Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gussstücken Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Metallgussstücken, bei denen sich ein in der Schmelze gelöstes Gas aus scheidet und die Bildung von Lunker- und Einfall stellen verhindert.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Mittel zur Durchführung des Verfahrens und auf ein Er zeugnis des Verfahrens.
Zur Herstellung von Gussstücken aus Eisen und Nichteisenmetallen, die frei von Lunkern, Einfall stellen und Rissen sein sollen, ist es bekannt, den Schmelzen in den Tiegeln, Pfannen oder im Vorherd so geringe Mengen von Wasserstoff zuzuführen, wie gerade notwendig ist, um Lunker und Einfallstellen zu vermeiden. Durch die Dosierung wird erreicht, dass beim Erkalten der aus den begasten Schmelzen hergestellten Gussstücke in den Formen, z.
B. in den Kokillen, sich die gelösten Gase im Innern der Gussstücke in poröser Verteilung abscheiden und durch diese Blähung die Entstehung von Lunkern und Einfallstellen verhindert. Die erforderliche Menge an Wasserstoff muss umständlich in Versuchen er mittelt werden. Das Verfahren hat sich nicht bewährt, da es nicht möglich ist, die gesamte Schmelze gleich mässig dosiert zu begasen und die erforderliche do sierte Gaskonzentration in der Schmelze aufrechtzu erhalten.
Auch sind die Gussstücke voll von groben Poren und dadurch in bezug auf ihre Festigkeit und Dichtungs- bzw. Dichtigkeitseigenschaften sowie in bezug auf ihre Bearbeitbarkeit durch spanabhebende Formung minderwertig. Die Erfindung soll die Mög lichkeit geben, die Qualität von Gussstücken weiter zu verbessern, z. B. zu vermeiden, dass sich in den Gussstücken grobe Poren bilden, welche die Festig keit herabsetzen und eine Bearbeitung durch span abhebende Formung verhindert.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man der Schmelze mindestens ein Gas zuführt, das mindestens teilweise in der Schmelze löslich ist oder mit ihr reagiert, wobei die Menge des zugeführten Gases grösser ist als die zur Sättigung der Schmelze mit dem Gas oder Gas gemisch benötigte Menge, und dass sich beim Erkal ten der Schmelze mindestens ein Teil des aufgenom menen Gases oder Gasgemisches aus ihr ausscheidet.
Das Mittel zur Durchführung des erfindungs gemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Giessvorrichtung ist, wobei Teile der Giess vorrichtung mindestens teilweise aus zur Gasdurch leitung geeigneten Körpern bestehen.
Das Erzeugnis gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gussstück ist, in dem sich das im überschuss gelöste Gas in Form von Bläschen ausgeschieden hat.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind einmal darin zu sehen, dass die starke Begasung sämt liche Oxyde und Schlacken, beispielweise auch in Leichtmetallschmelzen, Verunreinigungen, wie Oxyde, Carbide und dergleichen, auflöst oder an die Ober fläche spült, an der sie abgekratzt werden können. Kommen gemäss einer Ausführungsform der Erfin dung als Begasungsgas Wasserstoff oder Wasserstoff enthaltende Gase zur Verwendung, so üben diese ausserdem in vielen Schmelzen eine reduzierende Wirkung aus. Der Guss wird durch Auflösen oder Herausspülen der Verunreinigungen korrosionsfester. Zugleich wird der Entmischung von Legierungsbe standteilen entgegengewirkt.
Die gereinigte Schmelze ist mit dem Begasungsgas übersättigt. Beim Erstarren in der Form scheidet sich dieser Wasserstoff in fei nen, nicht miteinander zusammenhängenden mikro skopisch kleinen Bläschen und nicht in groben Poren aus. Während nach dem Stand der Technik ein grob poriges Gefüge entsteht, soll die Erfindung ein Ge füge mit allerfeinsten kugelförmigen Bläschen, die nicht zusammenhängen, bewirken, so dass das Werk stück vollständig luftdicht bleibt. Der austretende, in den Bläschen gefangene Wasserstoff presst die noch plastischen, aber durch Abkühlung für den nunmehr molekular vorliegenden Wasserstoff dichten Aussenschichten der Gussstücke in die feinsten Kon turen einer Form.
Dadurch wird das Gussstück ausser ordentlich formgetreu und glatt und ist von Schwund spannungen praktisch frei. Auch kann infolge der durch die Gasausscheidung erreichten Blähwirkung der Steigeanteil auf ein Mindestmass herabgesetzt werden.
Um einen möglichst hohen überschuss der ge lösten Gase in der Schmelze Gaskonzentration zu erreichen, wird gemäss einer Ausführungsform der Erfindung die Begasung der Schmelze unmittelbar vor dem Vergiessen und während des Vergiessens, z. B. auch in den Giessformen, aufrechterhalten. Man kann mit dem gleichen Ziel die Begasung auch im Giessstrahl selbst, z. B. durch in der Ausflussöffnung des Ofens oder am Ausguss von Tiegeln oder der gleichen angebrachte Einführungsorgane, vornehmen.
Die Begasung kann auf verschiedene Weise mit ver schiedenen Stoffen, das heisst Gasen und Gasbildnern, vorgenommen werden. Wasserstoff und Wasserstoff enthaltende Gase eignen sich besonders für Alumi nium und andere Leichtmetallschmelzen sowie für Eisen und Eisenlegierungen.
Die Gaseinführung kann beispielsweise durch eine bewegte Lanze erfolgen. Es können der Schmelze aber auch Stoffe zugesetzt werden, die sich bei den physikalischen Bedingungen der Schmelze unter Gas entwicklung zersetzen, wie beispielsweise die salz artigen Hydride, die festen Kohlenwasserstoffe und ähnlich wirkende Verbindungen.
Um eine möglichst hohe Gaskonzentration in der Schmelze zu erzielen, kann die Schmelze mit Porös körpern, z. B. keramischen, graphitartigen oder kohlekeramischen Poröskörpern, in Form von Roh ren oder Platten in Berührung gebracht und in die Schmelze eingeführt werden. Es empfiehlt sich dabei, die Porenweite der Poröskörper der Oberflächen spannung der Schmelzen anzupassen und dadurch ein Eindringen der Schmelze in die Poren der Porös körper bei Unterbrechung der Begasung zu verhin dern.
Die durch die Verwendung von Poröskörpern erreichten Vorteile bestehen darin, dass bei der Zufüh rung von Begasungsgas durch Poröskörper das Bega- sungsgas in einer sehr grossen Anzahl von feinsten Gasperlen in die Schmelze eintritt, wodurch für die Aufnahme des Begasungsgases in der Schmelze eine sehr grosse Oberfläche zur Verfügung steht.
Die für die Aufnahme des Begasungsgases durch Diffusion zur Verfügung stehende Oberfläche ist ausserdem wesentlich grösser als die Oberfläche der Schmelze des Begasungsbades, aus der das gelöste Gas wieder herausdiffundiert. Man kann so die Konzentration des gelösten Gases in der Schmelze wesentlich höher einstellen als nach bekannten Verfahren. Ausserdem lässt sich eine gleichmässige Verteilung des Begasungs- gases in der Schmelze durch hinreichend grosse Porös körper erreichen.
Ein weiterer Vorteil der Begasung durch Porös körper besteht darin, dass sie mit einfachen Vorrich tungen durchführbar und daher auch kleinen Giesse reien zugänglich ist. Während Düsen, die zum Be- gasen von Schmelzen verwandt werden, leicht ver stopfen, ist dies bei Verwendung von Poröskörpern nicht zu befürchten.
Verfahren und Vorrichtung der Erfindung sollen anschliessend anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden. Dabei zeigen: Fig. 1, 2 und 3 verschiedene Formen eines Giess löffels, Fig. 4, 5 und 6 verschiedene Ausführungen von Giesstiegeln, Fig. 7 und 8 Trichter, die für Giessformen oder Öfen geeignet sind, Fig. 9 und 10 verschieden ausgeführte Giess pfannen.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Giesslöffel 1 sind mit Poröskörpern 2 ausgerüstet, welche die Zu führung eines Begasungsgases in den Giesslöffel 1 hinein ermöglichen. Gemäss Fig. 1 befindet sich ein Poröskörper 2 oberhalb des Bodens 3 des Giess löffels 1. Das Gaszuführungsrohr 4 ist durch den Boden 3 hindurchgeführt und über den Handhabungs griff 5 des Giesslöffels 1 an eine Gasquelle, beispiels weise an eine Wasserstoffflasche, angeschlossen.
Um eine gleichmässige Verteilung des Begasungsgases in den Poröskörpern 2 und ein über den Querschnitt gleichmässiges Austreten des Begasungsgases aus der Poröskörperoberfläche zu erzielen, ist innerhalb des selben eine in der Figur angedeutete Verteilerkammer 6 angebracht. Die Porösität des Körpers 2 ist auf der Oberseite kleiner als auf der Unterseite, da die Bläschen, die aus der Unterseite austreten, eine län gere Verweilzeit in der Schmelze besitzen als die aus der Oberseite austretenden.
Gemäss Fig. 2 kann ein Poröskörper 2 an der Oberseite auch vollständig geschlossen sein. Fig. 3 lässt erkennen, dass Boden und Wand des Giesslöffels mit Poröskörpermaterial 2 ausgekleidet sein können, wobei diese Poröskörper- wandungen 2 wiederum von einer Verteilerkammer 6 umgeben sind. Die Zuführung des Begasungsgases in die Verteilerkammer 6 erfolgt auch in diesem Falle durch den Boden 3 des Giesslöffels 1 hindurch.
In ähnlicher Weise wie bei den beschriebenen Giesslöffeln ist die Anordnung bei den Giesstiegeln 7 gemäss den Fig. 4, 5 und 6 möglich. Fig. 4 zeigt einen Giesstiegel 7 mit einem Poröskörper 2, der in bezug auf seine funktionelle Wirkung dem in Fig. 1 dargestellten Poröskörper 2 entspricht.
Eine Ausführungsform eines Giesstiegels 7 mit teilweise porösen Wandungen 2 zeigt die Fig. 5, bei der allerdings die Zuführung des Begasungsgases durch ein durch die Schmelze hindurchgeführtes Tauchrohr 8 und nicht durch den Boden hindurch vorgenommen wird. Das Tauchrohr 8 mündet in einer Verteilerkammer 6 und ist beispielsweise ein Keramikrohr oder ein Poröskörper. Gemäss Fig. 6 kann der gesamte Giesstiegel 7 mit Poröskörperwan- dungen 2 gebildet sein, wobei wiederum das Porös körpermaterial, beispielsweise ein keramischer Werk stoff, von Verteilerkammern 6 umgeben ist, in welche das Begasungsgas eintritt.
Um die Begasung bis unmittelbar vor dem Ver giessen und noch im Giessstrahl aufrechtzuerhalten, werden die Trichter 9 und 10 für Giessformen bzw. Öfen, wie sie in den Fig. 7 und 8 dargestellt sind, ver wendet. Auch in diesem Falle sind die Poröskörper 2 von Verteilerkammern 6 umgeben, in welche das Begasungsgas eingeführt wird.
Erfolgt das Giessen aus Stopfenpfannen, wie sie die Fig. 9 und 10 im Ausschnitt darstellen, so erfolgt die Zuführung durch den Stopfen 11 oder mittels in der Ausflussöffnung 12 angeordneten Poröskörpern 2. Die Ausführungsform nach Fig. 9 kann man wählen, wenn bei Einleitung der Begasung noch kein Material in der Pfanne 13 ist und das Begasungsgas ein brenn bares Gas ist, welches vor der Einfüllung des Mate rials in die Pfanne zur Vermeidung von Explosionen angezündet wird.
Die Ausführung nach Fig. 10 wählt man zweckmässigerweise dann, wenn bei Einleitung der Begasung mit brennbarem Gas bereits Material in der Pfanne 13 ist. In beiden Fällen ist die Giess pfanne 13 durch einen Stopfen 11 verschlossen, wel cher in der Mitte ein Zuführungsrohr 14 für das Begasungsgas aufweist. In dem einen Falle ist der Stopfen 11 unten durch einen Poröskörper 15 ver schlossen und ausserdem ein Poröskörper 2 in der Ausflussbohrung angebracht.
Im andern Fallei (Fig.9) befindet sich ein Poröskörper 2 im Bereich der Aus flussöffnung.
Zur Durchführung der Begasung ist es gewöhn lich vorteilhaft, Poröskörper und Gasdruck und da mit die Grösse der Begasungsgasblasen in der Schmelze so zu wählen, dass die Aufenthaltszeit der aus den Poröskörpern austretenden Begasungsgas- blasen in der Schmelze ausreicht, um die Gasblasen vollständig aufzuzehren. Für diesen Zweck können, falls man zur Einführung Poröskörper verwendet, deren Poren zur Schmelzenoberfläche und z.
B. Tiegel- oder Pfannenboden hin gerichtet sind, solche Porös körper verwendet werden, deren Porenweite zur Schmelzenoberfläche hin geringer ist als die Poren weite zum Tiegel- oder Pfannenboden hin. Die aus der Unterseite austretenden Gase treten dann zwar in grösseren Perlen in die Schmelze ein, jedoch ist ihre Aufenthaltszeit in der Schmelze im Vergleich zu der Aufenthaltszeit der aus der Oberseite der Porös körper grösser, so dass eine Aufzehrung auch dieser verhältnismässig grossen Gasblasen erfolgen kann, und Spritzer durch aus der Oberfläche austretende Gasblasen vermieden werden.
Man kann das Bega- sungsgas auch erhitzt zuführen, was besonders vor- teilhaft ist, wenn das Begasungsgas in der Schmelze dissoziiert und durch Zuführung dissoziierten Bega- sungsgases die Diffusionsgeschwindigkeit bzw. Ab sorptionsgeschwindigkeit des Gases in die Schmelze hinein erhöht werden kann. Zur Erzielung einer Dissoziation bzw. zur Beheizung des Begasungsgases können erhitzte oder auch beheizte Poröskörper Ver wendung finden, deren Temperatur höher gewählt werden kann als die Temperatur der Schmelze.
Wenn es sich um eine Begasung mit brennbaren Gasen handelt, beispielsweise bei Leichtmetallschmel zen mit Wasserstoff oder Wasserstoff enthaltenden Gasen, kann man leicht sicherstellen, dass die Schmelze so viel wie möglich an Begasungsgas auf nimmt, und zwar dadurch, dass es über der Schmelze, in die es von unten eingeführt wird, angezündet und zur fortlaufenden Verbrennung gebracht werden kann. Dadurch wird auch die Explosionsgefahr be seitigt.
Das Begasungsgas richtet sich bezüglich seiner Zusammensetzung nach der zu behandelnden Schmelze. Vorzugsweise wird man, wie es an sich bekannt ist, für Aluminium- und Leichtmetall-Legie- rung Wasserstoff und Wasserstoff enthaltende Gase wählen. Es empfiehlt sich auch für Eisen und Eisen legierungen, das heisst für die Herstellung von Grau guss- und Stahlguss-Stücken, Wasserstoff zu verwen den.
Wenn man ausserdem eine Verminderung des Gehaltes der Eisen- bzw. Eisenlegierungsschmelze erreichen will, kann man auch eine Vorbehandlung der Schmelze mit Sauerstoff vornehmen und danach erst den Wasserstoff einführen.
Man kann das Begasungsgas auch aus der Verga sung von Holzbestandteilen, Torf oder dergleichen gewinnen. In einfacher Weise und für viele Zwecke ausreichend, kann man sogar zur Durchführung einer Überschussbegasung einen geeigneten Holzstamm vor und während des Giessens in die Schmelze einführen, vorzugsweise so, dass beim Giessen aus Tiegeln mit Schöpflöffeln das Holz in der Schmelze bleibt und angesetzte Holzkohle von Zeit zu Zeit beseitigt wird.
Wenn Gussstücke, beispielsweise aus Aluminium oder andern Leichtmetallen, welche später eloxiert oder spanabhebend bearbeitet werden sollen, mit einer auch nach der Bearbeitung vollständig glatten Oberfläche hergestellt werden sollen, kann dies da durch erreicht werden, dass man die mit Begasungs- gas beladene Schmelze in fortlaufend beheizte For men, z. B. Kokillen, eingiesst.
Das Verfahren erlaubt die Herstellung der ver schiedensten gegossenen, gespritzten oder auch ge pressten sowie geschleuderten Gussstücke aus Werk stoffen, wie Leichtmetall, Grauguss, Buntmetall und dergleichen. Insbesondere erlaubt das Verfahren aber auch das Eingiessen von metallischen Gegenständen in Umhüllungsmetall. Dazu werden die im überschuss mit lösbaren Gasen, vorzugsweise Wasserstoff, bela dene Schmelzen in der beschriebenen Weise in For men zum Eingiessen metallischer Gegenstände einge gossen oder eingespritzt.
Dieses Verfahren eignet sich besonders für die Herstellung von Kokillengussstücken mit eingegossenen metallischen Gegenständen, wie Pleuelstangen, Gehäuse von Elektromotoren mit ein gegossenen Blechpaketen und dergleichen. Die einzu giessenden Gegenstände werden in Kokillen einge setzt und mit überschuss begasten Schmelzen einge gossen oder eingespritzt. Man kann die zu -umhüllen den Gegenstände vorwärmen und gegebenenfalls mit Kokillenschlichte isoliert in die Kokillen einsetzen. Bei diesem Verfahren ist die Abwesenheit von Schwund- oder Schrumpfspannungen als Folge der Überschussbegasung besonders wichtig.
Auch beim Sandguss in feuchten oder nassen For men kann vorteilhaft mit überschüssig begasten Schmelzen gearbeitet werden. In diesem Fall wird mit dem Giessvorgang zugleich ein Abschranken, be sonders an der Oberseite der Gussstücke, erzielt, wodurch eine Gefügeverbesserung, beispielsweise ein Härtungsgefüge bei der Herstellung von Eisen-Guss- stücken, erreicht werden kann.
Method and device for the production of castings The present invention relates to a method for the production of metal castings in which a gas dissolved in the melt separates out and prevents the formation of cavities and sink marks.
The invention also relates to a means for carrying out the method and to a product of the method.
For the production of castings made of iron and non-ferrous metals, which should be free of voids, collapses and cracks, it is known to supply the melt in the crucibles, pans or in the forehearth as small amounts of hydrogen as is just necessary to remove voids and Avoid sink marks. The dosage ensures that when the castings produced from the fumigated melts cool in the molds, e.g.
B. in the molds, the dissolved gases in the interior of the castings are deposited in a porous distribution and this expansion prevents the formation of voids and sink marks. The required amount of hydrogen has to be laboriously determined in experiments. The method has not proven itself, since it is not possible to gassing the entire melt evenly in metered amounts and to maintain the required metered gas concentration in the melt.
The castings are also full of coarse pores and therefore inferior in terms of their strength and sealing or tightness properties and in terms of their machinability by machining. The invention is intended to provide the possibility to further improve the quality of castings, for. B. to avoid that coarse pores form in the castings, which reduce the speed and prevents machining by metal-removing forming.
The process according to the invention is characterized in that at least one gas is fed to the melt which is at least partially soluble in the melt or which reacts with it, the amount of gas supplied being greater than that required to saturate the melt with the gas or gas mixture Quantity, and that when the melt cools, at least part of the gas or gas mixture absorbed is precipitated from it.
The means for carrying out the method according to the invention is characterized in that it is a pouring device, parts of the pouring device consisting at least partially of bodies suitable for the passage of gas.
The product according to the invention is characterized in that it is a casting in which the gas, dissolved in excess, has separated out in the form of bubbles.
The advantages achieved by the invention are to be seen in the fact that the strong fumigation of all oxides and slags, for example also in light metal melts, impurities such as oxides, carbides and the like, dissolves or flushes to the surface where they can be scratched off . If, according to one embodiment of the invention, hydrogen or gases containing hydrogen are used as the gassing gas, these also exert a reducing effect in many melts. The casting becomes more corrosion-resistant by dissolving or rinsing out the impurities. At the same time, the segregation of alloy components is counteracted.
The cleaned melt is oversaturated with the gassing gas. When it solidifies in the mold, this hydrogen is deposited in fine, non-contiguous microscopic bubbles and not in coarse pores. While a coarse-pored structure is created according to the prior art, the invention is intended to produce a structure with the finest spherical bubbles that are not connected, so that the workpiece remains completely airtight. The exiting hydrogen trapped in the bubbles presses the outer layers of the castings, which are still plastic, but which are now dense for the molecular hydrogen, into the finest contours of a mold.
As a result, the casting is also neatly true to shape and smooth and is practically free from shrinkage stresses. As a result of the expansion effect achieved by the gas excretion, the proportion of rise can also be reduced to a minimum.
In order to achieve the highest possible excess of the dissolved gases in the melt gas concentration, according to one embodiment of the invention, the gassing of the melt immediately before the casting and during the casting, for. B. also in the molds maintained. You can with the same goal the fumigation in the pouring stream itself, z. B. by in the outflow opening of the furnace or on the spout of crucibles or the like attached insertion organs.
The fumigation can be carried out in various ways with different substances, i.e. gases and gas formers. Gases containing hydrogen and hydrogen are particularly suitable for aluminum and other light metal melts as well as for iron and iron alloys.
The gas can be introduced, for example, through a moving lance. However, substances can also be added to the melt which decompose under the physical conditions of the melt with evolution of gas, such as, for example, the salt-like hydrides, the solid hydrocarbons and similarly acting compounds.
In order to achieve the highest possible gas concentration in the melt, the melt can bodies with porous, z. B. ceramic, graphite-like or carbon-ceramic porous bodies, brought into contact in the form of raw ren or plates and introduced into the melt. It is advisable to adapt the pore size of the porous bodies to the surface tension of the melts and thereby prevent the melt from penetrating the pores of the porous bodies when the aeration is interrupted.
The advantages achieved through the use of porous bodies are that when gassing gas is fed through porous bodies, the gassing gas enters the melt in a very large number of very fine gas beads, which means that the melt has a very large surface area for the gassing gas is available.
The surface available for taking up the gassing gas by diffusion is also substantially larger than the surface of the melt of the gassing bath from which the dissolved gas diffuses out again. In this way, the concentration of the dissolved gas in the melt can be set significantly higher than with known methods. In addition, a uniform distribution of the gassing gas in the melt can be achieved through sufficiently large porous bodies.
Another advantage of gassing through porous bodies is that it can be carried out with simple devices and is therefore also accessible to small foundries. While nozzles that are used to gas melts clog easily, this is not to be feared when using porous bodies.
The method and device of the invention will then be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, for example. 1, 2 and 3 show different shapes of a pouring spoon, FIGS. 4, 5 and 6 show different versions of pouring crucibles, FIGS. 7 and 8 funnels which are suitable for casting molds or ovens, FIGS. 9 and 10 different versions Pouring pans.
The pouring spoons 1 shown in FIGS. 1 to 3 are equipped with porous bodies 2, which allow a gassing gas to be fed into the pouring spoon 1. According to Fig. 1 is a porous body 2 above the bottom 3 of the pouring spoon 1. The gas supply pipe 4 is passed through the bottom 3 and on the handling handle 5 of the pouring spoon 1 to a gas source, for example, connected to a hydrogen bottle.
In order to achieve a uniform distribution of the gassing gas in the porous bodies 2 and a uniform exit of the gassing gas from the surface of the porous body over the cross section, a distribution chamber 6 indicated in the figure is attached within the same. The porosity of the body 2 is smaller on the top than on the bottom, since the bubbles emerging from the bottom have a longer retention time in the melt than those emerging from the top.
According to FIG. 2, a porous body 2 can also be completely closed on the upper side. 3 shows that the bottom and wall of the pouring spoon can be lined with porous body material 2, these porous body walls 2 in turn being surrounded by a distribution chamber 6. In this case, too, the gassing gas is fed into the distribution chamber 6 through the base 3 of the pouring spoon 1.
In a manner similar to that of the casting spoons described, the arrangement in the casting crucibles 7 according to FIGS. 4, 5 and 6 is possible. FIG. 4 shows a pouring crucible 7 with a porous body 2 which, with regard to its functional effect, corresponds to the porous body 2 shown in FIG. 1.
An embodiment of a pouring ladle 7 with partially porous walls 2 is shown in FIG. 5, in which, however, the supply of the gassing gas is carried out through a dip tube 8 passed through the melt and not through the bottom. The dip tube 8 opens into a distribution chamber 6 and is, for example, a ceramic tube or a porous body. According to FIG. 6, the entire pouring crucible 7 can be formed with porous body walls 2, the porous body material, for example a ceramic material, again being surrounded by distribution chambers 6 into which the gassing gas enters.
In order to pour the gassing until immediately before the Ver and to maintain it in the pouring stream, the funnels 9 and 10 for casting molds or ovens, as shown in FIGS. 7 and 8, are used ver. In this case, too, the porous bodies 2 are surrounded by distribution chambers 6 into which the gassing gas is introduced.
If the pouring takes place from stopper pans, as shown in detail in FIGS. 9 and 10, then the supply takes place through the stopper 11 or by means of porous bodies 2 arranged in the outflow opening 12. The embodiment according to FIG. 9 can be selected if the Fumigation is still no material in the pan 13 and the fumigation gas is a combustible gas, which is ignited before filling the mate rials in the pan to avoid explosions.
The embodiment according to FIG. 10 is expediently selected when material is already in the pan 13 when the gassing with combustible gas is initiated. In both cases, the pouring pan 13 is closed by a stopper 11, wel cher has a supply pipe 14 for the gassing gas in the middle. In one case, the plug 11 is closed ver below by a porous body 15 and also a porous body 2 is attached in the outflow bore.
In the other case (FIG. 9) there is a porous body 2 in the area of the outflow opening.
To carry out the gassing, it is usually advantageous to choose the porous body and gas pressure and therefore the size of the gassing gas bubbles in the melt so that the residence time of the gassing gas bubbles emerging from the porous bodies in the melt is sufficient to completely consume the gas bubbles. For this purpose, if porous bodies are used for the introduction, their pores to the melt surface and z.
B. crucible or pan bottom are directed towards, those porous bodies are used whose pore size to the melt surface is smaller than the pores wide to the crucible or pan bottom. The gases emerging from the bottom then enter the melt in larger beads, but their residence time in the melt is greater than the residence time of the upper side of the porous body, so that these relatively large gas bubbles can also be consumed, and splashes caused by gas bubbles emerging from the surface are avoided.
The gassing gas can also be supplied heated, which is particularly advantageous if the gassing gas dissociates in the melt and the diffusion rate or absorption rate of the gas into the melt can be increased by supplying dissociated gassing gas. To achieve dissociation or to heat the gassing gas, heated or heated porous bodies can be used, the temperature of which can be selected to be higher than the temperature of the melt.
When it comes to fumigation with flammable gases, for example light metal melts with hydrogen or hydrogen-containing gases, it is easy to ensure that the melt absorbs as much fumigation gas as possible by having it above the melt, in which it is introduced from below, can be ignited and brought to continuous combustion. This also eliminates the risk of explosion.
The composition of the gassing gas depends on the melt to be treated. As is known per se, preference will be given to choosing hydrogen and hydrogen-containing gases for aluminum and light metal alloys. It is also advisable to use hydrogen for iron and iron alloys, i.e. for the production of gray cast and cast steel pieces.
If you also want to reduce the content of the iron or iron alloy melt, you can also pretreat the melt with oxygen and only then introduce the hydrogen.
You can win the fumigation gas from the gasification of wood components, peat or the like. In a simple way and sufficient for many purposes, you can even introduce a suitable log of wood into the melt before and during the pouring, preferably so that when pouring from crucibles with ladles, the wood remains in the melt and the charcoal remains in the melt to be eliminated at time.
If castings, for example made of aluminum or other light metals, which are to be anodized or machined later, are to be produced with a completely smooth surface even after machining, this can be achieved by continuously using the melt loaded with fumigation gas heated For men, z. B. molds poured.
The process allows the production of a wide variety of cast, injection-molded or pressed and centrifuged castings from materials such as light metal, gray cast iron, non-ferrous metal and the like. In particular, however, the method also allows metallic objects to be poured into cladding metal. For this purpose, the melts loaded in excess with soluble gases, preferably hydrogen, are poured or injected in the manner described in the form for pouring in metallic objects.
This method is particularly suitable for the production of permanent mold castings with cast-in metallic objects, such as connecting rods, housings of electric motors with a cast laminated core and the like. The objects to be cast are placed in molds and poured or injected with melts that have been gassed with excess. The objects to be enveloped can be preheated and, if necessary, inserted into the molds insulated with mold coating. In this process, the absence of shrinkage or shrinkage stresses as a result of excess gassing is particularly important.
Even when sand casting in moist or wet molds, it is advantageous to work with excessively fumigated melts. In this case, the casting process also achieves a barrier, particularly on the upper side of the cast pieces, whereby a structural improvement, for example a hardening structure in the production of iron castings, can be achieved.