DE1483650A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung hohler Gusskoerper - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung hohler GusskoerperInfo
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
Landscapes
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
STEWARTS AND LLOYDS LIMITED
41 Oswald Street, Glasgow, CL, Scotland
41 Oswald Street, Glasgow, CL, Scotland
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung hohler Gußkörper (Röhren)
Die Erfindung betrifft $le Herstellung gegossener, rohrförmiger
Hohlkörper durch ein Verfahren, bei dem das geschmolzene Metall veranlaßt wird, in einem rohrförmigen
.λ
Stempel, der Gußform, aufzusteigen und in welcher das
Material so lange zurückgehalten wird, bis es im Kontakt mit der Wandung der Gußform in gewünschter Schichtdicke
erstarrt, um dann, soweit es noch flüssig ist, aus der Form wieder entfernt zu werden, während in derselben das
erzielte Rohr gewünschter Wandstärke verbleibt, bis es
selbst entfernt wird«
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In der Theorie hat dieses Verfahren beträchtliche kommerzielle
und praktische Vorteile, besonders für die Produktion nahtloser Stahlrohre. Die üblichen Verfahren zum Erzeugen
von Stahlrohren (rollen, ziehen, rundschmieden, schrägwalzen, pilgern) erfordern vorab die Herstellung dickwandiger
Hohlkörper, Diese werden für gewöhnlich aus einem Gußbarren odei
gewalztem Block in mehreren kostspieligen Arbeitegangen,
z.B. Lochpressen oder -Stanzen, rundlochen oder bohren, hergestellt; eine andere Art besteht im unmittelbaren Gießen
dickwandiger Hohlkörper aus dem geschmolzenen Retail. Gußtechniken,wie Schleuderguß jedoch, sind nicht immer
imstande, Bohrungen und Hohlkörper annehmbarer Qualität für das weitere Verfahren zu erzielen. Es sind da auch gewisse
Legierungen, aus denen zufriedenstellende Grundkörper zur Herstellung von Rohren nicht erzeugbar sind, weil bekannte
Techniken unmittelbar oder mittelbar zu Höhlungen führen, welche eine unerwünschte grobe Struktur zeigen, zuweilen
mit interdend.ritisch.er Lunkerbildung, Höhlungen, schwachen
Zonen und Agglomerationen von sich absondernden intermetallischer Verbindungen oder anderer Partikel·
Die vorliegende Erfindung bezweckt mit ihrem Gußverfahren die Anpassung an die Produktion dickwandiger Röhren mit
ausgezeichneten Eigenschaften für die Rohrstücke zur üblichen
Rohrheretellungeausrüetung· Eb kann erwarttet werden,
daß das Verfahren Hohlkörper ergibt, die eine verfeinerte
Kornstruktur aufweisen, dicht verstrfcktes radiales, baumförmiges Wachstum durch die Länge eines Hohlkörpers und
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1 ORIGINAL INSPECTS*
die eine erkennbar gleichförmige Verteilung feiner intermetallischer
Komponeten und anderer Partikel durch deren Wanddicke hindurch besitzen, d»h· Eigenschaften, welche für
gewöhnlich in Hohlkörpern unerreichbar sind, die durch Reduktion und Lochung massiver Barren erzeugt sind, welche
auf übliche Weise hergestellt wurden ider in Hohlkörpern, die z.B. im Schleuderguß gewonnen wurden, wobei (im Gegensatz
zum erfindungsgemäßen Verfahren) das geschmolzene Metall in eine rotierende Form bei einer Temperatur eingeführt wird, die beträchtlich über der Schmelztemeperatur
±jün± liegt, was zu groben Korn oder Krisfellgröße führt, die
außerdem entlang der Rohrlänge variiert und bei einer spürbaren Dichte Schichtung intermetallischer Komponenten und
anderer Partikel gegeben ist, was durch die Zentrifugalkräfte, die beim Gußvorgang auftreten, hervorgerufen wird.
Die praktische Verwirklichung der oben erwähnten theoretischen Vorteile des infragestehenden Gießverfahrens zur Erzeugung
metallischer Hohlkörper (Rohre) ist dagegen nicht ganz einfach.
Es wurde also gefunden, daß das Gießen eines länglichen Hohlkörpers ein Problem der Ungleichförmigkeit von
MikroStruktur desselben aufgibt, besonders in seinen
to äußeren Oberflächenregionen und von Varianten im Lochdurch-
<° messer entlang seiner Länge·
Ct Überraschend wurde festgestellt, daß das Problem dadurch
σ wesentlich erleichtert werden kann, daß der Stempel vor <° Einführen des geschmolzenen Metalls auf Temperaturen
gehalten wird, die entlang seiner Länge so variieren,
daß die oberen Teile des Stempels eine' wesentlich höhere
Anfangstemperatur besitzen als die tieferen unteren Stempelabschnitte.
Es ist klar, daß das Problem wenigstens zum Teil dadurch gegeben ist, daß Differenzen in der Anfangstempergflur
des Metalles in den verschiedenen Zonen seiner Länge gegeben sind, als Resultat vielleicht davon, daß das
Metall das zuerst in das untere Ende des Stempels (der Gußform) eintritt, an diesem Vfärme verliert, wenn es im Stempel
nach oben wandert. Es scheint, daß eine höhere Anfangs-Stempeltemperatur
im oberen Teil des Stempels die niedrigere Metalltemperatur kompensiert, das Metall, das mit diesem Teil
des Stempels in Berührung kommt als die Temperatur des Metalles das anfangs den unteren Teil des Stempels berührt;,
mit dem Ergebnis, daß das Erstarren des Metalls in den oberen Teilen des Stempels in einem Maße fortschreitet ,
das dem xxxglslxKkixxxlB* des Metalls in den unteren
Etempelteilen vergleichbar ist·
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, rohrförmige Hohlkörper aus Metall, ziemlich lang, herzustellen, wobei
geschmolzenes Metall gezwungen wird in einem Stempelrohre aufzusteigen, dessen unteres Ende eine niedrigere Temperatur
als seine oberen Regionen zeigen und das Metall solange im Stempel gehalten wird, bifc es an dessen Wand in einer
vorbestimmten Dicke erstarrt ist, um einen Embryo-
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Hohlkörper zu bilden, worauf dann das übrige flüssige Metall aus dem Stempel entfernt wird·
Bei zweckmäßiger Auswahl der Anfangstemperaturen für den oberen und unteren Teil des Stempels ist es möglich,
einen Hohlkörper zu erzielen, der im Oberflächenfinish Gleichförmigkeit zeigt und durch seine Länge
Micro-Struktur und überdem gleiche Wandstärke auf seiner Gesamtlänge besitzt·
Wie bereits in der britischen Anmeldung 26 492/64 (1-3328) erläutert,wurdeT ermittelt, daß die Stempelanfangstemperatur
im Bereiche von 80 - 40Oo C liegen muß, wenn äußerliche
Defekte in der Oberflächenzone des gegossenen Hohlkörpers vermieden werden sollen· Diese Temperaturbegrenzungen
müssen natürlich bei der Auewahl der Anfangstemperaturen für die verschiedenen Längenabschnitte des Stempel Berücksichtigung
finden·
Beim Gießen austenitischer Stähle als Hohlkörper hat
ein Metallstempel aus Stahl oder Meehanit kxl in seinem
oberen Teil vorzugsweise eine Anfangstemperatur von nicht mehr als 350° C und seine Temperatur im unteren Teil
beträgt nicht weniger als etwa 175°C· Die tatsächliche Differenz zwischen den Temperaturen
an den beiden Stempelenden soll in Übereinstimmung mit dem zu gießenden Stahl und der Länge des Hohlkörpers
ausgewählt werden, der zu gießen ist·
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Die geeigneten Stempel-Teiltemperaturen und die Temperatur-Steigerung
wird am besten durch Versuche ermittelt» Bei Stahl, insbesondere ferritischem und spanresistentem
Stahl, der schnell härtet und der Krackbildung bei Kühlung
durch den Martensit-Umwandlungstemperaturbereich ausgesetzt sein können, ist es erwünscht, daß wie in der
britischen Anmeldung 26492/64 (1-3328) erläutert wurde, die Stempel bei einer solchen Temperatur zu halten, daß
die Temperatur des in ihnen gebildeten Hohlkörpers nicht W auf einen Wert innerhalb des Martensit-TJmbildungstemperaturbereiches
fällt, ehe er bereit ist, aus dem Stempel entfernt zu werden.
Palis solche Stahlhohlkörper nach cem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt werden boII, muß daher die Temperatur am unteren Ende des Stempels entsprechend hoch , wenigstens
2000C, sein, um.zu ermöglichen, daß der gegossene Hohlkörper
aus dem Stempel entfernt werden kann, ehe ein Teil desselben in die Umbildungs-Umkristallisations-Temperatur des
betreffenden Stahles abgekühlt ist«
Zweckmäßigerweise kann die erforderliche Anfangstemperatursteigerung
im Stempel durch gesteuertes Vorheizen des Stempels erreicht werden, d«lw durÄh Unterbringen des
Stempelsι umgekehrt, in eine Torwärmkammer, die durch
Brenner oder dergleichen an ihrem unteren Teil aufgeheizt wird.
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I «t W »* W ν* ν/
Jede geeignete Apparatur kann zum Gießen rohrförmiger
Hohlkörper nach dem Verfahren gemäß der Erfindung angewendet
werden, doch sei nachstehen - beispielsweise - eine solche
geeignete Einrichtung beschrieben. Dies anhand der beigegebenen
Zeichnung: |
In der Zeichnung ist ein Ofenkörper mit 1 bezeichnet, er hat
eine Ausfütterung 2 und enthält in seiner Wanne geschmolzenes Metall 3· In dieses taucht ein vertikal angeordneter Stempel,
die Gußform4, ein. Eine Zuleitung für Druckgas ist 7» Diese Leitung 7 führt in einen Raum oberhalb des Spiegels
der Schmelze in den Ofen 1, der von einem Deckel abgeschlossen ist. Der Stempel 4 tritt durch eine im Ofendeckel vorgesehene
Stopfbuchse 8 hindurch nach außen. Der Stempel 4 besteht aus Stahl oder Meehanit oder anderen geeigneten
Werkstoffen, z.B. keramischen Material oder auch Graphit· Der Druck des durch den Einlaß 7 in den Ofen 1 eintretenden
Gases veranlaßt das geschmolzene Metall, in dem Stempel 4 nach oben zu steigen. Das Metall verbleibt darin so lange,
bis es in Berührung mit der Stempel-Innenwandung zu einem Embryo-Hohlkörper von gewünschter Wandstärke erstarrt ist·
Der Druck auf das geschmolzene Metall im Ofen 1, 2 wird dann gesenkt und das im Stempel bisher gehaltene, noch
flüssige Metall kann sodann in die Offenwanne zurückfließen;
° Im1 Stempel 4 verbleibt ein rohrförmiger Hohlkörper gewünsch-
_> ter Wandstärke. Der Stempel 4 wird nun aus der Stopfbuchse
--· 8 entfernt und aus ihm der Hohlkörper selbst. Der Stempel 4
fT ist an seinem oberen Ende mit einer Buchse 10 aus feuerfestem
Material geringer Wärmeleitfähigkeit ausgestattet,
ORIGINAL iNSrcCTEO
ι η υ «j u vj w
- 8 -
um Wärmeverluste herabzusetzen, sodaß die Bildung einer
Kappe oder Brücke aus festem Metall am oberen Ende des Embryo-Metalls in der' Hauptsache vermieden wird, wie das
in der entsprechenden britischen Patentanmeldung No.
26 491/64 (1-3327) beschrieben ist.
i .■
Der Stempel 4 soll bei Betrieb unmittelbar vor Einleiten
i
des geschmolzenen Metalls in ihn eine Temperatur aufweisen, die an seinem unteren Ende niedriger ist als in seiner oberen Zone (Anfangstemperatur), wie vorbeschrieben ist. Das Verfahren und die erfindungsgemäße Ausstattung können zweckmäßig in Verbindung mit einem oder mehreren Verfahren und Apparaturen Anwendung finden, die im britischen Paten No. 885,757 beschrieben sind, das sich mit der Verbindung des oberen Endes des Stempels mit einem Behaltet für Inert-Gas befaßt, das in dem Behälter dann komprimiert wird, wenn das Metall im Stempel aufsteigt. Die britische Anmeldung No. 32 990/62 sieht ein gesondertes Tauchrohr vor, das mit dem Stempel selbst in Verbindung steht; die Anmeldung (brit.) Nr. 26 491/64 (1-3327) befaßt sich mit der Minderung von Wärmeverlusten des im Stempel befindlichen Metalls in der Zone des oberen Endes des Embryo-Hohlkörpers, wie vorerwähnt· Die britische Anmeldung No. 26 494/64 (1-3330) befaßt sich damit, das geschmolzene Metall im Stempel auf ein geeignetes
des geschmolzenen Metalls in ihn eine Temperatur aufweisen, die an seinem unteren Ende niedriger ist als in seiner oberen Zone (Anfangstemperatur), wie vorbeschrieben ist. Das Verfahren und die erfindungsgemäße Ausstattung können zweckmäßig in Verbindung mit einem oder mehreren Verfahren und Apparaturen Anwendung finden, die im britischen Paten No. 885,757 beschrieben sind, das sich mit der Verbindung des oberen Endes des Stempels mit einem Behaltet für Inert-Gas befaßt, das in dem Behälter dann komprimiert wird, wenn das Metall im Stempel aufsteigt. Die britische Anmeldung No. 32 990/62 sieht ein gesondertes Tauchrohr vor, das mit dem Stempel selbst in Verbindung steht; die Anmeldung (brit.) Nr. 26 491/64 (1-3327) befaßt sich mit der Minderung von Wärmeverlusten des im Stempel befindlichen Metalls in der Zone des oberen Endes des Embryo-Hohlkörpers, wie vorerwähnt· Die britische Anmeldung No. 26 494/64 (1-3330) befaßt sich damit, das geschmolzene Metall im Stempel auf ein geeignetes
ο Maß anzuheben,· die britische Anmeldung No. 26 495/64 (1-3331)
°^ betrifft das Entfernen des geschmolzenen Metalls aus der
^ Bohrung (Höhlung) des Embryo-Hohlkörpers in geeignetem
*- Maße und die britische Anmeldung No. 51 448/64 (1-3332)
betrifft die relative axiale Oszillation zwischen Stempel znd dem darin befindlichen Metall·
ORIGINAL
Claims (1)
1
Ansprüche
Ansprüche
1· Verfahren zum Gießen rohrförmiger Metallhohlkörper, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Metall
veranlaßt wird, in einem rohrförmigen Stempel (Büßform 4)
anzusteigen, dessen unteres Ende eine niedrigere Temperatur als seine obere Region besitzt und wobei
das Metall im Stempel auf eine gewisse Zeit gehalten wird, die ausreicht, daß es an der Stempelwandung
in einer gewissen Dicke erstarrt, um einen Embryo-Hohlkörper zu bilden, worauf dann überflüssiges Metall
aus dem Stempel abgelassen wird·
2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel vorgewärmt 1st, indem er umgedreht
in eine Vorwärmkammer gebracht wird, die durch Brenner
•f
die am unteren Teile der Kamme angeordnet sind, oder dergl.
auf Temperatur erhitzt wird«
ι
i
i
3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anfangstemperatur des Stempele im Bereiche
von 80 - 400*0 liegt·
4· Verfahren nach Anspruch 3 zum Gießen rohrförmiger Hohlkörper aus austenitischen Stählen dadurch gekennzeichnet daß,
der Stempel aus Metall besteht und in seinem oberen Teil eine Anfangstemperatur von nicht mehr ale 3509C besitzt
und in seinem unteren Teil nicht weniger als 1759O aufweist·
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Neue Unterlagen nw.781 αι*2Νι.ι
ORIGINAL INSPECTED
5* Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum
Gießen rohrartiger Stahlhohlkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfangstemperatür des unteren Teiles des Stempels
genügend hoch ist, so daß die Temperatur keines Teiles des im Stempel gebildeten Hohlkörpers auf einen Wert fällt, der
im Bereich der Martenaitumwandlungstemperatur liegt, ehe
der Hohlkörper zur Entfernung aus dem Stempel bereit ist·
6* Verfahren nach Anspruch 5$ dadurch gekennzeichnet, daß die
Temperatur des unteren Teiles des Stempels wenigstens 200° C beträgt.
909815/0433
ORIGINAL
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB2649364A GB1116216A (en) | 1964-06-26 | 1964-06-26 | Improvements relating to the production of cast tubular hollows |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1483650A1 true DE1483650A1 (de) | 1969-04-10 |
Family
ID=10244516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19651483650 Pending DE1483650A1 (de) | 1964-06-26 | 1965-06-25 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung hohler Gusskoerper |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1483650A1 (de) |
GB (1) | GB1116216A (de) |
SE (1) | SE324211B (de) |
-
1964
- 1964-06-26 GB GB2649364A patent/GB1116216A/en not_active Expired
-
1965
- 1965-06-24 SE SE843765A patent/SE324211B/xx unknown
- 1965-06-25 DE DE19651483650 patent/DE1483650A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE324211B (de) | 1970-05-25 |
GB1116216A (en) | 1968-06-06 |
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