DE10345937B4 - Vorrichtung für den Feinguß von Metallen - Google Patents

Abstract

Vorrichtung für den Feinguß von Metallen unter Vakuum, unter Atmosphärendruck oder unter Schutzgas mit einer Kammer (13) die sowohl einen eine Feingußform aufnehmenden Suszeptor (3), als auch einen Schmelzofen mit Tiegel umschließt, wobei die im Tiegel enthaltene Schmelze über eine Rinne oder Ausguß in die Feingußform entleerbar ist und der Suszeptor (3) eine ein oder mehrteilige, etwa topfförmige Konfiguration aufweist, von einer Lage aus wärmeisolierendem Werkstoff umhüllt, mit einem Deckel (7, 9) verschließbar ist und von einer Induktionsspule (12) umgriffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Suszeptor (3) aus Tongraphit gebildet ist, eine Bodenplatte aufweist und auf einem sich in einer horizontalen Ebene erstreckenden Tragegestell (11) ruht, das am Deckel (14) der Kammer auf deren Innenseite gehalten ist, und dass die Gießform im Suszeptor steht.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Feinguß von Metallen unter Vakuum, unter Atmosphärendruck oder unter Schutzgas, mit einer Kammer, die sowohl einen eine Feingußform aufnehmenden Suszeptor, als auch einen Schmelzofen mit Tiegel umschließt, wobei die im Tiegel enthaltene Schmelze über eine Rinne oder einen Ausguß in die Feingußform entleerbar ist und der Suszeptor eine ein- oder mehrteilige, etwa topfförmige Konfiguration aufweist, von einer Lage aus wärmeisolierendem Werkstoff umhüllt, mit einem Deckel verschließbar und von einer Induktionsspule umgriffen ist.
• Eine derartige Vorrichtung ist in der DE 44 15 855 C1 beschrieben. Der unten offene Suszeptor ist höhenverfahrbar in der Kammer angeordnet und kann daher von oben über die seitlich in die Kammer eingefahrene Gießform abgesenkt werden.
• Beim Vakuum-Feinguß ist es üblich, einen Zwei-Kammer-Ofen zu benutzen. Dabei wird in der einen Kammer das Schmelzgut unter Vakuum erschmolzen. Kurz vor dem Abguß wird eine vorgeheizte Gießform in die andere Kammer eingesetzt, die dann möglichst schnell abgepumpt und in Gießposition gefahren wird. Dabei ist es schwierig, die in der zweiten Kammer aufgeheizte Gießform rasch genug in Gießposition zu bringen und gleichzeitig die erforderliche Gießformentemperatur genau einzuhalten, insbesondere da diese während des Transports vom Vorheizofen bis in die Gießposition unkontrollierbar bleibt und auch ungleichmäßig abkühlt.
• Um die Unkontrollierbarkeit des Temperaturabfalls auszuschließen und um eine separate Einschleuskammer zu vermeiden, drängt sich der Gedanke auf, die Gießform und das Schmelzgut gleichzeitig in die Vakuumkammer einzubringen. Ein derartiges Verfahren erwies sich bisher jedoch als undurchführbar, da bekannte Gießformenheizer (Suszeptor) die dafür notwendigen Bedingungen nicht erfüllen konnten.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für den Feinguß von Metallen zu schaffen, die die Nachteile bekannter Schmelz- und Gießvorrichtungen vermeidet und bei der die Temperatur der Gießform in besonders engen Grenzen eingehalten werden kann. Die Vorrichtung soll platzsparend ausführbar sein und ein Minimum an Energieaufwand erfordern.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart ausgebildet wird, daß der Suszeptor aus Tongraphit gebildet ist, eine Bodenplatte aufweist und auf einem sich in einer horizontalen Ebene erstreckenden Tragegestell ruht, das am Deckel der Kammer auf deren Innenseite gehalten ist, und daß die Gießform im Suszeptor steht.
• Mit Vorteil ist an der Innenwand der Kammer ein sich quer zur Längsachse der etwa kreisringzylindrischen Kammer erstreckender schwenkbarer Arm gelagert, an dessen freiem Ende der Deckel zum Verschießen der oberen Öffnung des topfförmigen Suszeptors angelenkt ist. Zweckmäßigerweise sind in der Kammer sowohl der Suszeptor, als auch der Schmelzofen angeordnet, wobei der Schmelzofen kippbar an der Kammerwand gehalten wird und von einer außerhalb der Kammer angeordneten Vorrichtung bedienbar ist. Die Kammer selbst ist druckdicht verschließbar und mittels eines Pumpensatzes evakuierbar.
• Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsformen zu, eine davon ist in den anhängenden Zeichnungen rein schematisch dargestellt und zwar zeigen:
• 1 den Schnitt quer durch die kesselförmige Kammer und zwar im Abschnitt des in der Kammer angeordneten Suszeptors und
• 2 die Draufsicht auf einen Abschnitt der Kammer mit dem Suszeptor gemäß 1, wobei der Suszeptor auf einem Tragegestell ruht, das am Deckel der Kammer gehalten ist.
• Die Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem topfförmigen Suszeptor 3 mit Bodenplatte 4 und kreiszylindrischem Seitenteil 5, einem das Seitenteil 5 ringförmig umschließenden Wärmeisolator 6, einen kreisringförmigen Abdeckring 7 aus wärmeisolierendem Werkstoff, einem an einem Schwenkarm 8 angelenkten Deckel 9 mit Wärmeisolation, einer wärmeisolierenden Grundplatte 10 mit Tragegestell 11 und einer, den Wärmeisolator 6 umschlingenden Induktionsspule 12.
• Der Suszeptor 3 ist in einer kesselförmigen Kammer 13 angeordnet, die in der Zeichnung nur ausschnittsweise im Querschnitt (1) und in der Draufsicht (2) dargestellt ist, wobei 2 den Kammerdeckel 14 mit dem an diesem befestigten Suszeptor 3, dem am Deckel 14 gelagerten Bedienhebel 15 zum Betätigen des Schwenkarms 8, den Anschluß 16 für die Stromversorgung der Induktionsspule 12 sowie die Vakuumdurchführung 18 für die am Suszeptor 3 angebrachten Thermoelemente 17 zeigt.
• Um die Unsicherheit eines Temperaturabfalls auszuschließen und um eine separate Einschleuskammer zu vermeiden, werden die Gießform und das Schmelzgut gleichzeitig in die Kammer 13 eingebracht. Während das Schmelzgut in der Kammer 13 von Raumtemperatur auf Gießtemperatur erhitzt wird, wird gleichzeitig die Gießform in dem in der Kammer 13 installierten Heizofen (Suszeptor) 3 auf die erforderliche Temperatur gebracht. Der Gießformenheizer 3 muß dazu folgende Bedingungen erfüllen: Er muß auf eine Temperatur von 1100°C bis 1300°C aufheizbar sein, bei gleichzeitiger Tauglichkeit im Vakuum, unter Schutzgas und in der Atmosphäre. Zu diesem Zweck sind zumindest das Seitenteil 5 und die Bodenplatte 4 aus Tongraphit hergestellt, wobei die wärmeisolierenden Teile 6, 7, 9 und 11 zweckmäßigerweise aus einem oxydkeramischem Werkstoff bestehen.
• Nachdem die Schmelze in einem separat angeordneten Schmelztiegel gießfertig vorbereitet ist, kann sie nach dem Öffnen des Deckels 9 in den Gießtrichter der im Suszeptor 3 stehenden Gießform (nicht dargestellt) eingegossen werden.

3

Suszeptor (Heizofen für Gießform)

4

Bodenplatte

5

kreiszylindrisches Seitenteil

6

Wärmeisolator

7

Abdeckring

8

Schwenkarm

9

Deckel

10

wärmeisolierende Grundplatte

11

Traggestell

12

Induktionsspule

13

Kammer

14

Kammerdeckel

15

Bedienhebel

16

Anschluß für Stromversorgung

17

Thermoelement

18

Vakuumdurchführung für Thermoelement

Claims (3)

1. Vorrichtung für den Feinguß von Metallen unter Vakuum, unter Atmosphärendruck oder unter Schutzgas mit einer Kammer (13) die sowohl einen eine Feingußform aufnehmenden Suszeptor (3), als auch einen Schmelzofen mit Tiegel umschließt, wobei die im Tiegel enthaltene Schmelze über eine Rinne oder Ausguß in die Feingußform entleerbar ist und der Suszeptor (3) eine ein oder mehrteilige, etwa topfförmige Konfiguration aufweist, von einer Lage aus wärmeisolierendem Werkstoff umhüllt, mit einem Deckel (7, 9) verschließbar ist und von einer Induktionsspule (12) umgriffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Suszeptor (3) aus Tongraphit gebildet ist, eine Bodenplatte aufweist und auf einem sich in einer horizontalen Ebene erstreckenden Tragegestell (11) ruht, das am Deckel (14) der Kammer auf deren Innenseite gehalten ist, und dass die Gießform im Suszeptor steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen schwenkbar an der Innenwand der Kammer (13) gelagerten, sich quer zur Längsachse der etwa kreisringzylindrischen Kammer erstreckenden Arm (8) mit einem an dessen freien Ende gehaltenen Deckel (9) zum Verschließen der oberen Öffnung des topfförmigen Suszeptors (3).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeisolierende Werkstoff ein oxydkeramischer Werkstoff ist.