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1、(10)申请公布号 CN 102740994 A(43)申请公布日 2012.10.17CN102740994A*CN102740994A*(21)申请号 201080060269.9(22)申请日 2010.12.3061/291,584 2009.12.31 US12/979,967 2010.12.28 USB22C 9/02(2006.01)B22C 9/10(2006.01)B22D 15/00(2006.01)B61G 9/00(2006.01)(71)申请人贝德罗工业有限责任公司地址美国特拉华州(72)发明人安德鲁F尼鲍尔杰里R斯梅雷茨基道格拉斯史密斯(74)专利代理机构广州三环。
2、专利代理有限公司 44202代理人温旭 郝传鑫(54) 发明名称通过使用改良的外部砂芯和内部砂芯形成的改良关节件及其制造方法(57) 摘要一种用于制造有轨车厢连接器关节件的方法，所述方法包括：提供上模部分和拉模部分。所述上模部分和所述拉模部分具有内壁，所述内壁界定连接器关节件模具空腔的至少部分外周边界。在所述上模部分和所述拉模部分之一的内部设置至少一个冷芯。闭合所述上模部分和所述拉模部分，所述至少一个冷芯位于所述上模部分和所述拉模部分之间，闭合后的上模部分和拉模部分以及所述冷芯界定出分界线。向所述模具空腔填充熔融材料，所述熔融材料在填充后凝固以形成铸件。所述铸件包括由所述冷芯界定的拉动面部分，。
3、所述拉动面部分的中部不包含分界线，并且当所述拉动面部分的中部形成后无需修磨。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.06.29(86)PCT申请的申请数据PCT/US2010/062574 2010.12.30(87)PCT申请的公布数据WO2011/082348 EN 2011.07.07(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书7页 附图8页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 8 页1/2页21.一种用于制造有轨车厢连接器关节件的方法，所述方法包括：提供上模部分和拉模部分，所述上模部分和所述拉模部分具有内壁。
4、，所述内壁界定连接器关节件模具空腔的至少部分外周边界；在所述上模部分和所述拉模部分之一的内部设置至少一个冷芯；闭合所述上模部分和所述拉模部分，所述至少一个冷芯位于所述上模部分和所述拉模部分之间，闭合后的上模部分和拉模部分以及所述冷芯界定出分界线；向所述模具空腔填充熔融材料，所述熔融材料在填充后凝固以形成包括所述冷芯界定的拉动面部分的铸件，其中，所述拉动面部分的中部不包含分界线，并且在所述拉动面部分的中部形成后无需修磨；以及减少所述铸件的高应力区域的微收缩。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述冷芯的至少一部分还包括高密度铸造砂。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述高密度铸造砂包括铬铁矿。4.。
5、如权利要求2所述的方法，其中，所述高密度铸造砂包括锆石。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述冷芯由石墨形成。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述冷芯为金属。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述冷芯由灰铸铁形成。8.如权利要求1所述的方法，其中，所述连接器关节件模具空腔界定指形部分，该指形部分与外部芯体界定所述拉动面部分。9.如权利要求1所述的方法，还包括在所述上模部分和所述拉模部分之一的内部，设置至少一部分由高密度铸造砂形成的至少一个内部芯体。10.如权利要求1所述的方法，还包括在所述拉动面部分的上部和下部形成至少部分分界线。11.如权利要求1所述的方法，还包括形成基本平的拉动面部分的中。
6、部。12.一种有轨车厢连接器组件，包括：铸件，该铸件具有至少部分由位于模具内部的外部芯体形成的承力面；分界线，该分界线形成于由所述外部芯体和所述模具形成的铸件的的至少一部分，但该分界线不形成于所述承力面；其中，所述承力面形成后无需研磨，并且，其中所述外部芯体在所述承力面的区域减少微收缩。13.如权利要求12所述的有轨车厢连接器组件，其中，所述铸件为连接器关节件，并且，其中所述力承面包括拉动面部分的至少一部分。14.如权利要求13所述的有轨车厢连接器组件，其中，部分分界线位于所述关节件的上部和下部。15.如权利要求12所述的有轨车厢连接器组件，还包括：设置在所述模具内部的至少一个内部芯体，用于界。
7、定所述铸件的内部空腔，并且，其中所述内部芯体由高密度铸造砂制成，这样，由高密度铸造砂制成的内部芯体界定的铸件部分在其形成后无需研磨。16.如权利要求12所述的有轨车厢连接器组件，还包括：设置在所述模具内部的至少一个内部芯体，用于界定所述铸件的内部空腔，其中，所述权 利 要 求 书CN 102740994 A2/2页3内部芯体和所述外部芯体由铬铁矿形成，减少所述承力面的高应力区域的微收缩。17.如权利要求12所述的有轨车厢连接器组件，其中，所述铸件为连接器主体。18.如权利要求12所述的有轨车厢连接器组件，其中，所述外部芯体的至少一部分还包括高密度铸造砂。19.如权利要求18所述的有轨车厢连接器。
8、组件，其中，所述高密度铸造砂包括铬铁矿。20.如权利要求18所述的有轨车厢连接器组件，其中，所述高密度铸造砂包括锆石。21.如权利要求12所述的有轨车厢连接器组件，其中，所述外部芯体由石墨形成。22.如权利要求12所述的有轨车厢连接器组件，其中，所述外部芯体为金属。23.如权利要求22所述的有轨车厢连接器组件，其中，所述外部芯体由灰铸铁形成。24.如权利要求12所述的有轨车厢连接器组件，其中，所述分界线部分与所述外部芯体的外部相对应。25.一种有轨车厢连接器关节件，包括：具有拉动面部分的铸件；界定所述关节件的轮廓的拉动面部分，所述关节件用于与另一连接器关节件相接；其中，所述铸件的拉动面部分至少。
9、部分由设置在模具内部的外部芯体界定，并且，其中所述外部芯体包括冷芯部分，所述冷芯部分界定所述拉动面部分的中部，使得所述拉动面部分的中部不包括分界线，并且在其形成后无需研磨。26.如权利要求25所述的连接器关节件，其中，所述外部芯体中，至少所述冷芯部分还包括高密度铸造砂。27.如权利要求26所述的连接器关节件，其中，所述高密度铸造砂包括铬铁矿。28.如权利要求26所述的连接器关节件，其中，所述高密度铸造砂包括锆石。29.如权利要求25所述的连接器关节件，其中，所述外部芯体由石墨形成。30.如权利要求25所述的连接器关节件，其中，所述外部芯体为金属。31.如权利要求30所述的连接器关节件，其中，所。
10、述外部芯体由灰铸铁构成。32.如权利要求25所述的连接器关节件，还包括至少一个内部芯体，用于界定所述铸件的空腔，并且，其中所述内部芯体的至少一部分包括冷芯部分。33.如权利要求32所述的连接器关节件，其中，所述内部芯体和所述外部芯体的冷芯部分由铬铁矿构成，并且减少所述承力面的高应力区域的微收缩。34.如权利要求25所述的连接器关节件，其中，所述分界线的部分位于所述拉动面部分的上部和下部。权 利 要 求 书CN 102740994 A1/7页4通过使用改良的外部砂芯和内部砂芯形成的改良关节件及其制造方法0001 相关专利申请的交叉引用0002 本发明要求根据35 U.S.C.119(e)，于20。
11、09年12月31日提交的第61/291,584号美国临时专利申请的申请日权益，在此通过引用并入本文。技术领域0003 本发明的实施方式总体上涉及轨道连接器领域，更为具体而言，本发明涉及通过使用一种改良砂芯的改良关节件的制造。背景技术0004 有轨车连接器设置在轨道车厢的各端部，使这种轨道车厢的一端能够连接至相邻设置的另一轨道车厢的端部。所有这些连接器的可连接部分在轨道领域被称为关节件。0005 通常，关节件由模具和设置在模具内的若干个芯体制作而成。所述模具成形出铸件的外部。所述若干个芯体的设置成形出铸件的内部或外部。在不设置内部芯体的情况下，铸件被制作为实心金属。外部芯体有助于成形出铸件的外表。
12、面。内部芯体通常涉及关节件前部的指形芯体，关节件中部的轴销芯体，关节件后部的肾形芯体，内部芯体在铸造后形成关节件中的空腔。0006 对于铸造过程本身，模具与设置在模具内部的三个芯体(有时制造成一个或两个芯体)的相互关系是生产合格的轨道连接关节件的关键。许多不合格的关节件由于贯穿关节件厚度的内部和/或外部各处金属的不一致。如果在铸造过程中一个或多个芯体发生移动，那么一些关节件壁会最终比其他的更薄，引起偏载，进而，导致在关节件的使用中增加故障的风险。0007 连接器关节件的外部特征应符合铁道工业标准，一方面因为关节件的初始纳入，另一方面为了达到使用过程中的表现合格。为了关节件使用过程中的合格表现，。
13、必须恰当形成一个外部特征为拉动面轮廓。当货运车厢连接在一起时相互匹配的连接器的拉动面彼此接触并传递拉动火车的力。火车内部的拉动力可以是相当大的。由于这个原因，存在规定拉动面轮廓的形状的铁道工业标准。不符合或超出了拉动面轮廓的公差，可导致连接器的连接差/连接不上的现象或者导致拉力载荷的有害荷载路径。讨论拉动面适宜性能重要性的一项专利为美国专利US7,337,826，其名称为“Railway Car Coupler Knuckle Having Improved Bearing Surface.”。该专利记载了用于铸造具有增强承力面关节件连接器的技术。然而，该专利未谈及如何解决在铸造过程中可形成于。
14、关节件上的缺陷。0008 连接器关节件通常由铸钢或铸造合金制成。通常，本领域所知的硅砂或硅砂衍生物用于制作模具壁和芯体。然而，这些砂具有几个潜在缺陷，可对关节件的表面光洁度或者保持所需尺寸的控制能力产生不利影响，进而，会导致关节件的过早失效，并且由于过早失效而增加维护成本。0009 例如，当熔融金属在铸造过程被引入模具时，随着它的冷却和凝固而很容易发生说 明 书CN 102740994 A2/7页5收缩。这被称为“收缩”或“微收缩”，因为大多数金属在液态下不如固态致密，因此发生“收缩”或“微收缩”。收缩会出现在铸件的外部、铸件的内部或两者兼有。收缩可导致关节件在其某些部位形成收缩缺陷甚至孔穴。。
15、这可导致连接器过早损耗，或引起过早疲劳和/或失效。0010 用于克服微收缩的一种技术为在模具中包含冒口，随着铸件的冷却，以额外的铸造材料补充容易收缩的铸件的容积。然而，一旦铸造关节件完成，则必须撤除冒口，通常采用表面研磨。这可能造成关节件表面的损害，并导致关节件过早疲劳和/或失效。此外，冒口和/或内浇口(即，连接冒口至铸件的材料)，在提供整体铸件的均匀厚度和保持精确的部件轮廓方面的能力有限，并且，在距离冒口较远的区域会丧失作用。0011 用来解决微收缩问题的另一项技术是增加冷金属。这可以是外部冷金属，可沿模板壁放置在预定位置，或可以是内部冷金属。内部冷金属可以是巧妙地放置在模腔内并最终成为铸件。
16、的一部分的多个金属块。冷金属吸收和消除来自冷金属所在位置的铸造金属的热量，以使得其所处位置附近的许多小区域促进凝固和限制收缩量。然而，外部冷金属可能在铸件的表面留下铸疤或其他缺陷，这需要对铸件进行额外的修整操作，例如研磨，这会对关节件表面光洁度产生不利影响。外部冷金属增加了额外的成本，并由于其手工操作可能会导致不一致的质量。有时操作人员不慎忽略冷金属的放置或者放置在错误位置。内部冷金属增加成本是由于它们与铸件必须是由相同的或至少兼容的材料制成。此外，冷金属不能很好地与铸件融合，从而造成过早失效或要求再次铸造，经历进一步的修整和/或修复处理。此外，冷金属必须清洁且无生锈或其他杂质，以免抑制凝固过。
17、程。0012 与硅砂及其衍生物关联的另一个缺点是在铸造过程中较高的热膨胀率。这可能导致模具产生变形并最终断裂，因此，熔融金属会进入裂纹并形成从铸件表面伸出的鳍状物(也被称为“毛刺”)。优选去除这些毛刺，同样，通常通过研磨过程，而这又可能导致疲劳失效，并相应增加了加工成本。发明内容0013 在第一实施方式中，本发明提供一种用于制造有轨车厢连接器关节件的方法，该方法包括：提供上模部分和拉模部分。所述上模部分和所述拉模部分具有内壁，所述内壁界定连接器关节件模具空腔的至少部分外周边界。在所述上模部分和所述拉模部分之一的内部设置至少一个冷芯。闭合所述上模部分和所述拉模部分，所述至少一个冷芯位于所述上模部。
18、分和所述拉模部分之间，闭合后的上模部分和拉模部分以及所述冷芯界定出分界线。向所述模具空腔填充熔融材料，所述熔融材料在填充后凝固以形成包括所述冷芯界定的拉动面部分的铸件。所述拉动面部分的中部不包含所述分界线，并且无需修磨。0014 还提供一种有轨车厢连接器组件包括：铸件，该铸件具有至少部分由位于模具内部的外部芯体形成的承力面。分界线，该分界线形成于由所述外部芯体和所述模具形成的铸件的的至少一部分，但该分界线不形成于所述承力面。所述承力面形成后无需研磨，并且，所述外部芯体在所述承力面的区域减少微收缩。0015 本发明还提供一种有轨车厢连接器关节件，其包括拉动面部分。所述拉动面部分界定用来与另一连接。
19、器关节件相连接的关节件的轮廓。所述铸件的拉动面部分至少部分由设置在模具内部的外部芯体界定。所述外部芯体包括冷芯部分，所述冷芯部分界定所述拉说 明 书CN 102740994 A3/7页6动面部分的中部，使得所述拉动面部分的中部不包括分界线，并且在其形成后无需研磨。附图说明0016 结合以下附图和描述可以更好地理解所述系统。附图中的部件不必要按比例，重点则在于举例说明本发明的实质。而且，在各附图中，相类似的附图标记指代不同视图中的相应部件。0017 图1为用于铸造连接器关节件的模具上型部分和拉动部分的视图，在所述拉模部分的空腔内部设置内部芯体和外部芯体；0018 图2为图1的所述拉模部分的顶部透。
20、视图，在所述空腔内部设置内部芯体和外部芯体；0019 图3为图2的所述拉模部分的侧视图，示出了所述上模部分正在下降至所述拉模部分、内部芯体和外部芯体的上方；0020 图4为指形芯体与组合在一起的肾形芯体和轴销芯体的侧视图；0021 图5为铸造而成的连接器关节件的俯视图；0022 图5A为图5的所述连接器关节件沿A-A线的横截面图；0023 图5B为图5的所述连接器关节件沿B-B线的横截面图；0024 图6为铸造而成的连接器关节件的透视图；0025 图7示出了处于接合状态的一对连接器关节件；0026 图8示出了下降至拉模部分之上的上模部分；0027 图9示出了与连接器组合在一起的连接器关节件。具。
21、体实施方式0028 在某些情形下，众所周知的结构、材料或操作未示出或未作详细说明。另外，所描述的特征、结构或特性可在一个或多个实施方式中以任何适当的方式组合。还可以很容易地理解，本申请中一般性描述并且在附图中举例说明的实施方式中的构件可以按许多种不同结构进行布置和设计。0029 本申请公开的内容描述了改良的芯体，以提高连接器关节件的强度、疲劳寿命和操作性能。参见图1和图2，轨道连接器关节件由模具100制成，该模具分别包括上型部分110和拉动部分150。所述上型部分包括空腔112，所述拉动部分包括空腔152，向空腔112和空腔152中倒入熔融金属或熔融合金以铸造连接器关节件。在拉动部分空腔152。
22、的内部设置多个芯体。该示例性实施方式包括指形芯体210、轴销芯体213、肾形芯体212和拉动面芯体211。如下文进一步说明和如图3所示，一旦这些芯体放置于拉动部分空腔152的内部，上型部分110下降至所述拉动部分150之上，使得这些芯体也至少一部分地位于上型部分空腔112的内部，从而开始形成连接器关节件的工序。值得注意的是，在其他实施方式中，所述芯体可设置在所述上型部分空腔的内部，使得所述拉动部分下降在所述上型部分之上，从而开始形成连接器关节件的工序。0030 指形芯体210、轴销芯体213、肾形芯体212为“内部”芯体，用于有助于形成连接器关节件的内部空腔(即，指形空腔、轴销空腔和肾形空腔)。
23、。拉动面芯体211为“外部”芯体，与模具空腔112的外表面217和模具空腔152的外表面219一起形成连接器关节件的说 明 书CN 102740994 A4/7页7外表面。尽管三个内部芯体被确定，但他们可以采用各种方式进行设置。例如，所述内部芯体可由三个单独的芯体制成，这样，在开始铸造工序之前，必须将这三个单独的部件彼此连接并随后放入模具内。然而，通常，理想的做法是减少芯体的数量。在名称为“Method and System for Manufacturing a Coupler Knuckle.”的美国专利US7,302,994中公开了减少芯体数量制造的铸件实例，。该专利公开了可采用一个或两。
24、个内部芯体来界定指形空腔、轴销空腔和肾形空腔。这种减少导致形成芯体所需的材料更少。另外，减少芯体数量还降低了在铸造过程中芯体之间发生移动的潜在风险，芯体之间的移动可导致一些关节件壁比其他更薄。这样，进而可降低由于非均匀铸造关节件引起的失效。另外，人们已经发现芯体数量的减少或单个芯体的整体尺寸的减小可降低制造成本。0031 例如，如图4所示，轴销芯体213和肾形芯体212组合为第一芯体215。相应地，第一芯体215可再与指形芯体210相连接，这样，相比于连接三个部分而言，在放入模具之前仅需连接两个部分。在该示例性实施方式中，指形芯体210通过其延伸部214与轴销芯体213上的开口216的相互作用。
25、正要与第一芯体215相连接。0032 外部拉动面芯体211包括拉动面模具部分221，拉动面模具部分221用于形成关节件的拉动面部分58，而没有任何贯穿于所述拉动面的分界线。所述外部芯体将拉动面上的分界线位置从拉动面部分的中部59(该部位为高应力区)换位至应力较低的区域，该区域为沿垂直方向64(见图6)在中部59之上或之下大约至少2英寸，如果使用全高外部芯体(即，外部芯体的高度为铸件的全高度)，分界线可沿垂直方向64更靠近关节件的外部60和外部62。0033 一旦铸造完成后，如图5至图6所示，所述连接器关节件16包括尾部20、中部22和前脸部24。前脸部24包括鼻部52。具有中部59的拉动面部分。
26、58从鼻部向内设置。在拉动面部分58中，至少中部59沿图6中箭头所示的垂直方向是基本平的。0034 如图7所示，连接器关节件的拉动面部分58，特别是的中部59，用于支承倚靠相邻有轨车厢连接器关节件16的类似面58，从而将有轨车厢连接在一起。优选地，所述中部59在垂直方向64约3.5英寸至7英寸、水平方向65约4.0英寸至4.5英寸的范围内延伸。另外，如本领域技术人员所知，术语“基本平”在用来描述中部59时不要求呈完全平的平面。更确切地说，参见图5B，基本平的平面的倾斜部57以锐角倾斜，通常，相对于沿垂直方向64的延伸线，该锐角为0.5度至1.5度，从而便于将连接器的模具(上模部分或拉模部分)从。
27、型模中取出。0035 任选地，鼻部52的中央53可包括圆柱形标记孔54的开口，该开口可由位于模具的上型部分110和拉动部分150内的销形成。0036 中部22包括形成在其中的轴销孔30，用于接纳轴销，以枢轴式连接关节件16和用于连接有轨车厢的连接器。轴销孔30由出自单个内部芯体10和单个内部芯体12的至少一部分形成。轴销孔30包括常规的圆柱形侧壁。关节件16的尾部20还包括顶部拉柄46和底部拉柄46a，用于当连接火车时(见图5A)拉动关节件16。0037 现在描述上述实施方式中阐述的有轨车厢连接器的制造方法。提供上模部分和拉模部分，各部分均包括内壁，由使用型模或其他形式的铸砂形成，界定连接器关。
28、节件模具空腔的至少一部分外周边界。正如上文所注意到的那样，外部芯体用于形成连接器关节件的拉动面58。模具空腔和外部芯体一起对应于待铸造的连接器关节件所需的外表面的形状和说 明 书CN 102740994 A5/7页8结构。0038 至少一个内部芯体设置于所述上模部分或拉模部分的内部。正如所指出的，可具有一个或多个芯体。例如，单个芯体可设置成界定出肾形芯体部分、轴销芯体部分和指形芯体部分，这样，只有一个芯体需要设置在模具内。可选地，可以有第一内部芯体和第二内部芯体，第一内部芯体设置成界定肾形空腔和轴销空腔，第二内部芯体设置成界定指形空腔，这样，这两个芯体必须连接并且放置于模具内。通过另一个实施例。
29、，如上所述，可以去除第二芯体，而将模具空腔可设置为包括形成连接器关节件的至少一个指形空腔的指形部分。外部芯体也可设置在拉模部分或者上模部分的内部，从而形成连接器关节件的拉动面部分58。模具空腔和外部芯体一起对应于待铸造的连接器关节件所需的外表面的形状和结构。0039 上模部分和拉模部分闭合，内部芯体和外部芯体介于这两部分之间。采用已知的方法随后引入熔融金属或熔融合金，熔融金属或熔融合金凝固形成连接器关节件。一个或多个内部芯体和/或所述模具空腔中的指形部分的存在将界定所述连接器关节件的肾形空腔、轴销空腔和指形空腔。外部芯体的存在将界定上述连接器关节件的拉动面。0040 参见图8，通常，当所述上模。
30、部分110和所述拉模部分150闭合时，在上模部分110和拉模部分150之间形成分界线或模缝线300，分界线或模缝线300形成在所述连接器关节件的外表面上。然而，假设在这个实施方式中，外部芯体放置在拉动部分空腔的内部，外部芯体的存在可防止分界线接缝形成于所述拉动面部分的中部，而导致所述分界线形成在所述外部芯体的端部。优选地，所述芯体的外端部在所述拉动面部分的中部范围之外至少2英寸，更优选地，所述芯体的外端部位于所述关节件的外部，即应力较低的部分，并靠近所述外部芯体的上部302和下部304(图2)。优势在于，这样可防止所述分界线形成于所述拉动面部分58的中部59上。这是理想的做法，因为分界线接缝的。
31、形成通常要求铸件经历研磨处理来消除它们。研磨会影响所述关节件的表面光洁度，最终导致疲劳失效并缩短关节件的使用寿命。另外，由于拉动面部分的中部在与另一关节件接合时承受的接触面应力，所述中部更易失效。通常，使所述中部承受研磨会加剧这种失效。另外，由于拉动面的中部所处的位置以及其弧形形状，很难对其进行实际研磨或成本低廉的研磨，有时甚至不可能进行实际研磨或成本低廉的研磨。因此，将所述分界线移离所述拉动面的中部，消除了所述中部经受这种修磨操作的需求。0041 另外，在本申请的实施方式中，内部芯体和/或外部芯体的至少一部分由高密度砂制成。适合的砂包括铬铁矿(铁镁铬氧化物(Fe，Mg)Cr2O)或锆石(硅酸。
32、锆(ZrSiO4)及其相关衍生物。使用高密度砂(例如：铬铁矿、锆石、基于铁矿或锆石的各自的衍生物)形成芯体的至少一部分可改善关节件铸件的表面光洁度，因为这种砂相比于通常用于制作模具和/或芯体的现有技术中的硅砂或基于硅石的衍生砂具有更细的颗粒尺寸和更低的热膨胀率。具体而言，高密度砂的使用减少了与“收缩”或“微收缩”关联的问题。当铸造过程被引入模具的熔融金属随着它的冷却和凝固而收缩时，发生微收缩。本申请的实施方式中所用的高密度砂的特性使得铸件的相应部分快速散热并以更快的速度“冷却”，从而使收缩最小化，有时甚至可以避免收缩。好处在于，这样可得到具有改良的表面光洁度的铸件并降低在关节件中形成收缩缺陷的。
33、可能性，该缺陷包括鳍状物、波纹、铸疤甚至是在铸件的某些部分的孔穴。同样，高密度砂的较低的热膨胀率降低了芯体含有变形和裂纹的可能，因此，降低了在铸件上形成毛刺的可能。这种缺陷的存在会导致连接器关节件过早损耗或失说 明 书CN 102740994 A6/7页9效。另外，减少这种缺陷的存在也降低了表面修磨的需求，如上所述，这种修磨会使关节件面临进一步的疲劳失效。因此，具体而言，为了避免所述关节件部分的拉动面经受修磨的需求，理想的做法是采用高密度砂形成外部芯体的拉动面模具部分。如上所述，该拉动面不便于进行这样的修磨。0042 使用高密度砂形成对应于包含分界线接缝的铸件部分的内部芯体和外部芯体，还可降低。
34、所述铸件经受分界线接缝研磨的需求，如上所述，这种研磨已被显示对连接器关节件的性能具有不利影响。值得注意的是，优选的做法是使用对应于其上形成分界线接缝的铸件部分，以避免如上所述的那种表面缺陷的存在。如下文进一步描述的那样，使用高密度砂芯铸造前部的拉动面部分也是较为理想的。0043 因此，这种高密度砂优于通常用于铸造关节件并如名称为“Railway Car Coupler Knuckle Having Improved Bearing Surface.”的美国专利US7,337,826中简要介绍的硅砂或硅砂衍生品。如下所述，高密度砂在铸造过程中增强了冷却效果并且只经受较小的热膨胀，并且相比于硅砂具。
35、有更细的颗粒尺寸。因此，这种优势使得所述连接器关节件具有更好的尺寸稳定性、更好的坚硬度以及极佳的表面光洁度，该表面光洁度降低疲劳失效的可能。0044 另外，使用高密度砂可以替代在模具中包含冒口的需求，在冒口区用额外的铸造材料“补充”容易收缩的铸件容积。然而，一旦铸造完成后，任何多余的材料必须由表面研磨去除。冒口和/或内浇口的存在也限制了在铸造出在其连接点具有精确的外形和/或轮廓的关节件的能力。这些缺陷使铸件经受如上所述的疲劳失效。0045 另外，除了上述原因，在铸件的一些区域包含冒口是不可行的。所述拉动面部分是一个这样的区域。由于拉动面部分在水平方向呈弧形形状以及如上所述容易发生应力失效，拉动。
36、面部分不适于表面研磨。另外，如上所述，理想的做法是，拉动面部分具有基本上平的表面。在所述表面没有经受进一步研磨的情况下，包含冒口不能促进这种平表面的形成，所述进一步研磨再次使所述拉动面部分遭受上述缺陷。0046 同样，使用高密度砂降低了对冷模的需求，所述冷模用来在铸造过程中吸收和消除的热量。冷模可以在铸件的“外部”或者在铸件的“内部”，内部冷模最终成为铸件的一部分。因此，由于内部冷模成为铸件的一部分，在选择适合的冷模材料方面应予以关注，使其与铸件材料相兼容。否则，冷模与铸件的熔合会不合适或不完整，这可能导致铸件的过早失效或需要铸件经历进一步的修整和/或修复。如果外部冷模放置不谨慎，会在铸件的表。
37、面留下铸疤或其他缺陷，使得铸件需要经受额外修整操作，例如研磨，这可对关节件表面的光洁度产生不利影响。另外，由于外部冷模一般由小金属片构成，他们通常不得不被连接到外部芯体，如上所述，外部芯体由不具有高密度砂芯的优点的硅石制成，因此，他们不能放错位置。必须小心放置它们，以使得铸件获得冷模的目标区域的优势。对于外部冷模和内部冷模二者而言，它们只在较小的表面区域有效，在远离冷模的关节件容积趋于丧失效力。使用高密度的砂芯，特别是外部芯体，消除了这些问题，因为这种芯体可以形成为具有关节件的高度，覆盖任何所需的表面区域，并且仍不失其效力。值得注意的是，使用高密度砂的外部芯体还消除了如上所述的表面缺陷的潜在风。
38、险，消除了与错误放置冷模相关的问题，以及与冷模有关的总费用，特别是内部冷模，因为它们必须由与铸件相兼容的材料制成。0047 事实上，在其他实施方式中，外部芯体可由提供上述优势的其他材料制成。在一个说 明 书CN 102740994 A7/7页10优选的实施方式中，充当“冷芯”的外部芯体可由石墨制成。石墨可取是因为其具有高的热导性所带来的更高的冷却速率。使用石墨冷芯还提供了如上所述的好处，避免了微收缩以及外部冷模的使用，从而当铸件形成后避免了对中部59进行进一步表面研磨。另外，石墨冷芯还避免了关于如上所述的外部冷模要求小心放置的问题。在其他实施方式中，冷芯可以为金属，优选由灰铸铁制成。由于灰铸铁。
39、的热导性主要随石墨片含量的变化而变化，理想的做法是选择具有较大比例的石墨片的铸铁等级。石墨片数量越高，这些石墨片相互触及的概率越高，从而使灰铸铁具有高的热导性。另一个适合金属冷芯的例子是由铸钢制成。另外，在其他实施方式中，冷芯可能是由碳化硅制成，在冷却要求不苛刻的应用中，碳化硅较为理想。值得注意的是，术语“冷芯”还可以适用于外部芯体，该外部芯体的至少一部分由锆石、铬铁矿及其衍生物，以及具有减少微收缩功能的其他高密度砂制成。这种高密度砂可取是因为除了上面所描述的好处，他们在铸造厂更容易得到并且更便宜。0048 本申请使用的术语和说明仅通过举例说明的形式进行阐述，但并且不意味构成限定。在不偏离所公。
40、开的实施方式的基本实质的情况下，本领域技术人员可以理解，对上述实施方式中的各细节可进行各种变化。例如，参见图9，尽管只对连接器关节件进行了描述，但是当制造所述连接器本身时也可使用上述方法和系统。该连接器18将关节件16与铁路货车车厢(未显示)相联接或连接。0049 另外，虽然上述技术和芯体已被描述用于有关拉动面部分的形成，但他们也可用于形成关节件(或连接器主体)铸件的任何部分。另外，在一个实施方式中，为了预先确定使用高密度砂芯的理想位置，可采用仿真软件来确定在关节件(或连接器主体)容易遭受表面修磨失效和压力的位置。这种失效仿真也可有助于确定放置芯体的理想位置，以移开形成在铸件上的分界线接缝。同样，该软件可用于预测热点的形成，而这又可帮助确定使用高密度砂芯的理想位置。由位于伊利诺斯州绍姆堡的Magma Foundry Technologies提供了适合的软件实例。0050 另外，除非另有特别指明，本申请所公开的方法的各步骤不需要以某个特定的顺序执行，尽管在本申请公开的内容中各步骤按一定的顺序执行。通过其他实施例，本申请所描述的芯体结构不应限于所描述的那些，本领域技术人能够理解，这种芯体可通过各种方式设置获得所公开的实施方式。因此，应当理解，后附的权利要求(包括其所有的等同内容)目的在于限定本发明的实质和范围。说 明 书CN 102740994 A10。