DE1135619B

DE1135619B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Gussstuecken in Sandformen unter Verwendung von Druckgas

Info

Publication number: DE1135619B
Application number: DEM39405A
Authority: DE
Inventors: Dr Josef Dornauf; Dr Bernhard Kiefer
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1958-10-25
Filing date: 1958-10-25
Publication date: 1962-08-30

Description

Beim Formguß tritt bekannterweise häufig die sogenannte Mikroporosität bzw. Mikrolunkerung auf, die zu einer Verringerung der mechanischen Eigenschaften des Gußstückes führt. Es sind daher verschiedene Vorschläge bekannt, um diese Nachteile zu vermeiden, wobei man insbesondere gießtechnische Maßnahmen ergriffen hat. Soweit Gußstücke im Sandguß hergestellt werden, ist es bekannt, zur Verringerung der Mikrolunkerung und zur Erhöhung der Dichte der Gußstücke das Gießen unter Überdruck in einer Druckkammer vorzunehmen. Dieses Verfahren ist naturgemäß apparativ außerordentlich aufwendig, da es druckdichte Einrichtungen erfordert, die nicht nur die Form, sondern auch den Tiegel umschließen. Außerdem hat man versucht, die Mikrolunkerung beim Sandguß dadurch zu verringern, daß man auf die Steiger durch Aufsetzen von Hauben mittels Gasen einen Druck auf die Schmelze ausübt. Dieses Verfahren ist jedoch praktisch kaum durchführbar, weil der Druck auf den Steiger zunächst dazu führt, daß das Gas durch den Sand in der Nähe der Steiger entweicht, so daß kein wirksamer Druck entsteht. Wenn der Druck erhöht wird, besteht die Gefahr, daß die Form gesprengt wird.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, wobei die vorgenannten Nachteile vermieden werden und wobei mit einfachen apparativen Mitteln eine erhebliche Verminderung der Mikrolunkerung und damit eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften erreicht wird. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zum Herstellen von dichten Metallgußstücken in Sandformen unmittelbar nach Beendigung des Gießvorganges mindestens auf die gesamte Oberseite der Sandform bei noch flüssiger Schmelze ein Überdruck mittels Druckgas bis zur völligen Erstarrung des Gußstückes ausgeübt. Vorzugsweise wird als Druckgas Preßluft verwendet, so daß keine inerten Gase erforderlich sind. Der anzuwendende Druck liegt allgemein zwischen 0,5 und 10, vorzugsweise zwischen 1,5 und 6 atü.

Der wesentliche Unterschied der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik liegt darin, daß der Druck nicht nur auf die Steiger, sondern auf die gesamte Oberfläche der Sandform ausgeübt wird. Dadurch wird vermieden, daß das Druckgas durch den Sand im Oberteil der Form entweicht. Soweit der Druck lediglich auf die Oberseite des Oberkastens, nicht jedoch auf die ganze Sandform ausgeübt wird, kommt es natürlich vor, daß das Druckgas sowohl am Boden als auch zwischen Ober- und Unterkasten der Sandform in geringem Umfange entweicht. Dies hat aber keinerlei Nachteile, wenn nur der erforder-Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Gußstücken in Sandformen
unter Verwendung von Druckgas

Anmelder:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Reuterweg 14

Dr. Josef Dornauf, Kelkheim (Taunus),
und Dr. Bernhard Kiefer, Oberursel (Taunus),
sind als Erfinder genannt worden

liehe Druck aufrechterhalten wird, und bringt bei Verwendung von Preßluft keine nennenswerten Verluste.

Zweckmäßigerweise werden di& Steiger so groß bemessen, daß ihre Wärmekapazität ausreicht, sie nicht nur bis zum Schließen des Deckels, sondern auch eine gewisse Zeit danach noch flüssig zu halten, damit genügend flüssige Restschmelze in das Gußstück hineingedrückt werden kann.

Das Verfahren eignet sich vorzugsweise zur Herstellung von Gußstücken aus hochfesten Legierungen, insbesondere auf Aluminiumbasis, die bekannterweise sehr zur Mikrolunkerung und Gasporosität neigen. Die Aluminiumlegierungen enthalten als hauptsächliehe Legierungskomponenten entweder Magnesium oder Magnesium und Zink oder Kupfer oder Silizium. Außerdem eignet sich das Verfahren vorzugsweise zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Legierungen auf Magnesiumbasis.

Die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von einigen hochfesten Aluminiumgußlegierungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sei an folgenden Beispielen gezeigt:

Eine Aluminiumgußlegierung mit 10% Magnesium

ergab bei normalem Gießverfahren ohne Druckanwendung in einem Sandgußteil folgende Festigkeitseigenschaften:

Streckgrenze 15 kg/mm²

Zugfestigkeit 23 kg/mm²

Bruchdehnung 8%

BrineUhärte 80 kg/mm²

209 638/513

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Gußstücke, bei denen bei der Erstarrung ein Druck von 3 atü ausgeübt wurde, hatten folgende Eigenschaften:

Streckgrenze 17 kg/mm²

Zugfestigkeit 29 kg/mm²

Bruchdehnung 21%

Brinellhärte 91 kg/mm²

Eine andere Aluminiumgußlegierung mit 4% Kupfer und 0,2 % Titan ergab beim Gießen ohne Druckanwendung bzw. wiederum mit 3 atü Druck nach dem Gießen auf die erstarrende Schmelze folgende Werte:

15

Streckgrenze, kg/mm²
Zugfestigkeit, kg/mm²
Bruchdehnung, °/o
Brinellhärte, kg/mm² .

Oatü	3 atü
18	18
26	30
3	9
85	91

Eine andere Aluminiumgußlegierung mit 4,5% Zink und 2% Magnesium zeigte folgende Eigenschäften:

Streckgrenze, kg/mm²
Zugfestigkeit, kg/mm²
Bruchdehnung, %
Brinellhärte, kg/mm² .

Oatü

23

26

110

3 atü

25

32

115

35

Zwei Beispiele einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Abbildungen beschrieben:

Abb. 1 zeigt den Unterkasten 1 und Oberkasten 2 einer üblichen Sandform, die auf dem Boden 3 aufgestellt ist. Nach dem Eingießen der Schmelze wird die Haube 4 aufgebracht, der durch die Dichtungen 5 a am Oberteil des Oberkastens abgedichtet ist. Mit den Dichtungen 56 sind auch die Zwischenräume zwischen Ober- und Unterkasten abgedichtet. Die Zentrierbolzen 6 der Formkästen dienen in diesem Fall gleichzeitig als Verklammerung für die Haube 4. Nach dem Gießen wird die Haube auf den Oberteil des Formkastens gelegt, und die Zentrierbolzen werden um das Gelenk 9 hochgeklappt und festgezogen. Die Druckluft wird durch den Anschlußstutzen 7 zugeführt. Ein Manometer oder Druckventil kann am Anschlußstutzen 8 angebracht werden.

In Abb. 2 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der die Druckhaube 4 a den ganzen Formkasten aufnimmt und mit einer Boden platte3 a durch eine Verriegelung 6 a unter Einlage der Dichtung 5 druckdicht verklammert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Herstellen von dichten Metallgußstüeken in Sandformen unter Verwendung von Druckgas, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung des Gießvorganges mindestens auf die gesamte Oberseite der Sandform bei noch flüssiger Schmelze ein Überdruck mittels Druckgas bis zur völligen Erstarrung des Gußstückes ausgeübt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Druckluft ein Druck zwischen 0,5 und 10, vorzugsweise zwischen 1,5 und 6 atü ausgeübt wird.

3. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Herstellung von Gußstücken aus hochfesten Aluminiumlegierungen, die Magnesium oder Magnesium und Zink oder Kupfer oder Silizium als hauptsächliche Legierungsbestandteile enthalten.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Druckhaube (4) mit Druckleitung (7), die durch Befestigungsmittel (6) mit dem Formkasten (1, 2) oder der Formkastenunterlage (3 a) verbunden und durch Dichtungen (5) gasdicht abgeschlossen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 249 598, 720 556;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1024 679;
schweizerische Patentschrift Nr. 220 803;
USA.-Patentschrift Nr. 2 314 839.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

® 209 638/313 8.62