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Verfahren und Einrichtung zum Sammeln von Schlackenteilchen beim Giessen von Nichteisenmetallen in eine Giessform
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sammeln von Schlackenteilchen beim Giessen von
Nichteisenmetallen in eine Giessform, sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Beim Giessen von Werkstücken in Giessformen entstehen durch die Berührung des flüssigen Metalls mit der Luft Schlackenhäutchen, die mit dem Metall in die Giessform gelangen, während der Erstarrung des Metalls aufschwimmen und sich schliesslich als nichtmetallische Einschlüsse im Oberteil des
Gussstückes ansammeln. Zur Herstellung einer reinen Oberfläche müssen die nichtmetallischen
Einschlüsse durch Abhobeln oder Abschleifen entfernt werden, was eine umständliche, Nacharbeit bedeutet. Ausserdem ist es erforderlich, das Gussstück mit einer grösseren Höhe, als der gewünschten Abmessung entspricht, zu giessen, um überhaupt diese Schleifarbeit durchführen zu können. Diese sogenannte Bearbeitungszugabe beträgt erfahrungsgemäss 10 bis 20 mm.
Trotzdem kommt es öfter vor, dass auch nach dem Abschleifen Fehlerstellen infolge von vereinzelten nichtmetallischen Einschlüssen vorhanden sind, die ausgeschweisst werden müssen. Hiefür werden Schweisselektroden verwendet, deren Materialpreis unverhältnismässig höher ist als der Preis des Giesswerkstoffes.-
Um diese umständliche und schwierige Nacharbeit zu verringern, ist bereits-vorgeschlagen worden, beim Schwermetallguss Siebe aus keramischem Material oder Metallgeweben in den Zulaufkanal der Giessform einzusetzen, die ein Filter für die Schlackenteilchen bilden.
Solche Siebe können jedoch nur jene Schlackenteilchen zurückhalten, die vor dem Einfluss des Metalls in den Zulaufkanal entstanden sind, wogegen sie für jene Schlackenteilchen, die später, nämlich während des Giessens entstehen, keinen Einfluss haben. haben.
Es wurde nun gefunden, dass ein Grossteil der oxydischen Verunreinigungen erst an der Auftreffstelle des in die Formhöhlung einfallenden Metallstrahls entsteht, u. zw. infolge der turbulenten Bewegung an dieser Stelle, wobei Reaktionen mit dem Luftsauerstoff stattfinden. Es ist daher verständlich, dass die bekannten Einrichtungen mit Siebeinsätzen im Zulaufkanal keine zufriedenstellende Wirkung hatten. Wirkung hatten.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten und besteht darin, dass der aus dem Zulaufkanal der Giessform in deren Formhöhlung einfallende Metallstrah ! im Bereich der Auftreffzone abgeschirmt wird, wobei sich die Abschirmung über das Metallniveau hinaus erstreckt und mit. dem Ansteigen des Metallniveaus angehoben wird. Auf diese Weise werden sämtliche Schlackenteilchen, die sich gebildet haben, u. zw. sowohl vor dem Einlauf des flüssigen Metalls in den Zulaufkanal der Giessform als auch in der Formhöhlung selbst, zuverlässig gesammelt ; sie erstarren im Kopf des Steigers ; die Oberfläche des Werkstücks ist einwandfrei und enthält keine Einschlüsse.
Aus diesem Grund braucht beim Giessen keine Bearbeitungszugabe vorgesehen zu werden ; eine Nachbearbeitung ist überflüssig. Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht somit nicht nur-eine wesentliche Herabsetzung des manuellen Arbeitsaufwandes, sondern vermeidet auch Metallverluste.
Die Erfindung umfasst weiters eine Einrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens.
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Sie ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass in die Formhöhlung der Giessform, insbesondere in den Steiger der Giessform, eine die Auftreffstelle des Metallstrahls umgebende metallische Blende hebund senkbar eingesetzt ist. Vorzugsweise besitzt die metallische Blende die Form eines über einen Bogen von mindestens 1800 reichenden Zylindermantelteils, wobei der offene Spalt der Mündung des Zulaufkanals zugewendet ist. Der untere Rand der metallischen Blende kann senkrecht verlaufende Schlitze aufweisen ; es ist auch möglich, die Blende aus senkrecht an einem Bund angesetzten Roststäben zu bilden, die mindestens über einen Bogen von 1800 reichen, wobei die Breite der Schlitze bzw. der lichte Abstand zwischen den Rohrstäben 5 bis 8 mm beträgt.
In den Zeichnungen sind das erfindungsgemässe Verfahren bzw. Einrichtungen zu seiner Durchführung näher erläutert. Fig. 1 zeigt hiebei einen Vertikalschnitt durch und Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Giessform ; Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2. In den Fig. 4 bis 7 sind bevorzugte Ausführungsformen der Schlackenblende dargestellt, u. zw. in den Fig. 4 und 6 in Ansicht
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5Fig. 8 gibt einen Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemäss hergestelltes Gussstück wieder.
In Fig. 1 ist mit--l--der Oberkasten und mit--2--der Unterkasten der Giessform bezeichnet. Der Unterkasten weist einen Hohlraum -3-- mit der Hohe--h'--auf, die im Schwindmass der Höhe--h--des herzustellenden Gussstücks (Fig. 8) entspricht. Im Oberkasten --1-- ist ein Hohlraum--4--für den Steiger ausgenommen, welcher Hohlraum mit-einer feuerfesten Auskleidung --5-- zum Warmhalten des flüssigen Metalls versehen ist. Ausserdem befindet sich im Oberkasten --1-- der Einguss --6-- mit dem Zulaufkanal--7--, der in den in den Unterkasten --2-- eingeformten Anschnitt --8-- mündet.
Erfindungsgemäss ist die metallische Blende --9-- zum Sammeln der Schlackenteilchen durch den Hohlraum --4-- in die Giessform eingeführt und vor dem'Anschnitt --8-- in Stellung gebracht. Die metallische Blende--9--ist mit einer Stange--10--verbunden, die durch den Hohlraum --4-- nach oben geführt ist und mittels welcher die Blende--9--gehoben und gesenkt werden kann.
, Aus Fig. 2 ist die Anordnung des Eingusses--6--, des Zulaufkanals--7--und des Anschnittes--8--sowie die Ausbildung der metallischen Blende--9-ersichtlich. Die Blende hat die Form eines über einen Bogen von mindestens 1800 reichenden Zylindermantelteils. Ihr offener Teil --11-- ist der Mündung des Zulaufkanals, also dem Anschnitt zugewandt.
Die Strömungsrichtung des beim Giessen in die Giessform einfliessenden Metalls ist mit Pfeilen angedeutet (figez
Fig. 3 zeigt die Anordnung der Hohlräume und Kanäle für das flüssige MetalL Dieses strömt beim Giessen in Pfeilrichtung durch den Zulaufkanal--7--und fällt bei der Mündung des Anschnittes --8-- in die Formhöhlung--3--. Hiebei wird der Giessstrahl im Bereich der Auftreffzone des Strahls auf die Oberfläche des bereits eingegossenen schmelzflüssigen Metalls von der metallischen Blende--9--umgeben. Mit dem Ansteigen des Metallniveaus während des Giessvorganges wird die
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in den Steiger hochgezogen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Blende--9--ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Die Blende ist aus zunderbeständigem Blech hergestellt ; wie schon früher gesagt, besitzt sie die Form eines auf einer Seite offenen Zylindermantelteils. Der Zylindermantelteil ist mit nach unten zu offenen
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wieder mit Pfeilen angedeutet. Während das durch den offen Teil --11-- der metallischen Blende --9-- einströmende Metall durch die Schlitze --12- in radialer Richtung ungehindert in die Giessform strömen kann, werden die mit --14-- angedeuteten Schlackenteilchen in der Blende zurückgehalten. Da die Blende nach unten zu offen ist, kann das flüssige Metall bereits nach geringfügigem Anheben der Blende ungehindert in die Giessform strömen, so dass keine, Beeinträchtigung der Giessgeschwindigkeit eintritt.
In den Fig. 6 und 7 ist eine andere Ausführungsform der Blende--9--dargestellt. Die Blende wird hiebei aus einem ringförmig gebogenen Bund --15-- gebildet, an dessen Unterseite gleich lange Drähte oder Stäbe --16-- angeschweisst sind. Der lichte Abstand der Drähte oder Stäbe ist wegen der grossen Zahl der zwischen ihnen verbleibenden Spalte--12--etwas kleiner gehalten als bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 ; er beträgt etwa 5 mm. Dadurch wird ein sicheres Zurückhalten der Schlackenteilchen --14-- innerhalb der Blende gewährleistet. Der Oberteil der Blende, der Bund --15--, ist ebenfalls mittels Haltestreben-13--mit einer Stange-10-verbunden.
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In Fig. 8 ist ein erfindungsgemäss hergestellter Gusskörper gezeigt. Wie ersichtlich, befinden sich alle Schlackenteilchen--14--im Kopf des Steigers oberhalb des Anschnittes--8--. Die Oberfläche des Gussstücks, das ohne Bearbeitungszugabe mit der Höhe--h--hergestellt wird, ist einwandfrei und bedarf keiner Nachbearbeitung.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist einfach herzustellen ; sie kann immer wieder verwendet werden, und verringert nicht die gewünschte hohe Giessgeschwindigkeit. Die Zulaufkanäle der Giessform können deshalb auch klein gehalten werden ; die Materialverluste durch Erstarren von Metall im Zulaufkanal sind dementsprechend gering.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Sammeln von Schlackenteilchen beim Giessen von Nichteisenmetallen in eine
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Formhöhlung einfallende Metallstrahl im Bereich der Auftreffzone abgeschirmt wird, wobei sich die Abschirmung über das Metallniveau hinaus erstreckt und mit dem Ansteigen des Metallniveaus
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