DE10019306C1 - Verfahren und Vorrichtung zum gesteuerten Abschrecken von Leichtmetallstücken in einem Flüssigkeitsbad - Google Patents

Abstract

Verfahren zum gesteuerten Abschrecken von Leichtmetallgußstücken in einem Flüssigkeitsbad, wobei die Gußstücke im Flüssigkeitsbad von unten zumindest zeitweise von einem aufsteigenden Gasblasenstrom angeströmt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gesteuerten Abschrecken von Leichtmetallgußstücken in einem Flüssigkeitsbad. Das Abschrecken von Gußstücken in einem Flüs­ sigkeitsbad ist ein bekanntes Element der Wärmebehandlung sowohl von Eisenmetallen als auch von Nichteisenmetallen. Hierfür ist sowohl das Eintauchen von Gußstücken in ein Wasserbad oder ein Ölbad als auch als Alternative hierzu das Abbrausen unter Wasser bekannt. Daneben ist auch das Abkühlen von Gußstücken im Luft­ strom gebräuchlich. Entsprechend dem unterschiedlichen Wärme­ übergang bei flüssigem oder gasförmigem Kühlmedium, freier Kon­ vektion oder erzwungener Strömung, und abhängig von der Wärme­ kapazität des Kühlmediums und der Wärmeleitfähigkeit des Metalls können verschiedene Abkühlgeschwindigkeiten erzielt werden, um damit bestimmte Gefügeformen im Gußstück in unterschiedlichen Schichtdicken auszubilden.

Aus der JP 62-202019 A ist eine Vorrichtung bekannt, die einen Flüssigkeitsbehälter umfaßt, in den Gasleitungen über den Rand hineingeführt sind, die zur Versorgung von schleifenförmigen horizontalliegenden Gasausblasleitungen dienen. Zu härtende Teile werden mittels einer Tragvorrichtung in den Flüssigkeits­ behälter abgesenkt, wenn bereits Gas aus den Gasausblasleitungen austritt.

Aus der SU 1 574 648 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die einen Flüssigkeitsbehälter umfaßt, in dessen Seitenwand eine Druck­ gasleitung mündet, an die sich im Behälterinneren ein Injektor zur Bildung eines gasblasenangereicherten Kühlstroms anschließt. Zu härtende Teile werden mittels einer Greifervorrichtung in die Flüssigkeit abgesenkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ver­ fahren und die Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß der Abschreckvorgang besser eingestellt werden kann. Die Lösung hierfür besteht in einem Verfahren, bei dem die Gußstücke im Flüssigkeitsbad von unten zumindest zeitweise von einem auf­ steigenden Gasblasenstrom angeströmt werden und in einer Vor­ richtung umfassend ein flüssigkeitsgefülltes Becken, das über zumindest einen Zulauf und einen Ablauf für Flüssigkeit verfügt und bei dem ein Gasblasengenerator am Grund des Beckens vor­ gesehen ist. Hierbei werden die Gasblasen am Grund des Flüssig­ keitsbades in situ erzeugt. Das Flüssigkeitsbad kann hierbei ein Wasserbad sein und der Gasblasenstrom aus Luftblasen bestehen. Während das Eintauchen der Gußstücke in das Flüssigkeitsbad nach einem vorherigen Aufheizen der Gußstücken auf eine bestimmte Ausgangstemperatur zu bekannten Abkühlkurven führt, kann durch die erfindungsgemäße Zugabe eines Gasblasenstromes die Abkühl­ geschwindigkeit deutlich reduziert oder verstärkt werden. Durch Einstellen und Regulieren des Gasblasenstroms kann insbesondere sichergestellt werden, daß bestimmte Umwandlungstemperaturen für das Gefüge nicht frühzeitig unterschritten werden. Der Gasbla­ senstrom muß nicht während des gesamten Abschreckvorgangs ausge­ bracht werden; vielmehr kann er bereits vor dem endgültigen Entnehmen der Gußstücke aus dem Flüssigkeitsbad wieder abge­ stellt werden.

Der erfindungsgemäße Gasblasengenerator kann zumindest eine Luftzufuhrkammer am Grund des Beckens umfassen, die von einer Abdeckung mit einer Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen abge­ schlossen ist. Hierbei kann die Abdeckung aus einer porösen Platte bestehen, die bei einem Überdruck in der Luftzufuhrkammer einen Gasblasenstrom gleichverteilt nach oben austreten läßt. Die poröse Platte kann z. B. aus offenem Metallschaum, poröser Keramik oder Sintermetall bestehen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein Drahtgewebeelement als Abdeckung der Luft­ zufuhrkammer zu verwenden. Grundsätzlich ist es günstig, wenn ein Abfließen von Flüssigkeit in die Luftzufuhrkammer vermieden werden kann. Da dies nicht vollständig möglich sein wird, ist ein Ablaß für Flüssigkeit in der Luftzufuhrkammer vorzusehen. Die Luftzufuhrkammer sollte Druckregelmittel umfassen, um den Gasblasenstrom zu regeln bzw. einzustellen. Die einheitliche Luftzufuhrkammer kann auch durch Einzelkanäle oder Leitungen mit einzelnen Düsenköpfen am Grund des Beckens mit jeweils einer Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen ersetzt werden.

Oberhalb der Abdeckung der Luftzufuhrkammer kann im Becken ein Tragboden zum Ablegen der Gußstücke vorgesehen sein, der relativ große Durchtrittsöffnungen zum Durchlaß des Gasblasenstroms aufweisen muß.

Über einen Zulauf zugeführte Flüssigkeit kann im Kreislauf ge­ führt und dabei rückgekühlt werden. Ebenso ist es möglich, Über­ laufmengen einfach abzuführen oder in anderen Prozessen zu ver­ wenden.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben.

Hierin zeigen:

Fig. 1 ein flüssigkeitsgefülltes Becken im senkrechten Schnitt;

Fig. 2 ein Becken nach Fig. 1 in Draufsicht;

In Fig. 1 ist ein Becken 11 von Quaderform gezeigt, das eine obere Öffnung 12 und einen Boden 15 hat, über dem mit einigem Abstand eine Abdeckung 13 eingezogen ist, die eine Luftzufuhr­ kammer 14 abschließt. Die Abdeckung wird von einer porösen Plat­ te gebildet, die eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen bildet. Die Abdeckung 13 liegt auf umlaufend auf dem Boden 15 aufgesetz­ ten Kastenprofilen 21 auf. Über der Abdeckung 13 ist mit einigem Abstand ein Tragboden 22 zum Ablegen der Gußstücke eingezogen. Oberhalb der Abdeckung 13 ist das Becken 11 mit Abschreckflüs­ sigkeit 16 gefüllt, in der Gasblasen 17 aufsteigen, die aus der Luftzufuhrkammer 14 durch die poröse Abdeckung 13 aufsteigen. Das Becken 11 hat einen absperrbaren Wasserzulauf 18 unterhalb des Tragbodens 22 und einen absperrbaren Wasserablauf 19 nahe der oberen Öffnung 12 des Beckens 11. Um einen ständigen Wasser­ durchsatz während der Abschreckprozesse zu ermöglichen, sind ein weiterer Wasserzulauf 24 und ein weiterer Wasserablauf 25 ober­ halb des Tragbodens 22 vorgesehen. Die Luftzufuhrkammer 14 ver­ fügt über einen Anschluß 20 für Druckluft. Ein Wasserablaß 23 geht unten von der Luftzufuhrkammer 14 ab.

In Fig. 2 sind in Draufsicht das Becken 11 mit dem darin einge­ legten Tragboden 22 sowie die Wasserzuläufe 18, 24 und die Was­ serabläufe 19, 25 für Abschreckflüssigkeit und der Anschluß 20 für Druckluft erkennbar. Weiterhin ist das umlaufende Kasten­ profil 21 sichtbar.

Claims (10)

1. Verfahren zum gesteuerten Abschrecken von Leichtmetallguß­ stücken in einem Flüssigkeitsbad, bei dem die Gußstücke im Flüssigkeitsbad von unten zumindest zeitweise von einem aufsteigenden Gasblasenstrom angeströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasblasen des Gasblasenstroms am Grund des Flüssig­ keitsbades gleichverteilt in situ erzeugt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsbad in einem Kreislauf umgepumpt und rückgekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flüssigkeitsbad ständig neue Flüssigkeit an seinem Grund zugeführt wird und Überlaufmengen an Flüssigkeit ständig abgeführt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasblasenstrom bereits vor dem vollständigen Ein­ tauchen der Gußstücke in das Flüssigkeitsbad einsetzt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasblasenstrom bereits vor dem Entnehmen der Guß­ stücke aus dem Flüssigkeitsbad abgestellt wird.

6. Vorrichtung zum gesteuerten Abschrecken von Leichtmetall­ gußstücken in einem Flüssigkeitsbad, umfassend ein mit Abschreckflüssigkeit gefülltes Becken (11), das über zu­ mindest einen Zulauf (18) und einen Ablauf (19) für Flüs­ sigkeit und über einen Gasblasengenerator verfügt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasblasengenerator zumindest eine Luftzufuhrkammer (14) am Grund des Beckens (11) mit einer Abdeckung (13) mit einer Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Abdeckung (13) bzw. des Zulaufs (18) mit dem Injektorsystem ein Tragboden (22) zum Ablegen der Guß­ stücke vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (13) aus einer porösen Platte besteht, die insbesondere aus offenem Metallschaum, poröser Keramik oder Sintermetall hergestellt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (13) aus einem Drahtgewebeelement be­ steht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Anschluß (20) zur Luftzufuhrkammer (14) Druck­ regelmittel zum Einstellen oder Regeln des Gasblasenstroms vorgesehen sind.