本發(fā)明涉及用來(lái)輸送非鐵金屬合金的熔液的供液管、其組裝體、以及具備該組裝體的非鐵金屬鑄造系統(tǒng)。
背景技術(shù):
近年,不使用澆包而從熔解爐或保持爐向壓鑄機(jī)等鑄造裝置經(jīng)由密閉的供液配管直接供液的直接供液方式正在普及。在該直接供液方式中,有空氣不與熔液接觸、不易發(fā)生熔液的溫度下降、將不混入漂浮在爐內(nèi)的熔液表面上的氧化膜、垃圾等的清潔的熔液向鑄造裝置供給等優(yōu)點(diǎn)。在該直接供液方式中,要求沒(méi)有供液配管中的熔液的泄漏。因此,要求將構(gòu)成供液配管的供液管彼此牢固地連結(jié)。
在專利文獻(xiàn)1中記載有如下技術(shù),在使用鋁合金熔液的情況下,將供液管用由對(duì)于鋁熔液的耐熔損性較高的陶瓷材料形成的內(nèi)管、和由強(qiáng)度及韌性較高的鋼鐵材料形成的外管形成。借助鋼鐵材料制的外管,能夠?qū)㈨g性較低的陶瓷材料制的內(nèi)管從鑄造注射時(shí)的沖擊載荷進(jìn)行保護(hù)。此外,通過(guò)將鋼鐵材料制的外管彼此緊固,能夠加載較高的緊固載荷,所以能夠可靠地防止熔液從供液管彼此的連結(jié)部泄漏。
如果如專利文獻(xiàn)1記載的供液管那樣將外管用鋼鐵材料形成,將內(nèi)管用陶瓷材料形成,則如果供液管被熔液加熱,則因熱膨脹差而在外管與內(nèi)管之間產(chǎn)生間隙。如果熔液進(jìn)入到該間隙中,則鋼鐵材料制的外管被熔液侵蝕。為了防止該情況,在引用文獻(xiàn)1的供液管中,在供液管的兩端部在內(nèi)管與外管之間形成環(huán)狀的槽,在該槽中插入由無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的纖維質(zhì)薄片。即使隨著供液管的溫度上升而在內(nèi)管與外管之間形成了間隙,也借助隨著溫度上升而在半徑方向上膨脹的纖維質(zhì)薄片,防止可能將外管侵蝕的鋁熔液侵入到上述間隙中。在引用文獻(xiàn)1的供液管的外管的內(nèi)周面上形成有ni合金層,在該ni合金層中擔(dān)載有tic粒子。即使熔液越過(guò)上述纖維質(zhì)薄片而侵入到上述間隙中,也由于ni合金層上的tic粒子具有的疏熔液性,防止鋁熔液將外側(cè)管侵蝕。
專利文獻(xiàn)1所記載的供液管在下述的點(diǎn)上還有改善的余地。其一點(diǎn)在于,通過(guò)在外管的內(nèi)周面上形成ni合金層以及使ni合金層擔(dān)載tic粒子,供液管的制造成本增大。另一點(diǎn)在于,當(dāng)供液管的溫度上升時(shí),由于在供液管的較長(zhǎng)方向兩端部以外的區(qū)域中在內(nèi)管與外管之間有間隙,所以在供液管的長(zhǎng)軸線方向上內(nèi)側(cè)管有可能偏差。
專利文獻(xiàn)1:日本特許5015138號(hào)公報(bào)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于,在抑制供液管的制造成本的增大的同時(shí),從熔液保護(hù)由鐵類材料構(gòu)成的外管,并且防止外管與內(nèi)管之間的管長(zhǎng)軸線方向的位置偏差。
根據(jù)本發(fā)明的一技術(shù)方案,提供一種用來(lái)輸送非鐵金屬合金的熔液的供液管,具備:外管,由鐵類材料構(gòu)成;內(nèi)管,由具有熔液耐受性的材料構(gòu)成;中間件,設(shè)在前述外管與前述內(nèi)管之間,由纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體構(gòu)成。前述中間件在被在前述供液管的徑向上壓縮的狀態(tài)下,配置在前述外管與前述內(nèi)管之間。
根據(jù)本發(fā)明的另一技術(shù)方案,提供一種供液管組裝體,是將兩個(gè)上述供液管連結(jié)而成的供液管組裝體,兩個(gè)前述供液管彼此緊固連結(jié)件連結(jié),前述緊固連結(jié)件產(chǎn)生將相互面對(duì)的前述外管的端面彼此相互推壓的緊固連結(jié)力;在兩個(gè)前述供液管的相互面對(duì)的前述內(nèi)管的端面之間,以被前述緊固連結(jié)力壓縮的狀態(tài),夾設(shè)有由纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體構(gòu)成的填充件。
根據(jù)本發(fā)明的再另一技術(shù)方案,提供一種非鐵金屬鑄造系統(tǒng),具備儲(chǔ)存非鐵金屬合金的熔液的爐、鑄造裝置、和從前述爐向前述鑄造裝置輸送熔液的供液配管;前述供液配管包含前述將兩個(gè)供液管連結(jié)而成的供液管組裝體。
根據(jù)上述技術(shù)方案,通過(guò)將由纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體構(gòu)成的中間件,以在供液管的徑向上壓縮的狀態(tài)下,配置到外管與內(nèi)管之間,借助中間件的斥力在中間體與外管之間、以及中間體與內(nèi)管之間產(chǎn)生摩擦力。由此,能夠防止內(nèi)管相對(duì)于外管的位置偏差。此外,通過(guò)將中間件在壓縮的狀態(tài)下使用,熔液難以侵入到外管與內(nèi)管之間,所以不易發(fā)生因熔液侵入造成的外管的侵蝕。
附圖說(shuō)明
圖1是非鐵金屬鑄造系統(tǒng)的概略側(cè)視圖。
圖2是圖1的非鐵金屬鑄造系統(tǒng)的概略俯視圖。
圖3是表示供液管的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖4是說(shuō)明作為直管的供液管的制造方法的概略圖。
圖5是表示作為曲管的供液管的制造裝置的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
首先,參照?qǐng)D1及圖2對(duì)非鐵金屬鑄造系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1所示,非鐵金屬鑄造系統(tǒng)作為鑄造裝置而具有壓鑄機(jī)10。作為壓鑄機(jī)10,使用以往以來(lái)被作為低溫室方式用而廣泛普及的橫合模橫注射方式的裝置。
壓鑄機(jī)10具有保持固定模11的固定側(cè)模板12、和保持可動(dòng)模13的可動(dòng)側(cè)模板14。套筒16的內(nèi)部空間連通到形成在固定模11與可動(dòng)模13之間的腔室15。在套筒16內(nèi),設(shè)有用來(lái)將套筒16內(nèi)的熔液向腔室15內(nèi)注射的柱塞17。壓鑄機(jī)10除此以外還具有可動(dòng)模13的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、柱塞17的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等的對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言周知的構(gòu)成要素,但省略這樣的周知的構(gòu)成要素的圖示及說(shuō)明。
在套筒16的下部設(shè)有供液口16a。在供液口16a上,經(jīng)由供液配管18連接著熔解爐或保持爐等的爐19。在爐19的頂面上設(shè)有蓋,爐19的內(nèi)部被從周圍環(huán)境實(shí)質(zhì)地隔離。在供液配管18中,設(shè)有用來(lái)將儲(chǔ)存在爐19內(nèi)的非鐵金屬熔液(例如鋁合金、鋅合金、鎂合金等的熔液)輸送到套筒16的供液機(jī)20,例如電磁供液機(jī)。
供液口16a優(yōu)選的是朝向鉛直方向下方(即,供液口16a的中心處于套筒16的最下部),但并不限定于此,只要供液口16a的中心處于套筒的下半部就可以。
供液配管18的上游側(cè)端在比儲(chǔ)存在爐19內(nèi)的鋁熔液表面低的高度的位置連接在爐19上。因此,能夠由供液機(jī)20將處于爐19內(nèi)的鋁熔液,在不與大氣接觸的情況下經(jīng)由供液配管18輸送到套筒16。
在具備上述那樣的所謂“直接供液方式”的供液裝置的鑄造系統(tǒng)中,由于將高品質(zhì)的熔液向鑄造裝置供給,所以能夠鑄造高品質(zhì)的鑄件。
供液配管18通過(guò)將多個(gè)供液管30連結(jié)而構(gòu)成。在圖3中,表示了被連結(jié)的兩個(gè)供液管30的連結(jié)部附近的結(jié)構(gòu),以由單點(diǎn)劃線表示的中心線為邊界,下側(cè)表示供液管30彼此的緊固連結(jié)前的狀態(tài),上側(cè)表示緊固連結(jié)后的狀態(tài)。
供液管30具有具備外管31、中間件32及內(nèi)管33的三層構(gòu)造。
外管31由鐵類材料、優(yōu)選的是由鋼鐵材料形成。作為鋼鐵材料,例如優(yōu)選的是重視高溫下的耐氧化性而采用奧氏體類不銹鋼。外管31也可以由鑄鐵形成。
內(nèi)管33由有熔液耐受性(對(duì)于計(jì)劃由該供液管30輸送的熔液的耐熔損性)的材料、例如陶瓷材料形成。該陶瓷材料可以為包含氧化鋁、氮化硅、硅石及氧化鋯中的至少1種以上的材料。
另外,在用供液管30輸送鋁以外的非鐵金屬合金熔液的情況下,也可以考慮對(duì)該非鐵金屬材料的浸潤(rùn)性及反應(yīng)性,將內(nèi)管33的材料變更。例如,在熔液是鎂合金熔液的情況下,也可以使內(nèi)管33的材料為硅石類以外的陶瓷材料或不銹鋼。
夾裝在外管31與內(nèi)管33之間的中間件32可以由,配置在供液管30的長(zhǎng)軸線方向中央部的中央部分321、和配置在供液管30的兩端部的兩個(gè)端部分322構(gòu)成。
中間件32可以由將纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料壓縮成形為薄片狀、氈狀或毯狀即平板形狀而成的壓縮成形體形成。構(gòu)成中間件32的纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料優(yōu)選的是包含氧化鋁、氮化硅及硅石(二氧化硅)中的至少1種以上。這樣的纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體是能夠從陶瓷纖維工業(yè)會(huì)會(huì)員企業(yè)等商業(yè)性地獲得的周知的材質(zhì)。
構(gòu)成纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的纖維的直徑優(yōu)選的是1μm~500μm。在纖維徑不到1μm的情況下,纖維的強(qiáng)度較低,有難以保持形狀的趨向。在纖維徑比500μm大的情況下,纖維的韌性變低,有在受到鑄造時(shí)的沖擊時(shí)容易斷裂的趨向。
在供液管30的制造時(shí),將構(gòu)成中間件32的中央部分312的上述平板形狀的壓縮成形體卷繞到內(nèi)管33的外周面上。此時(shí),既可以在內(nèi)管33的外周面上卷繞1片壓縮成形體,也可以卷繞多片壓縮成形體。
通過(guò)將卷繞著中間件32的中央部分321的內(nèi)管33向外管31的內(nèi)部有過(guò)盈量地(即,在將構(gòu)成中間件32的由纖維無(wú)機(jī)質(zhì)材料形成的壓縮成形體從自由狀態(tài)壓縮而增加了密度的狀態(tài)下)嵌入,能夠使外管31、中央部分321及內(nèi)管33一體化。為了確保過(guò)盈量,使用自由狀態(tài)下的厚度比內(nèi)管33的外徑與外管31的內(nèi)徑的差的1/2大的中間件32。
構(gòu)成中間件32的中央部分321的纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體不具有粘接性。但是,由于如上述那樣中央部分321以壓縮的狀態(tài)被嵌入到外管31的內(nèi)部,所以借助對(duì)抗于壓縮的斥力,產(chǎn)生中央部分321與外管31及內(nèi)管33的接觸面壓,借助與其相應(yīng)的大小的摩擦力,防止內(nèi)管33相對(duì)于外管31的位置偏差。
構(gòu)成中間件32的中央部分321的壓縮成形體的密度在夾裝在外管31與內(nèi)管33之間的狀態(tài)下,優(yōu)選的是100~250kg/m2。在密度不到100kg/m2的情況下,斥力變小,所以有可能在中間件32的中央部分312與外管31及內(nèi)管33之間不能得到充分的摩擦力。在密度比250kg/m2大的情況下,雖然沒(méi)有性能上的問(wèn)題,但施工變困難而帶來(lái)成本增加,所以并不優(yōu)選。
作用在中間件32的中央部分321與外管31及內(nèi)管33之間的摩擦力優(yōu)選的是20n/cm2以上。在摩擦力不到20n/cm2的情況下,有可能因鑄造時(shí)的注射的沖擊等而產(chǎn)生內(nèi)管33的偏差。
通過(guò)將中間件32的中央部分321用上述那樣的兼具備耐熱性和韌性的纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料形成,不會(huì)因外管31與內(nèi)管33的熱膨脹差而使中間件32損傷。此外,對(duì)于中央部分321,不論常溫時(shí)還是高溫時(shí),都要求將外管31與內(nèi)管33的位置關(guān)系在不發(fā)生較大地錯(cuò)移的情況下來(lái)保持,而上述纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料在700~800°c(鋁熔液溫度)的高溫的使用溫度域中也不會(huì)塌陷(不會(huì)蠕變變形)而保持形狀。此外,上述纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料通過(guò)被加熱而熱膨脹。因而,即使因外管31與內(nèi)管33的熱膨脹差而外管31與內(nèi)管33之間的間隙變化,也隨之中間件32在其厚度方向上膨脹或縮小。因此,即使供液管30的溫度變化,也能夠?qū)⑸鲜瞿Σ亮S持在,能夠防止外管31與內(nèi)管33的長(zhǎng)軸線方向的位置偏差的程度。
如果如上述那樣將中間件32的中央部分321卷繞到內(nèi)管33上,則中央部分321關(guān)于周向成為不連續(xù)。即,如果將具有與內(nèi)管33的外周面的周長(zhǎng)相應(yīng)的寬度的矩形的中央部分321卷繞到內(nèi)管33上,則矩形的相反側(cè)的邊彼此被對(duì)接。由于在該對(duì)接部存在間隙,所以有可能熔液從供液管30的端部侵入到該間隙中。
端部分322防止熔液向上述間隙的侵入。端部分322可以通過(guò)將平板形狀的壓縮成形體沖裁或沖切為圓環(huán)(環(huán))狀來(lái)制作。由于這樣制造出的端部分322關(guān)于周向連續(xù),所以能夠防止熔液侵入到上述中央部分321的間隙中。
端部分322優(yōu)選的是如上述那樣沒(méi)有不連續(xù)部(斷開(kāi)處)的圓環(huán)形狀,但如果端部分322的上述斷開(kāi)處的圓周方向位置與中央部分的321的上述間隙充分遠(yuǎn)離(例如如果處于180度相反方向),則也可以在端部分322存在斷開(kāi)處。
為了裝配端部分322,將中央部分321的長(zhǎng)軸線方向尺寸(軸向全長(zhǎng))設(shè)定得比內(nèi)管33的軸向全長(zhǎng)短例如2~30mm。于是,在內(nèi)管33的兩端的外周面上,產(chǎn)生沒(méi)有被長(zhǎng)度1~15mm(參照?qǐng)D3的x1)的中央部分321覆蓋的部分。在該部分處,能夠裝配外徑與外管31的內(nèi)徑大致相等、內(nèi)徑與內(nèi)管33的外徑大致相等的圓環(huán)狀的端部分322。
端部分322的厚度(即長(zhǎng)軸線方向尺寸)優(yōu)選的是與內(nèi)管33的兩端的外周面的沒(méi)有被中央部分321覆蓋的部分的長(zhǎng)度(在上述例子中是1~15mm的范圍的值)相等或比其大,并且為1~15mm。另外,取決于端部分322的厚度,決定將相鄰的供液管30彼此連結(jié)時(shí)的端部分322的軸線方向的壓縮程度,但端部分322的軸線方向壓縮程度也可以與中央部分321的徑向壓縮程度或后述的填充件34的軸線方向壓縮程度相同程度地較大壓縮,但也可以是被較輕地壓縮的程度。在端部分322的厚度比1mm小的情況下,填充件的強(qiáng)度較低,施工性也較差,不充分地發(fā)揮功能。如果考慮使用薄片狀、氈狀或毯狀的能夠商業(yè)性地獲得的纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體,則端部分322的厚度優(yōu)選的是15mm以下。
另外,即使端部分322的厚度比15mm大,也沒(méi)有熔液密封性能上的問(wèn)題,但端部分322的厚度越大,中央部分321的長(zhǎng)度越短,中央部分321與外管31及內(nèi)管33的接觸面積變小而摩擦力變小。因此,優(yōu)選的是決定端部分322的厚度,以確保中央部分321的長(zhǎng)度,前述中央部分321的長(zhǎng)度確保不發(fā)生內(nèi)管33相對(duì)于外管31的偏差的程度的摩擦力。中央部分321優(yōu)選的是具有供液管30的軸向全長(zhǎng)(長(zhǎng)軸線方向長(zhǎng)度)的80%以上的長(zhǎng)度。
也可以在構(gòu)成上述中間件32的中央部分321的纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體上涂覆或含浸耐熱性粘接劑或灰漿質(zhì)材料來(lái)使用。例如,將中央部分321粘接到內(nèi)管33上,有利于之后將內(nèi)管33向外管31嵌入時(shí)的作業(yè)性的提高。但是,如果壓縮成形體因這樣的材料硬化而變形能力下降,則當(dāng)供液管被加熱而外管31與內(nèi)管33的間隙擴(kuò)大時(shí),中央部分321不能充分地追隨,中央部分321與外管31及內(nèi)管33之間的摩擦力有可能成為零或大幅下降。因此,粘接材料或灰漿類的硬質(zhì)材料為了外管31的內(nèi)周面或內(nèi)管33的外周面與中央部分321的粘接,優(yōu)選的是止于涂覆在粘接面上的程度。
內(nèi)管33的軸向全長(zhǎng)比外管31的軸向全長(zhǎng)短0.2~10mm(參照?qǐng)D3的x2)。在將填充件34夾入到相鄰的供液管的相互對(duì)置的內(nèi)管33的端面彼此之間(及相互對(duì)置的中間件32的端部分322的端面彼此之間)的狀態(tài)下,將相鄰的供液管30的外管31彼此用緊固連結(jié)件35緊固連結(jié)。填充件34可以用與上述中間件32相同的材料形成。構(gòu)成填充件34的壓縮成形體的層疊方向優(yōu)選的是填充件34的厚度方向即供液管30的長(zhǎng)軸線方向。
另外,在外管31的軸向全長(zhǎng)與內(nèi)管33的軸向全長(zhǎng)的差不到0.2mm(即在單側(cè)在外管31的端面與內(nèi)管33的端面之間產(chǎn)生的臺(tái)階不到0.1mm)的情況下,外管31和內(nèi)管33同時(shí)受到鑄造裝置的注射時(shí)的沖擊,由較脆的陶瓷材料構(gòu)成的內(nèi)管33有可能損傷。另一方面,如果外管31的軸向全長(zhǎng)與內(nèi)管33的軸向全長(zhǎng)的差比10mm大,則用來(lái)將上述臺(tái)階填埋的填充件34變厚,有可能通過(guò)與非鐵金屬熔液接觸的面積增加而劣化,磨損變得嚴(yán)重。
優(yōu)選的是在構(gòu)成中間件32或填充件34的纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料中混合氮化硼粉末等的陶瓷質(zhì)粉末。通過(guò)這樣,實(shí)現(xiàn)中間件32對(duì)于非鐵金屬熔液的浸潤(rùn)性的下降以及耐熔損性的提高。即使將陶瓷質(zhì)粉末混合到纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料中,得到的壓縮成形體的彈力性的下降也較少,所以不會(huì)在性能上產(chǎn)生問(wèn)題。
中間件32或填充件34也可以通過(guò)將薄片狀的纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體層疊多層而形成。另外,在此情況下,也可以在薄片狀的纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體的層間配置氮化硼粉末等陶瓷質(zhì)粉末。
在圖示例中,緊固連結(jié)工具35由多組螺栓35a/螺母35b構(gòu)成。在設(shè)在外管31的端部的凸緣31a上,在圓周方向上以等間隔設(shè)有多個(gè)孔,在各孔中穿通螺栓35a,將與各螺栓35a螺紋接合的螺母35b緊固,由此,相互面對(duì)的凸緣31a彼此密接而被牢固地結(jié)合。此時(shí),在相互面對(duì)的內(nèi)管33的端面之間夾設(shè)具有彈性的填充件34,由于內(nèi)管33的端面彼此不直接接觸,所以內(nèi)管33不會(huì)破損。由于外管31由鐵類材料、優(yōu)選的是由鋼鐵材料形成,所以即使被作用緊固連結(jié)件35產(chǎn)生的緊固連結(jié)力(在此情況下是螺栓35a的軸力)也不會(huì)損傷。
緊固連結(jié)工具(螺栓35a)優(yōu)選的是由熱膨脹率與外管31相同或較小的材料形成。如果構(gòu)成緊固連結(jié)件的材料的熱膨脹率比形成外管31的材料的熱膨脹率大,則在加熱到使用溫度時(shí)緊固連結(jié)力下降而發(fā)生松動(dòng),熔液有可能從相互面對(duì)的凸緣31a彼此的間隙泄漏。
緊固連結(jié)件并不限定于螺栓35a/螺母35b,只要作用于相鄰的供液管30的外管31上,能夠施加緊固連結(jié)力,使得該外管31的相互對(duì)置的接觸面(不經(jīng)由填料而直接接觸的面)彼此相互推壓即可,形式是任意的。例如,也可以是產(chǎn)生相互相對(duì)的凸緣31a彼此相互推壓那樣的力的夾鉗或彈簧那樣的工具。
關(guān)于填充件34的厚度即長(zhǎng)軸線方向尺寸,使得被供液管彼此的緊固連結(jié)力(例如由螺栓緊固連結(jié)帶來(lái)的軸力)壓縮時(shí)的填充件34的厚度等于內(nèi)管33與外管31的軸向全長(zhǎng)的差(它等于相鄰的供液管30的內(nèi)管33的端面間距離x3)。填充件34通過(guò)壓扁(壓縮)而密度上升,更可靠地防止非鐵金屬熔液的滲入。優(yōu)選的是決定填充件34的厚度及上述端面間距離x3,以使填充件34的壓扁后的密度成為100~250kg/m2。如果填充件34的壓縮不充分,則成為非金屬熔液容易進(jìn)入到無(wú)機(jī)材料纖維的間隙中的狀況。如果非鐵金屬熔液滲入到填充件34內(nèi),則填充件34的彈性下降,成為熔液漏出的原因。
根據(jù)上述實(shí)施方式,借助由中間件32的中央部分321的斥力引起的摩擦力,能夠防止外管31和內(nèi)管33相對(duì)地移動(dòng),前述中間件32由以壓縮狀態(tài)插入到外管31與內(nèi)管33之間的由纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體構(gòu)成。此外,由于上述纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體耐熱性也較高,所以能夠持續(xù)較長(zhǎng)期間維持上述相對(duì)移動(dòng)防止功能。此外,通過(guò)將纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體以壓縮狀態(tài)使用,即使熔液從供液管30的長(zhǎng)軸線方向的兩端部朝向中央部分321侵入,也難以侵入到高密度的壓縮成形體中。
此外,借助由纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體構(gòu)成的中間件32的端部分322,能夠更可靠地防止熔液侵入到,在制造上難以避免的中央部分321的周向端部間的間隙中。
此外,當(dāng)將供液管30彼此連結(jié)時(shí),由于在相互對(duì)置的內(nèi)管33的端面彼此之間,也以壓縮狀態(tài)插入了由纖維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體構(gòu)成的填充件34,所以能夠防止熔液從內(nèi)管33的端面彼此的間隙朝向中間件32側(cè)侵入。
與在外管31或內(nèi)管33上設(shè)置特殊的保護(hù)層的情況相比,能夠?qū)⒗w維質(zhì)無(wú)機(jī)材料的壓縮成形體以低成本施工。即,即根據(jù)上述實(shí)施方式,能夠在抑制供液管30的制造成本的增大的同時(shí),將由鐵類材料構(gòu)成的外管充分地保護(hù),并且能夠防止外管31與內(nèi)管33之間的相對(duì)的移動(dòng)。
在圖1及圖2所記載的鑄造系統(tǒng)中,由于在供液管30內(nèi)總是存在熔液,所以優(yōu)選的是設(shè)置將供液管30內(nèi)的熔液保溫的加熱器(未圖示)。在此情況下,如果在供液管30內(nèi)部設(shè)置加熱器,則供液管30的制造成本及維護(hù)成本增大,此外,因構(gòu)造的復(fù)雜化,供液管30的通用性下降。因而,在設(shè)置加熱器的情況下,優(yōu)選的是例如覆套式電阻加熱器、外套加熱器等的能夠相對(duì)于供液管30容易地拆裝的加熱器。
另外,對(duì)于供液管30和套筒16及爐19的連接,可以通過(guò)在套筒16及爐19上設(shè)置連結(jié)接頭(未圖示)來(lái)進(jìn)行,前述連結(jié)接頭具有與供液管30的端部同樣的輪廓,由具有熔液耐受性的材料構(gòu)成。該未圖示的連結(jié)接頭與端部的供液管30之間只要用填充件34密封就可以。
接著,對(duì)將卷繞著中間件32的中央部分321的內(nèi)管33向外管31嵌入的方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先,在通過(guò)將構(gòu)成中間件32的中央部分321的由纖維無(wú)機(jī)質(zhì)材料形成的壓縮成形體壓縮而減小了厚度的狀態(tài)下,如圖4(a)至圖4(b)所示那樣向內(nèi)管33上卷繞。此時(shí),也可以在內(nèi)管33或中央部分321的表面上涂覆粘接劑,將內(nèi)管33與中央部分321粘接。接著,如圖4(c)所示,將通用的遮蔽膠帶40例如以螺旋狀卷繞到中央部分321之上。通過(guò)一邊對(duì)遮蔽膠帶40施加較強(qiáng)的張力一邊卷繞,成為維持中央部分321的壓縮狀態(tài)的輔助。
接著,將金屬板41碰抵在內(nèi)管33、中央部分321及遮蔽膠帶40的組裝體(以下,稱作“組裝體33+321+40”)的一方的端部,此外,借助由螺栓/螺母進(jìn)行的螺紋緊固連結(jié),將金屬板42固定到凸緣31a上,前述由螺栓/螺母進(jìn)行的螺紋緊固連結(jié)利用螺栓35a用的孔,前述螺栓35a用的孔被設(shè)置于外管31的一端的凸緣31a上。在形成在金屬板41的中央部的貫通孔中插入長(zhǎng)尺寸螺栓43,使形成在該長(zhǎng)尺寸螺栓43上的陽(yáng)螺紋螺紋接合到形成在金屬板42的中央部上的陰螺紋中。通過(guò)在該狀態(tài)下將長(zhǎng)尺寸螺栓43擰入,能夠?qū)⒔M裝體33+321+40嵌入到外管31內(nèi)。使用容易打滑的遮蔽膠帶40、或?qū)⑼夤?1加溫,在進(jìn)行容易的嵌入的方面是有效的。另外,遮蔽膠帶40(在將內(nèi)管33與中央部分321粘接的情況下粘接劑也)在供液管30使用時(shí)的熱作用下灰化而消失。
上述的嵌入方法能夠用便宜的夾具(金屬板41、42、長(zhǎng)尺寸螺栓43等)簡(jiǎn)單地執(zhí)行。但是,嵌入方法并不限定于上述說(shuō)明,也可以使用其他方法,例如使用加壓壓入機(jī)。
在供液管30是彎曲管的情況下,將中間件32的中央部分321如形成所謂斜面彎管時(shí)那樣,在管軸向上分割為多個(gè)塊(大致裁頭扇形的)。將中央部分321的各塊以壓縮的狀態(tài)用粘接劑粘貼到內(nèi)管33上,在施加了張力的狀態(tài)下將通用的遮蔽膠帶40例如以螺旋狀卷繞到中央部分321之上,以維持中央部分321的壓縮狀態(tài)。由此,形成內(nèi)管33、中央部分321及遮蔽膠帶40的組裝體33+321+40。將該組裝體33+321+40向外管31中嵌入。
嵌入例如可以使用在圖5中概略地表示的嵌入裝置60進(jìn)行。嵌入裝置60具有中心角為大約270度的圓弧狀的臂61,在臂61的兩端設(shè)有圓板形的內(nèi)管固定板62。臂61被軸承63在水平方向及上下方向上不動(dòng)、且可繞鉛直軸線(圖5的紙面垂直方向)旋轉(zhuǎn)地支承。在臂61的外周面的一部分上形成有齒64。在齒64上嚙合著被未圖示的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的齒輪65。
嵌入裝置60具有用來(lái)保持外管31的多個(gè)保持部件66。外管31能夠借助由螺栓/螺母產(chǎn)生的螺紋緊固連結(jié)69,固定到保持部件66上,前述由螺栓/螺母產(chǎn)生的螺紋緊固連結(jié)69利用螺栓35a用的孔,前述螺栓35a用的孔被設(shè)置于外管31的兩端的凸緣31a上。
向上述組裝體33+321+40的內(nèi)管33內(nèi),插入具有比內(nèi)管33的內(nèi)徑稍小的外徑的芯骨67。在此狀態(tài)下,將螺栓68穿通到設(shè)在內(nèi)管固定板62上的貫通孔中,使該螺栓68螺紋接合到形成在芯骨67的兩端面上的陰螺紋中。由此,將內(nèi)管33固定到內(nèi)管固定板62上。在此狀態(tài)下,通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒輪65,將組裝體33+321+40向外管31中嵌入。然后,將螺栓68拆下,將外管31從保持部件66拆下。通過(guò)以上操作,將外管31、中間件32的中央部分321及內(nèi)管33結(jié)合的組裝體完成。
[實(shí)施例]
以下,對(duì)關(guān)于本發(fā)明的一實(shí)施例的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。鑄造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是圖1及圖2所示那樣的,供液管30的構(gòu)造是圖3所示那樣的。外管31由奧氏體類不銹鋼形成。作為中間件32及填充件34而使用將莫來(lái)石纖維的薄片在層間配置蛭石(vermiculite)并層疊多層的結(jié)構(gòu)(薄片層疊體)。內(nèi)管31由塞龍?zhí)沾桑╯ialonceramic)形成。
使內(nèi)管33的外徑比外管31的內(nèi)徑小3mm(半徑小1.5mm)。使內(nèi)管33的軸向全長(zhǎng)比外管31的軸向全長(zhǎng)小4mm(單側(cè)小2mm)。如圖4(a)、圖4(b)所示,將由切斷為比內(nèi)管33的軸向全長(zhǎng)短10mm的、矩形的厚度為3.2mm的上述薄片層疊體構(gòu)成的中間件32的中央部分321,以中央部分321的兩端位于從內(nèi)管33的兩端面分別離開(kāi)5mm的位置的方式,卷繞到內(nèi)管33之上。構(gòu)成中央部分321的薄片層疊體的薄片的層疊方向是中央部分321的厚度方向(即供液管30的徑向)。接著,如圖4(c)所示,在卷繞后的中間件32的中央部分321的外周整面上粘貼通用遮蔽膠帶40,使用圖4(d)所示的夾具,嵌入到外管31中,以使內(nèi)管33的端面來(lái)到比外管31的端面在長(zhǎng)軸線方向上更進(jìn)入2mm的位置。
此外,將由切斷為環(huán)狀的厚度為5mm的上述薄片層疊體構(gòu)成的中間件32的端部分322,嵌入到不存在中央部分321的內(nèi)管33與外管31之間的間隙中。構(gòu)成端部分322的薄片層疊體的薄片的層疊方向是端部分322的厚度方向(即供液管的長(zhǎng)軸線方向)。另外,省略詳細(xì)說(shuō)明,但使用圖5的方法制造出作為90度曲管的供液管30。
將鋁合金熔液的保持爐19和鑄造裝置(壓鑄機(jī))的套筒16使用4根供液管30連接,前述4根供液管30具有上述結(jié)構(gòu)。借助穿通到外管31的凸緣31a中的多根螺栓35a和與各螺栓35a螺紋接合的螺母35b,將外管31彼此牢固地連結(jié),由此將相鄰的供液管30彼此連結(jié)。如圖3所示,在相鄰的供液管30之間(內(nèi)管33的對(duì)置面之間),插入由切斷為環(huán)狀的厚度為6mm的上述薄片層疊體構(gòu)成的填充件34。因而,填充件34的過(guò)盈量是2mm。將填充件34設(shè)置成,薄片層疊體的薄片的層疊方向?yàn)椋畛浼?4的厚度方向(即供液管的長(zhǎng)軸線方向)。
在外管31的外周上,卷繞未圖示的加熱器線,將其周圍用未圖示的隔熱材料覆蓋。在鑄造中,通過(guò)用該加熱器線將供液管30加熱,防止鋁合金熔液的溫度下降。
使用通常的al-si-cu類鋁合金(相當(dāng)于adc12的材料)進(jìn)行300次注射的鑄造。在300次注射的鑄造的期間中,盡管受到鑄造裝置的振動(dòng)和鋁熔液的熱,但沒(méi)有看到鋁熔液從供液管30彼此的連結(jié)部的漏出。