DE1558159B2 - PROCESS AND DEVICE FOR VACUUM PASTING OF PRECISION PARTS MADE OF METAL WITH THE HIGHEST PURITY - Google Patents
PROCESS AND DEVICE FOR VACUUM PASTING OF PRECISION PARTS MADE OF METAL WITH THE HIGHEST PURITYInfo
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- DE1558159B2 DE1558159B2 DE1967A0054531 DEA0054531A DE1558159B2 DE 1558159 B2 DE1558159 B2 DE 1558159B2 DE 1967A0054531 DE1967A0054531 DE 1967A0054531 DE A0054531 A DEA0054531 A DE A0054531A DE 1558159 B2 DE1558159 B2 DE 1558159B2
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Description
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Die Erfindunng betrifft ein Vakuumgießverfahren oder es kann erforderlich sein, die Formen zu zerfür Präzisionsteile aus Metall mit höchster Reinheit, brechen, um die Gußteile herausnehmen zu können, bei dem Form und zu vergießendes Metall einem Da aber bearbeitete spektrographisch reine Graphitgemeinsamen Hochvakuum ausgesetzt sind und bei formen sehr teuer sind, besteht für kommerzielle Andern das geschmolzene Metall in wenigstens einen 5 Wendungen ein dringender Bedarf an wiederverwendaufgeheizten Formhohlraum gegossen wird. Die Er- baren Formen.The invention relates to a vacuum casting process or it may be necessary to zerfür the molds Precision metal parts with the highest purity, break to remove the cast parts, In the case of the form and the metal to be cast there is a common but processed spectrographically pure graphite Are exposed to high vacuums and molds are very expensive, exists for commercial others the molten metal in at least a 5 turns an urgent need to reuse heated Mold cavity is poured. The hereditary forms.
findung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Aus der österreichischen Patentschrift 225 860 istThe invention also relates to a device for From the Austrian patent specification 225 860 is
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. es grundsätzlich bekannt, Metall unter HochvakuumImplementation of the method according to the invention. it is basically known to metal under high vacuum
Die Anforderungen an die Materialreinheit sind nicht nur zu schmelzen und zu reinigen, sondernThe requirements for material purity are not only to be melted and cleaned, but
aus der Vakuumschalterindustrie bekannt, bei der io auch zu vergießen.known from the vacuum switch industry, can also be potted with the io.
Kontakte benötigt werden, deren Gehalt an gasförmi- Ein wesentlicher Nachteil dieses bekannten Ver-Contacts are required, the content of which is gaseous. A major disadvantage of this known
gen Unreinheiten unterhalb von 103 Teilen je fahrens besteht darin, daß der Reinigungsprozeß mitgen impurities below 10 3 parts per driving is that the cleaning process with
Million liegen muß. Ein Grund für diese hohen An- dem Vergießen beendet ist.Million must be. One reason for this high level of potting has ended.
forderungen an die Reinheit liegt darin, daß jede Weiterhin sind aus der französischen Patentschriftrequirements for the purity is that every furthermore are from the French patent specification
Verunreinigung im Kontakt, sich an den Korngren- 15 1 420 195 ein Verfahren und eine Vorrichtung be-Contamination in contact, a method and a device can be used at the grain boundaries 15 1 420 195
zen zu konzentrieren sucht. Gasförmige Verunreini- kannt, um eine gerichtete Erstarrung von Gußstückenzen to concentrate seeks. Gaseous impurities are known for the directional solidification of castings
gungen sind besonders unerwünscht, da sie während herbeizuführen.Cures are particularly undesirable as they cause during.
der Schalterbetätigungen durch Wärme aus den Kon- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einthe switch actuation by heat from the Kon- The invention is based on the object a
takten freigesetzt werden. Dadurch wird der Druck Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mitclocks are released. This will create the printing method and apparatus using
im Schalter bis auf einen Wert steigen, bei dem der 20 welchen an den Gießvorgang anschließend eine wei-increase in the switch to a value at which the 20 which
Schalter den elektrischen Strom nicht mehr unter- tere Reinigung von Gußteilen ermöglicht wird,Switch the electric current no longer enables lower cleaning of cast parts,
bricht. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindungbreaks. The invention seeks to solve this problem
Das vielleicht bekannteste Verfahren zum Darstel- vor, daß die Erstarrung des Metalls innerhalb des
len solcher reinen Metalle ist das Zonenschmelzver- Formhohlraums derart gesteuert wird, daß die vorfahren.
Bei diesem Verfahren wird ein schmaler, auf- 25 dringende fest-flüssige Grenzschicht langsam ohne
geschmolzener Querschnitt durch einen festen Block Behinderung von den unteren und äußeren Teilen
des zu reinigenden Metalls bewegt, während der Block des Formhohlraums fortschreitet und vollständig
einem Hochvakuum ausgesetzt ist. Dieses Verfahren innerhalb eines blind endenden Steigers endet,
beruht auf den Unterschieden der Löslichkeit der Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Ereinzelnen
Verunreinigungen in der flüssigen und 30 findung ist vorgesehen, daß mehrere Formhohlräume
festen Phase des Grundmetalls. Wenn sich somit die verwendet werden.Perhaps the best known method of demonstrating that the solidification of the metal within the len of such pure metals is to control the zone melting mold cavity in such a way that the advance. In this process, a narrow, intrusive solid-liquid boundary layer is slowly moved with no molten cross-section through a solid block obstruction from the lower and outer portions of the metal to be cleaned as the block progresses through the mold cavity and is fully exposed to a high vacuum. This procedure ends within a blind-ending riser,
is based on the differences in the solubility of the base metal. If thus the will be used.
schmale Zone aufgeschmolzenen Metalls durch den Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung Block bewegt, konzentrieren sich die Verunreini- zeichnet sich dadurch aus, daß die Erstarrung dagungen des Blockes in der Flüssigkeit vor der vor- durch gesteuert wird, daß durch einen unmittelbar dringenden festen Grenzfläche, so daß die Verunrei- 35 oberhalb jedes Formhohlraumes vorgesehenen Einnigungen nach einem Ende des Blockes gestoßen wer- gußtrichters so viel geschmolzenes Metall eingegossen den. Gleichzeitig dient das Hochvakuum dazu, die wird, daß jeder Formhohlraum sowie der Einguß-Schmelze zu entgasen. Das bedeutet, daß das Hoch- trichter gefüllt werden.narrow zone of molten metal by the A preferred embodiment of the invention Block moves, the impurities concentrate - is characterized by the fact that the solidification dagung of the block in the liquid before it is controlled by that immediately urgent solid interface, so that the impurities 35 provided above each mold cavity After pushing one end of the block, so much molten metal was poured into the funnel the. At the same time, the high vacuum is used to ensure that every mold cavity and the pouring melt to degas. This means that the funnel will be filled.
vakuum diejenigen Verunreinigungen entfernt, die Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht einen verhältnismäßig hohen Dampfdruck besitzen, 40 vor, daß die Erstarrung dadurch gesteuert wird, daß sowie diejenigen, die gasförmige Reaktionsprodukte eine konzentrisch um den Formhohlraum herum vorbilden, welche durch die Pumpeinrichtung abgepumpt gesehene Induktionsspule mit einer Geschwindigkeit werden. bis zu etwa maximal 50 mm/h nach oben bewegtvacuum removes those impurities that another preferred embodiment sees have a relatively high vapor pressure, 40 before that the solidification is controlled in that as well as those that form gaseous reaction products concentrically around the mold cavity, which induction coil seen pumped out by the pumping device at a speed will. moved up to a maximum of about 50 mm / h
Die meisten Anwendungen derartiger Metalle wird.Most uses of such metals will be.
höchster Reinheit erfordern üblicherweise, daß das 45 Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßenhighest purity usually require that the 45 one to carry out the invention
gereinigte Metall noch gegossen und bearbeitet wer- Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung zeichnetCleaned metal is still being cast and machined. Method particularly suitable device draws
den muß, ohne daß eine erneute Verschmutzung des sich dadurch aus, daß eine Schmelzeinrichtung mitmust, without a renewed contamination of the fact that a melting device with
Metalls auftritt. Insbesondere wird das Gießen, der einer Auslaßeinrichtung für das geschmolzene MetallMetal occurs. In particular, the casting becomes that of an outlet means for the molten metal
Metalle schwierig, da das Metall, sobald es geschmol- vorgesehen ist, daß wenigstens ein FormhohlraumMetals difficult because the metal, as soon as it is molten, has at least one mold cavity
zen ist, leicht durch die Atmosphäre oder die Form 50 vorhanden ist, welcher einen nach oben ragendenzen is easily present through the atmosphere or the shape 50, which is an upwardly protruding
verunreinigt werden kann. Um solche Verunreini- blind endenden Steiger aufweist, daß weiterhin einecan be contaminated. To such impurities blindly ending riser has that further a
gungen zu vermeiden, wird der Guß üblicherweise in Formteil-Heizeinrichtung vorgesehen ist und daßconditions to avoid, the casting is usually provided in the molding heater and that
spektrographisch reinen Graphitformen vorgenom- innerhalb des Hochvakuums oberhalb des FormteilsSpectrographically pure graphite forms made within the high vacuum above the molded part
men, die unter Hochvakuum stehen. Wenn auch ein Eingußtrichter angeordnet ist, welcher einen durch solche Gießtechnik das Problem der Verun- 55 wesentlichen Volumenanteil des Metalls aufnehmenmen that are under high vacuum. If a pouring funnel is also arranged, which one by means of such a casting technique, the problem of the unimportant volume fraction of the metal can be absorbed
reinigung gelöst wird, so wird doch das Gießverfahren kann.cleaning is solved, so the casting process can.
durch das Hochvakuum sehr kompliziert und verur- Zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer GußteileDue to the high vacuum very complicated and cause- For the simultaneous production of several cast parts
sacht erhebliche Schwierigkeiten und Kosten. Der ist vorzugsweise vorgesehen, daß eine Mehrzahl vonmildly significant difficulties and costs. The is preferably provided that a plurality of
größte Nachteil ist der, daß durch die Raumbegren- senkrecht übereinander angeordneten und miteinanzungen beim Vakuumgießen der Guß üblicherweise 60 der verbundenen Formhohlräumen vorgesehen sind,The greatest disadvantage is that, due to the room boundaries, they are arranged vertically on top of one another and are encircled together 60 of the connected mold cavities are usually provided in the case of vacuum casting,
auf ein Gußteil pro Gießvorgang beschränkt ist. die jeweils mit einem blind endenden Steiger ausge-is limited to one casting per casting process. each ending with a blind ending riser
Es hat bereits zahlreiche Versuche gegeben, um stattet sind.There have already been numerous attempts to equip them.
bei einem Vakuumgießvorgang mehrere Gußteile Vorzugsweise wird die Anordnung der Formteileseveral cast parts in a vacuum casting process. The arrangement of the molded parts is preferred
gleichzeitig herzustellen. Diese Versuche haben je- derart getroffen, daß eine Mehrzahl von Formteilen doch zu Verfahren geführt, bei denen die Graphit- 65 aus Graphit vorhanden sind, die senkrecht überein-at the same time. These attempts have each made that a plurality of molded parts but led to processes in which the graphite 65 made of graphite are present, which are vertically aligned
formen nicht wiederverwendbar waren. Die thermi- ander im Hochvakuum angeordnet sind, zwischenmolds were not reusable. The thermi- other are arranged in a high vacuum between
sehen Kontraktionen zwischen einer Mehrzahl von denen Formhohlräume gebildet sind.see contractions between a plurality of which mold cavities are formed.
Gußteilen können nämlich die Formen zerstören, Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der er-Cast parts can destroy the molds, another advantageous embodiment of the
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findungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch Nach F i g. 1 weist die Vorrichtung einen geschlosaus, daß die Formhohlräume miteinander durch einen senen Kessel oder eine Vakuumkammer 10 auf, die Eingußkanal verbunden sind, der zwischen dem Um- durch ein längliches, senkrecht angeordnetes, rohrfang und der Formteile und einem Aufnahmejoch förmiges Teil 11 gebildet wird, das mit abnehmbaren ausgebildet ist, in welchem die Formteile angeordnet 5 Deckeln 12 und 13 versehen ist, die daran befestigt sind und daß der Eingußkanal aus miteinander fluch- sind. Eine Hochvakuum-Pumpeinrichtung 16 dient tenden senkrechten Schlitzen besteht, die in allen zum Evakuieren der Kammer 10 über ein Absaugrohr Formteilen außer dem untersten ausgebildet sind und 14, das in Verbindung mit dem oberen Teil der Kammit den Außenumfängen der Formhohlräume in Ver- mer 10 steht. Die Pumpeinrichtung soll innerhalb der bindung stehen. io Kammer 10 ein geeignet hohes Vakuum aufrechter-inventive device is characterized according to FIG. 1 the device has a closed, that the mold cavities with each other by a separate vessel or a vacuum chamber 10, the Sprue channel are connected, the between the circumference by an elongated, vertically arranged, pipe catch and the molded parts and a receiving yoke-shaped part 11 is formed with removable is formed, in which the molded parts are arranged 5 covers 12 and 13 are provided which are attached thereto are and that the sprue are cursed with each other. A high vacuum pump device 16 is used There is a tendency towards vertical slots in all for evacuating the chamber 10 via a suction tube Moldings except the lowest and 14, which is in connection with the upper part of the Kammit the outer circumferences of the mold cavities in terms of value 10. The pumping device should be within the commitment. io chamber 10 maintains a suitably high vacuum
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfin- halten können. Die Größe des Vakuums hängt selbst-According to a further embodiment of the invention. The size of the vacuum depends on
dungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß ober- verständlich von der Art des vergossenen Metalls ab.The device according to the invention is provided that, generally speaking, depends on the type of metal being cast.
halb der Schmelzeinrichtung ein Legierungsbehälter Beim Gießen von Kupfer und Kupferlegierungen fürhalf of the melting facility an alloy container When casting copper and copper alloys for
vorgesehen ist, welcher innerhalb eines geschlossenen Vakuumschalterkontakte liegt der Druck in der Kam-is provided, which is within a closed vacuum switch contact, the pressure in the chamber
Behälters liegt, in welchem das die Formen aufneh- 15 mer 10 unter 510""5mmHg. Das erforderliche Va-The container is in which the forms receiver 10 below 510 "" 5 mmHg. The required variable
mende Joch angeordnet ist und daß der Legierungs- kuum für den Guß von anderen Metallen ist in derMende yoke is arranged and that the alloy vacuum for the casting of other metals is in the
behälter eine Charchiereinrichtung aufweist, mit wel- Vakuumgießtechnik durchaus bekannt und brauchtcontainer has a Charching device with which vacuum casting technology is well known and needs
eher der Inhalt des Behälters in die Schmelzeinrich- daher hier nicht im einzelnen erläutert zu werden,rather the content of the container in the melting facility - therefore not to be explained in detail here,
tung überführt wird. Das rohrförmige Teil 11 ist aus einem nichtleitenden,tion is transferred. The tubular part 11 is made of a non-conductive,
Zur Änderung der geometrischen Abmessungen der 20 hochtemperaturbeständigen Material hergestellt, wieTo change the geometrical dimensions of the 20 high temperature resistant material manufactured such as
Gußteile kann vorgesehen sein, daß ein die geome- Hochtemperaturglas, Kieselerde oder Keramikstoffen,Castings can be provided that the geome- high temperature glass, silica or ceramic materials,
irischen Abmessungen der Gußteile verändernder die für Gase undurchlässig sind. Es sollte noch eineIrish dimensions of castings that are impermeable to gases. There should be another
Formeinsatz vorgesehen ist, welcher in einen oder Einrichtung wie beispielsweise ein Ionen-Meßgerät 15Mold insert is provided, which in a device such as an ion measuring device 15
mehrere Formhohlräume einsetzbar ist. vorzugsweise am Rohr 14 vorgesehen sein, um dasseveral mold cavities can be used. preferably be provided on the tube 14 to the
Dieser Einsatz kann vorteilhafterweise so ausge- 25 innerhalb der Kammer 10 erzeugte Vakuum zu messen,This insert can advantageously be used to measure the vacuum generated within the chamber 10,
bildet sein, daß ein mit dem Gußteil verschmelzender Innerhalb der Vakuumkammer 10 liegt auf einemforms that a fusing with the casting within the vacuum chamber 10 lies on one
metallischer Einsatz vorgesehen ist, welcher in jeden geeigneten, isolierenden Tragteil 21 ein aus spektro-metallic insert is provided, which in each suitable, insulating support part 21 is made of spectro-
Formhohlraum einsetzbar ist. graphisch reinem Graphit bestehendes AufnahmejochMold cavity can be used. graphically pure graphite mounting yoke
Zum Vorheizen des Eingußtrichters ist vorteil- 20 auf. Dieses Joch besteht in erster Linie aus einemIt is advantageous to preheat the pouring funnel. This yoke consists primarily of one
hafterweise vorgesehen, daß die Formteil-Heizeinrich- 3° kreiszylindrischen, oben offenen Behälter, der imOften provided that the molding-Heizeinrich- 3 ° circular-cylindrical, open-top container, which is in the
tung aus einer Induktionsspule besteht, die konzen- Boden mit einem Auswerfloch 19 versehen ist. Dasdevice consists of an induction coil, the concen-bottom with an ejection hole 19 is provided. That
trisch um die Formteile herumgelegt ist. isolierende Tragteil 21 kann aus irgendeinem hoch-trisch is wrapped around the molded parts. insulating support part 21 can be made of any high-
Schließlich ist zur Beheizung der Formteile vor- temperaturbeständigen Stoff bestehen, der das JochFinally, to heat the molded parts, there is a pre-temperature-resistant material that forms the yoke
teilhafterweise vorgesehen, daß eine Eingußtrichter- 20 oberhalb des Deckels 12 hält. Vorzugsweise wirdIn some cases it is provided that a pouring funnel 20 is held above the cover 12. Preferably will
Heizeinrichtung vorgesehen ist, die aus einer konzen- 35 das Tragteil 21 durch ein kurzes, zylindrisches Quarz-Heating device is provided, which consists of a concentrated 35 the support part 21 by a short, cylindrical quartz
trisch um den Eingußtrichter herumgelegten Induk- rohr dargestellt, das aufrecht auf dem Deckel 12 steht,Trically around the pouring funnel around the induction tube shown, which stands upright on the cover 12,
tionsspule besteht. wie es F i g. 1 zeigt.tion coil consists. as it F i g. 1 shows.
Der gemäß der Erfindung erzielbare technische Innerhalb des Aufnahmejoches 20 sind in senk-Fortschritt besteht im wesentlichen darin, daß das rechter Richtung übereinander spektrographisch reine zu verarbeitende Metall vor dem Guß von keiner 40 Graphitformen 22, 23 und 24 derart gestapelt, daß besonderen Reinheit zu sein braucht, da das Schmel- zwischen je zwei benachbarten Formteilen ein Formzen, das Halten der Schmelze und der Guß selbst hohlraum 25 entsteht. Die Formteile 22, 23 und 24 die gewünschte hohe Reinheit im Gußteil gewähr- werden in enger Anlage aneinander durch eine aus leisten. Außerdem können gemäß der Erfindung spektrographisch reinem Graphit bestehende Niedergleichzeitig mehrere verschiedene Gußteile herge- 45 haltehülse 26 gehalten, die mit dem Aufnahmejoch 20 stellt werden. durch irgendeine Einrichtung, wie beispielsweiseThe achievable according to the invention technical within the receiving yoke 20 are in progress consists essentially in the fact that the right direction over one another is spectrographically pure Metal to be processed before casting from none 40 graphite molds 22, 23 and 24 stacked in such a way that needs to be particularly pure, as the melt between every two adjacent molded parts requires molding, holding the melt and the casting itself cavity 25 is created. The mold parts 22, 23 and 24 the desired high degree of purity in the cast part is guaranteed in close contact with one another by means of a Afford. In addition, according to the invention, a number of different cast parts can be held at the same time, which are composed of spectrographically pure graphite and are connected to the receiving yoke 20 will be presented. by some means such as
F i g. 1 ist ein Schnitt durch eine Hochvakuum- einen herausnehmbaren Stift 27, lösbar verbundenF i g. 1 is a section through a high vacuum and a removable pin 27, releasably connected
gießeinrichtung für Präzisionsguß höchster Reinheit ist. Auf diese Weise wird durch die Hülse 26 undcasting device for precision casting of the highest purity. In this way, through the sleeve 26 and
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; die Oberfläche des obersten Formteils 24 ein Wärme-according to one embodiment of the invention; the surface of the uppermost molded part 24 is a heat
Fig. 2 zeigt vergrößert einen Schnitt durch zwei 50 aufnahmebehälter 28 aus spektrographisch reinemFig. 2 shows an enlarged section through two 50 receiving containers 28 made of spectrographically pure
spektrographisch reine Graphitformen, wie sie bei Graphit gebildet.spectrographically pure graphite forms, such as those formed with graphite.
Einrichtungen ähnlich Fig. 1 benutzt werden; Sämtliche Formteile 22, 23 und 24 sowie die HülseDevices similar to Figure 1 are used; All molded parts 22, 23 and 24 as well as the sleeve
F i g. 3, 4 und 5 zeigen verschiedene Formeinsätze, 26 sind durch Bearbeitung mit einer kreiszylindri-F i g. 3, 4 and 5 show different mold inserts, 26 are machined with a circular cylindrical
wie sie zum Herstellen einer Vielzahl von unter- sehen Form versehen, so daß sie eng in das Auf-how to make a multitude of under- see shapes so that they fit snugly into the
schiedlichen Ausbildungen der Gußstücke verwendet 55 nahmejoch 20 hineinpassen. Die Formhohlräume, dieDifferent configurations of the castings used 55 receiving yoke 20 fit into it. The mold cavities that
werden können. jede gewünschte Gestalt annehmen können, sind incan be. can take any shape you want are in
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung, ins- die aneinander anliegenden ebenen Flächen derThe device shown in the drawing, especially the abutting flat surfaces of the
besondere die Formen, ist bzw. sind in erster Linie Formteile eingearbeitet.special the shapes, is or are primarily molded parts incorporated.
zum Gießen von Vakuumschalterkontakten höchster Die Formteile sind beim dargestellten Ausfüh-Reinheit ausgelegt. Die folgende Beschreibung betrifft 60 rungsbeispiel derart angeordnet, daß eine Mehrzahl daher in erster Linie diese besondere Anwendung des von Gußteilen bei einem einzigen Guß hergestellt erfindungsgemäßen Verfahrens und. der erfindungs- wird. Das unterste Formteil 22 ist in seiner Obergemäßen Vorrichtung. Wenn auch der Guß von Va- fläche mit einem Teil des Formhohlraums versehen, kuumschalterkontakten die hervorstechendste An- während das oberste Formteil 24 in seiner Unterwendung der Erfindung darstellt, ist doch klar, daß 65 fläche einen Teil eines Fonnhohlraums aufweist, die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, sondern Zwischen den Teilen 22 und 24 sind nach F i g. 1 sich ebenfalls bei jeder Art von Gießverfahren für mehrere Zwischenformteile 23 vorgesehen. In F i g. 2 höchste Reinheit anwenden läßt. ist nur ein Zwischenformteil 23 dargestellt.for casting vacuum switch contacts of the highest quality designed. The following description relates to approximately 60 example arranged so that a plurality hence primarily this particular application of castings made in a single cast inventive method and. that becomes invention. The lowermost molded part 22 is in its above device. Even if the casting of surface is provided with part of the mold cavity, pressure switch contacts the most prominent appearance while the uppermost molded part 24 in its lower part represents the invention, it is clear that 65 surface has part of a mold cavity, the invention is not limited to this, but between the parts 22 and 24 are shown in FIG. 1 is also provided for a plurality of intermediate mold parts 23 in every type of casting process. In Fig. 2 can use the highest purity. only one intermediate molded part 23 is shown.
Bei der Herstellung eines einzigen Gußteils sind nur das Formteil 22 und das Formteil 24 erforderlich.When producing a single cast part, only the molded part 22 and the molded part 24 are required.
Jedes Formteil 23 und 24 muß mit einem Einguß versehen sein, der die Formhohlräume 25 mit dem Wärmeaufnahmebehälter 28 verbindet. Vorzugsweise wird dies bei jedem Formteil 23 und 24 mit einem einzigen senkrechten Kanal oder Schlitz 29 erreicht, der an der Außenseite vorgesehen ist. Die Schlitze 29 liegen in senkrechter Richtung in einer Flucht innerhalb des Aufnahmejochs 20 und bilden einen Einguß zwischen den Formteilen und dem Joch 20. Selbstverständlich braucht das unterste Formteil 22 nicht mit einem solchen Schlitz versehen zu sein. Falls erforderlich, sollte auch die Hülse 26 einen Schlitz oder Einschnitt 31 aufweisen, der den Zugang zu dem Einguß bildet, der durch die Schlitze 29 dargestellt wird.Each mold part 23 and 24 must be provided with a sprue, which the mold cavities 25 with the Heat absorbing container 28 connects. This is preferably done for each molded part 23 and 24 with one reached single vertical channel or slot 29 provided on the outside. The slots 29 lie in the vertical direction in alignment within the receiving yoke 20 and form a sprue between the molded parts and the yoke 20. Of course, the lowermost molded part 22 does not need to be provided with such a slot. If necessary, the sleeve 26 should also have a slot or Have incision 31, which forms the access to the sprue, which is represented by the slots 29 will.
Der obere Teil jedes Formhohlraums 25 ist etwa in der Mitte des Hohlraums mit einem blind endenden Steiger 30 versehen (Fig. 2). Da die Einrichtung während des Gusses einem hohen Vakuum ausgesetzt ist, wird das geschmolzene Metall den blinden Steiger 30 im wesentlichen ausfüllen. Das bedeutet, daß bei hohem Vakuum praktisch keine Lufttaschen im Formhohlraum 25 vorhanden sind, die es verhindern könnten, daß das geschmolzene Metall den Winden Steiger im wesentlichen ausfüllt. Es ist wesentlich, daß der blinde Steiger 30 einen beträchtlichen Anteil am Volumen des Gesamthohlraums einnimmt, wenigstens 3 % und vorzugsweise 5 bis 20 %. Es ist weiterhin wichtig, daß die Oberflächen der Formhohlräume 25 glatt in den blinden Steiger 30 übergehen, so daß am Gußteil keine hochliegenden Stellen außer dem Steiger selbst vorhanden sind.The top of each mold cavity 25 is approximately in the middle of the cavity with a blind ending Riser 30 provided (Fig. 2). Because the device is exposed to a high vacuum during casting the molten metal will substantially fill the blind riser 30. That means that at In high vacuum there are practically no air pockets in the mold cavity 25 to prevent it could that the molten metal substantially fills the winch Steiger. It is essential that the blind riser 30 takes up a considerable proportion of the volume of the total cavity, at least 3% and preferably 5 to 20%. It is also important that the surfaces of the mold cavities 25 merge smoothly into the blind riser 30, so that there are no high spots on the casting except the riser itself are available.
Innerhalb der Vakuumkammer 10 liegt oberhalb des Aufnahmejochs 20 und der darin befindlichen Formen ein aus spektrographisch reinem Graphit bestehender Schmelztiegel 35. Nach F i g. 1 ist auf das Aufnahmejoch 20 ein Quarzrohr 37 aufgesetzt, auf dem der Schmelztiegel aufliegt. Der Schmelztiegel 35 sollte ein Aufnahmevolumen für die Schmelze besitzen, das größer ist als das Volumen der Formhohlräume 25 und das Volumen des Behälters 28. Der Auslaßstopfen 36 des Tiegels 35 muß selbstverständlich von außerhalb der Vakuumkammer 10 betätigbar sein.Inside the vacuum chamber 10 lies above the receiving yoke 20 and the yoke located therein Forms a crucible 35 made of spectrographically pure graphite. According to FIG. 1 is on that Holding yoke 20 placed a quartz tube 37 on which the crucible rests. The Crucible 35 should have a receiving volume for the melt which is greater than the volume of the mold cavities 25 and the volume of the container 28. The outlet plug 36 of the crucible 35 must of course can be actuated from outside the vacuum chamber 10.
Wie schon oben erwähnt, sind diejenigen Teile, die in direkte Berührung mit dem geschmolzenen Metall kommen, vorzugsweise aus spektrographisch reinem Graphit hergestellt. Jedoch gilt dies nur für Metalle, die Graphit nicht benetzen. Diejenigen Metalle, die Graphit benetzen, benötigen Vorrichtungsteile, die aus einem anderen feuerbeständigen Material bestehen, wie beispielsweise Zirkon. Wenn ein solches anderes Material benutzt wird, ist es wünschenswert, der Schmelze vor dem Guß einen Deoxidator zuzusetzen, wie beispielsweise Kohlenstoff, Schwefel od. dgl.As mentioned above, those are parts that are in direct contact with the melted Metal come, preferably made from spectrographically pure graphite. However, this only applies to Metals that do not wet graphite. Those metals that wet graphite need device parts, which are made of another fire-resistant material, such as zirconium. If such a If other material is used, it is desirable to use a deoxidizer on the melt before casting add such as carbon, sulfur or the like.
Falls es gewünscht wird, kann innerhalb der Vakuumkammer 10 noch ein Legierungsbehälter 40 mit einem Chargierstopfen 41 vorgesehen werden, der oberhalb des Tiegels 35 durch irgendeine Einrichtung, wie beispielsweise ein Quarzrohr 42, gehalten wird. Wie weiter unten noch erläutert wird, kann ein solcher Legierungsbehälter 40 bei den Anwendungen von Vorteil sein, bei denen die Legierungsbestandteile nicht gemeinsam im Tiegel 35 gereinigt werden können. Wenn ein derartiger Legierungsbehälter 40 vorgesehen ist, muß der Chargierstopfen 41 von außerhalb der Vakuumkammer 10 betätigbar sein. Das läßt sich in einfacher Weise durch eine Stange 43 vornehmen, die durch den oberen Deckel 13 hindurchfaßt. Zwischen der Stange 43 und dem Deckel 13 muß eine Vakuumdichtung 44 vorgesehen sein, so daß keine Luft in die Kammer 10 eindringen kann, wenn diese unter einem Vakuum steht. Falls es gewünscht wird, kann der Auslaßstopfen 36 des TiegelsIf desired, an alloy container 40 can also be included within the vacuum chamber 10 a charging plug 41 can be provided, which above the crucible 35 by some means, such as a quartz tube 42 is held. As will be explained further below, such a Alloy container 40 may be advantageous in those applications in which the alloy constituents cannot be cleaned together in the crucible 35. When such an alloy container 40 is provided, the charging plug 41 must be actuatable from outside the vacuum chamber 10. This can be done in a simple manner by means of a rod 43 which extends through the upper cover 13. A vacuum seal 44 must be provided between the rod 43 and the cover 13, see above that no air can enter the chamber 10 when it is under a vacuum. If so desired the outlet plug 36 of the crucible
ίο 35 durch den Chargierstopfen 41 des Behälters 40 mitbetätigt werden. Dazu wird ein Molybdän- oder Tantaldraht benutzt, der zwischen dem Stopfen 41 und dem Stopfen 36 sitzt, und der so viel Spiel besitzt, daß der Chargierstopfen 41 ohne Anheben des Stopfens 36 angehoben werden kann.ίο 35 through the charging plug 41 of the container 40 are also operated. For this purpose, a molybdenum or tantalum wire is used, which is inserted between the plug 41 and the plug 36 sits, and has so much play that the charging plug 41 without lifting the Plug 36 can be raised.
Um die Metallcharge im Tiegel 35 schmelzen zu können, ist konzentrisch um den Tiegel 35 herum eine wassergekühlte Hochfrequenzinduktionsspule 45 gelegt. Da das Prinzip der Induktionsheizung bekanntIn order to be able to melt the metal charge in the crucible 35, it is concentric around the crucible 35 a water-cooled high frequency induction coil 45 is placed. Known as the principle of induction heating
ao ist, braucht hier nicht im einzelnen darauf eingegangen zu werden. In gleicher Weise ist konzentrisch um das Aufnahmejoch 20 eine Hochfrequenzinduktionsspule 46 herumgelegt, die eine Vorheizung liefert, um die Formen zu entgasen und die Erstarrung der Gußteile zu steuern, und die weiterhin eine geringe Erstarrungsgeschwindigkeit gewährleistet, wie es weiter unten noch erläutert wird. Außerdem verlangt der enge Einguß eine Vorheizung derart, daß sich das Metall im Einguß nicht verfestigt, bevor es nicht die Formhohlräume ausgefüllt hat. Da sich der Tiegel 35 und das Aufnahmejoch 20 in einer evakuierten Kammer befinden, ist keine oder nur eine geringe thermische Isolierung erforderlich. Wie in der Zeichnung dargestellt, sind die beiden Induktionsspulen 45 und 46 konzentrisch um das rohrförmige Teil 11 wie auch um den Tiegel und das Joch 20 herumgelegt. Die Induktionsspulen können natürlich auch innerhalb des Teiles 11 liegen, wenn geeignete Durchführungen durch das Rohr 11 vorgesehen sind.ao does not need to be discussed in detail here. In the same way is concentric a high-frequency induction coil 46 is placed around the receiving yoke 20 and provides preheating, to degas the molds and control the solidification of the castings, and which continues to be low Guaranteed freezing speed, as will be explained below. Also required the narrow gate preheats so that the metal in the gate does not solidify before it has not filled the mold cavities. Since the crucible 35 and the receiving yoke 20 are evacuated Chamber are located, little or no thermal insulation is required. Like in the Drawing shown, the two induction coils 45 and 46 are concentric around the tubular Part 11 as well as around the crucible and the yoke 20. The induction coils can of course also lie within the part 11 if suitable passages through the pipe 11 are provided.
Wenn die Induktionsspulen innerhalb der KammerWhen the induction coils inside the chamber
10 angeordnet sind, kann das Teil 11 aus rostfreiem Stahl oder einem ähnlichen Material hergestellt sein.10 are arranged, the part 11 can be made of stainless steel or a similar material.
Da das Joch 20 und die Formen in der Nähe desSince the yoke 20 and the shapes are near the
Deckels 12 liegen, kann es erforderlich sein, den Deckel mit einer Wasserkühlung zu versehen, so daß die Dichtung zwischen dem Deckel 12 und dem RohrLid 12 are, it may be necessary to provide the lid with a water cooling system, so that the seal between the lid 12 and the tube
11 nicht überhitzt wird. Das kann mit einer Rohrschleife 48 erreicht werden, die in Berührung mit dem Deckel 12 steht und von Wasser durchflossen wird.11 does not overheat. This can be accomplished with a pipe loop 48 that is in contact with the Lid 12 is standing and water flows through it.
Im Betrieb muß die Vorrichtung, wie oben erläutert, zusammengebaut werden, wobei das zu vergießende Metall sich innerhalb des Tiegels 35 befindet. Es sollte so viel Metall vorhanden sein, daß es den Wärmebehälter 28 wie auch die Formhohlräume 25 ausfüllen kann. Dann wird die Vakuumpumpeinrichtung 16 in Tätigkeit gesetzt, die ein geeignetes Vakuum innerhalb der Kammer 10 erzeugt und dieses Vakuum während der gesamten Arbeitsgänge aufrechterhält. Gleichzeitig wird durch die Induktionsspulen 45 und 46 ein hochfrequenter Strom sowie Wasser geschickt, um den Tiegel 35 und die Formen sowie den Behälter 28 aufzuheizen. Wenn das Metall im Tiegel 35 geschmolzen und in der Kammer 10 ein hohes Vakum erzeugt worden ist, wird das geschmolzene Metall durch das hohe Vakuum entgast und teilweise gereinigt sowie durch den aus spektrographisch reinem Graphit bestehenden Tiegel desoxidiert. Dieses Reinigen durch Vakuum ist wenigstens für das teilweiseIn operation, the device must be assembled as explained above, with that to be potted Metal is within crucible 35. There should be enough metal to make the warming tank 28 as well as the mold cavities 25 can fill. Then the vacuum pumping device 16 set in action, which creates a suitable vacuum within the chamber 10 and this vacuum Maintains throughout the work process. At the same time by the induction coils 45 and 46 a high frequency current as well as water is sent to the crucible 35 and the molds as well as the container 28 to heat up. When the metal is melted in the crucible 35 and in the chamber 10 a high vacuum has been generated, the molten metal is degassed by the high vacuum and partially cleaned as well as deoxidized by the crucible made of spectrographically pure graphite. This cleaning by vacuum is at least partially for that
Reinigen von vielen Schmelzen, insbesondere Schmelzen von hochhitzebeständigen Metallen, bekannt. Insbesondere erfolgt eine teilweise Reinigung durch dasCleaning of many melts, in particular melts of highly heat-resistant metals, is known. In particular partial cleaning is carried out by the
•: Verdampfen von gewissen Verunreinigungsgasen, Elementen und Oxydulen, insbesondere den Elementen und Oxydulen, die im Vergleich zum Grundmetall einen relativ hohen Dampfdruck besitzen. Die Verbindung von hoher Temperatur und hohem Vakuum bewirkt, daß die Unreinheiten mit relativ hohem Dampfdruck als Gase herausgesiedet und durch die Pumpeinrichtung 16 abgezogen werden. Zusätzlich wird der Sauerstoff in der Schmelze mit dem Kohlenstoff des Graphittiegels 35 reagieren und Kohlenmonoxyd bilden, das die Schmelze desoxidiert. Außerdem wird, da das System eine beträchtliche Menge an Graphit aufweist, die geringe Menge an vorhandener Atmosphäre in erster Linie aus Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd bestehen, die durch die übliche Reduktion die Schmelze weiterhin reinigt. Sobald demnach das Metall im Tiegel 35 schmilzt, ist es erforderlich, die Schmelze eine längere Zeit im ■γ) Tiegel zu halten, um die oben erläuterte teilweise Reinigung ablaufen zu lassen.•: Evaporation of certain pollutant gases, elements and oxydulene, especially the elements and oxydulene compared to the base metal have a relatively high vapor pressure. The combination of high temperature and high vacuum causes the impurities to boil out as gases with a relatively high vapor pressure and through the Pump device 16 are withdrawn. In addition, the oxygen in the melt is mixed with the carbon of the graphite crucible 35 react and form carbon monoxide, which deoxidizes the melt. In addition, since the system has a significant amount of graphite, the small amount of The existing atmosphere consists primarily of carbon monoxide and carbon dioxide produced by the The usual reduction continues to clean the melt. As soon as the metal melts in the crucible 35 is it is necessary to keep the melt in the crucible for a longer period of time in order to partially achieve the above Allow cleaning to run.
Wenn das geschmolzene Metall im Tiegel 35 vakuumgereinigt ist, ist es zum Gießen fertig. Es ist erforderlich, daß der Behälter 28 und die Formen auf eine Temperatur aufgeheizt sind, die wenigstens der Temperatur des geschmolzenen Metalls vor dem Guß entspricht. Zum Gießen wird der Auslaßstopfen 37 angehoben, so daß das geschmolzene Metall aus dem Tiegel 35 in den vorgeheizten Behälter 28 fließt, wo ein Teil der Schmelze in die Formhohlräume 25 durch den Einguß gelangt, der durch die Schlitze 29 und das Joch 20 gebildet wird. Wenn sämtliches Metall ausgetreten ist, sollten die Hohlräume 25 und der Behälter 28 im wesentlichen mit geschmolzenem Metall gefüllt sein. Die Induktionsspulen 45 und 46 werden dann abgeschaltet und das System kann sich langsam abkühlen.When the molten metal in crucible 35 is vacuum cleaned, it is ready for casting. It is required that the container 28 and the molds are heated to a temperature that is at least the Molten metal temperature prior to casting. The outlet plug 37 raised so that the molten metal flows from the crucible 35 into the preheated container 28, where some of the melt enters the mold cavities 25 through the sprue, which passes through the slots 29 and the yoke 20 is formed. When all of the metal has leaked out, the cavities 25 and the Container 28 can be substantially filled with molten metal. The induction coils 45 and 46 are then switched off and the system can slowly cool down.
Es ist wichtig, daß ein wesentlicher Anteil des geschmolzenen Metalls innerhalb des Behälters 28 verbleibt, während das Metall in den Hohlräumen 25It is important that a substantial proportion of the molten metal remain within the container 28, while the metal in the cavities 25
\ erstarrt, um die Erstarrung der Gußteile in den Formhohlräumen zu steuern. Das Volumen des im Behälter 28 befindlichen Metalls sollte wenigstens 20 % des gesamten Formvolumens und vorzugsweise zwischen 30 und 50% betragen. Durch Beibehaltung der Wärmesenke oberhalb der Formen erstarren die Gußteile von unten und den Außenseiten aus nach oben und innen, wobei die Gußteile weiterhin durch Zonenreinigung gereinigt werden. Beim langsamen Fortschreiten der flüssigfesten Grenzschicht von unten und außen werden die Unreinheiten nach oben und innen gedrückt und erstarren schließlich innerhalb der Winden Steiger 30. Anschließend werden nach dem Herausnehmen der Gußteile aus den Formen die Steiger abgetrennt, wobei auch die Verunreinigungen mit entfernt werden. Daraus geht die Wichtigkeit der Hohlraumausbildung und der Anordnung der blinden Steiger hervor. Wie oben bereits erwähnt, sollten die Winden Steiger 30 derart zum Formhohlraum 25 angeordnet sein, daß die flüssigfeste Grenzschicht ohne Behinderung von den unteren und äußeren Teilen des Hohlraums 25 vorschreiten und vollkommen innerhalb des Steigers 30 enden kann. Diese fortschreitende Grenzschicht darf nicht innerhalb eines Teils des Formhohlraums enden, der als ein Teil des fertigen Gußteils erhalten bleibt. \ solidified to control the solidification of the castings in the mold cavities. The volume of metal in container 28 should be at least 20% of the total mold volume and preferably between 30 and 50%. By maintaining the heat sink above the molds, the castings solidify from below and the outsides upwards and inwards, with the castings still being cleaned by zone cleaning. As the liquid-solid boundary layer progresses slowly from below and outside, the impurities are pressed upwards and inwards and finally solidify within the winches risers 30. Then, after the castings have been removed from the molds, the risers are separated, with the impurities also being removed. This shows the importance of the cavity formation and the arrangement of the blind risers. As mentioned above, the riser winches 30 should be arranged relative to the mold cavity 25 such that the liquid-solid boundary layer can advance without obstruction from the lower and outer parts of the cavity 25 and terminate entirely within the riser 30. This advancing boundary layer must not terminate within any portion of the mold cavity that is retained as part of the finished casting.
Auf diese Weise wird jedes Gußteil während des Erstarrens innerhalb des Formhohlraums einzeln zonengereinigt.In this way, each casting becomes individual as it solidifies within the mold cavity zone-cleaned.
Es ist gleichfalls von Wichtigkeit, daß die Gußteile langsam abkühlen, so daß sich großkörnige Gußteile ergeben. Das soll aus. dem Grunde geschehen, weil einige Bestandteile der Unreinheiten sich teilweise an den Korngrenzen konzentrieren, wenn benachbarte Körper erstarren und ineinander übergehen. BeimIt is also important that the castings cool slowly so that large-grain castings result. That should end. happened because some constituents of the impurities are partially concentrated at the grain boundaries, if adjacent Bodies freeze and merge. At the
ίο Fortschreiten der einzelnen·., Korngrenzen in die
Flüssigkeit werden die Unreinheiten weiter vorgeschoben, wie es oben erläutert wurde. Wenn sich
somit benachbarte Körner Can . einer gemeinsamen Grenzfläche treffen, werden'.einige Bestandteile der
Unreinheiten sich an dieser Grenzfläche konzentrieren. Wenn also die Guß teile, sich, nur langsam abkühlen,
bilden sich größere Körner, die zu einer geringeren Anzahl von Korngrenzen führen. Bei einer
kleineren Anzahl von Korngrenzen wird ein größerer Anteil der Unreinheiten in den später zu entfernenden
Steiger vorgetrieben. Außerdem bringt ein langsameres Abkühlen die Schrumpflunker in die oberen Flächen
des im blinden Steiger befindlichen Metalls.
Nachdem sich die Gußteile, und der Behälter 28 verfestigt haben und vollständig abgekühlt sind, kann
die Pumpeinrichtung 16 abgeschaltet werden, und es kann Luft in die Kammer 10 eingelassen werden.
Dann kann die gesamte. Formeinrichtung aus der Kammer 10 dadurch entfernt werden, daß entweder
der Deckel 12 oder der Deckel 13 abgenommen werden. Um die Gußteile aus den.Formen herauszubekommen,
werden der Stift 27 und die Hülse 26 innerhalb des Joches 20 zuerst entfernt. Dann wird eine
Stange oder ein enger, nicht dargestellter Zylinder benutzt, um die Formteile 22, 23 und 24, die Gußteile,
den Behälter 28 und die Hülse 26 aus dem Joch 20 über das Auswerfloch 19 auszustoßen. Da nur ein
einziger Einguß 29 am Umfang der Formteile 23 und 24 vorgesehen ist, wird jegliche thermische Kontraktion
im Guß die Formen nicht beschädigen. Weiterhin läßt sich das Metall des Eingusses leicht derart verbiegen,
daß sämtliche Formteile 23 und 24 zwischen den Gußteilen und der Wärmesenke zur anschließenden
erneuten Verwendung herausgenommen werden können. Die Wärmesenke und das Metall des Eingusses
können dann von den Gußteilen abgetrennt oder abgebrochen werden und beim nächsten Gießvorgang
erneut benutzt werden. Von den Gußteilen selbst werden die blinden Steiger abgearbeitet, so daß
sich fertige Gußteile mit höchster Reinheit ergeben. Bei einigen Anwendungen von Gußteilen mit höchster
Reinheit ist es gelegentlich wünschenswert, ein unterschiedliches Metall dem zu vergießenden Grundmetall
beizufügen. Wenn beide oder sämtliche Legierungsbestandteile hochhitzebeständig sind, können
sie im Tiegel 35 gemeinsam geschmolzen und gereinigt werden. Wenn jedoch das eine oder mehrere
Bestandteile der Legierung einen relativ hohen Dampfdruck besitzen, sollte es nicht direkt mit dem
Grundmetall im Tiegel 35 geschmolzen werden, da durch das hohe Vakuum das zusätzliche Metall verdampfen
würde, so daß das Grundmetall gereinigt und der Zweck nicht erreicht würde. In diesen Fällen
sollte das verhältnismäßig leicht verdampfbare Legie^ rungsbestandteil der Schmelze erst unmittelbar vor
dem Guß zugesetzt werden. Zu diesem Zweck kann das verhältnismäßig schwer verdampfbare Grundmetall,
wie oben erläutert, im Tiegel 35 geschmolzenίο As the individual ·., grain boundaries progress into the liquid, the impurities are advanced further, as explained above. Thus, when adjacent grains Can. meet a common interface, some constituents of the impurities will concentrate at this interface. So when the cast parts cool slowly, larger grains form, which lead to a smaller number of grain boundaries. With a smaller number of grain boundaries, a larger proportion of the impurities is driven into the riser to be removed later. In addition, slower cooling brings the shrink holes into the upper surfaces of the metal in the blind riser.
After the castings and the container 28 have solidified and have cooled completely, the pumping device 16 can be switched off and air can be admitted into the chamber 10. Then the whole. Molding device can be removed from the chamber 10 by removing either the lid 12 or the lid 13. In order to get the castings out of the molds, the pin 27 and the sleeve 26 within the yoke 20 are first removed. A rod or narrow cylinder, not shown, is then used to eject the moldings 22, 23 and 24, the castings, the container 28 and the sleeve 26 from the yoke 20 via the ejection hole 19. Since only a single sprue 29 is provided on the periphery of the mold parts 23 and 24, any thermal contraction in the cast will not damage the molds. Furthermore, the metal of the sprue can easily be bent in such a way that all of the molded parts 23 and 24 between the cast parts and the heat sink can be removed for subsequent reuse. The heat sink and the metal of the sprue can then be separated or broken off from the castings and reused in the next casting process. The blind risers are processed from the cast parts themselves, so that finished cast parts with the highest purity result. In some applications of the highest purity castings, it is sometimes desirable to add a different metal to the base metal being cast. If both or all of the alloy components are highly heat-resistant, they can be melted and cleaned together in the crucible 35. However, if the one or more constituents of the alloy have a relatively high vapor pressure, it should not be melted directly with the base metal in crucible 35, as the high vacuum would vaporize the additional metal, cleaning the base metal and not achieving its purpose . In these cases, the relatively easily evaporable alloy constituent should not be added to the melt until immediately before casting. For this purpose, the base metal, which is relatively difficult to evaporate, can be melted in the crucible 35, as explained above
werden. Der leicht verdampfbare Legierungsanteil wird in den Legierungsbehälter 40 eingebracht, wo er verhältnismäßig kühl und fest bleibt, während das Grundmetall geschmolzen und vakuumgereinigt wird. Kurz vor dem Guß wird der Chargierstopfen 41 angehoben, so daß das Legierungsmetall in die Schmelze des Grundmetalls im Tiegel 35 fallen kann. Sobald dann das Legierungsmetall geschmolzen ist und sich mit dem Grundmetall gemischt hat, kann der Guß wie oben erläutert erfolgen.will. The easily vaporizable alloy component is introduced into the alloy container 40, where it remains relatively cool and solid while the base metal is melted and vacuum cleaned. Shortly before the casting, the charging plug 41 is raised so that the alloy metal is in the melt of the base metal in the crucible 35 can fall. Then once the alloy metal is melted and turned up has mixed with the base metal, the casting can be carried out as explained above.
Beim Vakuumguß ist es wünschenswert, eine gewisse Flexibilität in der Ausbildung der Gußteile selbst zu ermöglichen. Das gilt besonders für den Guß von Vakuumschalterkontakten, bei denen für unterschiedliche Anwendungen unterschiedliche Zusammensetzungen und geometrische Ausbildungen für die Kontaktspitze erwünscht sind. Die Kontakte sind sämtlich mit einem ähnlich geformten Außenumfang versehen, der als »swirl« bezeichnet wird und aus der Gestalt der Formhohlräume 25 deutlich hervorgeht. Die gewünschte Kontaktfläche jedoch kann sich wesentlich ändern.In vacuum casting, it is desirable to have a certain flexibility in the design of the cast parts to enable yourself. This is especially true for the casting of vacuum switch contacts, where for different Applications for different compositions and geometrical designs the contact tip are desired. The contacts all have a similarly shaped outer circumference provided, which is referred to as "swirl" and clearly emerges from the shape of the mold cavities 25. The desired contact area, however, can change significantly.
Die erläuterte Einrichtung und das beschriebene Verfahren ermöglichen in einfachster Weise unterschiedliche Anordnungen zum Ändern der Form der Kontaktspitze. Beispielsweise sind die Formteile 22, 23 und 24 der F i g. 2 so ausgebildet, daß ein einziges Paar von Kontakten entsteht, die mit einer ebenen, vorstehenden Kontaktspitze versehen sind, welche über den Kontaktkörper vorsteht und durch das Metall im Hohlraum 50 gebildet wird.The device explained and the method described enable different ones in the simplest possible way Arrangements for changing the shape of the contact tip. For example, the molded parts 22, 23 and 24 of FIG. 2 designed in such a way that a single pair of contacts is formed which are connected to a flat, protruding contact tip are provided, which protrudes over the contact body and through the Metal is formed in cavity 50.
Die Geometrie und Ausbildung dieser Kontaktspitze läßt sich jetzt leicht ändern, ohne daß dabei die ursprünglichen Formteile 22, 23 und 24 geändert werden müßten. Das geschieht dadurch, daß unterschiedliche Spitzeneinsätze vorgesehen werden, die vor dem Guß in die Hohlräume 50 eingebracht werden. Bei einigen Anwendungen von Vakuumschaltern ist es beispielsweise wünschenwert, Kontakte vorzusehen, die aus zwei unterschiedlichen Metallen bestehen, wobei beispielsweise der Hauptkörper des Kontakts aus Kupfer und die Kontaktspitze aus Wolfram oder Molybdän oder Legierungen dieser Stoffe besteht. Durch einen eine Ausnehmung herstellenden Graphiteinsatz 51 (F i g. 3), der in den Hohraum 50 eingesetzt wird, kann ein Gußteil mit einer Ausnehmung oder Vertiefung hergestellt werden, in die eine vorgeformte Kontaktspitze aus Wolfram, Molybdän od. dgl. eingelötet werden kann.The geometry and design of this contact tip can now easily be changed without doing so the original moldings 22, 23 and 24 would have to be changed. This happens because different Tip inserts are provided which are introduced into the cavities 50 prior to casting. In some applications of vacuum switches, for example, it is desirable to provide contacts, which consist of two different metals, for example the main body of the Contacts made of copper and the contact tip made of tungsten or molybdenum or alloys of these substances consists. By means of a graphite insert 51 (FIG. 3) which produces a recess and which is inserted into the cavity 50 is used, a casting can be made with a recess or depression in the one preformed contact tip made of tungsten, molybdenum or the like can be soldered in.
Falls es gewünscht wird, kann ein solches Gußteil auch direkt über einer vorgeformten Metallspitze dadurch hergestellt werden, daß eine solche Spitze 53 (F i g. 5) in den Hohlraum 50 vor dem Guß eingesetzt wird. Wenn sich dann das Metall im Formhohlraum verfestigt, wird es von selbst mit der aus anderem Metall bestehenden, vorgeformten Metallspitze verschweißt. In diesem Falle ist es nicht mehr erforderlich, anschließend die Kontaktspitze in das Gußteil einzulöten. Es ist klar, daß auch andere Formen von Kontaktspitzen leicht durch entsprechende Einsätze vorgesehen werden können. Beispielsweise führt der Einsatz der F i g. 4 zu einem einstückigen Gußteil, das mit einer ringförmigen Kontaktfläche versehen ist.If so desired, such a casting can also be passed through directly over a preformed metal tip can be made that such a tip 53 (Fig. 5) is inserted into the cavity 50 prior to casting will. Then, when the metal solidifies in the mold cavity, it becomes naturally with that of the other Metal existing, preformed metal tip welded. In this case it is no longer necessary then solder the contact tip into the casting. It is clear that other forms of contact tips can easily be provided by appropriate inserts. For example leads the use of F i g. 4 into a one-piece casting with an annular contact surface is provided.
Es wurde oben schon erwähnt, daß das wesentliche der vorliegenden Erfindung darin liegt, daß der Form hohlraum 25 einen blinden Steiger 30 aufweist und daß die Wärmesenke vorgesehen ist, um eine kontrollierte Erstarrung der Gußteile derart zu erreichen, daß sie durch die Zonenreinigung sich selbst reinigen. Neben dieser besonderen Reinigung weist die Erfindung noch weitere Vorteile auf. Beispielsweise gestattet das Ubereinanderstapeln der Formen in Verbindung mit einem einzigen Einguß einer Seite der Formen das Gießen von mehreren Gußteilen, ohne daß die Formen zerstört oder beschädigt werden müßten. Der einzige Einguß an der Seite der FormenIt has already been mentioned above that the essence of the present invention is that of the shape cavity 25 has a blind riser 30 and that the heat sink is provided to a controlled To achieve solidification of the cast parts in such a way that they clean themselves through the zone cleaning. In addition to this special cleaning, the invention has other advantages. For example, allowed the stacking of the molds in connection with a single pouring of one side of the Molding The casting of multiple castings without destroying or damaging the molds would have to. The only pouring on the side of the molds
ίο ergibt auch eine gewisse Flexibilität insofern, als ohne Änderung der Formen durch verschiedene Einsätze, wie oben erläutert, unterschiedliche Gußteile erhalten werden können, ohne daß die Metallzufuhr dadurch gestört würde. Es ist weiterhin von Bedeutung, daß das zu verarbeitende Metall vor dem Guß von keiner besoderen Reinheit zu sein braucht, da das Schmelzen, das Halten der Schmelze und der Guß selbst die gewünschte hohe Reinheit im Gußteil bewirken. Es ist klar, daß zahlreiche Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise lassen sich andere Verfahren zum Steuern der Erstarrung der Gußteile anwenden. Bei einem solchen Verfahren kann die Induktionsspule 46 in axialer Richtung relativ zu den Formen beweglich angebracht sein, um den Behälter mit dem geschmolzenen Metall zu vermeiden. Bei einer solchen Anordnung bleibt die Induktionsspule 46 nach dem Vergießen des Metalls eingeschaltet und wird dann relativ zu den Formen langsam nach oben bewegt, so daß die gewünschte Erstarrung sich einstellt. Man hat zufriedenstellende Ergebnisse erreicht, wenn die Induktionsspule 46 mit einer Geschwindigkeit von weniger als etwa 50 mm/h nach oben bewegt wird.ίο also gives a certain flexibility insofar as without Changing the shapes through different inserts, as explained above, obtained different castings can be without the metal supply would be disturbed. It still matters that the metal to be processed does not need to be of any particular purity before casting, because that Melting, holding the melt and the casting itself bring about the desired high degree of purity in the cast part. It is clear that numerous modifications and changes can be made without to depart from the scope of the invention. For example, other methods of controlling the Apply solidification of the castings. In such a method, the induction coil 46 can be axially Direction relative to the molds to be movably attached to the container with the molten metal to avoid. With such an arrangement, the induction coil 46 remains after the potting of the Metal turned on and is then slowly moved upwards relative to the shapes, making the desired Solidification sets in. Satisfactory results have been obtained when the induction coil 46 is moved upward at a rate of less than about 50 mm / h.
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