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Verfahren zum lunkerfreien Giessen von Eisen und Nichteisenmetallen.
Die bisher in Verwendung stehenden Giessverfahren zeigen alle den Nachteil, dass die damit her- gestellten Gussstücke einen mehr oder weniger starken Lunker in der Mitte ihres Querschnittes aufweisen.
Zweck der Erfindung ist es, lunkerfreie Gussstücke herzustellen.
Abgesehen von verschiedenen andern Verfahren zur Bekämpfung der Lunkerbildung, wurde unter anderm auch bereits eines in Vorschlag gebracht, welches vorsieht, in Formen zu giessen, deren eine Seite auf einer höheren Temperatur als die übrigen Seiten und der Boden gehalten wird. Der Block wird nach dem Herausnehmen aus der Form einem seitlichen, gegen den Mittelteil seiner wärmsten Seite ausgeübten Druck unterworfen. Jedoch auch durch diese Massnahme kann kein lunkerfreies Gussstück erreicht werden. Die Mängel aller bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen liegen darin, dass die
Lunkerporositäten sich im Innern des Gussstückes immer so ausbilden, dass sie einer mechanischen Entfernung zum grössten Teil unzugänglich sind (Fig. 1).
Die Erreichung lunkerfreien Gusses erfolgt gemäss der Erfindung unter Zuhilfenahme eines regelbaren Wärmegefälles, dessen Maximum in den Grenzen zwischen Giess-und Schmelztemperatur und dessen Minimum unterhalb der Erstarrungstemperatur des Schmelzgutes liegt. Durch Anwendung dieses Temperaturgefälles wird die Erstarrung so geleitet, dass die Ausbildung des Lunkers an der Oberfläche des Gussstückes vonstatten geht und dieser infolgedessen durch mechanische Bearbeitung (Drehen, Fräsen, Hobeln usw. ) entfernt werden kann. Während der gesamten Dauer der Erstarrung wird das Gussstück unter Druck gesetzt.
Das Giessen eines Messingwalzblockes von der Form, wie ihn Fig. 2 in seinen drei Schnitten verkleinert gegenüber Fig. 3 darstellt, geschieht z. B. folgendermassen : man giesst in eine zweiteilige Kokille (s. Fig. 3), welche es vermöge einer Spezialkonstruktion gestattet, die die Blockfläche 2 begrenzende Kokillenfläche auf die Giesstemperatur T zu erhitzen und zu halten, während die die Fläche 4 begrenzende Kokillenwand durch Kühlung auf einer Temperatur Ti unterhalb des Schmelzpunktes der zu giessenden Messinglegierung gehalten wird. Sobald die Kokille gefüllt ist, wird an der Fläche 2 keine Wärme mehr zugeführt.
Sodann wird durch Bewegen des die Fläche 4 begrenzenden Kokillenteiles 2 der in Erstarrung befindliche Block unter Druck gesetzt. Die Komprimierung wird so lange fortgesetzt, bis kein Einsaugen der Schmelze mehr beobachtet werden kann. Der Vorschub ist so gestaltet, dass dies in dem Augenblick eintritt, wo die Erstarrung beendet und die gewünschte Blockdicke erreicht ist. Die Wirkungsweise des vorliegenden Verfahrens beruht darauf, dass die Temperaturkurven im Querschnitt Q2 verschieden sind von denen, welche bei den bisher üblichen Verfahren festzustellen waren.
Diese Kurven verlaufen bei den bisher üblichen Verfahren in den Zeitabschnitten < i, , 3 gemäss Fig. 4 und der Lunker bildet sich demgemäss in der Mitte aus, nachdem die Isothermen der Erstarrung im Querschnitt Q3 nach Fig. 6 sich ausbilden. Bei dem vorliegenden Verfahren verlaufen die Temperaturkurven in Q2 wie Fig. 5 zeigt und die Erstarrungsisothermen in Q3 gemäss Fig. 7, woraus klar ersichtlich ist, dass sieh bei diesem Verfahren der Lunker an der Plattenoberfläche (an der der in Fig. 3) ausbildet. Z.
B. zeigt ein Block aus Messing mit 72% Kupfer und 28% Zink etwa fünf Minuten nach dem Vergiessen eine Temperatur an der Fläche 4 von etwa 850 C und nach zehn Minuten eine solche von etwa 8000 C, während in den gleichen Zeitintervallen an der Fläche 2 die korrespondierenden Temperaturen etwa 9500 C bzw. 9300 C betragen.
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