CN103791170A - 带肋的管以及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的带肋的管（M3）具备管部（M31）和形成于管部（M31）的内部的肋部（M32）。肋部（M32）具有与管部（M31）的弯曲对应的多个弯曲部（21～25）。

Description

带肋的管以及其制造方法

技术领域

本发明涉及带肋的管以及其制造方法。

背景技术

在日本特开2012-61518中，作为不需要铸模的上拉式连续铸造方法，提出了自由铸造方法。如日本特开2012-61518所示，若在使起动器浸入熔化金属（熔融金属）的表面（即熔液面）之后、拉起该起动器，则通过熔融金属的表面膜和/或表面张力，熔融金属也跟随起动器而导出。此处，通过通过设置于熔液面附近的形状规定部件导出熔融金属、并将其冷却，能够连续铸造具有期望的截面形状的铸件。

在通常的连续铸造方法中，由铸模规定截面形状并且规定长边方向的形状。特别是在连续铸造方法中，因为需要凝固后的金属（即铸件）贯通铸模内，所以铸造出的铸件成为沿长边方向直线状延伸的形状。与此相对，自由铸造方法中的形状规定部件仅规定铸件的截面形状，不规定长边方向的形状。而且，形状规定部件因为能够在与熔液面平行的方向（即水平方向）上移动，所以能够得到长边方向的形状为各种各样的铸件。例如，在日本特开2012-61518中，公开了在长边方向上形成为曲折状或者螺旋状而非直线状是的中空铸件（即管）。

发明者发现了以下的课题。以挤压成形、冲压成形、焊接、切削、模具铸造等其他的现有方法，极其难以制造在内部具有肋并且不是直线状的管。

发明内容

本发明提供在内部具有肋并且不是直线状的管。

本发明的第1实施方式涉及的带肋的管具备管部和形成于所述管部的内部的肋部。所述肋部具有与所述管部的弯曲相应的多个弯曲部。

在上述第1实施方式中，所述带肋的管也可以是连续铸造体。另外,所述多个弯曲部也可以连续地形成。另外，在所述多个弯曲部中也可以构成为，相邻的弯曲部向相互的相反方向弯曲。而且，所述肋部还可以具有与所述管部的扭转相应地形成的扭转部。这样的带肋的管更加难以用现有方法来制造。

本发明的第2实施方式涉及的带肋的管具备管部和形成于所述管部的内部的肋部。所述肋部具有与所述管部的扭转相应的扭转部。

在上述第2实施方式中，所述带肋的管也可以是连续铸造体。

本发明的第3实施方式涉及的带肋的管的制造方法是形成于管部的内部的肋部具有与所述管部的弯曲相应的多个弯曲部的带肋的管的制造方法。所述制造方法包括：通过起动器将保持炉所保持的熔融金属从所述熔融金属的表面导出，使其通过规定要铸造的所述带肋的管的截面形状的形状规定部件并将其拉起；和将通过了所述形状规定部件并被拉起了的所述熔融金属冷却，并使其凝固。通过使所述起动器以及所述形状规定部件的至少任一方在水平方向上移动来形成所述多个弯曲部。

根据上述第3实施方式，能够制造以其他的现有方法如挤压成形、冲压成形、焊接、切削、模铸极其难以制造的带肋的管。

在上述第3实施方式中，也可以向所铸造的所述带肋的管的内侧导入冷却气体，并且在所述起动器设置开口部。

本发明的第4实施方式涉及的带肋的管的制造方法是形成于管部的内部的肋部具有与所述管部的扭转相应的扭转部的带肋的管的制造方法。所述制造方法包括：通过起动器将保持炉所保持的熔融金属从所述熔融金属的表面导出，使其通过规定要铸造的所述带肋的管的截面形状的形状规定部件并将其拉起；将通过了所述形状规定部件并被拉起了的所述熔融金属冷却，并使其凝固；和通过使所述起动器以及所述形状规定部件的至少任一方以竖直方向为轴旋转来形成所述扭转部。

根据上述第4实施方式，能够制造以其他的现有方法如挤压成形、冲压成形、焊接、切削、模铸极其难以制造的带肋的管。

在上述第4的实施方式中，也可以向所铸造的所述带肋的管的内侧导入冷却气体，并且在所述起动器设置开口部。

通过上述第1至第4实施方式，能够提供在内部具有肋并且不是直线状的管。

附图说明

图1是本发明的实施方式1涉及的自由铸造装置的剖视图。

图2是所述自由铸造装置的内部形状规定部件以及外部形状规定部件的俯视图。

图3是实施方式1涉及的铸件在水平面上的剖视图。

图4A、B是实施方式1涉及的铸件的一例的外观照片，图4C是在所述铸件的弯曲部拍到的X线照片。

图5是实施方式1涉及的铸件的其他例的外观照片。

图6A是本发明的实施方式2涉及的铸件的一例的外观照片，图6B是在所述铸件的扭转部拍到的X线照片。

具体实施方式

以下，参照附图对应用了本发明的具体实施方式进行详细说明。但是，本发明不限定于以下的实施方式。另外，为了使说明明确，以下的记载以及附图适宜地简略化。

（实施方式1）首先，参照图1，对实施方式1涉及的自由铸造装置（上拉式连续铸造装置）进行说明。图1是实施方式1涉及的自由铸造装置的剖视图。如图1所示，实施方式1涉及的自由铸造装置具备熔融金属保持炉101、内部形状规定部件102a、外部形状规定部件102b、内部冷却气体喷管103、支承杆104、致动器105和外部冷却气体喷管106。

熔融金属保持炉101收纳例如铝或其合金等熔融金属M1，且将其保持为预定的温度。在图1的例中，因为在铸造中不向熔融金属保持炉101补充熔融金属，所以随着铸造的进行熔融金属M1的表面（即熔液面）下降。另一方面，也可以构成为在铸造中随时向熔融金属保持炉101补充熔融金属，保持熔液面为一定。此外，当然，熔融金属M1也可以是其他的铝以外的金属或合金。

内部形状规定部件102a以及外部形状规定部件102b包含例如陶瓷或不锈钢等，配置于熔液面附近。在图1的例中，4个内部形状规定部件102a以及1个外部形状规定部件102b配置为与熔液面接触。但是，内部形状规定部件102a以及外部形状规定部件102b也可以设置为其下侧（熔液面侧）的主面不与熔液面接触。具体而言，也可以在内部形状规定部件102a以及外部形状规定部件102b的下侧的主面和熔液面之间设置预定的（例如0.5mm左右的）间隔。4个内部形状规定部件102a规定要铸造的铸件M3的内部形状，外部形状规定部件102b规定要铸造的铸件M3的外部形状。

图2是内部形状规定部件102a以及外部形状规定部件102b的俯视图。此处，图1的内部形状规定部件102a以及外部形状规定部件102b的剖视图与图2的I-I剖视图相当。如图2所示，外部形状规定部件102b具有例如矩形状的平面形状，且在中央部具有正方形状的开口部。4个内部形状规定部件102a分别具有相互全等的正方形状的平面形状，且在外部形状规定部件102b的开口部配置成纵横各2列的矩阵状。内部形状规定部件102a和外部形状规定部件102b之间的间隙成为熔融金属通过的熔融金属通过部102c。这样，由内部形状规定部件102a、外部形状规定部件102b和熔融金属通过部102c构成形状规定部件102。

如图1所示，熔融金属M1因其表面膜和/或表面张力而伴随铸件M3而被拉起，通过熔融金属通过部102c。此处，将因熔融金属的表面膜和/或表面张力而伴随铸件M3从熔液面被拉起的熔融金属称作保持熔融金属M2。另外，铸件M3和保持熔融金属M2的界面是凝固界面。

4个内部冷却气体喷管（内部冷却部）103分别与内部形状规定部件102a的中央部连接，支承内部形状规定部件102a。同时，内部冷却气体喷管103从各个内部形状规定部件102a的中央部向铸件M3喷射冷却气体（空气、氮气、氩气等），从内部冷却铸件M3。支承杆104支承外部形状规定部件102b。通过内部冷却气体喷管103和支承杆104能够维持内部形状规定部件102a和外部形状规定部件102b的位置关系。

在致动器105，连接有4个内部冷却气体喷管103以及支承杆104。通过致动器105，4个内部冷却气体喷管103以及支承杆104能够维持内部形状规定部件102a以及外部形状规定部件102b的位置关系不变地，沿上下方向（竖直方向）以及水平方向（与熔液面平行）移动。通过这样的结构，能够使内部形状规定部件102a以及外部形状规定部件102b随着由铸造的进行而产生的熔液面的下降向下方向移动。另外，因为能够使内部形状规定部件102a以及外部形状规定部件102b沿水平方向移动，所以能够使铸件M3的长边方向的形状自由地变化。

外部冷却气体喷管（外部冷却部）106是用于向铸件M3喷射冷却气体（空气、氮气、氩气等）而将其冷却的构件。通过用连接于起动器ST的升降机（未图示）拉起铸件M3，同时用冷却气体冷却铸件M3，由此凝固界面附近的保持熔融金属M2依次凝固，形成铸件M3。

接着，参照图3、图4对铸件M3进行说明。图3是实施方式1涉及的铸件M3在水平面上的剖视图。如图3所示，铸件M3是在水平面上的截面（以下称作横截面）为“田”字形状（cross inside a square’shape）的中空铸件（即管）。即，铸件M3包括截面“口”字形状（square shape）的管部M31和形成于管部M31的内部的截面“十”字形状（cross shape）的肋部M32。管部M31和肋部M32的截面形状不被限制。例如，管部M31的截面形状也可以是圆形、椭圆形、三角形、五边形以上的多边形等。对于肋部M32的截面形状和根数也没有特别的限制。另外，能够使铸件M3的截面形状在铸造中变化。

图4A、B是实施方式1涉及的铸件M3的一例的外观照片，图4C是在弯曲部的X线照片。图4A是实施方式1涉及的铸件M3的一例的整个长边方向的外观照片。图4A的照片左侧是铸件M3的上侧，照片右侧是铸件M3的下侧。图4A所示的铸件M3具备连续地形成的5个弯曲部。图4B是从斜上方观察铸件M3的外观照片。此铸件M3包含铝合金A6063，具有壁厚1.5～2.5mm的田字形状的截面（此外，熔融金属通过部102c的间隔是3.0mm）。图4C是从横向观察5个弯曲部的X线照片。是使用ア一ルェフ社制的数码X线传感器NX-06以及袖珍X线拍摄装置PX-20HF，在电子管电压74kVp、电子管电流时间25mAs的条件下拍摄的。如图4C所示，此铸件M3的管部M31具备5个弯曲部11～15。此处，相邻的弯曲部向相互反方向弯曲。具体而言，弯曲部11、13、15向相同方向弯曲。另外,弯曲部12、14向相同方向弯曲。而且，弯曲部11、13、15和弯曲部12、14向相互反方向弯曲。并且，如图4C所示，肋部M32也具有与管部M31的5个弯曲部11～15相对应的5个弯曲部21～25。此外，弯曲部的数量是任意的。

这样，实施方式1涉及的铸件M3是具备管部M31和形成于其内部的肋部M32的带肋的管。此处，在管部M31，连续地形成有向相互反方向弯曲的多个弯曲部。而且，在肋部M32，也形成有与管部M31的弯曲部相对应的弯曲部。这样的形状的带肋的管难以通过其他的现有方法例如挤压成形、冲压成形、焊接、切削、模具铸造以及其组合来制造。即，通过实施方式1涉及的自由铸造方法，能够制造难以用现有方法以及其组合来制造的形状的带肋的管。该带肋的管例如能够用于热交换器用途。此外，对于实施方式1涉及的自由铸造方法的详细内容后述。

图5是实施方式1涉及的铸件M3的其他例的外观照片。图5所示的铸件M3具有长达1200mm的全长。如图5所示，通过实施方式1涉及的自由铸造方法，能够连续地或者断续地形成各种各样的弯曲部。另外，如图5所示，为了在铸件M3的内部也通过内部冷却气体喷管103导入冷却气体，而在起动器ST设置有导出冷却气体的开口部。

接着，参照图1，对实施方式1涉及的自由铸造方法进行说明。首先，使起动器ST下降，使起动器ST的顶端部通过内部形状规定部件102a和外部形状规定部件102b之间的熔融金属通过部102c而浸入熔融金属M1。优选，作为起动器ST，使用具有与铸件M3相同的截面形状并在长边方向上直线状延伸的装置。

接着，开始以预定的速度拉起起动器ST。此处，即使起动器ST从熔液面离开，也因表面膜和/或表面张力、形成伴随起动器ST从熔液面拉起而成的保持熔融金属M2。如图1所示，保持熔融金属M2形成于内部形状规定部件102a和外部形状规定部件102b之间的熔融金属通过部102c。即，通过内部形状规定部件102a和外部形状规定部件102b，对保持熔融金属M2赋予形状。

接着，起动器ST因为通过从内部冷却气体喷管103以及外部冷却气体喷管106吹出的冷却气体冷却，所以保持熔融金属M2从上侧朝向下侧按顺序凝固，来生成铸件M3。这样，能够连续铸造铸件M3。另外，通过使内部形状规定部件102a以及外部形状规定部件102b沿水平方向移动，能够对铸件M3赋予弯曲部。此外，也可以代替使内部形状规定部件102a以及外部形状规定部件102b沿水平方向移动，而使固定于升降机的起动器ST沿水平方向移动。或者，也可以使内部形状规定部件102a以及外部形状规定部件102b、和起动器ST在水平面内向相反方向移动。

（实施方式2）参照图6A、B，对实施方式2涉及的铸件M3进行说明。图6A是实施方式2涉及的铸件M3的一例的外观照片，图6B是在扭转部的X线照片。图6A所示的铸件M3具备扭转部31。此铸件M3也含铝合金A6063，具有壁厚1.5～2.5mm的田字形状的截面（此外，熔融金属通过部102c的间隔是3.0mm）。图6B是从上观察扭转部31的X线照片是使用ア一ルェフ社制的数码X线传感器NX-06以及袖珍X线拍摄装置PX-20HF，在电子管电压74kVp、电子管电流时间25mAs的条件下拍摄的。如图6B所示，在扭转部31中，管部M31和肋部M32一起以铸件M3的长边方向为轴扭转。

在实施方式2涉及的自由铸造方法中，为了对铸件M3赋予扭转部31，使内部形状规定部件102a以及外部形状规定部件102b以上下方向为轴旋转。此外，也可以代替内部形状规定部件102a以及外部形状规定部件102b，而使固定于升降机的起动器ST以上下方向为轴旋转。或者，也可以使内部形状规定部件102a以及外部形状规定部件102b、和起动器ST以上下方向为轴向相反方向旋转。

这样，实施方式2涉及的铸件M3是具备管部M31和形成于其内部的肋部M32的带肋的管。此处，实施方式2涉及的铸件M3具有管部M31和肋部M32一起以铸件M3的长边方向为轴扭转的扭转部31。这样的形状的带肋的管难以通过其他的现有方法例如挤压成形、冲压成形、焊接、切削、模具铸造以及其组合来制造。即，通过实施方式2涉及的自由铸造方法，能够制造难以用现有方法以及其组合来制造的形状的带肋的管。该带肋的管能够用于例如热交换器用途。由于扭转部31的固定效果，例如变得容易固定于地下。

此外，本发明不限定于上述实施方式，能够在不脱离主旨的范围内适宜地变更。特别地说，第1实施方式和第2实施方式能够组合。即，铸件M3也可以是具有多个弯曲部和扭转部双方的带肋的管。

Claims (11)

1.一种带肋的管，包括：

管部（M31）；和

肋部（M32），其形成于所述管部的内部，

其中，所述肋部具有与所述管部的弯曲相应的多个弯曲部（21、22、23、24、25）。

2.根据权利要求1所述的带肋的管，其中，

所述带肋的管是连续铸造体。

3.根据权利要求1或2所述的带肋的管，其中，

所述多个弯曲部（21、22、23、24、25）被连续地形成。

4.根据权利要求3所述的带肋的管，其中，

所述多个弯曲部（21、22、23、24、25）构成为相邻的弯曲部相互向相反方向弯曲。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的带肋的管，其中，

所述肋部（M32）还具有与所述管部（M31）的扭转相应地形成的扭转部（31）。

6.一种带肋的管，包括

管部（M31）；和

肋部（M32），其形成于所述管部的内部，

其中，所述肋部具有与所述管部的扭转相应的扭转部（31）。

7.根据权利要求6所述的带肋的管，其中，

所述带肋的管是连续铸造体。

8.一种带肋的管的制造方法，形成于管部的内部的肋部具有与所述管部的弯曲相应的多个弯曲部，该管的制造方法包括：

通过起动器（ST）将保持炉所保持的熔融金属（M1）从所述熔融金属的表面导出，使其通过规定要铸造的所述带肋的管的截面形状的形状规定部件（102）并将其拉起；

将通过了所述形状规定部件并被拉起了的所述熔融金属冷却，并使其凝固；和

通过使所述起动器以及所述形状规定部件的至少任一方在水平方向上移动来形成所述多个弯曲部。

9.根据权利要求8所述的带肋的管的制造方法，其中，

将冷却气体导入所铸造的所述带肋的管的内侧，并且在所述起动器（ST）设置开口部。

10.一种带肋的管的制造方法，形成于管部的内部的肋部具有与所述管部的扭转相应的扭转部，该管的制造方法包括：

通过起动器（ST）将保持炉所保持的熔融金属（M1）从所述熔融金属的表面导出，使其通过规定要铸造的所述带肋的管的截面形状的形状规定部件（102）并将其拉起；

将通过了所述形状规定部件（102）并被拉起了的所述熔融金属冷却，并使其凝固；和

通过使所述起动器以及所述形状规定部件的至少任一方以竖直方向为轴旋转来形成所述扭转部（31）。

11.根据权利要求10所述的带肋的管的制造方法，其中，

将冷却气体导入所铸造的所述带肋的管的内侧，并且在所述起动器（ST）设置开口部。

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