DE2122453B2 - Vorrichtung zum tauchgiessen von metallgusstuecken - Google Patents

Description

35

Bei der Gießform oder den Gießformen der Vorrichtung nach dem Hauptpatent stehen die das spätere Gußstück ausbildenden Formenhohlräume nur mit einem Anschnitt in Verbindung, durch den die Metallschmelze eintritt. Die bei Schmelzeeintritt in die Formenhohlräume aus diesen Räumen zu entfernende Luft tritt einmal durch einen bis zur Vollendung der Hohlraumausfüllung mit Schmelze frei bleibenden Restquerschnitt des Anschnittes aus und entweicht zum anderen durch das poröse Material der Gießformen hindurch in einen gemeinsamen Entlüftungskanal. Diese Ausgestaltung der Gießformen gestattet keine rationelle Verwendung von Dauerformen, da dann die Luft der Formenhohlräume sämtlich durch den erwähnten Restquerschnitt des Anschnittes entweichen muß, was ein sehr langsames Eintauchen der Vorrichtung in die Metalischmelze und damit einen zeitraubenden Eintauchvorgang zur Folge hat.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung der Vorrichtung nach dem Hauptpatent in der Hinsicht, daß auch Dauerformen in Verbindung mit der Vorrichtung und dem Verfahren nach dem Hauptpatent verwendet werden können.

Die Lösung der Aufgabe ist in dem Kennzeichen des Anspruchs 1 definiert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Lösung ist in den beiden Unteransprüchen angegeben.

Die so verbesserte Gießvorrichtung gestattet die Verwendung von Dauerformen bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent, denn beim Eintauchen der Vorrichtung in die Schmelze kann die Luft aus den Formenhohlräumen nicht nur aus einem Restquerschnitt des Anschnittes ausströmen, um zusätzlich das Eintreten von Schlacke zu verhindern, sondern auch aus den einzelnen, zu einem gemeinsamen Entlüftungskanal führenden Entlüftungsgängen, wodurch ein rationelles Eintauchen der Vorrichtung in die Schmelze erzielt wird. Die Schmelze selbst kann nicht durch die Entlüftungsgänge hindurchfließen, da diese hierzu einen zu kleinen Querschnitt aufweisen, der ein ausreichend schnelles Abkühlen von evtl. in diese Gänge gelangter Schmelze bewirkt, so daß diese dort erstarrt, wodurch ein Nachströmen der Schmelze verhindert ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Dauerform zum Herstellen eines kleinen Gußstückes wie 1. B. ein Kolbenring,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine Vorrichtung mit einem Dauerformstapel,

Fig. 3 eine teilweise Darstellung vom Eintauchen eines Formenstapels in eine Schmelze,

F i g. 4 eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Dauerform.

In Fig. 1 ist eine Dauerform 11 aus Metall vorzugsweise aus einer Legierung aus 99,5% Molybdän, 0,4% Titan und 0,1% Zirkonium, zum Vergießen von Eisenmetall gezeigt. Die Form 11 besitzt einen ringförmigen, das spätere Werkstück ausbildenden Hohlraum 12, einen ständig offenen Anschnitt 13 und einen oder mehrere Entlüftungsgänge 14, wobei im Beispiel zwei sich diametral gegenüberliegende, mit einem Anschnitt 13 ausgerichtete Gänge 14 gezeigt sind, die mit einem zentralen Entlüftungskanal 14a kommunizieren. Um den Hohlraum 12 zu schließen bzw. zu vervollständigen, wird eine gleiche Dauerform 11 auf der Oberseite der jeweils unteren Dauerform gestapelt. Ferner kann mehr als ein Abschnitt 13 vorgesehen sein. Obwohl die gezeigte Dauerform für die Herstellung ringförmiger Gußstücke gedacht ist, ist es jedoch klar, daß die Dauerform auch zur Herstellung von Gußstükken anderer Gestalt verwendet werden kann.

Nach F i g. 2 ist in einer Tragvorrichtung / ein Stapel aus metallenen Dauerformen 11, deren Entlüftungskanäle 14a miteinander ausgerichtet sind, vorhanden, wobei die Vorrichtung z. B. 20 Dauerformen aufnehmen kann. Eine Abdeckform 11a kann zum Abdecken des Hohlraums 12 der obersten Dauerform 11 vorgesehen sein und ebenfalls einen zentralen Entlüftungskanal 14a aufweisen, der mit dem Entlüftungskanälen 14a der anderen Formen 11 ausgerichtet ist. Die Tragvorrichtung /besteht aus Flußstahl, ist mit einem hitzebeständigen Material, z. B. Graphit, überzogen und schließt ein Unterteil 15 ein, auf dem die Dauerformen 11 gestapelt sind. Das Unterteil 15 ist an einem Joch 17 befestigt, dessen oberes Ende eine ringförmige Führung 18 trägt, in der sich eine vertikale Spindel 19 auf und ab bewegen kann. Ein hitzebeständiger Block 16, z. B. aus Gußeisen, ist mit Entlüftungslöchern 16a versehen und an der Spindel 19 befestigt, deren oberes Ende mit einem Teil 19a versehen ist, so daß die Spindel an einem Tauchmechanismus (nicht dargestellt) zum Absenken bzw. Herausziehen der gesamten Vorrichtung in das bzw. aus dem Schmelzbad befestigt werden kann.

Die äußeren Oberflächen der Dauerforrnen 11 können ebenfalls mit einem hitzebeständigen Überzug versehen sein, um sie vor den Auswirkungen des wiederholten Eintauchens in das geschmolzene Metall zu schützen.

Die mit den Dauerformen 11 beladene Trasvorrich-

tung J wird mit den äußeren, der Schmelze ausgesetzten Formenoberflächen in ein Metallschmelzbad 20 eingetaucht, und zwar bis etwa zur Hälfte des hitzebeständigen Blocks 16 gerade unterhalb seiner Entlüftungslöcher 16a. Bei Beginn des Eintauch Vorgangs werden die unteren Dauerformen durch das Gewicht der darüberliegenden Formen zusammengeklemmt gehalten, und das schmelzflüssige Metall, z. B. Eisen, fließt durch die Anschnitte 13 in die Hohlräume 12 ein.

Die dargestellten Dauerformen haben eine niedrigere Dichte als das zu vergießende Eisenmetall und beginnen demgemäß aufzuschwimmen, bis die Abdeckform 11a an den Block 16 anstößt, wobei die Formen durch die Wirkung ihres Auftriebes zusammengehalten werden. Nach Ablauf einer ausreichenden Zeit zur Füllung der Formen wird die Vorrichtung J aus dem Schmelzbad herausgezogen, damit der Abkühlvorgang beginnen kann. Wenn jedoch die Dauerformen eine höhere Dichte als das zu vergießende Metall aufweisen, können sie vor dem Eintauchen mechanisch zusammengeklemmt werden, z. B. dadurch, daß die Spindel 19 und die rohrförmige Führung 18 mit einem Gewinde versehen werden, so daß der Formstapel mechanisch zwischen dem Unterteil 15 und dem Block 16 eingeklemmt werden kann.

Der Beginn des Eintauchens des Formstapels in das Schmelzebad 20 ist in F i g. 3 dargestellt. Wie gezeigt, ist die unterste Dauerform schon mit geschmolzenem Metall gefüllt, und die nächste Dauerform schließt gerade mit dem Schmelzepegel ab.

Die Dauerformen sind im allgemeinen impermeabel, jedoch bewirkt die aus dem Eintauchen resultierende Erhitzung der Formen eine Expansion der Luft in den Hohlräumen 12, die teilweise durch die Anschnitte 13 austritt, die so konstruiert sind, daß sie einen engen Halsquerschritt aufweisen. Dieser Halsquerschnitt ist in bezug auf die Eintauchgeschwindigkeit weiterhin so dimensioniert, daß, während die Anschnitte durch die Schlackenteile 22 auf der Oberfläche 21 der Schmelze hindurchtreten, die Luft auch aus den Anschnitten herausströmt. Das Einströmen von Metali in den jeweiligen Hohlraum 12 beginnt nur, wenn sich dtr entsprechende Anschnitt unterhalb der Oberfläche 21 der Schmelze befindet. Die zu dieser Zeit in dem Hohlraum verbliebene Luft tritt nun durch die Entlüftungsgänge 14 aus, und zwar zunächst in den zentralen Entlüftungskana! J4a und dann in das Innere des Blockes 16, aus dem sie durch dessen Entlüftungslöcher 16a in die Atmosphäre austritt.

Um das Auslaufen von Metall aus den Formen zu verhindern, wenn diese zwecks Abkühlens der Gußstükke mit der Tragvorrichtung aus der Schmelze herausgenommen werden, ist es lediglich notwendig zu sichern, daß die gefüllten Anschnitte der Dauerformen ausreichend schnell erstarren. Dies kann durch eine enge Bemessung der Anschnitte jeder Dauerform in bezug auf den Querschnitt des Formenhohlraums erreicht werden. Wenn ein »Nachlaufen« von Schmelze gewünscht wird, kann die Formenhohlraumgeometrie ferner so ausgebildet sein, daß eine ausreichende Reserve geschmolzenen Metalls beim Herausnehmen der Formen aus der Schmelze zur Verfügung steht. Andererseits können die Dauerformen auch his zur teilweise oder vollständigen Erstarrung der Gußstücke in der Schmelze belassen werden.

In F i g. 4 ist eine aus Metall bestehende Dauerform 31 mit sechs ringförmigen Formenhohlräumen 32 gezeigt, wobei jeder Hohlraum mit einem eigenen Anschnitt 33 versehen ist. Von jedem Formenhohlraum ausgehende Entlüftungsgänge 34 kommunizieren mit einem zentralen Entlüftungskanal 34a.

Im Rahmen der Erfindung kann der Stapel aus Dauerformen 11 auch durch eine einzige Dauerform U zum Gießen eines einzigen Gegenstandes ersetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

/ i Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Tauchgießen von Metallgußstücken, die eine einzelne Gießform oder einen Gießformstapel, eine Tragvorrichtung für die oder jede Gießform und einen Tauchmechanismus zum Eintauchen der beschickten Tragvorrichtung in die bzw. Herausziehen derselben aus der Metallschmelze nach Füllung der oder jeder Gießform umfaßt, wobei die oder jede unmittelbar in die Schmelze einzutauchende Gießform einen Anschnitt von sehr kurzer Länge und von gegenüber der üblichen Querschnitisbemessung verringertem Querschnitt und einen Entlüftungskanal aufweist, nach dem Hauptpatent 1783056, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Gießform (11) aus einer Dauerform besteht, daß der oder jeder Gießformhohiraum (12) über wenigstens einen Entlüftungsgang (14) mit dem Entlüftungskanal (i4a) in Verbindung steht und daß der Querschnitt des Entlüftungsganges zumindest auf einem Teil der Ganglänge so klein ist, daß das Einströmen von Schmelze in den Entlüftungskanal verhindert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Dauerform (11) in an sich bekannter Weise aus Metall besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Dauerform (11) in an sich bekannter Weise aus solchem Material besteht, dessen Dichte geringer ist als die Dichte des zu vergießenden Metalls.