DE1950987A1 - Process for the production of castings from alloys of metals and gases and equipment for its implementation - Google Patents
Process for the production of castings from alloys of metals and gases and equipment for its implementationInfo
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Description
(Priorität: 90 Oktober 1968,Nr*10 785, Bulgarien)(Priority: 9 0 October 1968, No. 10 785, Bulgaria)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formgiesslingen aus Metallen und Metallegierungen, die in festem Zustand ein gelöstes oder chemisch, gebundenes Gas enthalten, und zwar in solcher Menge, die einen günstigen Einfluss auf die physikalische, chemische oder andere Eigenschaften des erhaltenen Werkstoffes ausübt, sowie eine Hinrichtung zur Durchführung des Verfahrens„The invention relates to a method for the production of castings from metals and metal alloys, which in the solid state have a dissolved or chemically, contain bound gas, in such an amount that exerts a favorable influence on the physical, chemical or other properties of the material obtained, as well as an execution to carry out the process "
Es ist bekannt, dass einige Gase, falls sie in Form einer festen Lösung oder chemisch gebundener Komponenten in der Struktur der Metall- enthalten sind, dessen EigenIt is known that some gases, if contained in the structure of the metal in the form of a solid solution or chemically bound components, have its own
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schäften ausserordentlieh güm;tig beeinflusseno Ein typisches Beispiel dafür ist der Stickstoff, der in einexßeihe von Legierungen auf Eisen-Basis, Strukturen mit verbesserten oder neuen Eigenschaften schafft„ Es ist andererseits bekannt, dass die Metalle in flüssigem Zustand bedeutende Gasmengen auflösen können, doch diese Eigenschaft niroat in festem Zustand erheblich ab. Diese Besonderheit führt in der Giessereitechnik zu einer ziemlich lästigen Wirkung: die im geschmolzenen Metall gelösten Gase scheiden bei dessen Erstarren aus, wobei Blasen und andere Zerlegungen der Struktur ^ auftreten; demzufolge sind besondere Massnahmen erforderlich, ' um das Lösen der Gase in der Schmelz® zu behindern oder um diese Gase vor dem Erstarren abzuführen, zoB° durch Vakuum»transactions ausserordentlieh bam; tig influence o A typical example is the nitrogen which creates in einexßeihe of alloys, iron-based structures with new or improved properties "It is otherwise known that the metals may dissolve significant quantities of gas in a liquid state, but this property niroat in the solid state considerably decreases. This peculiarity leads to a rather troublesome effect in foundry technology: the gases dissolved in the molten metal are separated out when it solidifies, with bubbles and other decomposition of the structure occurring; Accordingly, special measures are needed 'to releasing the gases to impede the Schmelz® or near these gases prior to solidification dissipate, z o B ° by vacuum "
Es besteht die Möglichkeit, den Giessvorgang im Autoklaven bei erhöhtem Druck eines Gases durchzufuhren, dessen Auflösen wünschenswert ist. Das Wesentliche in diesem Fall ist, dass beim Erstarren des Giesslings der Druck die» ses Gases noch grosser sein muss, damit das aufgelöste Gas nicht infolge seiner verringerten Löslichkeit in festem Zu-. stand ausscheidet, die der Krästallisationstemperatur entspricht. Die Herstellung von Metall Gas-Legierungen im Autoklaven ist ein Verfahren, das zur Fertigung von Fonagiess- ψ lingen aus dieser Art von Legierungen nicht anwendbar ist., oder diese würden so teuer sein, dass dieses Verfahren Bedeutung nur im Labormaßstab hat. Der Grund dafür ist die Tatsache, dass sich beim Autoklavgiessen die Metallschmelze und der Giessling gleichzeitig im Autoklavraum befinden. Falls darin ein hoher Druck des aufzulösenden Gases erzeugt wird, führt das zu einer Erhöhung seiner Konzentration in der Schmelze» Dieses Gas wird beim Erstarren des GitJsslings in Form von Blasen ausscheidenc It is possible to carry out the casting process in the autoclave at an increased pressure of a gas whose dissolution is desirable. The essential thing in this case is that when the casting solidifies, the pressure of this gas must be even greater so that the dissolved gas does not become solid due to its reduced solubility. stand that corresponds to the crystallization temperature. The production of metal gas alloys in the autoclave is a process that cannot be used for the production of Fonagiess- ψ lingen from this type of alloys., Or these would be so expensive that this process is only relevant on a laboratory scale. The reason for this is the fact that during autoclave casting, the molten metal and the casting are in the autoclave space at the same time. If it is a high pressure of the gas to be dissolved is generated which leads to an increase in its concentration in the melt "This gas is eliminated during the solidification of the GitJsslings in the form of bubbles c
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Das kann durch eine schroffe Erhöhung des Druckes während der Kristallisation vermieden werden. Auf diese Weise wird die gewünschte Legierung zwar erhalten, doch die Schmelze wird mit mehr Gas gesättigt, was nicht wünschenswert ist und eine Druckminderung erfordert, sowie ein Entgasen der Schmelze,, Aus diesem Grund kann eine Autoklav-Einrichtung nicht mit einem Behälter für Metallschmelze arbeiten, der eine grössere Menge enthält als es für einen Abguss erforderlich ist, wodurch dieses Verfahren verteuert wird. This can be avoided by increasing the pressure sharply during crystallization. In this way the desired alloy is obtained, but the melt becomes saturated with more gas, which is not desirable and requires a pressure reduction, as well as a degassing of the melt. For this reason, an autoclave device do not work with a molten metal container that contains a larger amount than is required for a cast, which makes this process more expensive.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, die vorhandenen Kindernisse bei der Herstellung von hochwertigen Legierungen von Metallen und Gasen durch ein Verfahren au überwinden, bei dem die aufgezählten Mängel vermieden werden, d.h. ein Verfahren, das mit verhältnismässig einfachen Mitteln die Herstellung von Giesslingen aus solchen Legierungen in Formen ermöglicht, wobei die Metallschmelze mit dem aufzulösenden Gas in einem abgesonderten Behälter behandelt wird, der grosser ist im Vergleich zu dem Gewicht des Giesslings. The aim of the present invention is to use the existing children's tears in the production of high quality Alloys of metals and gases by a process au overcome, in which the listed shortcomings are avoided, i.e. a procedure that is relatively simple Means the production of castings from such alloys in molds, the molten metal being treated with the gas to be dissolved in a separate container which is larger compared to the weight of the casting.
Das Lösen dieser Aufgabe erfolgt, entsprechend der Erfindung, indem sich der Behälter mit der Schmelze und die Giessfora während des Giessvorgangs in abgesonderten Kammern befinden und unter dem Druck einer Atmosphäre stehen, die aus dem aufzulösenden Gas und eines anderen, dem Metall gegenüber passiven Gas besteht, in einem solchen Verhältnis, dass der Partialdruck des aufzulösenden Gases in der Kammer der Form höher ist als der Druck in der Kammer des Behälters mit der Schmelze. Ss ist infclgedassen möglich, dass die Löslichkeit des Gases, die von dessen Partialdruck abhängig ist, sowohl in der Schmelze, als auch im erstarrenden Metall die gleiche ist; dabei kann der Gesamtdruck des Gases in den beiden Kammern entsprechend den Erfordernissen des Giesspro»This object is achieved, according to the invention, in that the container with the melt and the casting mold are in separate chambers during the casting process and are under the pressure of an atmosphere consisting of the gas to be dissolved and another gas that is passive to the metal , in such a ratio that the partial pressure of the gas to be dissolved in the chamber of the mold is higher than the pressure in the chamber of the container with the melt. It is therefore possible that the solubility of the gas, which depends on its partial pressure, is the same both in the melt and in the solidifying metal; the total pressure of the gas in the two chambers can be adjusted according to the requirements of the casting process.
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zesses gewählt werden, d.h. er kann der gleiche in beiden Kammern sein oder von der Seite der Klammer des Behälters mit der Schmelze erhöht werden, damit die Schmelze in Richtung der Giessform befördert wird.process, i.e. it can be the same in both Be chambers or be raised from the side of the clamp of the container with the melt, so that the melt in the direction the mold is conveyed.
Die Erfindung wird eingehender mit Hilfe der beigelegten Abbildungen erläutert, in denen beispielhafte Einrichtungen schematisch dargestellt sind, welche die Durchführung dieses Vorgangs ermöglichen.The invention is explained in more detail with the help of the accompanying figures, in which exemplary devices are shown schematically, which enable this process to be carried out.
t Fig. 1 zeigt eine Einrichtung, bei der die Schmelze unter der Wirkung von Gasdruck befördert wird; 1 shows a device in which the melt is conveyed under the action of gas pressure;
Fig. 2 zeigt eine Einrichtung, bei welcher die Schmelze unter der Wirkung der Gravitation befördert wird.Fig. 2 shows a device in which the melt is conveyed under the action of gravity.
Der Behälter für die Schmelze 1 befindet sich in ' der hermetisch geschlossenen und wärmeisolierten oder be-The container for the melt 1 is located in ' the hermetically sealed and thermally insulated or
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heizten Kammer 2. Er ist durch das Zuführrohr 3 mit der Giessform 4 verbunden, die ihrerseits in einer anderen hermetisch abgeschlossenen Kammer 5 eingeschlossen ist. Es sind zur Steuerung der Verbindung zwischen den beiden Kammern auf dem Zu· führrohr das Ventil 6 und das Sperrorgan 7 im Weg des Metalls ^ vorgesehen, welche mit Hilfe von bekannten Mitteln gesteuert werden können, d.h. sie können während des Vorgangs geschlossen oder geöffnet werden.heated chamber 2. It is connected by the feed pipe 3 with the mold 4, which in turn is hermetically sealed in another enclosed chamber 5 is included. There are to control the connection between the two chambers on the access guide tube the valve 6 and the locking member 7 in the way of the metal ^ provided, which can be controlled with the help of known means, i.e. they can be closed during the process or be opened.
In den baiden Behältern 8 und 9 befindet sich unter Druck das aufzulösende Gas im Gemisch mit einem passiven Gas bei verschiedenen, zweckmSssig gewählten Konzentrationen; •das Zirkulations-Regenerierungssystem 10 ist für die Reinigung der Gase bestimmt, die aus den hermetisch abgeschlossenen Kammern des Behälters für die Schmelze und der Giessform herauskommen, sowie für ihre Rückführung in den BehälternIn the basic containers 8 and 9, the gas to be dissolved is under pressure in a mixture with a passive one Gas at different, appropriately chosen concentrations; • the circulation regeneration system 10 is intended for the purification of the gases coming from the hermetically sealed chambers of the tank for the melt and the mold come out, as well as for their return in the containers
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8 und 9. Die Durchflussmenge und der Druck der Gasströme werden durch die Ventile 12 bis 17 gesteuert.8 and 9. The flow rate and the pressure of the gas streams are controlled by the valves 12-17.
Der Vorgang verlauft, entsprechend der Erfindung, folgenderweise: bei geschlossenem Sperrorgan 7 und geöffnetem Ventil 6 wird durch Öffnen des Ventils 12 die Kammer 2 des Behälters mit der Schmelze 1 mit einem Gasgemisch ge» füllt, das aus dem Behälter 8 einläuft, mit dem die Schmelze behandelt wird. Es ist zweckmässig, dass die Zuführung des Gasgemisches auch durch die Schmelze mittels des Rohres 11 oder durch eine poröse Wand im Boden des Tiegels langsam erfolgt, so dass ein gutes Vermischen des Gases mit der Schmelze gewährleistet wird. Gleichzeitig wird durch das Ventil 13 in der Kammer 5 der Giessform 4 ein Gasgemisch aus dem BehälterThe process proceeds, according to the invention, as follows: when the locking member 7 is closed and the valve 6 is open, opening the valve 12 opens the chamber 2 the container with the melt 1 with a gas mixture ge » fills, which runs in from the container 8, with which the melt is treated. It is advisable that the Gas mixture also takes place slowly through the melt by means of the tube 11 or through a porous wall in the bottom of the crucible, so that a good mixing of the gas with the melt is guaranteed. At the same time, the valve 13 in the chamber 5 of the mold 4, a gas mixture from the container
9 eingelassen. Bei dieser vorbereitenden Etappe des Vorgangs sind die Drucke in den beiden Kammern 2 und 5 gleich gross, so dass kein Fördern der Schmelze durch das öffnen des Sperrorgans 7 hervorgerufen wird.9 recessed. In this preparatory stage of the process, the pressures in the two chambers 2 and 5 are the same, so that the opening of the locking member 7 does not cause the melt to be conveyed.
Durch das Schliessen des Ventils 6 und Erhöhung des Druckes in der Kammer 2 wird ein Fluss der Schmelze durch das ZufUhrrohr 3 zur Giessform 4 und ein Ausfüllen derselben bewirkt. Falls die Konzentration des aktiven Gases im Behälter 9 respektive in der Kammer S und in der Giessform 4 beträchtlich höher ist als die im Behälter 8 und in der Kammer 2, ist es nicht möglich, dass sich die Metallschmelze für die kurze Dauer des.Ausfüllens der Giessform beträchtlich alt Gas anreichert; doch der unmittelbar nach dem Füllen der Form darin beginnende Vorgang der Kristallisation der Schmelze verläuft vollständig bei hohem Partialdruck des aktiven Gases, d.h. das im Behälter 1 schon gelöste Gas kann von der kristallisierenden Schmelze nicht mehr entweichen und bleibt in ihr gelöst. Durch Ausgleichen des Druckes in den beiden Kammern, das nach Füllung der Form erfolgt, wird die Uber-By closing the valve 6 and increasing it the pressure in the chamber 2 is a flow of the melt through the supply pipe 3 to the casting mold 4 and filling the same causes. If the concentration of the active gas in the container 9 or in the chamber S and in the casting mold 4 is considerably higher than that in the container 8 and in the chamber 2, it is not possible that the molten metal is considerably old for the short duration of the filling of the casting mold Gas enriches; but the process of crystallization of the melt, which begins immediately after the mold has been filled runs completely at a high partial pressure of the active gas, i.e. the gas already dissolved in container 1 can be removed from the crystallizing melt can no longer escape and remains dissolved in it. By equalizing the pressure in the two Chambers, which takes place after filling the mold, the over-
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flüssige Schmelze von dem Zuführrohr im Behälter für die Schmelze zurückgeführt und das Sperrorgan 7 kann geschlossen werden. Falls nötig, ist es leicht, nachträglich den Druck des aktiven Gases in der Kammer 5 zu erhöhen während der Zeit, bis die Kristallisation beendet ist.liquid melt from the feed tube in the container for the Melt returned and the locking member 7 can be closed will. If necessary, it is easy to subsequently increase the pressure of the active gas in the chamber 5 during the Time until crystallization has ended.
Die Herausnahme des Giesslings aus der Form 4 erfolgt nachdem das aktive Gas aus der Kammer 5 durch das Ventil 17 in das Zirkulations-Regenerieruzigssystem 10 zurück» k gezogen wird, um erneut im Behälter 9 verwendet zu werden.The casting is removed from the mold 4 after the active gas has been returned from the chamber 5 through the valve 17 to the circulation regeneration system 10 » k is drawn to be reused in the container 9.
Nach erneutem Einlegen der leeren Giessform und Wiederherstellung des Ausgangszustandes der Anlage ist es möglich, den GiessVorgang zu wiederholen. Während der ganzen Zeit wird die Gasatmosphäre in der Kammer 2 des Behälters für die Schmelze 1 nicht ausgetauscht, sondern nur der Druck schwankt in engen Grenzen, damit die Schmelze in Richtung der Giessform oder zurück fliessen kann. Dementsprechend tritt das Ventil 16 in Funktion zum Aussaugen des Gases aus der Kammer 2, und zwar erst nach völligem Ausschöpfen der Metallschmelze aus dem Behälter 1.After reinserting the empty mold and restoring the system to its original state, it is possible to to repeat the pouring process. All the while being the gas atmosphere in the chamber 2 of the container for the melt 1 is not exchanged, only the pressure fluctuates in narrow limits so that the melt can flow in the direction of the mold or back. Accordingly, the valve occurs 16 in function of sucking the gas out of the chamber 2, and only after the molten metal has been completely exhausted the container 1.
Ψ '■Ψ '■ . Die Einrichtung kann in einer analogen Ausführung. The device can be in an analog version
arbeiten, indem die Schmelze infolge der Gravitation zur Glees« form befördert wirdo Die Einrichtung hat, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die gleichen Grundelemente, doch befindet sich in diesem Fall der Behälter für die Schmelze 1 über der Giessform 4. Der Schmelzefluss kann mit Hilfe des an sich bekannten Stöpselraechanismus 18 gesteuert werden, der von ausserhalb des Behälters für die Schmelze angetrieben wird und nach Wunsch .den Auslaufdurchgang im Boden dieses Behälters öffnet oder schliesst.work by the melt due to gravity to the Glees « form is conveyed o As can be seen from FIG. 2, the device has the same basic elements, but is located in In this case, the container for the melt 1 above the casting mold 4. The melt flow can be controlled with the aid of the plug-release mechanism 18 known per se, which is driven from outside the container for the melt and afterwards Wish. The outlet passage in the bottom of this container opens or closes.
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| DE1950987C3 DE1950987C3 (en) | 1976-12-09 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2846519A1 (en) * | 1978-10-25 | 1980-05-08 | Dieter Dr Ing Leibfried | Low pressure die casting of metal, esp. non-ferrous metal - which is injected into evacuated die and then subjected to pressure during solidification |
| US6944803B2 (en) * | 2000-07-06 | 2005-09-13 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Industry Through The Communications Research Centre Canada | Code structure, encoder, encoding method, and associated decoder and decoding method and iteratively decodable code structure, encoder, encoding method, and associated iterative decoder and iterative decoding method |
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| DE2846519A1 (en) * | 1978-10-25 | 1980-05-08 | Dieter Dr Ing Leibfried | Low pressure die casting of metal, esp. non-ferrous metal - which is injected into evacuated die and then subjected to pressure during solidification |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US3650313A (en) | 1972-03-21 |
| SE369048B (en) | 1974-08-05 |
| NO133577B (en) | 1976-02-16 |
| AT301064B (en) | 1972-08-25 |
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| LU59588A1 (en) | 1970-01-15 |
| NO133577C (en) | 1976-05-26 |
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| GB1269146A (en) | 1972-04-06 |
| DE1950987B2 (en) | 1974-05-16 |
| NL6915179A (en) | 1970-04-13 |
| JPS524490B1 (en) | 1977-02-04 |
| FR2020237A1 (en) | 1970-07-10 |
| BE739953A (en) | 1970-03-16 |
| CH507756A (en) | 1971-05-31 |
| DK123511B (en) | 1972-07-03 |
| SU427506A3 (en) | 1974-05-05 |
| NL161385B (en) | 1979-09-17 |
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Legal Events
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: VON FUENER, A., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
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| AG | Has addition no. |
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