圖1]圖1是自由鑄造裝置的概念圖。
[0039][圖2]圖2是圖1所示的自由鑄造裝置的部分放大的視圖。
[0040][圖3]圖3是通過自由鑄造獲得的鑄件的圖像。
[0041][圖4]圖4是鑄件的微觀組織的顯微鏡圖像。圖4A是R軸垂面上的微觀組織的顯微鏡圖像。圖4B是Θ軸垂面上的微觀組織的顯微鏡圖像。圖4C是Z軸垂面上的微觀組織的顯微鏡圖像。
[0042][圖5]圖5是通過自由鑄造獲得的另一個鑄件的圖像。
[0043][圖6]圖6是通過自由鑄造獲得的又一個鑄件的圖像。
[0044]附圖標記列表
[0045]I自由鑄造裝置
[0046]10 坩禍
[0047]11形狀提供部件
[0048]13冷卻噴嘴(噴嘴)
[0049]14起動器(誘導體)
[0050]15驅動源
[0051]M熔融金屬
[0052]MS被保持的熔融金屬
[0053]MSa 根部
[0054]C1、C2 鑄件
[0055]LI路徑(設定路徑)
[0056]G冷卻劑
【具體實施方式】
[0057]將通過實施例更具體地描述本發(fā)明。包括以下對實施例的描述的本說明書的描述不僅能適當?shù)剡m用于自由鑄造方法和自由鑄造裝置，而且適用于通過根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置獲得的鑄件。以下構成特征中的一個或多個能任意增加至本發(fā)明的上述構成。關于鑄造方法的構成特征在鑄件被理解為由方法制得的產品時能被視為鑄件的構成特征。應指出的是，最適當?shù)膶嵤├Q于目標應用、要求性能等。
[0058]<自由鑄造方法>
[0059]根據(jù)本發(fā)明的自由鑄造方法中所包括的主要工序是導出工序和成形工序。
[0060]〈導出工序〉
[0061](I)導出工序是容納在諸如坩禍等的容器中的熔融金屬的一部分從供給源(例如熔融金屬的液面)被導出以根據(jù)鑄件的期望形狀保持熔融金屬自身的工序。當連續(xù)地生產鑄件時，導出工序和成形工序作為一連串的工序工作。
[0062]被保持的熔融金屬被導出的導出區(qū)域位于容納在坩禍中的熔融金屬的液面與被保持的熔融金屬之間的交界附近，并且被保持的熔融金屬的根部形成在導出區(qū)域附近。
[0063](2)被保持的熔融金屬優(yōu)選地例如通過使用誘導體并使誘導體在導出區(qū)域內與熔融金屬接觸且向上提升誘導體來導出，誘導體設置成用于誘導被設計成用于獲得期望鑄件形狀的基本形狀。因此，能穩(wěn)定地保持被保持的熔融金屬，并且鑄件能以穩(wěn)定形狀成形。以此方式導出被保持的熔融金屬的另一個優(yōu)點在于在成形工序中能通過使用誘導體來轉移被保持的熔融金屬。
[0064]誘導體具有適合于基本形狀(例如，圓形、環(huán)形)的形狀。誘導體可由任何材料制成，只要熔融金屬粘附于其上即可。為了使熔融金屬沿從誘導體到導出區(qū)域的方向定向凝固等，誘導體優(yōu)選地是傳熱性(導熱性、熱傳遞性)優(yōu)良的金屬體(固體材料)。誘導體的材料于是不必是與熔融金屬相同的金屬。
[0065](3)導出被保持的熔融金屬的氣氛不受特別限制。當被保持的熔融金屬在大氣或氧化氣氛下被導出時，在被保持的熔融金屬的外表面上產生氧化膜作為表面膜。當被保持的熔融金屬在氮氣氛下被導出時，其上產生氮化膜作為表面膜。即使當被保持的熔融金屬在不產生表面膜的氣氛下被導出時，被保持的熔融金屬也能由在熔融金屬的表面上產生的表面張力來保持。
[0066]<成形工序>
[0067](I)成形工序是被保持的熔融金屬在根據(jù)鑄件的期望形狀被引導的同時凝固從而獲得具有期望形狀的成形體(鑄件)的工序。如上所述，被保持的熔融金屬盡管具有暫時保持的形狀，但并未凝固。因此，被保持的熔融金屬能通過控制和調節(jié)其在導出工序之后行進的路徑和向其施加的外力而成形為期望形狀。
[0068]具有不受約束的根部的被保持的熔融金屬能容易地以各種復雜的形狀成形。被保持的熔融金屬通過使用與被保持的熔融金屬接觸的形狀提供部件(諸如托板、引導器或輥子等的工具)或通過吹送流量受控或壓力受控的流體(氣體)以向其施加流體壓力而被引導成具有期望形狀。然后，被保持的熔融金屬能以各種復雜的形狀成形，并因此能獲得具有任意形狀的鑄件。被保持的熔融金屬不僅能從外表面?zhèn)榷夷軓谋槐３值娜廴诮饘俚膬缺砻鎮(zhèn)缺灰龑С删哂衅谕螤?。當被保持的熔融金屬從其外表面?zhèn)群蛢缺砻鎮(zhèn)缺灰龑С删哂衅谕螤顣r，能容易地調節(jié)或控制被保持的熔融金屬的厚度及其形狀。
[0069]由于被保持的熔融金屬這樣定形和成形，因此能容易地獲得具有至今通過使用鑄模的常規(guī)鑄造方法難以獲得的形狀的鑄件(例如，底切形鑄件)。通過僅控制被保持的熔融金屬沿下述設定路徑的移動，這有利于生產具有可能難以獲得的形狀的鑄件。
[0070]引導被保持的熔融金屬的路徑優(yōu)選是具有至少一上升成分的上升路徑，這是因為被保持的熔融金屬在被向上拉引(提升工序)時能更容易地被引導和控制。設定路徑可以是豎直向上延伸的直的、彎曲的或螺旋形的路徑。設定路徑可以是規(guī)則地構造的路徑或不規(guī)則地構造的路徑。
[0071](2)用于冷卻被保持的熔融金屬的方法的示例為:通過使用誘導體或已經(jīng)凝固的部分進行的定向凝固，和通過向被保持的熔融金屬或凝固界面附近的成形體從其內表面?zhèn)群屯獗砻鎮(zhèn)却邓腿魏胃鞣N冷卻劑而進行的冷卻凝固?？蓪⒗鋮s劑吹送到被保持的熔融金屬以便不僅冷卻被保持的熔融金屬而且使其成形。冷卻劑的示例為諸如空氣、氮氣或不活潑氣體等的氣體，或者諸如水等的液體。當使用液體作為冷卻劑時，能通過蒸發(fā)的熱量快速和有效地冷卻被保持的熔融金屬。尤其是當根據(jù)被保持的熔融金屬的凝固熱量來噴射液體時，可防止用作冷卻劑的液體滴落在熔融金屬上，并且能容易地回收冷卻劑。
[0072]當在被保持的熔融金屬的外側或內側設置噴嘴時，能容易地噴射冷卻劑?？筛鶕?jù)鑄件的任何期望形狀和凝固組織來適當?shù)貨Q定設置多少個噴嘴和將它們定位在何處。例如，當在被保持的熔融金屬的外側設置多個噴嘴或一環(huán)形噴嘴時，能均勻地冷卻被保持的熔融金屬整體。結果，能獲得具有齊整地凝固的組織的鑄件。
[0073]<熔融金屬>
[0074]熔融金屬的種類不受特別限制。該金屬可以是鐵、鋁、鎂或鈦，或者由任何這些金屬獲得的合金。在本發(fā)明的說明書中所述的“熔融金屬”不必局限于其整體都處于液相的金屬。熔融金屬可以是處于其中固相與液相混合的固液共存狀態(tài)的金屬，這種情況下固相和液相不必由相同的材料制成。熔融金屬可為復合材料。
[0075]< 其它 >
[0076]根據(jù)本發(fā)明的鑄件的預期最終用途不受特別限制。該鑄件可以是接近成品或今后要在成為最終制品前進一步加工的材料(中間材料)。本發(fā)明能容易且成本低地獲得至今通過使用鑄模的常規(guī)鑄造方法難以獲得的具有復雜的形狀或凝固組織的鑄件。因此，根據(jù)本發(fā)明的鑄件能用于傳統(tǒng)上不使用鑄件的技術領域中的范圍廣泛的產品。
[0077]示例I
[0078]參照示例更詳細地描述本發(fā)明。
[0079]<自由鑄造裝置>
[0080](I)圖1是自由鑄造裝置I的概念圖。圖2是圖1所示的自由鑄造裝置的一部