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.