DE19720183A1 - Gießverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Herstellen von Gußstücken in einer mit einem oder mehreren Speiser versehenen Gießform.

Die Gießformen können kastenlos sein oder aber einen Formkasten aufweisen, der aus zwei Formkastenhälften besteht. Das Abgießen der Gießform erfolgt im steigen­ den Guß, wobei entweder das Gießmaterial über eine Ein­ gießöffnung und einen Eingießkanal von unten in die auszugießende Form gelangt oder aber aus einem unter halb der Gießform sich befindlichen Schmelztiegel in die Gießform über ein Steigrohr eingedrückt wird. Bei den herkömmlichen Gießverfahren füllt dann das Gießma­ terial die Form von unten her stetig nach oben, so daß vorhandene Gase verdrängt werden. Nach dem Füllen des Formhohlraumes wird im Anschluß daran der Speiser aus dem Formhohlraum gefüllt, wobei dann der Gießvorgang beendet ist, wenn auch der Speiser im vorgesehenen Maße mit Gießmaterial gefüllt ist. Aus dem Volumen des Spei­ sers soll dann der beim Erstarren des Gußstückes auf­ tretende Volumenschwund ausgeglichen werden.

Der Nachteil dieser bekannten Verfahrensweise besteht jedoch darin, daß gerade das Material des Speisers, welcher den sich beim Erstarren ausbildenden Schwund ausgleichen soll, die niedrigste Temperatur aufweist. Der Grund hierfür besteht darin, daß das in den Speiser austretende Material bereits die gesamte Gießform durchströmt und sich entsprechend stark bereits abge­ kühlt hat, ehe es in den Speiser eintritt. Insbesondere beim Vergießen von Materialien mit einem hohen Schwund, wie beispielsweise Aluminium, hat sich gezeigt, daß der Schwund durch den Speiser nur unvollkommen ausgeglichen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gießver­ fahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein wesentlich verbesserter Schwundausgleich und damit eine verringerte Lunkerbildung beim fertigen Gußstück erhalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Eingießen von Material in etwa zu dem Zeitpunkt ge­ stoppt wird, wenn der Formhohlraum des herzustellenden Gußstückes gefüllt ist und das Material beginnt, aus der Gießform in den Zulauf zu dem Speiser oder unmit­ telbar in diesen auszutreten. Der Speiser als solcher wird dann mit frischem, heißem Gießmaterial aufgefüllt, so daß dieses eine höhere Temperatur als das Gießmate­ rial im Gußstück aufweist, so daß nunmehr zuverlässig der Schwund im Formstück vom Speiser aus ausgeglichen werden kann. Versuche haben ergeben, daß hier die Lun­ kerbildung, auch beim Vergießen von Aluminium, weitest­ gehend vermieden werden kann.

Das Eingießen von Gießmaterial in die Eingießöffnung wird also dann gestoppt, wenn das Gießmaterial den Formhohlraum ausgefüllt hat und beginnt, in den Speiser oder in die Verbindungsöffnung zu dem Speiser einzutre­ ten. Dies kann entweder visuell oder aber automatisch mit Hilfe von Sensoren ermittelt werden, der beispiels­ weise die Temperatur im Bereich der Austrittsöffnung des Speisers mißt. Der Speiser wird dann mit frischem, heißem Material gefüllt, so daß die kritischen Stellen, d. h. die am meisten bereits abgekühlten Stellen der Gießform, durch das heiße Material des Speisers wieder angewärmt wird, so daß in etwa eine homogene Abkühlung des Gußstückes erreicht wird. Da das Material des Spei­ sers heißer ist als das Material im Gußstück ist des weiteren sichergestellt, daß ausreichend flüssiges Speisermaterial vorhanden ist, das in sich bildende Hohlräume des Gußstückes nachfließen kann.

Die in den Formhohlraum eingelegten Kerne sind vorteil­ haft in ihrem oberen Bereich verlängert, so daß diese nicht nur den Speiser durchgreifen, sondern noch etwas oberhalb des Füllstandes des Speisers enden. Durch diese Anordnung ist gleichfalls eine bessere Entgasung des Gußstückes gewährleistet, wobei diese Entgasung auch bei Füllung des Speisers aufrechterhalten bleibt.

Das Füllen von Eingießtrichter und Speiser kann bei­ spielsweise mittels einer Pfanne erfolgen, die zwei verschließbare Abflußöffnungen aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zei­ gen:

Fig. 1 eine Gießform, die bis auf den Speiser bereits gefüllt ist und

Fig. 2 das Füllen des Speisers der Gießform nach Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Gießform 1 weist einen Formkasten 2 auf, in dem eine gebundene Sandform 3 ein­ geformt ist. Der Formkasten ist senkrecht stehend ange­ ordnet und wird auch in diesem Zustand ausgegossen.

Die Sandform weist einen Eingießtrichter 4 auf, an den sich ein Eingießkanal 5 anschließt, von dem aus An­ schnitte 6 abzweigen, die mit dem Formhohlraum 7 der Gießform verbunden sind. Im Formhohlraum 7 sind Kerne 8 eingesetzt, wobei diese Kerne einen Ansatz 9 aufweisen, der bis über das Füllniveau 10 des Speisers 11 hinaus­ reicht.

Die Gießform 1 wird von einer flüssiges Metall enthal­ tenen Gießpfanne 12 gefüllt, die zwei mit Abstand zu­ einander liegenden Ausgußöffnungen 13, 14 aufweist. Diese Ausgußöffnungen sind mit Stopfen 15, 16 ver­ schließbar.

Fig. 1 zeigt den Zustand, in der der Formhohlraum 7 zu­ nächst mit flüssigem Metall gefüllt ist. Hierzu wird der Stopfen 15 angehoben und über die Öffnung 13 fließt das Material in den Gießtrichter 4 und anschließend über den Eingießkanal 5 und die Anschnitte 6 in den Formhohlraum 7. Das flüssige Material steigt in der Gießform langsam nach oben, bis der Formhohlraum 7 ge­ füllt ist. Über einen wärmeempfindlichen Sensor 17 wird die Temperatur der Gießform im Bereich des Eintrittes 19 in den Speiser 11 gemessen. Wird eine vorgegebene Temperatur überschritten, dann wird der Stopfen 15 ge­ schlossen und der Stopfen 16 geöffnet, wie dies in Fig. 2 dargestellt wird. Hierdurch wird der Speiser 11 mit frischem Gießmaterial gefüllt, so daß die Temperatur des Speisers höher ist als die Temperatur, die in den Verbindungskanälen 18 zu dem Formhohlraum 7 herrscht. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Verbindungskanäle zum Speiser nicht einfrieren und somit ständig Speiser­ material zum Schwundausgleich in den Formhohlraum 7 nachgeführt werden kann. Dieses Verfahren ist insbeson­ dere für stark schrumpfende Metalle und Metallegierun­ gen von Vorteil, beispielsweise Aluminium. Man erhält hierdurch einen sehr homogenen und gegenüber herkömmli­ chen Gießverfahren vergleichsweise lunkerfreien Guß.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Speiservolumen im Vergleich zu herkömmlichen Speisern kleiner gewählt werden kann. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn Gießformen ver­ wendet werden, die mit einem Formkasten versehen sind.

Bezugszeichenliste

1

Gießform

2

Formkasten

3

Sandform

4

Eingießtrichter

5

Eingießkanal

6

Anschnitte

7

Formhohlraum

8

Kerne

9

Ansatz

10

Füllniveau

11

Speiser

12

Gießpfanne

13

Ausgußöffnung

14

Ausgußöffnung

15

Stopfen

16

Stopfen

17

Sensor

18

Verbindungskanäle

Claims (6)

1. Verfahren für das Herstellen von Gußstücken in ei­ ner mit einem oder mehreren Speisern (11) versehenen Gießform (1) im steigenden Guß, dadurch gekennzeichnet, daß nur solange Gießmaterial in die Eingießöffnung der Gießform (1) eingefüllt wird, bis das Gießmaterial be­ ginnt in den Speiser (11) auszutreten, daß dann oder kurz danach frisches Gießmaterial in den Speiser (11) eingegossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllvorgang der Gießform (1) dann unterbrochen wird, wenn die Temperatur der Gießform (1) im Bereich des Speiser-Auslasses einen vorgegebenen Wert über­ steigt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Gießform (1) ein aus zwei Formkasten­ hälften gebildeter Formkasten (2) verwendet wird, der eine gebundene Sandform (3) aufnimmt, welche eine Ein­ gießöffnung und einen in der Sandform (3) ausgebildeten Speiser (11) aufweist, der über eine Einfüllöffnung oder unmittelbar von außen mit Gießmaterial befüllbar ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abguß bei einem hochkant stehenden Formkasten (2) ausgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Beginn des Füllvorganges des Speisers (11) durch einen die Temperatur berüh­ rungslos messenden Sensor, z. B. ein Laser, eine Foto­ diode etc. bewirkt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die in der Gießform (1) ein­ gesetzten Kerne den Speiser (11) durchgreifen und ober­ halb des maximalen Füllstandes des Speisers enden.