DE1943280C - Gießvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung mit Die Vakuumkammer 2 weist ein Unterteil 4 und einer KUhiplatte, mit einem wöhrend des Gießvor- einen Deokel 6 auf. Unterteil 4 und Deckel 6 werden ganges auf dieser aufstehenden Aufnahmebehälter, durch Flansche 8 und 10 zusammengehalten. Ein mit rund um den Aufnahmebehälter angeordneten Auge 12 erleichtert das Abnehmen und Aufsetzen und in senkrechtem Abstand voneinander liegenden S des Deckels 6. . ...... _,

Heizwicklungen und mit mehreren Indem Aufnahme- Im Unterteil 4 ist eine Kühlplatte 14 angeordnet, behalter angeordneten Gießformen. Sie ist in senkrechter Richtung verschiebbar. Hierzu

Eine Gießvorrichtung dieser Art ist zum Beispiel dient ein Zylinder 16 und ein in diesem verschiebaus der französischen Patentschrift 1480 998 bekannt. barer Kolben 18, mit dessen Kolbenstange 20 die Durch die Anordnung der Gießformen ic einem Auf- to Kühlplatte 14 verbunden 1st. Ein Ventil 22 regelt die nahmebehälter, der von unten durch die KUhiplatte Zuführung von Druckmittel in den Zylinder 16. gekühlt und vbn außen durch die Heizwicklungen Durch Schlauche 24 wird Kühlflüssigkeit in die KUhI-aufgeheizt wird, läßt sich das Wachstum der Kristalle platte 14 eingeleitet.

beim Guß in einer bestimmten Weise steuern. Zum Oberhalb der KUhiplatte ist ein Stützring 26 am Beispiel lassen sich Einkristall-Gießtelle, wie Tür- 15 Unterteil 4 befestigt. Der Aufnahmebehälter 28 steht binenschaufeln, herstellen, die eine gerichtet erstarrte auf dem StUtzring 26. Der Aufnahmebehälter 28 Kristallstruktur aufweisen. nimmt die Gießformen 40 auf. Die Kühlplatte 14

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der kann durch den Stützring 26 hindurchgeschoben wer-Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Gießvorrich- den. In der Vakuumkammer 2 ist eine Heizeinrichtung tung so auszubilden, daß in einem Arbeitsgang meh- »0 angeordnet, wie z. B. das Widerstandsheizelement 32. rere Gießteile mit unterschiedlicher Zusammen- Mehrere axial auseinanderliegende primäre Induksetzung gegossen und zur Erstarrung gebracht werden tionswicklungen 34 a, 34 b und 34 c umschließen den können. Eine solche Gießvorrichtung wird z. B. für Aufnahmebehälter 28 und erhitzen diesen. Die Wick-Laboruntersuchungen verwandt werden, bei denen lungen 34 α, 34 b, 34 c werden von Stützen 36 geman die Eigenschaften von Gießteilen untersuchen as tragen. Die einzelnen Wicklungen 34 a, 34 b, 34 c will, die unterschiedliche Zusammensetzung auf- werden getrennt von Schaltern 27 gesteuert, so daß weisen, aber unter gleichen Gieß- und Erstarrungs- sie während der Erstarrung der Legierung von der bedingungen hergestellt worden sind. Zur Lösung unteren zur oberen Wickjung nacheinander ausdieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Auf- geschaltet werden können.

nahmebehälter zur Aufnahme mehrerer voneinander 30 Der Aufnahmebehälter 28 ist ein Zylinder von einer unabhängiger Gießformen mehrere diese mit enger solchen Größe, daß er in die Induktionswicklungen Passung aufnehmende senkrechte öffnungen aufweist. 34 a, 34 b, 34 c paßt und auf dem Ring 26 aufruht.

Der erfindungsgemäße Aufnahmebehälter kann Er weist mehrere axial ausgerichtete durchgehende demnach mehrere Gießformen aufnehmen, die mit öffnungen 38 auf, die in geringem Abstand vonein-Legierungen unterschiedlicher Zusammensetzung ge- 35 ander liegen, so daß zwischen ihnen nur dünne füllt werden können. Da der Aufnahmebehälter bzw. Wände verbleiben. Der Aufnahmebehälter 28 besteht dessen öffnungen die verschiedenen Gießformen um- vorzugsweise aus Graphit und wirkt als Sekundärschließen, haben sämtliche Gießformen die gleiche wickh-ng für die primären Induktionswicklungen 34 a, wärmeleitende Verbindung mit dem kühlenden Boden 34 b, 34 c. Jede öffnung nimmt eine Gießform 40 auf, und dem aufheizenden Mantel der Gießvorrichtung, 40 deren unteres Ende ungefäh'^;" einer Ebene mit dem so daß die Gießbedingungen identisch sind. B-»len des Aiifnahmebehäi·^·· ZS liegt. Von den

In einer zweckmäßigen Α»·Γ"-!>γ,- _v \-.r_:: s*eht die Wänden der öffnungen 38 voistehende Elemente 42 Frfi"di;nf· v>r, d S ic-de '.'·■· ' iorm einen das Gießteil beg nzen die Abwärtsbewegung der Gießform 40.
türmenden Abschnitt und einen Kristall-Wachstums- Die öffnungen 38 sind vorzugsweise zylindrisch

abschnitt zwischen diesem Abschnitt und ihrem 45 und weisen eine solche Größe auf, daß die in ihnen Boden aufweist. angeordneten Gießformen 40 genau in sie passen.

Durch diese Unterteilung jeder Gießform in min- Bei Verwendung einer verhältnismäßig flachen Gießdestens zwei Abschnitte wird das Kristallwachstum form 40 kann es wünschenswert erscheinen, die öffgünstig beeinflußt, da die Formgebung und das nung genauer der Gestalt der Gießform 40 anzupas-Kristallwachstum getrennt voneinander erfolgen kann. 5° sen. Die axiale Abmessung des Aufnahmebehälters

Schließlich sieht die Erfindung noch vor, daß jede 28 ist so gewählt, daß sie im wesentlichen gleich jener Gießform oberhalb des das Gießteil formenden Ab- der zu verwendenden Gießformen 40 ist.
schnittes einen Füllraum aufweist. Jede Gießform 40 ist eine sogenannte Mantelform.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Aus- Sie weisen einen das Gießteil formenden Abschnitt führungsformen wird die Erfindung nun weiter er- 55 44 auf, welcher der Gestalt des fertigen Gießteiles läutert. entspricht. Bei der dargestellten Ausführungsform ist

Dabei ist dieses eine Turbinenschaufel, die einen Ring 46, einen

Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine in einer Schaufelabschnitt 48 und einen Fußteil 50 aufweist. Vakuumkammer angeordnete Gießvorrichtung, Unterhalb des Abschnittes 44 ist in der Form ein

F j g. 2 eine Aufsicht auf den Aufnahmebehälter, δο Wachstumsabschnitt 52 vorgesehen, der eine Erwei-

Fig. 3 ein Schnitt durch den Aufnahmebehälter terung über den Fußteil 50 hinaus bildet. Der Boden entlang der Linie 3-3 in Fi g. 2, 54 verschließt die Form nach unten.

F i g. 4 in größerem Maßstab ein Schnitt durch Oberhalb des Abschnittes 44 weist die Form 40

eine in einer öffnung angeordnete Gießform, einen vorzugsweise zylindrischen Füllraum 56 zur

Fig. 5 eine Teilansicht einer Gießform zum 65 Aufnahme eines Angusses der zu gießenden Legie-Gießen von Einkristall-Gegenständen und rung auf. Die Länge der vollständigen Form ist vör-

F i g. 6 in größerem Maßstab ein F i g. 4 ähnlicher zugsweise im wesentlichen gleich der Länge einer Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform. öffnung 38. Das Volumen des Füllraumes 56 ist grö-

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ßer als das Volumen des Übrigen Teils der Gießform 40, so daß der Anguß in geschmolzenem Zustand den Übrigen Teil der Form ausfüllen wird.

Die vorstehend beschriebene AusfUhrungsform ist für gerichtet erstarrte Gießi&ile geeignet. Eine ahn· Hohe Form mit einem abgeänderten unteren Ende dient für Einkrlstall-Gußstütke, Wie Fig.5 zeigt, weist zu diesem Zweck das Fußteil 50 α eine andere Art Wachstumizone S8 auf, die zlckzackförmig verläuft. Es wurde gefunden, daß diese an ihrem oberen Ende einen einzigen Kristall erzeugt, welcher sein Wachstum als solcher durch das ganzeGußstück fortsetzt.

Wenn die Kühlplatte 14 in Berührung mit dem Boden der Gießform 40 bewegt wird, beginnt das is Kornwachstum am unteren Ende des Hohlraumes und wird im zickzackförmigen Teil zu einem einzigen Kristall, dessen Wachstum auf einer im wesentlichen waagerechten Berührungsfläche zwischen fester und flüssiger Phase nach oben fortschreitet, bis die Legle- ao rung vollständig erstarrt ist.

Eine abgeänderte AusfUhrungsform ist in F i g. 6 dargestellt. Die Gießform enthält einen das Gießteil formenden Abschnitt 46 α und oberhalb desselben eine Eingußöffnung 60, durch welche die Metall- as schmelze eingegossen wird. Bei dieser AusfUhrungsform sind mehrere Gießformen durch eine sternförmige Eingußöffnung miteinander verbunden, um sie gleichzeitig zu füllen. Diese Anordnung ist beispielsweise verwendbar, wenn alle gegossenen Gegenstände aus der gleichen Legierung bestehen.

Im Betrieb wird der Aufnahmebehälter mit den in ihm angeordneten Gießformen in den Ofen eingebracht und in diesem erhitzt, wobei die Kühlplatte im Abstand von den Gießformen liegt, bis die ganze Gießform eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunkt;, tr.r Legierung aufweisa. Die Gießform wird dann gefüllt, indem entweder die geschmolzene Legierung in die Gießform oder -formen eingegossen wild (Fig. 6) oder indem die Legierung am oberen Fnne des Hohlraumes schmilzt und in den Teil der G'',K-fufi!i m'ch unten fließt, in dem das Gußstück f -· fi.fim: *i> ί Wenn sLh der Aufnahmcbehr.l-e- ».~Λ die Gießformen oberhalb der Schmelztemperatur der Legierung befinden, wird die Legierung in geschmolzenem Zustand gehalten, bis die Erstarrung beginnt. Zu diesem Zweck wird die Kühlplatte mit dem Boden des Aufnahmebehälters und dem Boden der Formen in Berührung gebracht, und ungefähr zur gleichen Zeit wird die unterste Heizwicklung ausgeschaltet. Die Kühlplatte kühlt den Boden der Gießformen, so daß die nach oben gerichtete Erstarrung innerhalb der Gießformen beginnt. Gleichzeitig bewegt sich die Berührungsfläche zwischen der erstarrnoch flüssigen Legierung ober

die Gießformen auf eine uicuu_Bw»v ...... _.

gekühlt werden, so daß die Erstarrung innerhalb der Gießformen beendet werden kann. Mit einem Aufnahmebehälter der dargestellten und beschriebenen Art 1st es möglich, im ganzen Aufnahmebehälter und in den in diesem angeordneten Gießformen während deren Erhitzung eine im wesentlichen gleichmäßige Temperatur zu erzielen und die Geschwindigkeit der aufwärts gerichteten Abkühlung der Gießformen und des Aufnahmebehälters während der Erstarrung der Legierung wirksam zu regeln. Die Geschwindigkeit der Abkühlung und demgemäß die Geschwindigkeit der Erstarrung der Legierung wird leicht geregelt durch die Wärmeabsorptionswirkung der Kühlplatte und die Geschwindigkeit, mit welcher die aufeinanderfolgenden Heizwicklungen während der Abkühlung ausgeschaltet werden. Die Geschwindigkeit der Abkühlung kann unter gewissen Bedingungen durch Herausziehen des Aufnahmebehälters aus den Induktionswicklungen statt durch aufeinanderfolgendes Ausschalten der Wicklungen geregelt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gießvorrichtung mit einer Kühlplatte, mit einem während des Gießvorganges auf dieser aufstehenden Aufnahmebehälter, mit rund um den Aufnahmebehälter angeordneten und in senkrechtem Abstand voneinander liegenden Heizwicklungen unü sr*» 'ihr i^i" in 4tr» Aufnahmebehälter angeordneten Gieiitormen, dadurch g e k e η η τ e i c!. η * t rhß der Aufnahmebehälter (2Ä) zi-r Aufnahme r.tcii'iw ^miteinander unabhängiger Gießformen (4$*) mehrere die.« mit sr»r.if Pwung aufnehmende s^k*?.··?«;: öffm·«^:?» r5p > aufweist.

2. Gießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gießform (40) einen das Gießteil formenden Abschnitt (44) und einen Kristall-Wachstumsabschnitt (52) zwischen diesem Abschnitt (44) und ihrem Boden (54) aufweist.

3. Gießvorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gießform (40) oberhalb des das Gießtei! formenden Abschnittes (44) einen FUllraum (56) aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen