CN102481630A

CN102481630A - 用于形成水龙头和器具的方法

Info

Publication number: CN102481630A
Application number: CN2010800376946A
Authority: CN
Inventors: D·孙; M·W·维里麦克
Original assignee: Ha Weisu
Current assignee: Ha Weisu
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2012-05-30
Also published as: US20120186768A1; JP2012531313A; WO2010151838A2; EP2445668A2; WO2010151838A3

Abstract

本发明提供用于利用单个一体式构造形成不锈钢、单件式多室水龙头和器具的方法。多种不锈钢产品可利用具有内部空心区域和多个分割室的主体形成。该主体可使用耐高温陶瓷芯结合脱蜡熔模铸造工艺构造。由单件式构造形成的不锈钢产品可不需要另外耗时的制造步骤，例如零件焊接、螺纹组装或者精确压装。另外，可提供符合环境规则和铅/毒限制的基本无铅、无铜绿且无毒的水龙头和器具。

Description

用于形成水龙头和器具的方法

交叉引用

本申请要求2009年6月26日提交的美国临时申请No.61/269609的优先权，该临时申请整体通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及熔模铸造(“IC”)。更具体地，本发明涉及由用于脱蜡熔模铸造的陶瓷芯型形成的工艺和结构，由此能够生产形成有单个或多个内部室的单体式金属结构。

背景技术

围绕污染和当今经济发展的环境关注正在迫使对传统上由含铅(Pb)的软金属合金构成的水龙头的设计和制造做出改变。几百年来，这种传统制造工艺已经从砂型铸造改良为壳模成型、甚至永久模铸造。这种工艺通常利用要求铸造温度通常在1050℃以下的低温金属合金。通过在该工艺中使用树脂砂芯，可以形成空心多室低温合金水龙头本体。

如今的大多数水龙头本体由低温合金制成，这些低温合金含有诸如铅(Pb)的重元素以及都是天然生成且作为铅元素的一部分的镉(Cd)、砷(As)。因此，该合金的成分对人有害。当使用水龙头时，内部水通道区域将接触水流。在单元的正常寿命期间，通过反复的开/关循环使通道周期性地暴露于空气并且随后水加速该腐蚀过程，使得重元素在其整个寿命上从单元流失。因此，水流将含有微量重元素，带出将随后与水混合的微量铅，长期使用这种水来洗水果和蔬菜(或者烹煮食物)将使微量铅直接或间接消耗和吸收到人体。这些重金属元素将积累超过人体和器官的容许量或负荷，最终导致或造成各种已知的有毒金属铅中毒，从而影响神经系统、心理承受力、骨骼、肌肉和心血管系统。这些状况对于年轻的孩子、孕妇和老人尤其有害。如果人长期或长时间饮用这种水，将会损害他们的身体并对其脑、神经系统、肾和红血细胞造成损害。特别是，如果孕妇和小孩饮用这种水，则后果是不可想象地惨痛。

由于低温金属合金中的铅含量已经被证明对人造成严重伤害，美国加利福尼亚州的环境保护局(EPA)和欧盟的有害物质限制指令(RoHS)已经开始实施最近宣布的一系列新法律。在新规则下，厨房和饮用水系统中使用的水龙头、管道、旋塞的铅含量分别不能超过0.20％和0.25％。这些规定的目的在于保护与诸如管道、容器、管道系统和水龙头的所有水传输装置直接或间接接触的人类饮用水不能含有过量水平的重金属铅元素。目前，使用低温金属合金作为原材料来制造的水龙头，例如黄铜水龙头本体材料多数用在砂型铸造和/或壳成型中。在2010年1月1日之前，这种黄铜合金中的铅含量的极限应当低于4％。然而，自2010年1月1日起，加利福尼亚的AB1953规定，针对卫生器具的黄铜合金，这种铅限制必须小于0.25％。

不锈钢和其他高温合金很明显是低温的替代品，但要求不同的制造工艺。熔模铸造是用于形成具有复杂几何形状的高温金属部件、例如气体涡轮机部件的常用技术。然而，由于水龙头主体的内部通道、构造的复杂性和小尺寸，使用当前的制造工艺和熔模铸造技术来形成水龙头主体具有很多缺点。这些缺陷包括但不限于以下所列：缺少能够脱模的支撑以在蜡型中生产空心室；在浸渍以构建对于随后的壳烧结过程和灌注熔融不锈钢来说具有充分必要的壳强度的层时很难进行均匀的浆料浸渍和涂覆；以及内部壳从铸模体的去除或移出。因此，在熔模铸造工艺的多个阶段的很多限制不能以与低温合金匹配的工业规模与经济性生产构造有内部复杂的一个或多个空心室的精密铸模体。例如，美国专利公开文献No.2004/0221385描述了通过使用可溶蜡芯的单室实用水龙头。此说明书总体代表了当今可用来制造不锈钢实用水龙头的熔模铸造的现有水平，其成型工艺具有严格限制，这些限制不仅限制单元的功能性和美学性，还需要昂贵且复杂的辅助工艺，例如焊接、多件组装和可能引入氧化、腐蚀、失效点和/或不需要的制造支出的其他步骤。

需要符合健康规章标准的水龙头及其经济的制造方法。进一步存在对于超出前述教导和当今可用的生产方法的范围或能力的不锈钢水龙头的需要，其可形成有单体式构造和具有内部多个室的空心。

发明内容

本发明提供陶瓷注射成型(“CIM”)制造工艺和由此产生的可利用单个一体或者一件式构造形成的最终产品。

可以制造包括多室不锈钢水龙头和水用器具的各种产品。本发明的优选实施方式提供利用具有带多个分隔室的内部空心中心单元的主体形成的不锈钢水龙头。分隔室可单独提供或者用作冷水入口、热水入口和控制或操作温水流动方向的混合温水出口。在优选实施方式中，主体可通过在脱蜡(或消失模)熔模铸造工艺过程中使用一个或多个耐高温陶瓷芯构造有空心、底切的多个室。一旦陶瓷芯被清除、去除或者移出铸件，就由此提供和完成具有主体的单个一件式不锈钢水龙头而不需要另外的操作。不需要另外耗时的制造步骤，例如零件焊接、螺纹组装或者精确压装来形成最终不锈钢水龙头。

本发明提供用于制造带有一个或多个空心中心、底切的内室的一体构造不锈钢水龙头主体的方法，所述内室可具有可单独地用作冷水入口、热水入口和温水出口的槽、孔或通路。所述通路还可允许温水流的方向控制。

所述制造工艺可包括使用陶瓷芯、精确定位陶瓷芯以及一个或多个蜡注射工艺以形成具有内部结构的完整的一体式构造蜡型，例如多空心中心室或者具有空心内部的室。对蜡型可进行型树组装工艺，该工艺包括一个或多个以下过程：浆料浸渍，涂覆以构建外壳、脱蜡、烧结壳、注入熔融不锈钢以在去除内部陶瓷芯后完成空心中心和一体式构造不锈钢水龙头本体。

在一种实施方式中，蜡型可以由两个半部形成。由两个半部来形成完整蜡型可通过用来在单步蜡注射过程中形成两个半蜡型的两个蜡注射腔的特殊设计来实现。替代地，可以使用两个单独的蜡注射机器或工艺。第一半开放蜡型可形成并随后被脱模。脱模的蜡型可结合到之前形成的第二半开放蜡型。替代地，脱模的蜡型可被放置到第二蜡注射机器，第二半可被形成和结合到第一半。两个蜡型可通过各种方式结合，例如它们可通过热、超声、化学或机械结合来结合。所述型可在蜡型件围绕CIM芯定位时结合，以形成芯预设到第一半开放蜡型的腔内或上的最终蜡型。也可使用泡沫来代替蜡，因此，可形成泡沫型和半泡沫型，然后如针对蜡型描述的那样结合。

本发明提供耐高温陶瓷芯及可生产带多个内部空心多室结构的一体式构造不锈钢水龙头主体的熔模铸造工艺的组合。

本发明的另一方面提供基本无铅、无铜绿、无毒的不锈钢水龙头和水用器具。这种产品可被制造来符合EPA规则和施加的铅/毒限制，同时还通过消除另外的焊接或加工支出而节省了成本。本发明的其他方面还将CIM工艺和芯的使用与熔模铸造技术结合以生产各种产品，包括例如由像不锈钢的更无害金属制成的水龙头的单体式构造不锈钢水用器具。

在一种实施方式中，在蜡注射工艺过程中，空心、底切内部室不能脱模，甚至通过金属插入件组件单元，因为没有可用的支持桥，也不能通过将一组单独件的蜡型加热到一起而焊接，因为不能达成对蜡件的内部匹配区域的加热结合，这将在这些交接区域之间形成间隙。在水龙头本体蜡型的特定情况中，即使空心室在没有预设陶瓷芯的情况下构造，氧化锆浆料实际上也不可能足够深地浸渍和传播到蜡型内表面中或上，锆砂和孔雀石粒子也是如此，即使通过漂浮以到达空心室从而构建内部的5个或更多层陶瓷壳并在壳烧结后形成足够壳强度以及在灌注过程中保持熔融不锈钢“液体”的空气能量。此外，通过浆料浸渍和涂覆工艺在湿条件下这样形成的内部陶瓷壳由于蜡本体内的内部深层而很难在壳水分固化工艺中干燥。因此，陶瓷芯的预先设置与精确定位到上半个开放蜡型中或上是制造最终蜡型的唯一过程。

通过援引加入

说明书中提到的所有公开文件、专利和专利申请都以各个单独的公开文件、专利或专利申请单独明确地表明通过援引加入相同的程度通过援引结合在此。

附图说明

专利或申请文件包含至少一个彩色附图。具有彩色附图的专利或专利申请公开文献的副本可在提出请求和支付必要费用后由官方提供。

通过参照阐述利用本发明原理的说明性实施方式的以下详细说明将更好地理解本发明的特征和优点，在附图中：

图1是表示根据本发明实施方式的用于形成一零件、例如器具的步骤的框图；

图2示意性地说明了根据本发明实施方式的模具中的陶瓷注射成型(CIM)芯；

图3A和3B示意性地说明了根据本发明实施方式的由两个或更多个零件形成的CIM芯，该实施方式的CIM芯具有空心腔；

图4示意性地说明了根据本发明实施方式的位于填充有氧化铝的熔炉中的CIM芯；

图5示意性地说明了根据本发明实施方式的位于工装机械中的CIM芯，所述工装机械能够在围绕CIM芯形成蜡型时将CIM芯保持就位；

图6示意性地说明了根据本发明实施方式的包括CIM芯、蜡型和壳的蜡(或者泡沫)模；

图7示意性地说明了通过根据本发明实施方式的熔模铸造方法形成并具有根据本发明实施方式设置在碱溶液中的CIM芯的零件；以及

图8表示根据本发明实施方式的去除了CIM芯的图7的零件，左边的图是右边的图的示意说明。

具体实施方式

通常，软金属形状使用砂型或者压模铸造(碳素钢模具)形成。使用砂型铸造来铸造不锈钢很难，因为砂型在升高的温度(大于1475℃)变得不稳定。此外，使用钢-钢(压模)铸造来铸造不锈钢在工装部件没有严重变形的情况下很困难。本发明实施方式的熔模铸造方法能够有利地形成不锈钢器具而没有现有技术的铸造方法的问题。

本发明的方面和实施方式的方法可用来形成器具，例如具有多内室的单件水龙头。通过本发明实施方式的方法形成的器具基本是无毒、无铜绿的，符合环境规则和对有毒化合物的规章限制。本发明优选实施方式的方法能够形成基本无铅的水龙头和器具。

在本发明的实施方式中，熔模铸造(“IC”)方法用于形成单件多腔(或多室)水龙头。这种水龙头由任何材料制成，例如一种或多种金属，包括元素金属和金属合金(例如不锈钢)。各种实施方式的多室水龙头包括用于向使用者传输水的一个或多个室。

根据多种实施方式的方法，围绕芯构建一个或多个蜡型，并且围绕蜡型构建壳(例如，陶瓷壳)。接下来，通过向蜡施加热来去除蜡。然后，将壳(这里也为“外壳”)加热到预定铸造温度。接着，将熔融金属输送到芯和壳之间的空间(这里也为“空隙”)。为了解决加热和冷却时的材料变形，使用预定的加热和冷却速度。

尽管现有技术的熔模铸造方法能够形成外部结构，但利用现有技术的熔模铸造方法很难形成内部结构(例如，腔、通道路径)。本发明实施方式的方法能够有利地使用陶瓷注射成型(CIM)芯形成内部结构，该陶瓷注射成型芯可在提取过程中使用不会损害金属铸造的化学物去除。

在本发明的优选实施方式中，为了在CIM芯中提供辅助CIM芯提取工艺的腔，CIM芯由多个件形成。在一种实施方式中，CIM芯是空心的(即，CIM芯由外壳限定，没有任何材料朝着芯的中心)。在其他实施方式中，芯可以是实心的。在另一些其他实施方式中，一个或多个空心芯和一个或多个实心芯可以组合使用。在一些实施方式中，一旦完成了芯的形成，芯可以放置到蜡(或消失泡沫)模中。在一种实施方式中，围绕每个芯形成蜡层以形成蜡模。接着，利用形成单元的外表面的陶瓷壳涂覆蜡(或消失泡沫)模。在一种实施方式中，陶瓷壳由硅酸锆(或锆石)形成。

在多种实施方式中，壳由第一材料形成，CIM芯由第二材料形成。在一个实施方式中，第一材料具有比第二材料高的熔点。在一种实施方式中，第一材料由锆石、硅石或者锆石和硅石的组合形成。在另一种实施方式中，第二材料是半有机材料。在一种实施方式中，第二材料由锆石、硅石或者锆石和硅石的组合形成。

本发明的实施方式的CIM芯可用于制造各种器具、例如水龙头和其他零件，这些零件可替代各种水系统的软金属部件，从而形成使用现有技术的制造方法不可能制造的新型产品。

用于形成器具的方法

在本发明的一方面，提供了用于形成器具或零件的方法。该方法能够形成单件多腔器具(例如，水龙头)。

现在将参照附图，其中同样的标记表示相同的零件。将会认识到附图不必按比例绘制。

图1是表示根据本发明实施方式的用于形成器具的方法的工艺(框)图。尽管在该工艺图中说明了特定的步骤，将会认识到可包括其他步骤。

在第一步骤110中，形成一个或多个陶瓷注射成型(CIM)芯。所述一个或多个CIM芯与正在形成的器具的内部结构相符。在一种实施方式中，所述一个或多个CIM芯是空心芯，即CIM芯包括与正在形成的器具(例如水龙头)的内部结构相符的外壳，但具有空心腔。这有利地节省了材料成本并使得CIM芯能够朝着制造工艺的端部容易地去除。

在本发明的优选实施方式中，为了在CIM芯中设置帮助在CIM芯提取工艺中辅助去除CIM芯的腔，CIM芯由多个零件形成。本发明实施方式的CIM芯由在一个或多个高压注射成型机械中受压的半有机材料形成。部分形成的CIM芯随后被组装，并且如果希望加热阶段，则在一个或多个固化炉中固化。为了防止材料在加热过程中变形和退化(塌缩或裂开)，CIM件被保持在熔炉中，利用吸收液体并帮助将形状保持在公差内的氧化铝(例如Al₂O₃)填充熔炉和CIM芯之间的空隙或气隙。固化炉帮助凝固所述芯，使得芯在尺寸上稳定，并开始氧化过程，氧化过程进一步辅助提取过程。在CIM芯固化后，根据需求和CIM配方，可利用防止不想要的水、蜡和/或化学物在随后步骤过程中侵入的各种不渗透涂层涂覆CIM件。在一些优选实施方式中，CIM芯可涂覆本领域技术人员已知的不透水或者基本不透水的密封剂材料。选择的材料可根据芯的特定配方变化，以在一些例子中提供防水或耐水涂层。密封剂可以是树脂和/或环氧材料。在一些实施方式中，材料可以希望方式对KOH起反应。

接下来，在步骤115中，将步骤110中形成的一个或多个CIM芯悬挂在工装设备、例如注射模具中。在一种实施方式中，注射模据具有与正形成的器具的对称部分相符的上部和下部(这里也为“上模具”和“下模具”)。工装设备能够使得蜡壳围绕一个或多个CIM芯形成。

接下来，在步骤120中，围绕所述一个或多个CIM芯形成蜡型，从而提供蜡模。蜡型可通过将熔融的蜡注射到工装设备中并允许熔融的蜡填充工装设备的一个或多个壁和一个或多个CIM芯之间的空隙来形成。在本发明的其他实施方式中，可使用多种蜡型材料。例如，可围绕一个或多个CIM芯形成泡沫型，从而提供泡沫模。泡沫型材料、蜡型材料以及其他型材料可如这里结合蜡型材料描述的类似地操纵。

在一种实施方式中，可通过在工装设备中组装一个或多个CIM芯以及使用定时收回销系统执行单通蜡注射过程来实现围绕一个或多个CIM芯形成蜡型。在另一实施方式中，使用单通蜡注射过程和陶瓷支撑销系统来形成蜡型。在另一实施方式中，顺序蜡注射过程用来定位器具的各个零件。这可用于具有复杂结构的器具。在另一实施方式中，使用焊接蜡芯定位方法。在这种情况下，CIM芯被放置在使用超频焊接或热焊焊接起来的预成型蜡型中。该过程与消失模过程类似，其中CIM芯放置在泡沫模件中，泡沫件使用胶或者将件机械保持在一起的其他方式熔合起来。

接下来，在步骤125中，通过将蜡(或泡沫)模浸入陶瓷浆围绕蜡(或泡沫)模形成陶瓷壳，从而形成熔模。陶瓷壳(这里也为“壳”)可由诸如硅石、锆石、各种铝硅酸盐和氧化铝的耐火材料形成。硅石通常以熔融硅石的形式使用，但有时可使用石英。可是用的其他耐火材料包括孔雀石(molochite)和粘土。在一种实施方式中，陶瓷壳由锆石形成。在另一种实施方式中，陶瓷壳由氧化硅(例如硅石或SiO₂)形成。在又一实施方式中，陶瓷壳由SiO_x和锆石形成。

接下来，在步骤130中，在围绕蜡形成陶瓷壳后，将蜡去除。在一种实施方式中，蜡或泡沫融化，留下一孔穴(这里也为“空隙”)，金属可被灌注以填充该孔穴。由于蜡材料的热膨胀系数可大于围绕蜡的壳的陶瓷(熔模)材料的热膨胀系数，在蜡被加热时其膨胀并引起可在壳中造成变形的应力。为了使这些应力最小，可快速地加热蜡，使得蜡的表面可首先融化并为其余的蜡的膨胀提供空间。

接下来，在步骤135，在壳和芯之间的孔穴中提供金属。该金属可以是最终产品器具中希望的任何金属。该金属可以是元素金属(例如钛)或者金属合金，例如不锈钢。所述金属或金属合金可具有低的铅含量，例如其具有大约、小于大约、或者最多大约4％、3％、2％、1％、0.5％、0.25％、0.2％、0.1％、0.05％、0.01％、0.005％、0.001％或者0.0001％的铅含量。在一种实施方式中，金属被灌注到孔穴(或者一个或多个CIM芯和壳之间的空间)中。在另一实施方式中，可使用真空铸造来将金属牵引到芯和壳之间的空间中。在一种实施方式中，在灌注金属前，在预烧工艺中将壳材料加热到大约1000℃或者以上，该工艺帮助稳定壳结构同时还防止熔融的金属冷却(由此防止缺陷和壳破裂)。对壳/芯组合的加热可使芯材料中的有机物的分解过程加速以形成辅助浸出(或芯提取)工艺(见下文)的分子大小的凹坑。

接下来，在步骤140，将陶瓷壳去除。在一种实施方式中，陶瓷壳通过例如气锤、搅拌器或能够打碎很坚韧的材料的其他工具机械地去除。在其他实施方式中，可使用多种其他技术来去除陶瓷壳，例如这里描述的化学去除或者任何其它去除技术。在一种实施方式中，在去除之前，使得陶瓷壳冷却。

壳材料的极其坚韧性使其不适于作为CIM芯材料使用，因为如果用作芯，则这种材料的去除将很困难。在使用锆石的情况下，可能需要用于干燥的特殊环境，这对于具有内腔的小零件来说是困难的。使用较软材料作为CIM芯材料帮助克服这个问题，因为CIM芯材料可通过被动提取方法去除。

接下来，在步骤145，去除一个或多个CIM芯。在多种实施方式中，在步骤145后，提供了单件器具。在一种实施方式中，步骤145提供了单件多腔水龙头。通过将一个或多个CIM芯(及围绕一个或多个CIM芯的金属材料)浸入到提取或浸出溶液来去除一个或多个CIM芯。在一种实施方式中，提取溶液是包括氢氧化钾(KOH)的碱盐溶液。提取溶液能够在大约10和20分钟的时间段中去除CIM芯材料。CIM芯(即空心腔)的设计允许更大的表面面积并且去除更少的材料，从而允许快速的提取过程。溶液能够更有效地穿透CIM芯的内腔使得反应表面面积加倍。

接下来，在步骤150，在步骤145中产生的器具(或零件)的外表面被电镀覆(电镀)以在器具的外表面上形成一层金属材料(金属涂饰剂)。在一种实施方式中，该外表面被电镀上镍、硬铬或者两者的结合。

接下来，在步骤155，在步骤145中产生的器具(或零件)的内表面被化学镀覆以在器具的内表面上形成一层金属材料。在一种实施方式中，在步骤155的过程中，在器具的内表面上形成一层镍。镍层可具有在大约1微米(“微”)和10微米之间的厚度。在一种实施方式中，镍层的厚度为大约3微米。

用于形成单件多腔水龙头的方法

参照图2-8，说明了一种根据本发明实施方式的用于形成单件多腔水龙头的方法。图2-8示意性地说明了多个形成阶段的熔模铸造件和最终产品(水龙头)。

参照图2，CIM芯件210(这里也为“CIM芯”)使用工装设备215在极高压形成。工装设备215包括具有与构造中的水龙头的内部结构符合的内部结构的模子。在所示的实施方式中，工装设备215包括上部(模子)和下部。

在一些实施方式中，在水龙头(或其他器具)包括多个内部结构的情况下，可使用与这些内部结构的子集对应的多个CIM芯。例如，在铸造水龙头时，第一CIM芯可用来形成热水入口，第二CIM芯可用来形成热水和冷水混合的水腔。可根据正铸造的水龙头的复杂性选择用来形成水龙头(或其他器具)的多个CIM芯。CIM芯可用来形成底切内部室或结构。底切室或结构可具有从水龙头本体的一般表面突出的部分并可形成悬置结构。底切或悬置结构可以是水龙头本体宽度、长度或高度的大约5％、10％、20％、30％、50％、60％、70％、80％、90％或95％或者最多是水龙头本体宽度、长度或高度的大约5％、10％、20％、30％、50％、60％、70％、80％、90％或95％。

图2的CIM芯210可由如图3A中所示的多个零件形成。形成多零件CIM芯件210在CIM芯件210中提供空心腔220，如图3B所示。空心腔能够有利地使得CIM芯朝着熔模铸造工艺的端部快速提取(或浸出)。

参照图4，图2所示的CIM芯210被放置到熔炉225中并利用在固化工艺中帮助稳定CIM芯210的氧化铝粒子230塞满。在一种实施方式中，CIM芯210大约固化1到5天，或者大约3天。

参照图5，图2的CIM芯210被放置在能够使得CIM芯210保持就位的工装设备235中。工装设备可具有上部216和下部215。当CIM芯210保持就位时，将蜡材料240注射到工装设备中以形成蜡(或泡沫)模，即通过一层蜡240包围的CIM芯210。

在一些实施方式中，通过使用陶瓷销或者回缩(或者可回缩的)指保持CIM芯210就位，蜡240被注射到工装设备235中。参照图5，设置定位销246来保持芯210就位。在一种实施方式中，压力平衡方法用来形成蜡(或泡沫)模。在另一实施方式中，在CIM芯210设置在工装设备中时，围绕CIM芯的第一部分形成第一层蜡。CIM芯的第二(未覆盖)部分接着利用第二层蜡包覆。第二层可使用用来形成第一层蜡的工装设备或者使用另一工装设备形成。在形成第二层蜡后，第一层蜡的多个部分可融化(或者软化)并与第一层蜡融合，由此围绕CIM芯210提供基本均匀的蜡层240。在一种实施方式中，多个蜡(或泡沫)件可使用热、超声、化学或者机械结合方法融合或者合并到一起，以围绕CIM芯210形成蜡层240。一个或多个蜡或泡沫模可通过树结合以便于生产。树与一个或多个蜡或泡沫模可受到这里描述的型树组装。组装工艺以希望顺序可包括：为蜡包上外壳、使壳固化、去除蜡、烧结壳、通过向铸件灌注熔融不锈钢铸造本体、使得熔化的钢硬化以及随后去除铸件。该工艺可形成单体水龙头本体。在一些实施方式中，水龙头本体由不锈钢制成。熔模铸造工艺可允许多种金属或金属合金用在水龙头本体的形成中，包括如这里描述的铅含量低的金属或金属合金。

参照图6，具有CIM芯210的蜡(或者泡沫，如果使用消失模方法)模利用包括陶瓷材料的壳245覆盖，由此形成熔模250。壳可通过浸入锆石或者形成壳的任何其他方法形成。在一个实施方式中，陶瓷材料是锆石。在一种实施方式中，陶瓷材料在被施加到蜡模后固化。可选择固化温度和时间以防止蜡材料严重融化或膨胀，而蜡材料的严重融化或膨胀会在壳245中产生变形。

接下来，在围绕蜡240形成壳245后，去除蜡240。壳245可与CIM芯在一个或多个连接点(例如图5所示的定位销246)处结合。可通过向蜡240施加热而去除蜡240。在一种实施方式中，通过快速加热蜡240来去除蜡240。蜡240的去除在CIM芯和壳之间提供了空隙(未显示)。

接下来，在蜡240去除后，将金属材料设置在空隙中。金属材料可通过熔体提供。在一种实施方式中，选择金属材料的成分以在CIM芯210和壳245之间提供不锈钢。

接下来，通过填充CIM芯210和壳245之间的空隙的金属材料，使用例如锤子(机械锤)、摇架(即摇动零件使其彼此撞击的机器)、或者打击构件例如打击销机械地去除壳245。壳的去除提供了具有CIM芯210的铸造水龙头。

参照图7，将具有CIM芯210的铸造水龙头255浸入包括KOH的碱溶液260。碱溶液可使用例如马达进行搅动，以便于被提取的CIM材料离开铸造水龙头255的腔。通过溶解CIM芯210的外部部分，并且如果CIM芯210包括内腔220(见图3B)，通过溶解CIM芯210的内部部分，碱溶液分解CIM材料。如果CIM芯210包括内腔220，CIM芯210中的灌注孔能够使得碱溶液进入CIM芯210的内腔220。

参照图8，在去除了CIM芯210后，可电镀铸造水龙头255的一个或多个外表面265，并可化学镀铸造水龙头255的一个或多个内表面270。在一种实施方式中，化学镀在铸造水龙头255的一个或多个内表面270上产生镍层，这可辅助防止在一个或多个内表面270上形成锈。

虽然已经在这里显示和描述了本发明的优选实施方式，本领域技术人员明白这些实施方式仅是通过示例提供的。在不脱离本发明的情况下，本领域技术人员将进行多种变型、改变和替代。应当理解，这里描述的本发明的实施方式的多个方面可用来实施本发明。权利要求意在限定本发明的范围以及在这些权利要求的范围内的方法和结构及由此覆盖的等同。

Claims

1.一种制造单件式水龙头本体的方法，包括：

围绕一个或多个空心芯形成型材料，

围绕所述型材料形成壳，其中所述壳和空心芯在一个或多个位置处结合，

从所述壳和空心芯去除所述型材料，其中剩余的壳和空心芯形成熔模，以及

在所述熔模内铸造水龙头本体，其中所述水龙头本体包括一个或多个内部室，由此至少形成冷水入口、热水入口和温水出口。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述型围绕多个空心芯形成。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述型材料是蜡或者泡沫。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述水龙头本体包括铅含量小于大约0.25％的不锈钢。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述水龙头本体包括一个或多个底切室。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述空心芯使用陶瓷注射成型形成。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述壳是陶瓷材料的。