DE1933412A1

DE1933412A1 - Method and device for converting material from a liquid to a solid state

Info

Publication number: DE1933412A1
Application number: DE19691933412
Authority: DE
Inventors: Daniels Floyd Lamar
Original assignee: Anadite Inc
Current assignee: Anadite Inc
Priority date: 1968-07-05
Filing date: 1969-07-01
Publication date: 1970-01-08
Also published as: US3690367A; FR2012410A1; NL6910373A; BE735676A; IL32438A0

Description

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MONCHlN 2 ThtktSIENoTRASSE 33MONCHlN 2 ThtktSIENoTRASSE 33

- 1. Juli W6S- July 1st W6S

ANADITE, INC.
South Gate, Kalifornien Garfield Avenue 106^7
V. St. A.ANADITE, INC.
South Gate, California Garfield Avenue 106 ^ 7
V. St. A.

"Verfahren und Vorrichtung zur Umformung von Material vom flüssigen in den festen Zustand.""Process and device for converting material from liquid to solid State."

Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren und der dazugehörigen Vorrichtung zur Umformung von Materialien vom flüssigen in den festen Zustand und insbesondere zur Steuerung des Gefügeaufbaues von Metallen. Das Metall soll dabei aus dem geschmolzenen Zustand in eine feste äußere Form überführt werden, wobei eine vollständige Steuerung der Feingefügeentwicklung erfolgt, und zwar unabhängig von der Gefügekonfiguration, so daß die sich ergebenden Gußteile relativ frei von Fehlstellen sind, wie sie normalerweise bei den üblichen Gußstücken auftreten und die Teile außerdem ihnen eigene hohe Festigkeit/Gewicht-Verhältnisse aufweisen. The invention is concerned with a method and the associated one Device for reshaping materials from a liquid to a solid state and, in particular, for controlling the structure of the structure of metals. The metal is to be converted from the molten state into a solid external form, with a complete control of the fine structure development takes place, regardless of the structure configuration, so that the resulting Castings are relatively free from defects, as they normally occur with conventional castings, and the parts they also have their own high strength / weight ratios.

In dem Maße, wie sich die Verwendung von Gußteilen mit verhältnismässig hohen Festigkeit/Gewicht-Verhältnissen von einfachen äußeren Formen zu komplexeren, gewichtsmässig leichteren und abmessungsmäßig größeren Teilen für konstruktive Anwendungsfälle ausgeweitet hat, hat sich die Nachfrage nach größerer Fehlerlosigkeit und Zuverlässigkeit dieser Teile proportional ver-To the extent that the use of castings is proportionate high strength / weight ratios from simple outer shapes to more complex, weight-wise lighter ones and dimensionally larger parts for structural applications has expanded, the demand for greater flawlessness and reliability of these parts has increased proportionally.

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gröflert. Wirtschaftlichkeitserwägungen verlangen die Entwicklung neuer Prozesse, mit denen sich Metallteile mit einheitlicher struktureller Beständigkeit und aus Legierungen herstellen lassen, die denjenigen vergleichbar sind, die jetzt in schmiedbarer Form oder als Knetlegierungen benutzt werden.larger. Economic considerations require development new processes that allow metal parts to become more uniform structural resistance and made from alloys, which are comparable to those which are now used in forgeable form or as wrought alloys.

In der Vergangenheit wurde gewöhnlich bei der Herstellung von Gußteilen so verfahren, daß Metallschmelze in Formhohlräume abgegossen wurde. Die Verfestigung dieses Metalls geschah aufgrund der Tatsache, daß das ganze Gußstück in verschiedenen Zonen innerhalb der ganzen Gußmasse aus dem flüssigen in den festen Zustand verwandelt werden muß, verhältnismäßig ungesteuert. Die Art und ™ Weise, in der sich Metall verfestigt, ist bestimmend für die mechanischen Eigenschaften und die Fehlerlosigkeit des Gußstückes. Deshalb schwanken die Eigenschaften der Gußstfcke, die sich in der üblichen Weise verfestigen, in Abhängigkeit von dem erzielten Erstarrungsgefüge.In the past, it was common practice in the manufacture of castings that molten metal was poured into mold cavities became. The solidification of this metal happened due to the fact that the whole casting was in different zones within the entire casting compound must be converted from the liquid to the solid state, relatively uncontrolled. The type and ™ The way in which metal solidifies is determinative of that mechanical properties and the flawlessness of the casting. Therefore, the properties of the castings, which are in the solidify in the usual way, depending on the solidification structure achieved.

Wenn der Gießvorgang in der Atmosphäre stattfindet, befindet sich in dem gegossenen Teil Wasserstoff, der das Gußteil in Verhältnis zu der in dem Toil enthaltenen Wasserstoffmenge strukturell schwächt. Üblicherweise wird diesem Nachteil dadurch entgegengewirkt, daß das Metall in dem Schmelztiegel entgast wird, bevor es vergossen wird. Dieses Entgasen geschieht durch Einleitung von fc Chlorgas und anderen handelsüblichen Präparaten in die Schmelze, und zwar unmittelbar vor dem Vergießen» Unabhängig von der Gründlichkeit der Schmelzenentgasung wird während des Gießvorganges Wasserstoff absorbiert, so daß das Gußteil selten vollständig wasserstoffrei ist.If the casting process takes place in the atmosphere, there is hydrogen in the cast part, which is proportionate to the cast part structurally to the amount of hydrogen contained in the Toil weakens. Usually this disadvantage is counteracted by degassing the metal in the crucible before it is shed. This degassing is done by introducing fc chlorine gas and other commercially available preparations into the melt, namely immediately before casting »Regardless of the thoroughness the melt degassing, hydrogen is absorbed during the casting process, so that the casting is rarely complete is hydrogen free.

Eine andere üblicherweise beim Gießen auftretende Tatsache, die sich nachteilig auf die Gußstückqualität und· -Festigkeit auswirkt, ist das Einschließen von Oxiden, die sich auf der Oberfläche des geschmolzenen· Metalls bilden, da der Sehmelzvorgang in Gegenwart von Sauerstoff stattfindet. Bei Gießprozessen werden gewöhnlich Schutzmaßnahmen getroffen, beispielsweise werden Siebe vorgesehen, um den Guß von Oxidbildungen freizuhalten,Another fact commonly encountered in casting that adversely affects casting quality and strength The effect of this is the inclusion of oxides that form on the surface of the molten metal due to the melting process takes place in the presence of oxygen. During casting processes, protective measures are usually taken, for example, Sieves provided to keep the casting free of oxide formations,

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und es werden Abstichrinnehverlängerungen benutzt, um die Oxide einzufangen, Oxideinschlüsse sind jedoch fast immer in einem gewissen Maß in Gußstücken vorhanden, und bilden die Ursache für Ausschuß und geringe Ausbeute.and tap extensions are used to remove the oxides however, oxide inclusions are almost always to some extent present in castings, and are the cause of Reject and low yield.

Desweiteren besteht bei den üblichen Gießverfahren ständig ein empfindliches Gleichgewicht zwischen der Gießtemporatur und der Gießqualität··. Wenn die Gießteinperatur zu hoch ist, ist die Gasabsorption zu gmß und wenn'die Gießtemperatur zu niedrig ist, füllen sich dünne Bereiche des Gußhohlraumes nicht vollständig.Furthermore, with the usual casting processes, there is always a delicate balance between the casting temperature and the Casting quality ··. If the pouring temperature is too high, the gas absorption is too good and if the pouring temperature is too low, thin areas of the casting cavity do not fill completely.

Inspektionsverfahren sind kostspielig, wenn übliche Gußstücke für wichtige Konstruktionsfälle verwendet worden, und zwar deshalb, weil in fast jeder Produktionscharge bei der Gußteilherstellung nachteilige Merkmale, wie Gasporosität, Schrumpfporösität, Oxideinschlüsse, Ausscheidungen, usw., normalerweise in einem bestimmten Prozentsatz anzutreffen sind und durch zerstörungsfreie Prüfmethoden, beispielsweise Röntgenstrahlen, Gießform durchdringende Mittel, Durehschallung, magnetische und visuelle Inspektionsliilfen o.dgl., festgestellt werden müssen. Die Gußstücke, in denen Schaden festgestellt worden, müssen dann anhand von speziellen Maßstäben beurteilt werden, wobei sich ergibt, daß kaum alle einwandfrei sind, sondern im allgemeinen ein Teil zurückgewiesen werden muß und manchmal auch alle unbrauchbar sind. Es ist einzusehen, daß höhere Anforderungen zu einer größeren'Ausschußrate führen.Inspection procedures are costly when using common castings has been used for important construction cases, namely, because in almost every production batch in the production of castings, disadvantageous features such as gas porosity, shrinkage porosity, oxide inclusions, precipitates, etc., are normally in a certain percentage can be found and by non-destructive Test methods, e.g. X-rays, casting mold penetrating agents, sound, magnetic and visual Inspektionsliilfen or the like., Must be determined. The castings in which damage has been found must then can be judged on the basis of special standards, whereby it turns out that hardly all are perfect, but in general one Part has to be rejected and sometimes all are unusable. It can be seen that higher demands are placed on a lead to a higher scrap rate.

Bei allen Arten von Gießverfahren, einschließlich der oben erwähnten, ist bekannt und verfahrensüblich, daß die Gießformen "angeschnitten" werden müsser und eine geeignete Gasbelüftung sowie ein Reservoir in Form eines trichterähnlichen "Steigers" haben müssen, der dem abkühlenden Teil des Gußstückes flüssiges Metall zuführt.In all types of casting processes, including those mentioned above, it is known and customary in the process that the casting molds Must be "cut" and a suitable gas ventilation and a reservoir in the form of a funnel-like "riser" must have the cooling part of the casting liquid Metal feeds.

Diese Anschnitte und Steiger erfüllen die Aufgabe einer Vorratsquelle, die den Gußte11en.neues, d.h. flüssiges Material zuführt, die sich abkühlen und auskristallisieren, wobei dieseThese gates and risers fulfill the task of a supply source, the cast parts, new, i.e. liquid material feeds, which cool and crystallize, with this

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Vorgänge mit\ Schrumpfung verbunden sind. Es ist seit langenIkkannt, daß dies izi der Wirkungsweise der Gießsysteme eine wesentliche Stufe darstellt, und daß ohne eine richtige Reservoiranordnung die Gußstücke dazu nagen zu brechen oder höchst unerwünschte Schwankungen bezüglich der Fehlerlosigkeit des Metalls aufzuweisen. Diese Verfahren und Techniken des Anschneidens werden hauptsächlich zur Steuerung der Erstarrung und auch dafür verwendet, daß infolge von Schwankungen in der Gußstückquerschnittsform zwischen dem einen und dem anderen Punkt keine schlecht verteilte Abkühlung oder Abschreckung einer Gießform und ihres Metallinhaltes stattfindet. Gußstücke haben natürlich im allge- ^ meinen sich sehr weit unterscheidende Abschnitte, und es gibt für jede Gießtechnik in bezug auf das Verhältnis zwischen dem dünnsten und dem diclsten Abschnitt eines gegebenen Gußstückes Grenzen. Ob eine weite Schwankungsbreite zwischen dünnen und dicken Abschnitten erreicht wird, hängt von der Materialzufuhr und von der Abkühlung ab, mit der eine gerichtete Erstarrung eingeleitet wird. Durch Belüften der Gießformen zur Ausscheidung von eingeschlossener Luft können Gase entfernt werden, die eine falsche Füllung der Gießform bewirken können.Operations associated with \ shrinkage. It has been known for a long time that this is an essential stage izi the operation of the casting systems, and that without a proper reservoir arrangement the castings gnaw to break or highly undesirable fluctuations in the flawlessness of the metal to have. These procedures and techniques of incising are used mainly used to control solidification and also used to that due to variations in the casting cross-sectional shape between one point and the other, no bad distributed cooling or quenching of a casting mold and its metal content takes place. Of course, castings generally have ^ mean very widely differing sections, and there are for any casting technique limits the relationship between the thinnest and thickest sections of a given casting. If A wide range of variation between thin and thick sections is achieved, depends on the material supply and the cooling with which a directed solidification is initiated. By venting the molds to remove trapped Air can remove gases that can cause incorrect filling of the mold.

Anschnitte und Steiger aus Metall, die rings/um das gewünschte Gußstück angeordnet werden, dienen als Durchgangskanal, mit dem Metall in den Fortnhohlraun eingeleitet wird. Desweiteren behalten || zusätzliche Schmelzmetallbereiche mit großen Schmelzenmassen, die diese Steiger bilden, höhere Temperaturen und dienen dadurch zur Erhaltung der in der Gießform vorhandenen Wärme. Diese Extrabereiche oder zusätzlichen Zonen dienen aber auch als Reservoir für geschmolzenes Metall, das den Gußstückteilen zufließt, wodurch die Erstarrungsrichtung gesteuert werden kann. Die oftmals bein Gießen verwendeten Anschnitte bestehen aus einer sehr viel größeren Metallmenge, als das zu gießende Produkt aufweist. Bei Aluminium beträgt das Durchschnittsverhältnis in dieser Hinsicht 3:i. Wenn diese Tatsache zusammen mit der Notwendigkeit eines Reservoirs zur Zufuhr von Schmelze zu den Anschnitten und der Fo'rn selbst gesehen wird, ergibt sich, daß uie erhebliche Menge an unproduktivem Metall benötigt wird, d<· θ sich für genaue GußstückeGates and risers made of metal, the around / around the desired Cast pieces are arranged, serve as a through channel with which metal is introduced into the Fortnhohlraun. Furthermore keep || additional molten metal areas with large molten masses, These risers form higher temperatures and thereby serve to maintain the heat present in the casting mold. These extra areas or additional zones also serve as a reservoir for molten metal, which flows to the casting parts, whereby the direction of solidification can be controlled. The gates often used in casting consist of a much larger one Amount of metal than the product to be cast has. For aluminum, the average ratio in this regard is 3: i. If this fact, together with the need for a reservoir to supply melt to the gates and the molds itself is seen, it turns out that uie significant amount of unproductive metal is needed, d <· θ is suitable for accurate castings

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nicht verwenden lässt.can not be used.

Dies ist insbesondere bei Preßgießverfahren oder bei Gießsystemen der Fall, die mit Wachs arbeiten, wo extrem dünne Teile möglich sind. Bei diesen Arten von Gußstücken ist die Reinheit des Metalls von primärer Bedeutung, da selbst sehr kleine Fremdteilchen dazu führen können, daß ein solches Teil unbrauchbar wird. Zusätzlich zu den Kosten des überschüssigen Metalls, das bei derartigen Gießverfahren vergeudet wird, kommt die Tatsache, daß die technischen Aufforderungen und der Planungsaufwand höher sind, die mit der Anordnung dieser Anschnitte und der Bestimmung der Größe, Richtung und gegenseitigen Abhängigkeit der angeschlossenen Steiger verbunden sind, wobei die Metall- und Gießformtemperaturen nur unter hohen Kostenaufwand genau gesteuert werden können.This is particularly the case with compression molding processes or with casting systems the case that work with wax, where extremely thin parts are possible. With these types of castings, the purity is of the metal is of primary importance, since even very small foreign particles can render such a part unusable will. In addition to the cost of the excess metal wasted in such casting processes, there is the fact that that the technical requests and the planning effort are higher are that with the arrangement of these gates and the determination of the size, direction and mutual dependency of the connected Risers are connected, with the metal and mold temperatures can only be controlled precisely at high cost.

Es besteht deshalb seit langem der Wunsch nach einem Verfahren und der dazugehörigen Vorrichtung, mit denen relativ frei von Anschnitten und Steigern gearbeitet werden kann und die Mittel zur Steuerung der Erstarrungsrichtung des Metalls aufweisen, welche frei von nachteiligen Wirkungen sind. Verbesserungen bei der Steuerung des Gefügeaufbaues von Metallen, die durch modernes technologisches Vorgehen möglich sind sowie Verbesserungen in der Konzeption können leicht zu einer Reduzierung der Kosten für derartige Gußteile führen, wenn man diese Kosten mit den Produktionskosten für die nach bekannten Verfahren und mit bekannten Vorrichtungen hergestellten Gußteile/vergleicht.There has therefore long been a desire for a method and the associated apparatus with which relatively free from Cutting and increasing can be worked and have the means to control the direction of solidification of the metal, which are free from adverse effects. Improvements in the control of the structure of metals, which by modern Technological approaches are possible as well as improvements in the design can easily lead to a reduction in the cost of such Castings lead when you factor these costs with production costs for the cast parts produced by known methods and with known devices / compares.

Demzufolge werden die oben erwähnten Probleme und Schwierigkeiten, die bei der üblichen Gußteil- und Metallteilfabrikation auftreten, mit Hilfe der Erfindung vermieden, die zu Verbesserungen hinsichtlich der Qualität und Quantität der Metallteileherstellung führt, iriden sie die Gießformvorbereitungs- und Verfahrenstechniken vereinfacht. Hierfür bedarf es nicht der gewöhlichen Gieß- und Anschnittmethoden und der Wärmeverteilung innerhalb der Gießform, bzw. die Verwendung dieser bekannten Verfahrensweise wird weitgehend eingeschränkt, so daß sich eineAs a result, the above-mentioned problems and difficulties which occur in the usual casting and metal part production, avoided with the help of the invention that lead to improvements in terms of the quality and quantity of metal parts manufacturing, it irides the mold preparation and processing techniques simplified. This does not require the usual casting and gate methods and heat distribution within the casting mold, or the use of this known procedure is largely restricted, so that a

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gesteuerte und gerichtete Erstarrung des Materials ergibt.controlled and directed solidification of the material results.

Gemäß einer Ausführungsfora der Erfindung wird ein Behälter verwendet, in den sich eine geschmolzene Metallnange unter Vakuum befindet. In diesen Behälter wird eine dünnwandige, hohle Gießform oder Fora durch die Oberfläche der Schnelzennasse hindurch eingesetzt. Die Gießform ist nit offenen Enden versehen, so daß das geschmolzene Metall durch die Bodenöffnung der Form in den hohlen Forninnenraua strömen kann, so daß es von der umgebenden SchnDLzenniasse durch die Formwände getrennt ist. Durch die Kopföffnung der Gießform wird ein kaltes Abschreckmittel eingeführt und mit der abgetrennten Metallschmelze innerhalb des Formhohlraumes in Berührung gebracht, wodurch dann an der Kontaktfläche die Verfestigung der Schmelze erfolgt. Desweiteren sind Einrichtungen vorgesehen, mit denen das Kühl- oder Abschreckmittel aufwärtsbewegt werden kann, so daß der erstarrte Abschnitt des gegossenen Teiles mitgeführt wird. Die Erstarrung schreitet an der Grenzfläche fort, die durch die Erstarrungszone gekennzeichnet wird, da die tihlende Grenzfläche sich in den Maße ändert, wie sich das Kühlmittel und das verfestigte Metall aufwärtsbewegen.According to one embodiment of the invention, a container used, in which a molten metal tong is under vacuum is located. A thin-walled, hollow mold is placed in this container or fora inserted through the surface of the Schnelzennasse. The mold is provided with open ends, so that the molten metal can flow through the bottom opening of the mold into the hollow Forninnenraua, so that it can be removed from the surrounding SchnDLzenniasse is separated by the mold walls. Through the head opening A cold quench is introduced into the mold and with the separated molten metal within the mold cavity brought into contact, whereby the solidification of the melt then takes place at the contact surface. Furthermore, devices are provided with which the coolant or quenchant moves upwards can be so that the solidified portion of the cast part is carried along. The paralysis progresses on the Interface, which is characterized by the solidification zone, since the cooling interface changes to the extent that the coolant and solidified metal move upward.

Das hier beschriebene Verfahren wird vorzugsweise jedoch nicht notwendigerweise unter Vakuuc und/oder einer inerten Atmosphäre betrieben, um Verschmutzung zu verhüten, beispielsweise Versprödung, die normalerweise z.B. durch Wasserstoffkontakt verursacht wird. Deshalb wird der Behälter, der die Metallschmelze, Gießform und das Kühlmittel enthält, in einem geeigneten Vakuun angeordnet.The method described here is preferably, but not necessarily, carried out under vacuum and / or an inert atmosphere operated to prevent pollution, e.g. embrittlement, which is normally caused by e.g. contact with hydrogen will. Therefore, the container containing the molten metal, mold and coolant is placed in a suitable vacuum arranged.

Desweiteren können Mittel vorgesehen werden, rät denen das an der Grenzfläche zwischen den festen und den flüssigen Zustand befindliche geschnolzene Metall gerührt oder geschüttelt wird, wodurch ein Oberflächenstrom erzeugt wird, der das Wachstum von Dendriten verringert, sobald das Metall erstarrt. Die Metallschmelze verfestigt sich durch kontinuierliches Gefügewachstun in einer Weise, die eine ebene Erstarrungsfront oder eine ver—Furthermore, funds can be provided, advises them molten metal located at the interface between the solid and the liquid state is stirred or shaken, creating a surface current that stimulates the growth of Dendrites decrease once the metal solidifies. The molten metal solidifies through continuous structural growth in such a way that a flat solidification front or a

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jungte E_rstarrungsfront auf den vorher erstaritqn Metall entstehen lässt. In zumindest einen kontrollierten Experiment, bei dem mit Röntgenbestnhlung gearbeitet wurde, entsprachen die Eigenschaften des erzeugten Teiles weitgehend denjenigen eines vorherigen Teiles mit Ausnahme der Tatsache, daß eine größere Gewichtsreduzierung bei dem mit dem hier beschriebenen neuartigen Verfahren hergestellten Teil erreicht wurde. _r can arise congealing front to the previously erstaritqn metal jungte E. In at least one controlled experiment using X-ray irradiation, the properties of the part produced largely corresponded to those of a previous part, with the exception of the fact that a greater weight reduction was achieved in the part produced with the novel process described here.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein verbessertes und neuartiges Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zur gesteuerten Erstarrung eines kontinuierlich wachsenden Gußteiles zu schaffen, wobei eine schmale Flüssig-Fest-Zone zur Entwicklung eines geformten Teiles in einer hohlen Form Verwendung findet und die normalerweise bei der Gießformvorbereitung zur Anwendung gelangenden Anschnitt-, Steiger- und Gießmethoden ausgeschaltet werden.The object of the invention is therefore to provide an improved and novel method and an associated device to create a controlled solidification of a continuously growing casting, with a narrow liquid-solid zone for Developing a Molded Part in a Hollow Shape Use takes place and usually when preparing the mold gating, riser and pouring methods that are used are switched off.

Ausführuiigsbeispicle des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung, auf die sich die folgende Beschreibung bezieht, schematisch dargestellt. In der Zeichnung zeigen:Detailed examples of the subject matter of the invention are in the Drawing, to which the following description refers, shown schematically. In the drawing show:

Figur 1 eine Ausführungsforn der neuartigen Vorrichtung zur Steuerung des Gefiigeaiifbaues von Metallen zur Herstellung geforater Körper,Figure 1 shows an embodiment of the novel device for Control of the structure of metals for the production of perforated Body,

Figur 2 eine der Figux' 1 ähnliche Ansicht mit einer anderen Ausführungsform zur Steuerung des Gefügeaufbaues von Metallen zwecks Überführung aus dem geschmolzenen in den festen Zustand,FIG. 2 is a view similar to FIG. 1 with another Embodiment for controlling the structure of metals for the purpose of transferring from the molten to the solid state,

Figur 3 eine sehr stark vergrösserte Ansicht der Erstarrungsfront zwischen dem geschmolzenen Material und dem festen Material, wie sie beim in Figur 2 gezeigten Erfindungsgegenstand auftritt undFIG. 3 shows a very greatly enlarged view of the solidification front between the molten material and the solid material, as occurs in the subject matter of the invention shown in FIG. 2 and

Figuren 4, 5a und 5b Fließbilder mit den Schritten zur Durchführung des neuartigen Verfahrens, wie es mit Hilfe dex* in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen zur Anwendung gelangt.Figures 4, 5a and 5b flow diagrams with the steps for implementation of the novel method, as it comes with the help of dex * in the devices shown in Figures 1 and 2 to use.

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Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsforn der neuartigen Vorrichtung zur Erzeugung präziser und qualitativ hochwertiger, geformter Körper bezeichnet 10 eine Gießform, die ir:i Querschnitt gezeigt ist, so daß ein innerer Hohlraun 11 zur Aufnahme des geschmolzenen Metalls über eine Öffnung 12 sichtbar ist. Der For-□enhohlfaun 11 bildet einen gewundenen Pfad, durch den das geschnolzene Metall wandert, wenn es aus einen Schnelztopf 13 über eine Gießtülle lh ausgegossen wird und die Gießform anfüllt. Die Forn kennzeichnet sich dadurch, daß sie eine dünnwandige Konstruktion ist, die einen extrem niedrigen Ausdehnungskoeffizienten hat, wenn sie sehr stark schwankenden Temperaturen ausgesetzt Wk . wird, und die sehr gute Wärmeiibertragungseigenschaften aufweist, die den Wärmedurchgang durch den Formkörper zu einer äußeren Wärmesenke oder einer Kühlvorrichtung gestattet, wie dies in folgenden genauer beschrieben wird.In the embodiment of the novel device shown in FIG. 1 for the production of precise and high quality, shaped bodies, 10 denotes a casting mold which is shown in cross section so that an inner hollow space 11 for receiving the molten metal is visible via an opening 12. The shape hollow faun 11 forms a winding path through which the molten metal migrates when it is poured out of a Schnelztopf 13 via a pouring spout lh and fills the casting mold. The form is characterized by the fact that it is a thin-walled construction which has an extremely low coefficient of expansion when exposed to very strong fluctuations in temperatures Wk. and which has very good heat transfer properties that allow heat to pass through the molded body to an external heat sink or a cooling device, as will be described in more detail below.

Die Gießform 10 befindet sich in einem Vakuumbereich 15» der von einer ringförmigen, keramischen Auskleidung l6 begrenzt wird, die von der Innenfläche eines Stahlmantels 17 umgeben wird. Ein isolierter Stahldeckel 18 ist an seiner Verbindung mit dem Hauptkörper des Mittels 17 mit einer Dichtung 20 ausgestattet, so· daß der Deckel sich leicht entfernen lässt, wenn die Gießform in dem Kammerbereich 15 angeordnet wird. Die Dichtung 20 ist gegen die heißen Innengase der Kanter 15 isoliert, indem sie zwischen den ™ keramischen Flächen 21 liegt, die zwischen sich einen gewundenen Pfad bilden.The casting mold 10 is located in a vacuum area 15 »of is limited by an annular, ceramic lining l6, which is surrounded by the inner surface of a steel jacket 17. An insulated steel lid 18 is at its connection to the main body of the means 17 is equipped with a seal 20 so that the cover can easily be removed when the casting mold is in the Chamber area 15 is arranged. The seal 20 is isolated from the hot internal gases of the Kanter 15 by being between the ™ ceramic surfaces 21 is located between them a winding Form path.

Das Innere der Kammer 15 ist an eine geeignete Vakuumquelle 22 über eine Leitung 23 angeschlossen, in der sich ein Vakuumventil 24 befindet. Dadurch kann der Raum der Kammer 15 leicht evakuiert und auf einem gewünschten Vakuumdruck gehalten werden.The interior of the chamber 15 is connected to a suitable vacuum source 22 Connected via a line 23 in which a vacuum valve 24 is located. This allows the space of the chamber 15 to be easily evacuated and maintained at a desired vacuum pressure.

Die Gießform wird in der Kammer 15 durch irgendwelche geeigneten Mittel, beispielsweise mit Hilfe von entzündeten Gasen oder . elektrischen Heizspulen beheizt. Die zu entzündenden Gase können z.B. in eine Mischkammer 25 durch ein Absperrorgan 26 eingeleitetThe mold is in the chamber 15 by any suitable means, for example with the help of ignited gases or. heated electric heating coils. The gases to be ignited can be introduced into a mixing chamber 25 through a shut-off device 26, for example

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werden, während Luft durch ein Absperrorgan 27, über eine die Mischkammer 25 umgebende Saune!leitung 28 der Kammer zugeführt werden kann. Durch Betätigung eines elektrischen Schalters 30 wird eine Funkenstrecke erregt, die sich in einer Zündkerze 31 befindet. Sobald der Zündfunke überspringt, wird das Gas-Luft-Gemisch in der Mischkammer entzündet, die dann das erhitzte Gas rund um die Gießform 10 strömen lässt. Die heißen Gase strömen durch die Kammer 15 nach oben und werden durch die Belüftungen 32 und 33 ausgetragen, sobald der Deckel 18 entfernt worden ist. Die Erwärmung der Form erfolgt, bevor ein geeignetes Vakuum hergestellt wird.are, while air through a valve 27, via a die The sauna line 28 surrounding the mixing chamber 25 is fed to the chamber can be. By operating an electrical switch 30 a spark gap is excited, which is located in a spark plug 31 is located. As soon as the ignition spark skips, the gas-air mixture is ignited in the mixing chamber, which then ignites the heated gas can flow around the mold 10. The hot gases flow up through the chamber 15 and are released through the vents 32 and 33 discharged as soon as the cover 18 has been removed. The mold is heated before a suitable vacuum is created will.

In dem Schmelztiegel 13 befindet sieh eine bestimmte Menge geschmolzenen Metalls, die über der Formöffnung 12 angeordnet ist. Die rund um die Gießform strömenden heißen Gase steigen auf und schmelzen das in dem Schmelztiegel befindliche Metall. Sobald das Metall seine richtige Schmelztemperatur erreicht hat und die Gießform ebenfalls in geeigneter Weise aufgeheizt worden ist, kann aus einem separaten Reservoir geschmolzenes Metall entnommen und in den Schmelztiegel 13 bei einer Temperatur eingefüllt werden, unter der es vergossen werden kann. Alternativ dazu lassen sich die Absperrorgane 26 und 27 zudrehen, so daß die Gas- und Luftströmung unterbrochen wird. Falls jedoch elektrische Spulen zur Aufheizung verwendet werden, bleiben diese Spulen eingeschaltet. Nachdem die Gießform und der Schmelztiegel weit genug aufgeheizt worden sind, wird der Deckel 18 auf die Dichtungen 20 gesetzt und die Vakuunquelle 22 auf die Kammer 15 geschaltet, indem das Absperrorgan 24 geöffnet wird. Das Leerpumpen der Kammer stellt sicher, daß das geschmolzene Metall in einer evakuierten Kammer zusammen mit der erhitzten Gießform eingeschlossen wird. Eine Vakuumsonde 34 zeigt den Luftdruck in der Kammer an, und sobald das richtige und gewünschte Vakuum erreicht ist, wird eine Kurbel 35 gedreht, so daß der Inhalt des Schmelztiegels 13 in die Öffnung 12 und damit in den Formhohlraum 13 hineinläuft.In the crucible 13 there is a certain amount of molten material Metal, which is arranged over the mold opening 12. The hot gases flowing around the mold rise and rise melt the metal in the crucible. Once the metal has reached its correct melting temperature and the mold has also been heated in a suitable manner, molten metal can be removed from a separate reservoir and filled into the crucible 13 at a temperature under which it can be poured. Alternatively, the shut-off devices 26 and 27 can be turned so that the gas and Air flow is interrupted. However, if electrical coils are used for heating, these coils will remain switched on. After the mold and crucible have been heated sufficiently, the lid 18 is placed on the seals 20 set and the vacuum source 22 switched to the chamber 15 by opening the shut-off element 24. Pumping the Chamber ensures that the molten metal is enclosed in an evacuated chamber along with the heated casting mold will. A vacuum probe 34 indicates the air pressure in the chamber, and once the correct and desired vacuum is reached, a crank 35 is turned so that the contents of the crucible 13 runs into the opening 12 and thus into the mold cavity 13.

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Die Kanner 15 wird kurz unter Vakuum «ehalten, und dann wird das Luftabsperrorgan 27 goö'ffnot, so daß Luft aus dei^ Atmosphäre in die Kanner eintreten kann. Der Deckel 18 bleibt auf der Kanner, und die Gießforn wird langsam aus den erhitztem Dereich der Kanner 15 in einen Kühlbereich oder Kühlabschnitt 36 abgesenkt. Der Kühlabschnitt. 36 ist von einen Stahlnantel 37 ungeben, der die Vakuunkanner tragt und nit Hilfe einer Ringdichtung 38 gegen sie abgedichtet ist. Falls gewünscht, kann jedoch der Kühlabschnitt eine offene Zone sein, in der die Kühlung nit Hilfe von Luft oder Gas erfolgt. Eine Kolbeneinheit hi.) bewegt sich durch den Kühlabschnitt 36 hin und her und ist nit einer keramischen Plattform oder Kappe kl ausgestattet, die die Gießforn 10 in der Kanner 15 trägt. Die Kolbeneinheit bewegt sich durch den Kühlabschnitt 36 auf einen Stabili siorungs lager ^li2, das auf den Boden des Stahlnantels 37 befestigt ist. Zur Bewegung der Kolbeneinheit dienen geeignete Vorrichtungen, beispielsweise ein Antrieb A3, der einen Zahnstangen- und Ritzelradnechanisnus antreibt. Unter Druck stehende kalte Luft strönt durch ein Absperrorgan hh aus einer geeigneten Quelle in eine ringförmige Sannelleitung ^li3 über die Leitung k6 ein und wird durch mehrere Austrageöffnungen 47 in einen Unfangsluftstrahlmuster ausgetragen, das den Bereich ergibt, der von der Gießform 10 durchlaufen werden nuß, sobald sich die Kolbeneinheit abwärtsbewegt. Dieser Kühlluftstron wird so gelenkt, daß er auf die Forn in einer bestinnten un ihren Umfang laufenden Linie auftrifft. Wenn die Gießforn kontinuierlich bis auf die in unterbrochenen Linien mit den Bezugszeichen h8 bezeichnete Maxinallage abgesenkt worden ist, ist sie nit einer bestinnten Geschwindigkeit, und zwar in Abhängigkeit von der Masse, durch den Kühlluftstron hindurchgelaufen, der die Forn abkühlt und eine fortschreitende Kristallisierung des geschmolzenen Metalls in dea Hohlraun 11 von Boden an aufwärts bewirkt. Diese Kristallisierung bewirkt effektiv die nornale Metallschrunpfung, jedoch wird aufgrund der auftretenden definierten Erstarrungslinie die Schrumpfung durch die von den oberen Teil der Gießform könnende Flüssigkeit vorangetrieben, sobald Kristallisation eintritt.The canister 15 is briefly kept under vacuum, and then the air shut-off device 27 is opened so that air from the atmosphere can enter the canister. The lid 18 remains on the jug and the casting mold is slowly lowered from the heated area of the jug 15 into a cooling area or section 36. The cooling section. 36 is uneven by a steel jacket 37, which carries the vacuum scanner and is sealed against them with the aid of an annular seal 38. If desired, however, the cooling section can be an open zone in which the cooling takes place with the aid of air or gas. A piston unit hi.) Moves back and forth through the cooling section 36 and is equipped with a ceramic platform or cap kl which carries the casting mold 10 in the kanner 15. The piston unit moves through the cooling section 36 to a stabilization bearing ^l i2 which is attached to the bottom of the steel jacket 37. Suitable devices are used to move the piston unit, for example a drive A3 which drives a rack and pinion mechanism. Cold air under pressure flows through a shut-off element hh from a suitable source into an annular manifold line ^l i3 via line k6 and is discharged through several discharge openings 47 in a circumferential air jet pattern, which results in the area through which the casting mold 10 must pass, as soon as the piston unit moves downwards. This stream of cooling air is directed in such a way that it impinges on the form in a certain line running around its circumference. When the casting mold has been continuously lowered to the maximum position denoted by the reference symbol h8 in broken lines, it has passed at a certain speed, depending on the mass, through the cooling air stream, which cools the mold and a progressive crystallization of the molten metal Metal in dea Hohlraun 11 causes from the bottom upwards. This crystallization effectively brings about the normal metal shrinkage, however, due to the defined solidification line that occurs, the shrinkage is driven by the liquid that can come from the upper part of the casting mold as soon as crystallization occurs.

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Die Temperaturen in der beheizten Kammer 15 sind ausreichend hoch, um das Metall zu schnei zen odor das geschmolzene Metall im geschmolzenen Zustand zu halten. Die Temperatur der der Gießform in der Abkühlungskammer 36 zugeführten Luft kann eitweder derjenigen von Ungebungsluft, von gekühlter Luft oder von Luft entsprechen, in der der Feuchtigkeitsgehalt so gesteuert wird, daß ein Verdampfungskühlungseffekt erzielt wird, sobald sie auf die Form selbst auftrifft. Der Zweck der Kammerkühlung besteht darin, eine Wärmesenke zum Abkühlen der Form zu schaffen, eine Aufgabe, die sich noch auf mancherlei andere Art und Weise als sie das hier gezeigte System bietet, durchführen lässt. Man kann sich beispielsweise vorstellen, daß in dieser Kanner ein aus geschmolzenem Metall bestehendes Bad vorhanden ist, für das ein Metall niedriger Temperaturen benutzt wird, als sie in der Form selbst vorwendet werden. Allmähliches Eintauchen der erwärmten Gießform in dieses aus Metall tiefer Temperatur bestehende Bad würde dann zur schrittweisen Erstarrung in einer genau festgelegten Linie in ähnlicher Weise führen, wie dies mit den Luftstrahlen bei der gezeigten, bevorzugten Ausführungsfora geschieht. Natürlich dürfte ein derartiges Metallschmelzenbad als Wärmesenke eine gewisse Form der Temperatursteuerung erfordern, da das Absenken der Gießform in die Metallschmelze zu einem erheblichen Temperaturanstieg führen würde.The temperatures in the heated chamber 15 are sufficient up to blow the metal or the molten metal in the to keep molten state. The temperature of the air supplied to the mold in the cooling chamber 36 can be either of ambient air, of cooled air or of air, in which the moisture content is controlled so that an evaporative cooling effect is achieved once it is applied to the Shape itself. The purpose of chamber cooling is to Creating a heat sink to cool the mold down, a task that is still different in many ways than it is The system shown here can be carried out. One can imagine, for example, that in this Kanner a molten Metal existing bath is available, for which a metal is used at lower temperatures than it is in the mold are used themselves. Gradual immersion of the warmed Casting mold in this bath made of metal at a low temperature would then lead to gradual solidification in a precisely defined line in a manner similar to that with the air jets happens in the preferred embodiment shown. Of course, such a molten metal bath as a heat sink would require some form of temperature control, since lowering the casting mold into the molten metal would lead to a considerable increase in temperature.

Andere Formen von Wärmesenken können .ebenfalls benutzt werden, beispielsweise pulverförmiges oder geprägtes Kupfer, pulverförmiges Aluminium oder irgendein pulverförmiges oder kristallines Material, das ausschließlich für diesen Zweck geschaffen und in bezug auf seine Wärneübertragungseigenschaften und Schmelztemperatur ausgesucht wird. Derartige Pulver weisen, wenn sie in einem Fließbett verwendet werden, wirksame Wärmeübertragungseigtenschaften auf, so daß sie den selben Zweck erreichen, wie er durch Verwendung einer flüssigen Wärmesenke oder durch Anwendung von Kaltluft erreicht wird. Die enge Beziehung zwischen der Gießformoberfläche und dem umgebenden Medium, was immer es auch sein mag, kann zu einer wirklichen Bestimmung der Zeit führen, die für. den Tenperaturaustausch zwischen Gießform und Wärmesenke erforderlichOther forms of heat sinks can also be used. For example, powdered or embossed copper, powdery Aluminum or any powdered or crystalline material created and used solely for this purpose with regard to its heat transfer properties and melting temperature is selected. Such powders, when used in a fluidized bed, exhibit effective heat transfer properties on so that they can achieve the same purpose as he did by using a liquid heat sink or by using cold air. The close relationship between the mold surface and the surrounding medium, whatever it may be, can lead to a real determination of the time it takes for. the Temperature exchange between casting mold and heat sink required

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ist. Der Hoehtenpcraturbereich in dieser Kammer kann bei jeder beliebigen gewünschten Temperatur seine Aufgabe erfüllen, die sich für das zur Herstellung des Gußstückes verwendete Material eignet. Das gleiche gilt für den Abkühlungsbereich und das in ihm befindliche Material. Für verschiedene Wirkungen und gesteuerte Bedingungen kann es erwünscht sein, daß dieses Material bei einer erhöhten Temperatur oder bei einer Temperatur vorliegt, die tiefer ist als die Umgebungstemperatur.is. The height temperature range in this chamber can vary with anyone any desired temperature fulfill its task, which is appropriate for the material used to manufacture the casting suitable. The same applies to the cooling area and the material in it. For different effects and controlled Conditions may require this material to be at an elevated temperature or at a temperature lower than that is than the ambient temperature.

Bezeichnenderweise haben experimentelle Untersuchungen Verbesserungen der Festigkeit der Materialien gezeigt, die unter Verwendung der hier beschriebenen Verfahrenstechniken so hergestellt wurden, daß sich feine dendritische Verästelungen, feine eutektische Verteilung und eine komplizierte Verzweigung des dendritischen Gefüges ergaben. Die mechanischen Eigenschaften wurden verbessert, die Gleichförmigkeit sehr stark gesteigert und eine offensichtliche kristalline Dichte erreicht, die von besonderem Wert in .Bauformen mit dünnen Quersehnittsabmessungcn und bei komplexen Konstruktionen ist, bei denen aufgrund des minimalen Metallinhaltes hohe Festigkeit verlangt wird.Significantly, experimental studies have improvements shown the strength of the materials so manufactured using the process techniques described herein were that there are fine dendritic ramifications, fine eutectic distribution and a complicated branching of the dendritic Structure. The mechanical properties were improved, the uniformity increased very much and a apparent crystalline density which is of particular value in designs with thin cross-sectional dimensions and in complex constructions is where due to the minimal Metal content high strength is required.

Der erfindungsgemäße Vorschlag enthält eine Abänderung der in Figur 1 gezeigten Ausfuhrungsform dahingehend, daß die Einleitung von Heißluft in die Kammer 36 zum Zwecke der Aufrechterhaltung eines flüssigen Metalls innerhalb der Form und zur Erreichung einer gesteuerten Erstarrung durch Abkühlung erfolgt, woraufhin die Form in eine kühlere obere Kammer angehoben wird.The proposal according to the invention contains a modification of the embodiment shown in Figure 1 to the effect that the introduction of hot air into the chamber 36 for the purpose of maintenance a liquid metal within the mold and to achieve a controlled solidification by cooling takes place, whereupon the mold is raised into a cooler upper chamber.

Diese Verfahrensweise ist schneller, obgleich sie weniger erwünscht ist, weil sie zu einer breiteren Erstarrungszone führt. Das Füllmetall findet seinen Weg in den Fomhdiraum durch übliche Mittel oder durch einen sich einspielenden Bodeneinlaß, und zwar in den Fällen, in denen eine keramische Kugelhahnanordnung benutzt wird, bei der eine Kugel während des Metalleintrittes aufschwimmt und sich unter dem Druck des Metalls nach dem Entfernen wieder absetzt.This procedure is faster, albeit less is desirable because it leads to a wider freezing zone. The filler metal finds its way into the Fomhdiraum through usual Means or through a weaving floor inlet in those cases where a ceramic ball valve assembly is used in which a ball floats up while the metal enters and is again under the pressure of the metal after removal drops off.

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In Figur 2 ist nun eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, bei der eine Wanne oder ein Behälter auf einen Block 6l getragen wird, der auf den Boden eines offenen Ofens 62 sitzt, so daß der Behälter iti wesentlichen von der hochragenden Wand 63 uogeben wird, die den Ofen begrenzt. Der Behälter wird mit Hilfe geeigneter" Einrichtungen mit geschmolzenen Metall 6k angefüllt. Diese Einrichtungen füllen den Hohlraun des Behälters in wesentlichen so, daß sich in geringen Abstand von den Behältereintritt eine Flüssigkeitsoberfläche 65 befindet. Eine kapseiförnige Unterteilungseinrichtung, die hier als Forn 66 bezeichnet wird und in ihren Eigenschaften der mit Bezug auf die in Figur 1 dargestellte Ausführungsforn beschrieben»! Forn 10 ähnlich ist, wird in das flüssige Metall 6k einhaucht und nit Hilfe einer hin- und hergehenden Vorrichtung 67 in den flüssigen Metall getragen. Die Vorrichtung 67 weist ein abgeschrägtes Ende 68 auf, das an den oberen Teil 70 der Form 66 befestigt werden kann. Das Ende 68 lässt sich nit Hilfe geeigneter Mittel an der Forn befestigen, so daß die Form von der Vorrichtung 67 nach unten hängt und dabei vollständig in den geschmolzenen Metall 6k untergetaucht ist. Genäß einer Ausführungsfora wird die Befestigung nit Hilfe von Drähten 69 erreicht, die an den einen Ende nit den Kopf der Form untrennbar verbunden sind und an ihren anderen Enden nit einer metallenen Kühlstange 86 aus einen Teil bestehen. Der Abstand zwischen den Behälter und der Ofenseitenwand bildet eine Verbrennungs- oder Heizkanner 69^f, die an ihren oberen Ende durch eine geeignete Belüftung zur Atmosphäre geöffnet ist.In Figure 2, a further embodiment of the subject matter of the invention is now shown, in which a tub or a container is carried on a block 61 which sits on the bottom of an open oven 62 so that the container is essentially supported by the protruding wall 63, which limits the furnace. The container is filled with molten metal 6k with the aid of suitable devices. These devices essentially fill the hollow space of the container in such a way that a liquid surface 65 is located at a short distance from the container inlet the described in their properties with respect to the embodiment illustrated in Figure 1 Ausführungsforn »! forn is similar to 10, breathes in the liquid metal 6k and carried nit means of a reciprocating apparatus 67 in the liquid metal. the apparatus 67 has a tapered End 68 which can be attached to the upper portion 70 of the mold 66. The end 68 can be secured to the mold by any suitable means so that the mold hangs down from the fixture 67 and is completely immersed in the molten metal 6k According to one embodiment, the fastening is achieved with the aid of wires 69 t, which are inextricably linked at one end with the head of the mold and at their other ends consist of one part with a metal cooling rod 86. The distance between the container and the furnace side wall forms an incineration or heating jar 69 ^f , which is opened to the atmosphere at its upper end by suitable ventilation.

Es wird darauf hingewiesen, daß der Boden der Gießforn 66 eine Öffnung oder einetAusgang 71 aufweist, durch den geschmolzenes Metall in einen Fornhohlraun 72 eintreten kann, der von den Seitenwänden der Gießforn 66 begrenzt wird. Zur Illustration der besonderen Eignung des Erfindungsgegenstandes wird darauf hingewieseiij daß die Forn 66 einen Kern 73 enthält. DaIt wird deutlich, daß die neuartige Verfahrensweise und die dazugehörige Vorrichtung die Herstellung komplexer Gußstücke oder geformter Teile ermöglichen. Insoweit, die Forn 66 in das flüssige Metall eingetaucht ist, strömt das Metall in den Hohlraun 72 hinein und auf-It should be noted that the bottom of the mold 66 has an opening or exit 71 through which the molten material may pass Metal can enter a Fornhohlraun 72 from the side walls the mold 66 is limited. Reference is made to this to illustrate the particular suitability of the subject matter of the invention that the mold 66 contains a core 73. This makes it clear that the novel procedure and the associated device enable the manufacture of complex castings or molded parts. To that extent, the Forn 66 is immersed in the liquid metal is, the metal flows into the hollow space 72 and up-

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wärts bis zum Ende 68 der Vorrichtung 67, so daß der Fornhdiraua vollständig mit geschmolzenem Metall gefüllt ist. Durchgangskanäle 87 bilden während des Füllens des Fornhohlrauues eine geeignete Entlüftung. Auf diese Weise erfolgt eine Abtrennung oder Abteilung des geschmolzenen Metalls innerhalb des Hohlraumes 72 durch die Seitenwände der Gießfora von der umgebenden Schmelzenmasse. Aufgrund dieser Tatsache ist die Forn 66 keine Gießform, wie sie im allgemeinen bei den üblichen Gießverfahen benutzt wird.downwards to the end 68 of the device 67, so that the Fornhdiraua is completely filled with molten metal. Passage channels 87 form a suitable one during the filling of the mold cavity Venting. In this way a separation or division of the molten metal takes place within the cavity 72 the side walls of the Gießfora from the surrounding molten mass. Because of this, Forn 66 is not a mold like them is generally used in the usual casting processes.

Durch Wärmestrahlung von der Seitenwand 63 und dem Boden des Ofens wird der Behälter 6o so stark erhitzt, daß das Metall 64 in geschmolzenen Zustand gehalten wird. Elektrische Widerstandsbeheizung der Seitenwand geschieht mit Hilfe der Spule 63', die durch eine Energiequelle 92 gespeist wird. Die Metallschmelze wiederum hilft mit_ß die Form 66 zu erwärmen, so daß in dem Behälter, der Forn und dem Metall eine einheitliche Temperatur aufrechterhalten werden kann. Infolgedessen stellt sich aufgrund von äußeren Einflüssen nur ein Minimum an Störungen im Metall ein. Indem diese Temperatur in der Form als Funktion des geschmolzenen Metalls auf der Außenseite der Form selbst aufrechterhalten wird, ergeben sich nur minimale Gießforaerfordernisse. Die Notwendigkeit, Anschnitte oder Steiger zu verwenden, wird vollständig beseitigt, mit Ausnahme der Öffnung 71, die allerdings keinen Anschnitt im üblichen Sinne, wie er hier verstanden wird, darstellt.By heat radiation from the side wall 63 and the bottom of the furnace, the container 6o is heated so much that the metal 64 is kept in a molten state. Electrical resistance heating of the side wall takes place with the aid of the coil 63 ′, which is fed by an energy source 92. The molten metal in turn helps mi t _ß the mold to heat 66 so that in the container, and the metal of the forn a uniform temperature can be maintained. As a result, there is only a minimum of disturbances in the metal due to external influences. By maintaining this temperature in the mold as a function of the molten metal on the outside of the mold itself, there are minimal mold requirements. The need to use gates or risers is completely eliminated, with the exception of opening 71, which, however, is not a gate in the usual sense as it is understood here.

Die hin- und hergehende Vorrichtung 67 bildet eine Kolben- und Zylinderanordnung und wird auf der Kopfplatte 74, die das eine Ende eines Kammerkörpers 75 abdichtet, verschiebbar getragen. Der Kammerkörper 75 ist auf dem Umfangsrand des Ofens 63 mit Hilfe eines Flanschsitzes 76 gelagert. Der Körper 75 umschliesst vollständig den Zugang zu dem Behälter, so daß der Innenraum des Körpers, der von der ringförmigen Körperseitenwand, der Oberfläche 65 des geschmolzenen Metalls und der Unterseite der Platte Ik begrenzt wird, eine Vakuumkammer 77 bildet. Die Vakuumkammer steht über eine Leitung 80 und ein Auf-Zu-Absperrorgan 81 mit einer Vakuumquelle 78 in geeigneter Verbindung. Dadurch lässt sich in der Kammer 77The reciprocating device 67 forms a piston and cylinder arrangement and is slidably supported on the head plate 74 which seals one end of a chamber body 75. The chamber body 75 is mounted on the peripheral edge of the furnace 63 with the aid of a flange seat 76. The body 75 completely encloses the access to the container, so that the interior of the body, which is delimited by the annular body side wall, the surface 65 of the molten metal and the underside of the plate Ik , forms a vacuum chamber 77. The vacuum chamber is in a suitable connection with a vacuum source 78 via a line 80 and an open-close shut-off element 81. As a result, in the chamber 77

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eine gesteuerte Atmosphäre herstellen. Gemäß einer Ausführungsforn kann in die Kanner zirkulierender, kalter Stickstoff eingeleitet werden, so daß die Kammer zurKaltluftkanner wird, sobald das abgetrennte geschmolzene Metall in der Kanaer 72 erstarren soll. Falls gewünsqht, lassen sich in der Vakuumkammer Heizungsspulen 79 anordnen, so daß die Temperatur der Kanner genauer gesteuert werden kann für den Fall, daß die Kanner geheizt gehalten werden soll, jedoch auf einer tieferen Tenperatur als die Sehnelzennasse.create a controlled atmosphere. According to one embodiment circulating, cold nitrogen can be introduced into the Kanner so that the chamber becomes a cold air scanner as soon as the separated molten metal in which Kanaer 72 is supposed to solidify. If desired, they can be placed in the vacuum chamber Arrange heating coils 79 so that the temperature of the cans can be more precisely controlled in the event that the cans are heated should be kept, but at a lower temperature than the tendon wet.

Die hin- und hergehende Vorrichtung 67 wird auf einen Gehäuse 82 getragen, das einen Hydraulikmotor und eine Punpenantriebsvorrichtung 83 aufweist, nit dei- die Vorrichtung in senkrechter Richtung hin- und herbewegbar ist. Die Vorrichtung nthält einen Kolben 84, der auf den oberen Ende der Welle 84' sitzt, die in geeigneter Weise an einen Vibrator 85 angebracht sein kann.The reciprocating device 67 is carried on a housing 82 which has a hydraulic motor and a pump drive device 83 with which the device is reciprocable in the vertical direction. The device holds a piston 84 which sits on top of the shaft 84 'which may be suitably attached to a vibrator 85.

Das den durch den Hydrauliknotor 83 angetriebenen Ende entgegengesetzte Ende der hin- und herbeweglichen Vorrichtung 67 ist nit einen netallenen Kühlstab 86 versehen, der unmittelbar hinter dem abgeschrägten Teil 68 fest angeordnet ist. Un eine maximale gesteuerte Kühlung zu bewirken, ist der Haupttei. der Länge der Vorrichtung 67 mit einen ununterbrochenen Durchgangskanal 90 versehen, durch den Kühlwasser, Kühlluft oder ein gewähltes Kühlmittel unter Druck hindurchla'uf en kann. Des weiteren kann in der Vakuunkanner eine Ringleitung 88 angeordnet sein, die die Kühlstange umgibt und mit mehreren Verteilerdüsen 89 ausgestattet ist, welche so ausgerichtet sind, daß sie Kühlnittelströne unmittelbar auf die äußere Oberfläche der Forn lenken, sobald diese in die Vakuunkanner hineingehoben wird.The end opposite to that driven by the hydraulic motor 83 The end of the reciprocating device 67 is provided with a metal cooling rod 86, which directly is fixed behind the beveled part 68. The main part is to achieve maximum controlled cooling. the Length of the device 67 provided with an uninterrupted passage 90 through which cooling water, cooling air or a selected one Coolant can run through under pressure. Further a ring line 88 can be arranged in the vacuum scanner, which surrounds the cooling rod and is equipped with a plurality of distribution nozzles 89 which are oriented so that they streams of coolant Directly onto the outer surface of the form as soon as it is lifted into the vacuum scanner.

Eine Fornungs- oder Erstarrungsfront, wie sie in einzelnen in Figur 3 gezeigt ist, befindet sich in einer Zone nahe den Ober- · flächcnspie^el 65 des geschmolzenen Metalls innerhalb des Hohlraumes 72 neben der Kühlvorrichtung, so daß die Kühlstange 86 und das Ende 68 eine Zustandsänderung von flüssigen in den feston Zustand herbeiführen. In derselben Ebene wie die ErstarrungsfrontA forging or solidification front, as it is shown in detail in 3, is in a zone near the surface mirror 65 of the molten metal within the cavity 72 next to the cooling device, so that the cooling rod 86 and the end 68 have a change of state from liquid to feston Bring about a state. In the same plane as the freezing front

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befindet sich cine Induktionsspule 91, die an eine geeignete elektrische Spannungsquelle 92 angeschlossen ist. Diese Spule dient den Zweck, in der Erstarrungsfront ein Magnetfeld au erzeugen, nit den in dieser Zone in den geschmolzenen Metall eine ausreichend große Turbulenz hervorgerufen wird, un danit die Erstarrungs front zu steuern. Die Turbulenz des Metalls bewirkt in der flüssigen Hauptnasse eine Diffusion, so daß sich Dendrite entweder überhaupt nicht bilden oder in ihrem unkontrollierten Wachstum beschränkt werden.there is an induction coil 91 which is connected to a suitable electrical voltage source 92 is connected. This coil serves the purpose of generating a magnetic field in the solidification front, with those in this zone in the molten metal sufficiently large turbulence is produced, and solidification front control. The turbulence of the metal causes diffusion in the main liquid, so that dendrites are formed either not forming at all or being restricted in their uncontrolled growth.

Eine weitere vorgesehene Vorrichtung zur Erzeugung einer Turbulenz an der Erstarrungsfront ist mit einen Ultraschallvibrator P 93 ausgestattet, der Ultraschallenergie auf das geschmolzene Metall 64 innerhalb der Erstarrungsfrontzone abstrahlen kann. Für denselben Zweck kann auch der Vibrator 85 benutzt werden.Another device provided for generating turbulence on the solidification front is an ultrasonic vibrator P 93, which can radiate ultrasonic energy onto the molten metal 64 within the solidification front zone. The vibrator 85 can also be used for the same purpose.

Die Erstarrungsfront bildet eine scharf begrenzte Tenperaturänderungslinie. Diese Linie wird durch den Metallspiegel 65 in den Behälter und die allmähliche Bewegung der netallenthaltenden Forn an diesen Spiegel vorbei in die innerhalb der Kammer 77 vorhandene Kühlzone dargestellt. Dieser Vorgang findet in allgemeinen bei einer sehr kleinen Geschwindigkeit statt. In der Erstarrungsfrontzone wird eine Kristallisationswirkung und eine Verfestigung hervorgerufen, sobald die Vorrichtung 67 langsam aufwärtsbewegt wird. Mit Hilfe der in Figur 2 dargestellten Vorrichtung und des ™ beschriebenen Verfahrens wird zwischen dem Formmaterial und den Metall, das den Formhohlraum ausfüllt, ein thermisches Gleichgewicht aufrechterhalten. Es wurde festgestellt, daß während des Füllens der Form überhaupt keine Turbulenz vorhanden ist, eine Tatsache, die sich von den üblichen Gießverfahren, bei denen' Metall vergossen wird, weitgehend unterscheidet. Da während des Formfüllvorganges keine Luftberührung stattfindet und da dünnwandige Formen verwendet werden können, die zur Aufrechterhaltung der äußeren Gestalt keine Festigkeit erfordern, ist auch die Genauigkeit, die bei der erfindungsgenäßen Verfahrensweise erreichbar ist, ein großer Vorteil.The solidification front forms a sharply delimited line of temperature change. This line is drawn through the metal mirror 65 into the container and the gradual movement of the metal-containing Forn past this mirror into the one present within chamber 77 Cooling zone shown. This process generally takes place at a very slow rate. In the solidification front zone, there is a crystallization effect and a solidification caused as soon as the device 67 moves slowly upwards will. With the help of the device shown in Figure 2 and the ™ described method between the molding material and the Metal filling the mold cavity, a thermal equilibrium maintain. It was found that there was no turbulence at all during the filling of the mold, one A fact that differs to a large extent from the usual casting processes in which metal is cast. Since during the Mold filling process no air contact takes place and because thin-walled molds can be used to maintain the external shape do not require strength, is also the accuracy that can be achieved with the procedure according to the invention is, a huge benefit.

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Der das geschmolzene Metall enthaltende Behälter wird mit Hilfe der Vakuumkammer vakuunentgast. Diese Vakuumkammer wird durch die Flanschverbindung 76 oder, falls dies gewünscht wird, durch leichtes Eintauchen des Karanerbodens in das geschmolzene Motn.ll, wie dies durch die Verbindung des Körpers 75 mit den oberen Rand den Behälters 60 entnommen werden kann, abgedichtet. Das Absperrorgan 81 verbindet die Vakuumquelle, die eine Vakuumpumpe enthält, mit der Kammer 77, und ein anderes Absperrorgan 79' kann die Verbindung der Kammer beispie?-sweisc mit einer Gasquelle, z.B. einer Argorgasquelle, herstellen, Schi' ^:I:!.che Gase lassen sich aus dem geschmolzenen Metall durch das Evakuieren entfernen, und das Vakuum kann mit einem Inertgas oder einen¹ anderen geeigneten Gas aufgefüllt wei'den, ohne daß das entgaste Metall während des Ers tar rung s zylclus bei der Herstellung der Teile mit Luft in Berührung kommt.The container containing the molten metal is vacuum degassed with the aid of the vacuum chamber. This vacuum chamber is sealed by the flange connection 76 or, if so desired, by slightly immersing the caravan base in the molten motn.ll, as can be removed from the container 60 by the connection of the body 75 to the upper edge. The shut-off element 81 connects the vacuum source, which contains a vacuum pump, to the chamber 77, and another shut-off element 79 'can establish the connection of the chamber, for example, to a gas source, for example an argon gas source, S chi' ^: I:!. che gases can be drawn from the molten metal through the evacuation to remove, and the vacuum can wei'den filled with an inert gas or other suitable gas ¹ without the degassed metal during Ers tar tion s zylclus in the manufacture of parts with air comes into contact.

Die Kühlstange 86 kann aus el;j.er Kupforgrundlegierung bestehen, und sobald die Erotarmng nahe an der Kühlstange beginnt-, '.vo-rden die Stange und das an ihr haftende Motall sowie die Porqmechanisch mit Hilfe dor Vorrichtung 67 angehoben. Das Anheben der Vorrichtung ist vorzugsweise elektronisch in bezug auf die Masse und äußere Form des geformten Teiles gesteuert. Der Behälter, die Form und die Vakuuman->rdnim£ sind so einstellbar, dall, sobald die Form angehoben wird, die enge Berührung des erstarrten Abschnittes der Form und des geschmolzenen Metalls beibehalten werden, so daß die umgebende Atmosphäre nicht unterbrochen wird, gleich, ob es nun Vakuum oder eine kontrollierte bzv. gesteuerte G-asatmosphb'ro ist.The cooling rod 86 can consist of el; j.er copper base alloy, and as soon as erotarmng begins close to the cooling rod, '.vor-rden the rod and the motall adhering to it, as well as the porqmechanical raised with the aid of the device 67. Lifting the device is preferably electronic with respect to mass and external shape of the molded part controlled. The container, the shape and the vacuum-> rdnim £ are adjustable as soon as the shape is raised, the close contact of the frozen portion of the Shape and molten metal are maintained so that the surrounding atmosphere is not disrupted, whether or not it now vacuum or a controlled resp. controlled gas atmosphere office is.

Ein neuartiges metallurgisches Merkmal des hier beschriebenen Metallgefügeaufbausystems ist eine sehr schmale Erstanningsfront. Diese Front kann als Dreiphasenzustand, vie in Figur 3 gezeigt, beschrieben werden, der während des Verfestigungsprozesses bestellt und sich aus geschmolzenem Metall im lurteren Bereich, einer gesteuert wachsenden oder sich bildenden festen Phase in engem Kontakt mit der flüssigen Phase etwas tiefer als die OberflächeA novel metallurgical feature of the metal structure system described here is a very narrow first-anning front. This front can be a three-phase state, as shown in Figure 3, which is ordered during the solidification process and is made up of molten metal in the lurteren area, a controlled growing or forming solid phase in close contact with the liquid phase somewhat deeper than the surface

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des flüssigen Metalls und den erstarrten, geforaten Teil zusaanensetzt, der sich über der zweiten Phase befindet. Diese Stufenleiter stellt einen, extrem kurzen Vorschubabstand sieher, wobei praktisch kein Labyrinth wachsender Dendrite vorhanden ist, durch das flüssiges Metall strönt, un die Dendrite zu speisen und die aufgrund normaler Schrumpfung erfolgende volumetrische Kontraktion zu ersetzen. Dies steht in direkten Gegensatz zu der Art und Weise der Erstarrung, wie sie normalerweise bei den bekannten Gießverfahren stattfindet, bei denen die Erstarrunr in verschiedenen Zonen über der ganzen Masse erfolirt, wodurch es schwierig ist, eine hundertprozentige Homogenität zu erreichen.of the liquid metal and the solidified, geforaten part that is located above the second phase. This step ladder provides an extremely short feed distance, with practically no maze of growing dendrites through which liquid metal flows to feed the dendrites and replace the volumetric contraction that occurs due to normal shrinkage. This is in direct contrast to the manner of solidification, which normally takes place in the known casting processes, in which the solidification takes place in different zones over the whole mass, making it difficult to achieve a hundred percent homogeneity.

Es kann erwartet werden, daß sich Titan und andere aktive Metalle erfolgreich mit Hilfe des neuartigen Systens formen lassen, weil dieses System für aktive Gase verschlossen ist. Deshalb können mit Hilfe des neuartigen Verfahrens Titan oder irgendwelche anderen aktiven Metalle vergossen werden.Titan and others can be expected to become active Let metals be formed successfully with the help of the new system, because this system is closed to active gases. That's why can with the help of the novel process titanium or any other active metals are cast.

Zu deu erfindungsit.eaäßen Vorschlag nehort auch eine Abänderung, bei der das Metall, das die in der Vorrichtung'nach Figur 2 vorgesehene Form ausfüllt,in bezu?: auf die trefüllte Forn abgesenkt werden kann, wobwl das in der Fora selbst vorhandene Metall durch einen keramischen Kugelhahn daran gehindert wird, auszulaufen. Diese flüssige Metall innerhalb der Forn lässt sich dann durch ψ bloße Verwendung des elektrischen Induktionsfeldes der Induktionsspulen 91 in flüssigen Zustand halten. Diese VerfahrensVariante kann durchgeführt werden, indoa der Behälter 60 und das Metall 6h auf ein tieferes Niveau abgesenkt v/erden und es dea durch die Induktionsspulen erzeugten Strom ermöglicht wird, den Fließzustand aufrechtzuerhalten, der für eine kontrollierte oder gesteuerte Erstarrung notwendig ist. Zur Durchführung der Steuerung zur Aufrechterhaltung des flüssigen Zustandes des in der Form befindlichen Metalls lassen sich Laserstrahlen nit gesteuerter Intensität verwenden. To the proposal according to the invention there is also a modification in which the metal that fills the form provided in the device according to FIG. 2 can be lowered to the form filled with the form, whereby the metal present in the form itself can pass through a ceramic ball valve is prevented from leaking. This liquid metal within the forn can then ψ by mere use of the electric induction field of the induction coils 91 in the liquid state hold. This variant method can be carried out by lowering the container 60 and the metal 6h to a lower level and allowing the current generated by the induction coils to maintain the flow state necessary for a controlled or controlled solidification. To carry out the control to maintain the liquid state of the metal in the mold, laser beams of controlled intensity can be used.

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Die Schritte zur Durchführung des neuartigen Verfahrens_s die die in Figur i gegeigte Vorrichtung vorninnt₉ sind in den in Figur k dargestellten Bloclcdiagrann oder FlIeßMld auf geseilt ₀ ZusiäeSist wird eine bestimmte Menge Metall in festen Zustand₉ beispielsweise ein fremdartiges Metall oder eine entsprechende Legierung In dea Schmelztiegel 15 angeordnet und auf eine Temperatur innerhalb eines Gesamtberoiehos zwischen 37 _? 8 nnä 22Oö°C durch die Wärme -des in der Mischkammer 25 erzeugten Verbrennungsgasos erSiitst (9O)₅ die ausreicht ρ un das feste Material zu schmelzen» Während dieses anfänglichen Verfahrensschrittes ist der Deckel 10 atogenoaaen, so daß die Kanuer 15 zur Atmosphäre belüftet wird» Während dieser Heizstufe wird die Form 10 auf eine Temperatur erwärmt₉ die hoch genug innerhalb des 2b0^oC~Tcnperaturtoereiches des geschmolzenen Ausgangsnaterials liegt und nit der Aufnahme des geschmolzenen Metalls aus den Schmelztiegel vereinbar ist. Wach der Erwärmung wird der Deckel 18 an seinen Platz befestigt_? um den Vakuunbereich 15 abzuschliessen_s der dann mit Hilfe dei* Vakuunquellc 22 über das Absperrorgan 24 auf einen Druckwert im Bereich von 10 bis 5 x iO™^ tin Hg evakuiert (92) wird, so daß die Form und der Schmelztiegel von einen ausreichenden Vakuum umgeben werden. Falls gewünscht, kann ein Inertgas in die Kammer 15 eingeleitet werden. Danach wird die Kurbel 35 so gedreht, daß das geschmolzene Metall aus der Tülle 14 des Sehnelztiegels in die Öffnung der Form ausfließt (93) > so daß das geschmolzene Metall in den Foruhohlraun 11 gebracht wird. Als nächstes wird der Antrieb h5 eingeschaltet, der die Kolbeneinheit 40 abwärtsbewegt, wodurch der Boden der Fore in die Kühlkammer 36 eintritt. Sobald der Boden der Form in die Kanner 36 eintritt, durchführt er die auf ihn gerichteten Kühlnitte!ströme 47, die die Erstarrung des geschmolzenen Metalls in den Forohohlraum durch einwirkende Kühlung (94), und zwar von üngebungstemperatur bis beispielsweise -5i,l C, bewirken, Das erstarrte Metall trägt auf seinen Oberteil das geschmolzene Metall, bis sich neue Metallschmelze verfestigt, wenn sich die Form abwärts an den Kühlmittelstrahlen vorbeibewegt. Auf diese Weise wird die Erstarrung des geschmolzenen Metalls schrittweise gesteuert, während es der Schwerkraft gestattet wird, die Kristallbildung innerhalb des Fornhohlraumes selbst durch dasThe steps for carrying out the novel method _s the vorninnt in Figure i gegeigte device ₉ are in the k in FIG Bloclcdiagrann shown or FlIeßMld on geseilt ₀ ZusiäeSist a certain amount of metal in the solid state _9, for example an alien metal or a corresponding alloy In dea Crucible 15 arranged and heated to a temperature within a total range between 37 _? 8 to 22Oö ° C due to the heat of the combustion gas generated in the mixing chamber 25 (90) ₅ which is sufficient ρ to melt the solid material "During this heating stage, the mold 10 is heated to a temperature high enough ₉ which is within the 2B0 ^o C ~ Tcnperaturtoereiches the molten Ausgangsnaterials and nit recording of molten metal from the crucible is compatible. After the heating is the cover 18 attached to its place _? to complete the Vakuunbereich 15 _s then dei using * Vakuunquellc 22 is set to a pressure value in the range of 10 to 5 × OK ™ ^ tin Hg evacuated (92) through the shut-off member 24, so that the mold and the crucible of an adequate vacuum be surrounded. If desired, an inert gas can be introduced into the chamber 15. The crank 35 is then turned so that the molten metal flows out of the spout 14 of the tendon crucible into the opening of the mold (93) so that the molten metal is brought into the cavity 11. Next, the drive h5 is switched on, which moves the piston unit 40 downwards, whereby the bottom of the fore enters the cooling chamber 36. As soon as the bottom of the mold enters the kettle 36, it carries out the cooling cuts 47 directed at it, which cause the solidification of the molten metal in the foro cavity by cooling (94), from ambient temperature to, for example, -5 ° C, The solidified metal carries the molten metal on its top until new molten metal solidifies as the mold moves downward past the coolant jets. In this way, the solidification of the molten metal is gradually controlled while gravity is allowed to drive crystal formation within the mold cavity itself through the

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ständig zur Verfugung stehende geschnolzene Metall oberhalb voranzutreiben, um auf diese Weise Rißbildun^en (Warnbrüchigkeit) innerlialb des Fornhohlraunes zu vermeiden. Schließlich befindet sich die Forn vollständig in der ^Kühlkanner 36, wo das erstarrte Metall in den Faohohlraun sich durch Kühlung (95) auf beispielsweise Ungebungstenperatur vollständig verfestigen kann. Nach Entfernung der Forn aus der Vorrichtung lässt sich die das erstarrte Material umgebende Form leicht wegbrechen, so daß das fertige und geformte Teil, dessen Forn und äußere Gestalt den Forninneren entspricht, freiliegt.constantly available molten metal to advance above in order to avoid crack formation (warning brittleness) inside the hollow brown. Finally, the forn located completely in the ^K ühlkanner 36 where the solidified metal may be completely solidify by cooling (95), for example, in the Ungebungstenperatur Faohohlraun. After the mold has been removed from the device, the mold surrounding the solidified material can easily be broken away, so that the finished and shaped part, the shape and external shape of which corresponds to the inside of the mold, is exposed.

In Figur 5a sind die Schritte zur Durchführung des Verfahrens aufgezeigt, dessen sich die in Figur 2 dargestellte Vorrichtung in Verbindung nit der Verwendung reagierender oder aktiver Materialien bedient. Zunächst wird in der Kanner 77 alt Hilfe der Vakuum« quelle 78 über das Absperrorgan 81 ein Vakuun(lOO) erzeugt, das in Bereich zwischen 10~ bis 5 x 10 nn Hg liegt. Danach wird eine bestimmte Menge metallenes Grundnaterial geschmolzen Dies geschieht durch die Ofenhitze in Bereich zwischen 37,8 und 220O⁰C, wobei das Material innerhalb der von den Behälter 60 gebildeten Grenzen seinen flüssigen Zustand erreicht. Sobald das Metall sich vollständig verflüssigt hat, wird die Oberfläche 65 als Boden der Vakuunkanner 77 verwendet. Danach wird die Kolben- und Zylinderanordnung 67, die die gefornte Gießfora 66 trägt in vorgewärnten Zustand (lO2) innerhalb der 260°C-Tenperatur des geschmolzenen Grundnaterials eingetaucht (103), inden sie durch die Kanner 77 hindurch in das geschnolzene Metall abgesenkt wird, wodurch das Metall in den Formhohlraun durch die Öffnung 71 einströmen kann. Sobald die Anordnung 67 vollständig abgesenkt worden ist, hat das Metall den Fornhohlraun vollständig gefüllt, und die Formschale oder der Fommantel trennt dann den Hohlraun von der umgebenden Schnelzennasse ab. Nachden der Hohlraun angefüllt worden ist, wird die Forn durch Wärmeleitung von den geschmolzenen Metall weiter erwärnt, so daß ein thernisches Gleichgewicht hergestellt wird. Falls gewünscht, lässt sich das Vakuun durch Inertgase ersetzen, beispielsweise durch ArgonFIG. 5a shows the steps for carrying out the method, which the device shown in FIG. 2 makes use of in connection with the use of reactive or active materials. First of all, a vacuum (100) is generated in the Kanner 77 with the help of the vacuum source 78 via the shut-off device 81, which is in the range between 10 ~ to 5 × 10 nm Hg. A certain amount of metal base material is then melted. This is done by the furnace heat in the range between 37.8 and 220O ⁰ C, the material reaching its liquid state within the limits formed by the container 60. As soon as the metal has completely liquefied, the surface 65 is used as the bottom of the vacuum scanner 77. Thereafter, the piston and cylinder arrangement 67, which carries the shaped casting fora 66, is immersed (103) in a preheated state (102) within the temperature of 260 ° C of the molten base material, in which it is lowered through the cans 77 into the molten metal, whereby the metal can flow into the mold cavity through the opening 71. As soon as the arrangement 67 has been completely lowered, the metal has completely filled the hollow space, and the shell or shell then separates the hollow space from the surrounding wetness. After the hollow space has been filled, the mold is further heated by conduction from the molten metal, so that a thermal equilibrium is established. If desired, the vacuum can be replaced by inert gases, for example argon

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oder Helium, um dadurch den raschen Übergang zun festen Zustand an der Flüssig/Fest-Gronzflache zu erleichtern. Dieser abgeänderte Verfahrensschritt wird durch den Block (104) nit der Angabe : gesteuerte Umgebung,gekennzeichnet. Danach wird das geschmolzene Metall in der Nahe des Kopfes des Hohl raune s/iit Hilfe von Ultraschallvibratoren 85, 93 oder der Induktionsspule 91 in Wallung gebracht, so daß es in der Nähe der Oberfläche 65 vollständig in Bewegung ist. Während das Metall gewissermaßen gerührt wird, beginnt die Kühlung (106), die beispielsweise nit Hilfe eines Kühlmittels erfolgen kann, das durch den Durchgangskanal 90 zirkuliert, und die Anordnung 67 wird angehoben (107), so daß die Forn allmählich durch die Oberfläche 65 durchbricht und in die Vakuumkammer eintritt. Der Temperaturgradient zwischen der verhältnismässig kalten Kammer 77, erhöht durch die Kälte des Abkühlstabes 86, der mit Hilfe des durch den Kanal 90 strömenden Kühlmittels und des zweiten KühlmittelstrahJringes 88 in bezug auf das in der Foi'm befindliche heiße, geschmolzene Metall aljcltühlt wird, beginnt das geschmolzene Metall innerhalb des Hohlraumes, nahe den Oberflächenspiegel 65 zu verfestigen. Wenn die Form in die Kammer 77 hineingezogen wird, erstarrt das geashmolzene Metall im Hohlraum progressiv. Die Temperatur der Kammer wird von Raumtemperatur bis beispielsweise -51,1⁰C durch elektrische Widerstandsbeheizung oder kühlnittelführende Schlangen 79 so länge gesteuert (IO8), wie die Temperatur unter derjenigen des geschmolzenen Metalls gehalten wird. Wenn das Material weit genug abgekühlt ist, wird das Vakuum der Kammer 77 aufgehoben (109), und die Wände der Form werden weggebrochen (llO).or helium, in order to facilitate the rapid transition to the solid state on the liquid / solid surface. This modified method step is identified by the block (104) with the indication: controlled environment. Thereafter, the molten metal is set in motion near the head of the hollow space with the aid of ultrasonic vibrators 85, 93 or the induction coil 91, so that it is completely in motion in the vicinity of the surface 65. While the metal is, as it were, being stirred, cooling (106) begins, for example with the aid of a coolant circulating through passage 90, and assembly 67 is raised (107) so that the mold gradually breaks through surface 65 and enters the vacuum chamber. The temperature gradient between the relatively cold chamber 77, increased by the coldness of the cooling rod 86, which is cooled with the aid of the coolant flowing through the channel 90 and the second coolant jet ring 88 with respect to the hot, molten metal in the film, begins solidify the molten metal within the cavity, near the surface mirror 65. As the mold is drawn into the chamber 77, the leashed metal in the cavity progressively solidifies. The temperature of the chamber 79 is so controlled length (IO8) as the temperature is kept below that of the molten metal from room temperature to, for example, -51.1 ⁰ C by electric resistance heating or kühlnittelführende snakes. When the material has cooled enough, the vacuum in chamber 77 is broken (109) and the walls of the mold are broken away (110).

Sobald die Erstarrung in der Form eingesetzt hat, wird die Form angehoben, ein Vorgang, der von der zu gießenden Masse abhängt, wobei die Hubgeschwindigkeit nicht größer als das Vernögen des erstarrten Metalls ist, neue erstarrte oder feste Zonen zu bilden, die dann ihrerseits eine weitere Verfestigung herbeiführen und so fort.As soon as the solidification has started in the mold, the Raised the mold, a process that depends on the mass to be poured, whereby the lifting speed is not greater than the Vernögen of the solidified metal is to form new solidified or solid zones, which in turn lead to further solidification and so on.

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Es ist leicht einzusehen, daß zu den Warmeabtransportverfahren, beispielsweise den Umwälzen von kalten Flüssigkeiten oder kalter Luft oder von Gasen* durch den festen Kühlstab auch die Anwendung von kalter Luft oder kalten Gasen gehörend' . die direkt auf die freiliegende Form gerichtet werden, um auf diese Weise den Wärmegradienten zwischen dem flüssigen und dem festen Zustand dos geschmolzenen Metalls innerhalb des Fornhohlraunes zu steuern. Die unerwünschte Wärmestrahlung von der Metallnasse lässt sich, falls erforderlich, dadurch steuern, daß leichtgewichtige oder vorgeformte, hit^beständige Kügelchen auf der Oberfläche der Metallmasse aufgeschwemmt werden. Diese abschliessende Phase ermöglicht es der in dem Haupthohlraun befindlichen Metalloasse sich mit Erneuerungs- oder Ergänzungsnetall selbst zu speisen, das während der Erstarrung von den unteren Abschnitten des Hohlraumes benötigt wird, der nicht Teil des Haupthohlraumabschnittes ist und der seinerseits Material von der Hauptmetallnasse abzieht, da die Kristalle des erstarrten Metalls durch die Oberfläche der Schnelzennasse in Formen auftauchen, die durch die Metalltrennwirkung der Fornwände bedingt ist und nicht notwendigerweise durch die Druckbehälter, die gewöhnlich von dem Fachmann in der Gießereitechnik benutzt werden. Aus diesem Grunde kann die Struktur der Form, die als Aufteilungs- oder Trennvorrichtung wirkt, so gebrechlich sein, wie ihre Handhabung zulässt, noch bildet dann diese Gebrechlichkeit der Form ein Problem während des Anhebens und der Erstarrungsstufe, da die Hubvorrichtung direkt an den obersten Teil des erstarrenden Metalls befestigt wird. Die Form kann, nachdem sie ihren Zweck der Isolierung von flüssigen Metall in einenjgefornten Körper zum Zwecke der Verfestigung dieses Metalls, die in der Nähe der Oberfläche der Metallschmelze stattfindet, erfüllt hat, daraufhin zer- < brechen und abfallen oder an der Oberfläche des sich abkühlenden, geformten Gußstückes hängen-bleiben und eventuell mechanisch entfernt werden.It is easy to see that the heat removal process, for example the circulation of cold liquids or cold air or gases * through the solid cooling rod, also includes the use of cold air or cold gases. which are aimed directly at the exposed mold in order to control the thermal gradient between the liquid and the solid state of the molten metal within the hollow space. The undesired heat radiation from the metal mass can, if necessary, be controlled by the fact that lightweight or preformed, hit-resistant spheres are floated on the surface of the metal mass. This final phase enables the metal oasis located in the main cavity to feed itself with renewal or supplementary metal, which is required during the solidification of the lower sections of the cavity, which is not part of the main cavity section and which in turn removes material from the main metal wet the crystals of solidified metal emerge through the surface of the melt in molds due to the metal separating action of the mold walls and not necessarily from the pressure vessels commonly used by those skilled in foundry art. For this reason, the structure of the mold, which acts as a dividing or dividing device, can be as fragile as its handling allows, nor is this fragility of the mold a problem during the lifting and solidification stage, since the lifting device is directly attached to the uppermost part of the solidifying metal is attached. The mold may, after having the insulation of liquid metal in einenjgefornten body for the purpose of solidification of this metal, which takes place in the vicinity of the surface of the molten metal fulfilled their purpose, then <break decomposed and fall or cooling at the surface , formed casting-stick and possibly be removed mechanically.

In den Fällen, in denen vor, während und nach der Entfernung j der Form von der Metallmasse Vakuum oder eine kontrollierte Atmosphäre erforderlich 1st, beispielsweise wenn Titan oder andere aktive Metalle verarbeitet werden, lässt sich eine einfacheIn those cases where before, during and after removal j The shape of the metal mass requires a vacuum or a controlled atmosphere, for example if titanium or others Active metals are processed, can be a simple

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kanuerähnlicho Vorrichtung, die die Fora aufnehmen und der Temperatur des Metalls standhalten kann«, so anordnen, daß sie nit der Metallnasse in.direkte Berührung komot. Dadurch wird eine zwangsläufige Vakuunäichtung aufrechterhalten. Gemäß einer anderen möglichen Verfahrensweise kann ein unter Druck stehender Zylinder in die Metallnasse abgesenkt werden^ der das innere Metall solange verdrängt, bis es der Metallnasse zu einen gewünschten Zeitpunkt ermöglicht wird, in der vorher in dea Zylinder angeordneten Gießforn hochzusteigen und die Gießform zu umgeben. Indem die Kanner unter Inertgasdruck gesetzt wird, wird das Metall veranlasst, mit einer bestimmten Geschwindigkeit zurückzuweichen, die so gewählt ist, daS sie den Vorschubbediäigungen des sich verfestigenden Metalls innerhalb der Gießform gerecht wird. Diese Verfahrensweise stellt sicher, daß das ganze Metall, das in die Gießforn hineinläuft, das bevorzugtere Bodennetall ist«, und sie bietet eine zweite Möglichkeit, die Gießfom aus den Metall herauszuziehen, dadurch daß das Metall durch Druckeinwirkung auf einen tiefei'en Spiegel gesenkt wiril. Natürlich lässt sich auch Vakuum zum Hineinziehen des Metalls in die die Gießforn enthaltende Kanner verwenden, wenn die Kanneiyf.n die Metallnasse abgesenkt wird. Die Geschwindigkeit des Absinkens der Metallnasse lässt· sich durch Verringerung des Vakuums nit Hilfe der Inertgaszufuhrsteuerung einstellen.Canoe-like device which can take up the fora and withstand the temperature of the metal ", so that it does not come into direct contact with the wet metal. In this way an inevitable vacuum seal is maintained. According to another possible procedure, a pressurized cylinder can be lowered into the metal pool ^ which displaces the inner metal until the metal pool is allowed at a desired point in time to rise up in the casting mold previously arranged in the cylinder and to surround the casting mold. By putting the kanner under inert gas pressure, the metal is caused to recede at a certain speed which is chosen to meet the requirements of the advancing metal within the casting mold. This procedure ensures that all of the metal running into the mold is the more preferred bottom metal, and it provides a second way of pulling the mold out of the metal by pressing the metal down on a deep mirror . Of course, a vacuum can also be used to pull the metal into the canister containing the casting mold when the canister is lowered into the metal. The speed of the lowering of the metal liquid can be adjusted by reducing the vacuum with the aid of the inert gas supply control.

In Figur 5t> sind die Ve rfahr ens schritte, zur Steuerung des Gefügeaufbaues von nichtaktiven oder nichtreagierenden Materialien dargestellt, die mit dem Schnei en (lii) des zu vergiessenden Metalls in einen Temperaturbereich von 37,8 bis 2200⁰C beginnen, woraufhin die Vorwärmung (112) der Gießforn auf eine Temperatur innerhalb 260°C der Temperatur des geschmolzenen, zu vergießenden Materials erfolgt, und als dritte Stufe die erwärmte Gießforn in das geschnolzene Metall eingetaucht wird (113). Die Schritte sind ähnlich den im vorherigen in bezug auf die Behandlung von reagierenden oder aktiven Metallen beschriebenen Verfahrenssehrit-> 5t in the figure are the Ve rfahr ens steps, illustrated for control of the microstructure structure of non-active or non-reactive materials that start with the cuttin ene (lii) of the metal to be cast in a temperature range from 37.8 to 2200 ⁰ C, whereupon the preheating (112) the casting mold is carried out to a temperature within 260 ° C. of the temperature of the molten material to be cast, and as a third stage the heated casting mold is immersed in the molten metal (113). The steps are similar to the process steps previously described with respect to the treatment of reactive or active metals.

—1 —3 ten. Als nächstes wird dann ein Vakuum von 10 - 5 x iO mm Hg· angelegt (I14), woraufhin das geschmolzene Metall in den Formhohlraum in Beweg*2ng gebracht wird (il5). Insbesondere findet eine-1-3 th. Next, a vacuum of 10-5 x 10 mm Hg. applied (I14), whereupon the molten metal into the mold cavity is set in motion (il5). In particular, a

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solche Metallbewehrung in der K^Tähe des Oberflächenspiegels dor geschmolzenen Masse statt. Das gesehnolzene Metall in der Nähe der Kühlvorrichtuni!; wird an. der Erstarrungszone abgekühlt (ll6), und sobald es sich verfestigt oder sobald es erstarrt, wird cter Erstarrungsbereich in den Abkühlungsbereich der Kanner gehoben (±±7\ die unter einer gesteuerten Teaperatur (ll8) steht. Sobald sich das Material in der kälteren Umgebung der Kanner ganz verfestigt hat, kanu das Vakuum aufgehoben werden (II9), und die ng der Gießfora kann weggebrochen werden (l20).Such a metal reinforcement in the K ^T EARBY instead dor molten mass of the surface level. The molten metal near the cooler !; we then. the solidification zone is cooled (ll6), and as soon as it solidifies or as soon as it solidifies, the solidification area is lifted into the cooling area of the Kanner (± 7 \ which is under a controlled temperature (ll8). As soon as the material is in the colder environment of the Kanner has solidified completely, the vacuum can be released (II9), and the length of the casting fora can be broken away (120).

Es wird darauf hingewiesen, daß gemäß einer weiteren Ausführungsforn des Sriindungsgegenstandes die Gießform in den ungebenden flüssigen Metall bleiben kann, und daß nur der feste Gußkörper, dessen Gefüge in der Erstarrungszone aufgebaut wade, in die kältere Kanner gehoben wird, In diesen Fall ist keine Gießfortr.wand vorhanden und demzufolge entfillt das Wegbrechen dieser Wand.It should be noted that according to a further embodiment of the object of the invention the casting mold in the unpredictable liquid metal can remain, and that only the solid cast body, the structure of which was built up in the solidification zone, into which the colder Kanner is lifted, in this case there is no casting wall and consequently there is no breaking away this wall.

Aus der oben beschriebenen Verfahrensweise und den zugehörigen Vorrichtungen ergibt sich, daß die Erfindung wesentlich verbesserte Möglichkeiten zur Formung von Metallen in einer wärmeleitenden Gießfora heterogener Struktur bietet, und daß die aufgezeigte Verfahrensweise zu einer weitgehenden Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von MetalIfornungsverfahren in allgemeinen bietet, wodurch sich ein besseres Produkt öit besseren strukturellen Eigenschaften herstellen lässt, als dies gegenwärtig der Fall ist, wo der Wärneübergang nicht gleichnässig stattfindet und von der Anwendung der üblichen Anschnittmethoden abhängt.From the above-described procedure and the associated devices it can be seen that the invention is substantially improved Possibilities for the formation of metals in a thermally conductive Gießfora of heterogeneous structure offers, and that the procedure shown to a substantial improvement in the economic viability of metal forming processes in general, whereby a better product with better structural properties can be produced than is currently the case, where the heat transfer does not take place uniformly and from the Application of the usual gate methods depends.

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Claims

South Gate, California Garfield Avenue 106 V7 V.St.A. Ο1: - rHV. Sfd. HtRr ^ MANN THtREbiENSTRASSE 33 Xe / Ca Process and device for converting material from liquid to solid. Patient

1. Device for reshaping material from the liquid to the solid state, characterized by a casting mold (10,66) with an inner cavity (11,72) which encloses a quantity of liquid material; Heating devices (25,26,27,28; 63 ¹ ) which can keep the liquid material in a liquid state (6 ^); Cooling devices (a6., 47; · 88, S9) which are arranged next to the heating devices and can cool the liquid material so that it solidifies, these cooling devices acting on the liquid material (64) in a V / ice , which leads to the formation of a solidification front (65), so that the liquid material in this solidification front passes from the liquid to the solid state.

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2. Device according to claim i, characterized in that shows that the main front (65) looks continuous from one end of the closed mold cavity progressively moved to its other end.

3 * Device according to claim 2, characterized by means (16, 17, 37; 63, 75) for controlling the ambient conditions, these means around the casting mold (10, 66) and the cooling devices (46, 47; 88, 89) are arranged so that the solidifying frotite (65) and the liquid material (64) are only exposed to the most expensive or controlled environment.

k, device according to claim 3> characterized by a reciprocating device (40,67) with which the casting mold (10,66) can optionally be moved away from the heating devices (25,26,27,28; 63 ').

5. Apparatus according to claim k, characterized in that the means for controlling the ambient conditions have a sensing chamber (36,77) which can accommodate the solid part after solidification, and that further means are provided which the interior of this chamber on a maintain a lower temperature than the temperature of the liquid material (64).

6. Apparatus according to claim k, characterized in that the casting mold (ld, 66) is immersed in the liquid material (64), separates and encloses liquid material and is surrounded by a large mass of this material, and that the KUhleinriGhtungen (36) Have means (68) with which they can optionally be brought into contact with the enclosed part,

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in order to reduce the temperature at the origin and by doing this the ο Ersi arrunasi'ront to be thrown up.

7. Apparatus according to claim l, characterized in that the V, γ si arrimgsfront is a liquid
Part (64). has: 1 a semi-rigid part (65)
which is found next to the solid or solidified part.

S, device according to claim 6, characterized in that since (3 the form (10,66) from an with open Ends formed separator consists.

Q. Device according to claim 5, characterized in that that the floating anti device (Ί0.67) is coupled to the mold (10.66), so. that they selectively the mold at a set speed can move out of the surrounding mass of liquid material.

10. Device according to Ansjsruch 7. characterized by means (9l), 'which with the semi-rigid part (65)
put in operational connection in order to exert a shaking or stirring effect on this part.

11. The device according to claim 8, characterized in that the liquid material (6k) has a surface mirror (65), that the means (68) which can be brought into contact with this surface mirror is carried above the surface mirror and can be operated so that it can be operated selectively the separated material touches part close to the surface mirror (65) that the contact device (68) has a lower temperature than the enclosed molten material (Sk), whereby this material at the interface of contact

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rait dei '-Joriihrungse niri ohtung (6m) din formation of a solidification front (() 5) ' permissible ί ,, dit; a change in the state of the separated liquid part brings about that it converts the liquid into a test form, the outer shape of which corresponds to the inner cavity (72).

12. The device according to claim 11, characterized in that the reciprocating device (67) with the contact device (68) in operating ^ connection stands to the fixed fitting of your surface mirror (65) at a set speed move away so that the solidification front (65) progressively over the entire length of the severed Part of the molten material is moved.

13 · Device according to claim 1, characterized by means (85, 91, 93)> those enclosed with dera liquid material are in operational connection and serve to move this liquid material keep.

k Ik <, device according to claim 11, characterized

by a ring line (88) which surrounds the contact device (68) and with a plurality of coolant discharge openings (89.), which are arranged so that they coolant flows on the solidified fitting steer as soon as it leaves the surface mirror (65).

15. The device according to claim 6, characterized by a channel (90) present in the touch device (68) through which coolant for controlling the temperature of the touch device can be conducted.

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16. University of Applied Sciences? according to claim 1 1 with a III container to absorb the liquid material, animal under the surface mirror surrounded by a heating device is, with which it and the liquid material can be heated, characterized in that the casting mold (66) has an uppermost formt) ffnun-c and in which liquid material (64) substantially on the surface mirror (63) is arranged; that the contact device (68) has a cooling rod (h6) which above the surface mirror (63), with the topmost The mold opening is aligned and is such that it is aligned with the liquid material (64) in the mold cavity (72) on the surface mirror, (65) can be brought into contact is; that the reciprocating device (6?) the cooling rod (8b) can move so that it can with the liquid material within the forra cavity in contact comes and can pull out the material after solidification; and that the Xühlstange (y6) a has a lower temperature than the liquid material (64), whereby the material can be solidified in the coal space (72) is when it comes into contact with the cooling rod.

17- device according to claim 16, characterized in that that there is a bond between the cooling rod (86) and the solidified material, so that the solidified material adheres firmly to the cooling rod and, in addition to the cooling rod, forms a heat sink which causes the adjacent material to solidify.

18. The device according to claim Ib, characterized in that that the solidification front (65) is located on the surface mirror, consisting of solidified Material adjacent to the cooling rod (86), semi-solid material immediately below and liquid material (64) immediately

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below the semi-solid material, so that the cooling rod (86) and the solidified material form a heat sink, which further solidification or solidification when the cooling rod (h6) is moved away from the Brings about surface mirror,

19- device according to claim 16, characterized by one on the container (60) and the heater ^ (63 ', 69') carried vacuum chamber (77), the upper- surface mirror (65) forms the bottom of the vacuum chamber (77), which is of such a nature that it can pick up the solidified material as the cooling rod (86) moves away from the surface mirror.

20. The device according to claim l6, characterized by fastening means (69) which the casting mold (66) releasably connect to the cooling rod (86).

■ 21, device according to claim l6. characterized, that the mold (66) consists of a temperature-sensitive material that solidified from the ^ Material breaks away as soon as the mold (66) moves away from the surface mirror (65) separates.

22. The device according to claim I3, characterized in that the stirring or vibrating device (85,91,93) has a "yibratorteil, which by the liquid Material (6 ^) can transmit sound energy,

23. The device according to claim 22, characterized in that that the vibrator (85) is firmly connected to the cooling rod (86).

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2h. Device according to claim 22, characterized in that the vibrator (9 3 ^ lest is attached to the heating device (63, t> V).

25. The device according to claim 13, characterized in that (let the stirring or shaking device have an induction coil ( ^l ) l) which surrounds the casting mold (66) and can impart a warm movement to the liquid materiel (6 ^).

2 B. Device according to Claim 1, characterized in that the casting mold (66) consists of a one-piece Body consists of an open ended, inner cavity (72) of predetermined configuration which is delimited by a continuous side wall of the body and is in the liquid material (6-'t) can be immersed so that the liquid material through at least one of the body openings (71) into the cavity can flow in.

27. \ "device according to claim 26, characterized in that that the body (66) has two passages located at its opposite ends, and forming the openings at opposite ends of the inner cavity (72) through which the liquid Material (64) flows into the cavity.

28. The device according to claim 26, characterized in that the side wall of the body (66) consists of a thermosensitive material that breaks as soon as exposed to a certain temperature difference will.

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29. The device still claim 26, characterized in that the thickness of the side wall between 0.025 and is 12.7 mm.

30. The device according to claim ^r >, characterized in that a heating chamber (15, 25) is arranged next to the cooling chamber (36). that the reciprocating device (AiO) is generally located between the cooling chamber and the heating chamber and can move out of the heating chamber into the cooling chamber, that the casting mold (10) carried by the reciprocating device (40) is arranged in the heating chamber (15) and can be driven into the cooling chamber due to the movement of the reciprocating device, and that the mold in the inner cavity (li) can accommodate a certain amount of liquid material, whereby the liquid material progressively solidified along the mold length from one end to the other end of the mold as the mold (10) moves through the cooling chamber (36).

31. The apparatus of claim JO, W characterized by an annular cooler (45? 46.47), which surrounds the reciprocating device (40) and directing KUhlmittelströme to the casting mold (LO) in their Into passage in the cooling chamber (36) can.

32. Apparatus according to claim 3.0, characterized by a vacuum device (22, 24) connected to the heating chamber (15) with which ambient conditions controlled in the heating chamber can be set.

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33 · Device according to claim 30, characterized in that the reciprocating device (kO) has a platform (kl) which between the Ileizkainnier (15) and the cooling chamber (36) forms an ordinary wall, of which the Casting mold (10) is carried,

3k · Device according to claim 30, characterized by a crucible (l3) rotatably mounted in the heating element (15), with which liquid material can be poured into the interior (li) of the casting mold (iO).

Device according to Claim JL, characterized in that the solidification front is located next to the entry opening of the cooling chamber (36) in which the liquid material can be converted from the liquid to the solid state.

36. Device according to claim 1, characterized in that that the liquid material is molten metal heated to a melt.

37. A method for reshaping material from the liquid to the solid state, characterized in that that the material is melted into the melted State transferred wii'd. (13)> that part of the melted Material is filled into a casting mold (10,66), and that the temperature des.geschmolzenen material in the casting mold is reduced at a selected end of the mold so that a solidification front (65) is formed, which to this effect acts that it changes the state of the separated, melted material from liquid to solid.

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3 * 5, method according to claim 37, characterized in that the "solidified material is removed from the molten material after the temperature decrease, whereby the solidification ^{surface (6 1} J) as a ( _r enzflache between the solid or solidified material and the .melted material (64) acts to create additional solidified material once the previously solidified material is withdrawn.

39. A method according _n demanding 37, characterized in that / is maintained ärmeaustausch of this material and the surrounding molten material between your separated T _e il in the separation of the liquid material is a Y.

40 «Method according to claim 3 *, characterized thereby. shows that when the temperature drops, the molten Material kept in motion at the interface (85,91, 93) will.

41 ,. The method of claim 3 * 5, characterized characterized marked Ψ that, in the temperature lowering des.weiteren to the solidified material and the surface of the molten material (64,65) controlled Unigebungs- be maintained conditions.

42. The method according to claim 38, characterized in that the molten material (64) has a surface mirror (65) that a casting mold (66) with an inner cavity (72) with open ends (70, 71) through the surface mirror (65) is passed dipped into the molten material (64) so that a portion of the molten material enters the cavity, and it fills _t and that, by the mold opening (70) corresponding to the

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Surface mirror (65) to the next lieat, a heat sink device (6 * i, fs6) introduced and brought into contact with the molten material that occupies the cavity, so that the solidification front is built up on the contact surface for lowering the temperature of the liquid material which solidifies the molten material (64) contacted by the heat sink to a solid state shape, the outer shape of which corresponds to the inner cavity (72).

■ Ί3. A method according to claim 2, characterized in that after the heat sink device (68) has been introduced into the molten material (6 '*), the solidified material to the extent that it forms on the heat sink stock above the surface level (65 ) is withdrawn, as well as to the extent to which it forms on the solidified part of itself when it is continuously withdrawn.

kk. Method according to Claim 43, characterized in that a certain speed is maintained when the solidified material is drawn off above the surface level (65), so that the solidification front progresses progressively along the entire length of the molten material within the cavity (72).

Ί5. Method according to Claim 43, characterized in that when the heat sink (68, 86) is introduced, the molten material (ßi) is set in motion or kept in motion at the interface.

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46. The method according to claim 37, characterized in that the mold (10) prior to receiving the molten Material is preheated,

47. The method according to claim 37, characterized in that that after the temperature decrease, further cooling takes place, so that the solid material is completely stiffens.

48. The method according to claim 37, characterized in that that the molten material from a crucible (13) is poured into the mold (OK).

49 · Method according to claim 46, characterized in that that after the mold has been preheated (10), the space surrounding the mold is evacuated.

50. The method according to claim 42, characterized in that after filling the mold (66) by Immersing the surface mirror (65) of the molten Material (64) is placed under vacuum.

51. The method according to claim 37, characterized in that after the temperature decrease, the vacuum
is canceled in the chamber (15).

52. The method according to claim 36, characterized in that the casting mold (10) of the solidified
Material is removed to expose the shaped, solidified material.

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