CH227633A - Verfahren zum Herstellen von Gusskörpern, insbesondere aus Leichtmetall und Leichtmetallegierungen. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Herstellen von     Gusskörpern,    insbesondere aus Leichtmetall  und Leichtmetallegierungen.    Es ist bekannt, mechanische Schwingun  gen, insbesondere solche hoher Frequenz  (Ultraschall),     in.    Metallschmelzen     einzuleiten     zum Zweck der Entgasung der     Schmelze     sowie zur     Bildung        eines        feinkörnigen    Ge  füges     während    des     Erstarrungs.vorganges.     Die     Anwendung    der     vornehmlich    aus Labo  ratoriumsversuchen in kleinem     Massstabe    ge  wonnenen Erfahrungen auf den 

  Giessvorgang  in betriebsmässigem Umfange, z. B. auf die       Herstellung        grösserer        Gusskörper    wie Blöcke,  Platten und dergleichen., bereitete jedoch     er-          heblicheSchwierigkeiten.    Die Hauptschwie  rigkeit bestand dabei in der Übertragung  genügender Schallenergie auf die     Schmelze.     Die     Ausübung    der Schwingungen nach dem  Füllen des Tiegels durch eine     Glschicht    oder  durch einen mit dem Tiegel unmittelbar ver  bundenen Übertrager sowie die andern be  kannten Verfahren der Übertragung versag  ten,

   bei der Verwendung für     grössere        Guss-          stücke.       Zur     Beseitigung    dieser Schwierigkeiten  wurde vorgeschlagen, ,die     Schwingungen    auf  das     in    die Kokille eingegossene Schmelzgut       mittels    einer     schwingfähigen        Platte    zu über  tragen, die ihrerseits durch mehrere     magneto-          striktive    schwingbare Körper zum :

  Schwin  gen erregt     wurde.    Durch     fliese        Aufteilung    des  Übertragers erzielte man zwar eine Steige  rung der anwendbaren     Leistung,    jedoch     reicht     die auf diese Art übertragbare Energie nicht  aus, bei der gesamten für ein grösseres     Guss-          stück    erforderlichen     Schmelze    die gewünschte  Wirkung     hervorzurufen.     



  Gemäss vorliegender Erfindung wird des  halb die Schmelze während des Füllens der  Kokille durch eine schwingfähige Platte mit  mechanischen     Schwingungen        erregt,    und  zwar     wird    diese Platte ständig mit .der Ober  fläche der Schmelze in Berührung gehalten.  Auf diese Weise wird ständig insbesondere  die neu zufliessende Schmelze der Einwir  kung der     Schwingungen        ausgesetzt,    so     dass         die eingeleitete Energie eher ausreicht, die  Schmelze weitgehend zu entgasen.

   Wird  weiterhin Sorge getragen, dass der untere  Teil der Schmelze bereits während des Ein  füllens des obern Teils erstarrt, so kann die       eingeleitete    Energie auch ausreichen, den Er  starrungsvorga,ng günstig zu     beeinflussen.     Es wurde gefunden, dass ,die so behandelten       Gussstücke    neben erheblicher     Feinkörnigkeit     auch eine beträchtliche Verminderung der ge  rade in grösseren     Gussstücken    besonders star  ken     Seigerungserscheinungen    aufwiesen.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren hat sich  vornehmlich beim Giessen von Leichtmetall  und Leichtmetallegierungen bewährt, jedoch  ist es ohne weiteres auch auf andere Metalle  und Legierungen anwendbar.  



  Es lässt sich sowohl für Block- wie für       Strangguss    verwenden.  



  Beim     Blockguss    wird vorteilhaft die  schwingfähige Platte entweder entsprechend  dem Ansteigen -des Giessspiegels aus der Ko  kille herausgeführt, oder, falls die Platte und  das dazugehörige schwingende System fest  angeordnet sind, wird zweckmässig die Ko  kille     entsprechend    dem Ansteigen des Giess  spiegels abgesenkt. Dadurch bleibt die Platte  in ständiger     Berührung    mit der Oberfläche  der Schmelze, was gegenüber dem Eintau  chen des     Schwingkörpers    den Vorteil hat,  dass die Schmelze bis zur völligen Erstarrung  mit Schwingungen behandelt werden kann,  ohne dass man die Platte einfrieren zu lassen  braucht.  



  Beim     Strangguss    kann die schwingfähige       Platte        beispielsweise    am     obern    Ende der Ko  kille gasdicht befestigt werden und der     Ko-          killenboden    entsprechend der Geschwindig  keit des Nachgiessens so abgesenkt werden,       rlass    der zweckmässig mit der     Platte    verbun  dene Giesstrichter ständig gefüllt     bleibt.     



  Die Zuführung des Giessstoffes kann  beim Block- und     Strangguss    durch die Mitte  der Platte oder vom Rande her erfolgen und  geschieht beispielsweise mittels Trichters und  Giessrinne. Bei der Zuführung durch die  Mitte der Platte ist es zweckmässig, diese auf  der Berührungsseite mit der Schmelze kon-         kav    zu gestalten; bei der Zuführung vom  Rande her hat sieh eine konvexe Form der  Platte als zweckmässig erwiesen, wobei die  Schmelze über eine oder mehrere Giessrinnen       zugeführt    werden kann.  



  Fernerhin hat. sieh gezeigt, dass sich die  von der Schmelze aufgenommene Schall  energie noch wesentlich steigern lässt, wenn  die Schmelze zusätzlich unterhalb der  schwingfähigen Platte durch einen eine lichte  Weite gleicher Form wie die     Kokille    besit  zenden, ebenfalls schwingfähigen Ring mit  mechanischen Schwingungen erregt wird.  



  Zur Vermeidung des An- oder     Einfrie-          rens    der schwingungsfähigen Platte     bezw.     des Ringes kann es zweckmässig sein, eines  oder beide mit einer Heizvorrichtung zu ver  sehen.  



  An Hand der Zeichnungen sollen das  erfindungsgemässe Verfahren     sollvie    zu dessen       Ausübung    dienende     Giessv        orriehtungen    an  einigen     Ausführungsbeispielen    erläutert wer  den.  



  Es zeigt:       Fig.    1 eine     absenkbare    Kokille für Block  guss und eine feststehende, unten konkave,       sehwingfähige    Platte mit einer     Einguss-          öffnung    im Scheitelpunkt ihrer Krümmung,       Fig.        \?    eine     Stranggusskokille    und eine  gasdicht     aufgesetzte,    unten konvexe,

   schwing  fähige Platte mit daran     befestigten        Eingiess-          rinnen    und einen Trichter und       Fig.    3 eine     Stranggusskokille    und einen  unter der unten     konkaven,    schwingfähigen  Platte zusätzlich angebrachten, ebenfalls  schwingfähigen Ring.  



  Die schwingfähige, das heisst derart aus  gebildete und angeordnete Platte 1 (Fug. l.),  dass Teile von ihr um eine Ruhelage schwin  gen können, von der zu behandelnden  Schmelze     \?    aus gesehen konkav gestaltet, ist  mit einem schwingfähigen Körper 3 verbun  den, der mit     Kühlmittelanschlüssen    4 ver  sehen ist und durch die mit Wechselstrom  gespeiste Erregerwicklung 5 zum     Schwingen     erregt wird.

   Dieses     Schwingsystem    ist an sei  nem     obern    Ende starr befestigt, während die      schwingfähige Platte 1 mit der Oberfläche  der Schmelze 2 dadurch in ständiger Berüh  rung bleibt, dass die Kokille 6, die mit einem       Kühlmantel    7 versehen ist, entsprechend dem  Ansteigen des Giessspiegels abgesenkt wird.  Die Zuführung der Schmelze geschieht über  einen mit der. Giessrinne 8 verbundenen  Trichter 9 durch eine Öffnung 10 der  schwingfähigen Platte 1.  



  In     Fig.    2 ist eine mit einem Kühlmantel  11 versehene     Stranggusskokille    12 gezeigt,  auf die ein Schwingsystem ähnlich dem  Schwingsystem gemäss     Fig.    1 gasdicht auf  gesetzt ist. Die schwingfähige Platte 13 ist  jedoch gegen die Schmelze konvex ausgebil  det, um die bei der Schwingungsbehandlung  aufsteigenden Gase nach den am Rande der  Platte mündenden Giessrinnen 14 hin abzu  leiten. Durch die Wahl konkaver oder kon  vexer Platten hat man es gleichzeitig in der  Hand, die aufgenommene Schwingungs  energie in bestimmten Räumen der Schmelze  zu erhöhen oder zu vermindern.     lla    ist der       absenkbare,    mit einem Hohlraum zum Küh  len versehene     Kokillenboden.     



       Fig.    3, veranschaulicht eine     Strangguss-          kokille    wie in     Fig.    2, deren schwingfähige  Platte 15 durch zwei schwingfähige Körper  16 erregt wird, die ihrerseits durch Erreger  wicklungen 17 zum Schwingen erregt wer  den. Unter der Platte 15 befindet sich zur  Unterstützung ihrer Wirkung der schwing  fähige Ring 18, der über Schwingkörper 19  durch Erregerwicklungen 20 in Schwingun  gen versetzt wird.

   Platte 15 und Ring 18  können bei Herstellung des     Gusskörpers     durch     Heizkanäle    21 beheizt werden, wobei  es vorteilhaft ist, die Platte     bezw.    den Ring  von den Schwingkörpern durch schlecht  wärmeleitende Zwischenstücke 22 zu isolie  ren.  



  Die     Kokillenböden    11a (Fix. 2)     bezw.    23  (Fix. 3) werden während des Füllens der  Kokille allmählich nach unten derart abge  senkt, dass die Platte 13     bezw.    15 mit der  Oberfläche der Schmelze ständig in Berüh  rung gehalten wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zum Herstellen von Gusskör- pern, insbesondere aus Leichtmetall und Leichtmetallegierungen, dadurch gekenn zeichnet, dass während des Füllens der Ko kille die Schmelze durch eine mit ihrer Ober fläche ständig in Berührung gehaltene schwingfähige Platte mit mechanischen Schwingungen erregt wird. UN TERANSPRt1CHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass während des Fül lens der Kokille die schwingfähige Platte vom Kokillenboden aus allmählich aus der Kokille heraus bewegt wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die schwing fähige Platte am obern Kokillenende gas dicht befestigt ist und während des Füllens der Kokille der Kokillenboden allmählich nach unten abgesenkt wird. 31. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Zufuhr der Schmelze durch die schwingfähige Platte hin durch mittels Giessrinne und Trichters er folgt. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze während des Füllens der Kokille zusätzlich durch einen unterhalb der schwingfähigen Platte angeordneten, eine lichte Weite gleicher Form wie die Kokille besitzenden, schwingfähigen Ring mit mecha nischen Schwingungen erregt wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 und 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die schwingfähige Platte und der schwingfähige Ring beheizt werden.

   PATENTANSPRUCH II: Giessvorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mit Schwing antrieb versehene, schwingfähige Platte be sitzt, wobei die Platte und der Kokillen boden relativ -zueinander bewegt werden kön nen. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 6. Giessvorrichtung nach Patentanspruch fI, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Be rührung mit der Schmelze bestimmte Fläche der Platte konkav gestaltet ist und eine Öff nung für die Zufuhr der Schmelze am Schei tel der Krümmung aufweist. 7.

   Giessvorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Be rührung mit der Schmelze bestimmte Fläche der Platte konvex gestaltet ist und an ihrem Rande Öffnungen für die Zufuhr der Schmelze aufweist.