DE2008805A1

DE2008805A1 - Low pressure spray device

Info

Publication number: DE2008805A1
Application number: DE19702008805
Authority: DE
Inventors: Derek James; Roebuck Peter; Swinton Manchester Whitehead (Großbritannien)
Original assignee: Magnesium Elektron Ltd., Swinton, Manchester (Grossbritannien)
Priority date: 1969-02-25
Filing date: 1970-02-25
Publication date: 1970-09-03
Also published as: NL7002655A; GB1233967A; FR2032402A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, 2008805Patent attorneys Dipl.-Ing. F. Weickmann, 2008805

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. FAWeickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN8 MUNICH 86, DEN

POSTFACH 860 820PO Box 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22MÖHLSTRASSE 22, NUMBER 48 39 21/22

C XIV / h C XIV / h

MAGNESIUM ELEKTRON IIMITED, Lumn's Lane, CliftonMAGNESIUM ELECTRON IIMITED, Lumn's Lane, Clifton

Junction, Swinton, Manchester, England |Junction, Swinton, Manchester, England |

Niederdruck- SpritzvorrichtungLow pressure spray device

Das Niederdruckspritzen wird in weitem Maße zur Herstellung dauerhafter Gußteile, insbesondere aus Aluminiumlegierungen "benutzt« Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen der yualitit von Niederdruckgußteil insbesondere von Magnesiumlegierungen, die normalerweise nicht mit Niederdruckverfahren gegossen werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Magnesiumlegierungen beschränkt, sondern kann auoh bei anderen Metallen Verwendung finden«,Low pressure spraying is widely used in manufacturing durable castings, in particular from Aluminum Alloys "Uses" The Present Invention refers to improvements in the yualitit of low pressure casting especially of magnesium alloys, which are normally not cast using low pressure processes. However, the present invention is not limited to these magnesium alloys, but can also be used with other metals «,

Vorrichtungen zur Durchführung derartiger Niederdruckgusse enthalten in einer Kammer einen Schmelztiegel fürDevices for performing such low-pressure castings contain a crucible for in a chamber

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das geschmolzene Metall, eine Einrichtung zur Zuführung von Gas, welches unter einem .Druck steht, der oberhalb des normalen Atmosphärendrucks liegt, und ein Zuführrohr, dessen unteres Ende in das geschmolzene Metall eintaucht, während das obere Ende sich durch das Oberteil der Kammer Hindurch in die Form erstredkt.the molten metal, a device for supplying gas which is under a pressure above of normal atmospheric pressure, and a feed pipe, the lower end of which into the molten metal dips while the top end extends through the top of the chamber into the mold.

Bei derartigen Typen von liiederdruckgießvorrichtungen hat es sich herausgestellt, daß die wiederholten Änderungen des iliveaus des geschmolzenen Metalls zu Oxyd- und Schlackebildung im Zuführrohr und in der Düse führen. Dies gilt insbesondere für reaktive Metalle wie z.B. Llagnesiumverbindungen und führt zu schädlichen Einschließungen im Gußteil oder anderen Fehlern, die infolge des behinderten Uetallflusses durch den Aufbau der Oxyde im Zuführronr und in der Düse auftreten.Such types of low pressure die casting apparatus have been found to repeat Changes in the level of molten metal to oxide and slag formation in the feed pipe and in the nozzle. This applies in particular to reactive metals such as magnesium compounds and leads to harmful inclusions in the casting or other defects resulting from the hindered flow of metal occur due to the build-up of oxides in the feed tube and in the nozzle.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß ein Ringschlagventil vorgesehen ist, welches eine Rückkehr des geschmolzenen Lietalls in der Zuführröhre nach unten verhindert. Das Ventil kann insbesondere als Kugelventil ausgebildet und in einem Ventilsitz im unteren Teil des Schmelztiegels d.h. am unteren Ende des Zuführrohrs angeordnet sein.According to the present invention it is therefore proposed that a ring return valve be provided, which prevents the molten metal from returning down the feed tube. The valve can in particular be designed as a ball valve and in a valve seat in the lower part of the crucible i.e. at the lower end of the feed tube.

Anhand des in den i'iguren der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näner erläutert werden. Dabei zeigt:Using the schematic in the i'igures of the drawing illustrated embodiment, the invention is explained below with further features will. It shows:

Figur 1 einen Schnitt durch eine bekannte Vorrichtung zum Niederdruckgießen,Figure 1 is a section through a known device for low-pressure casting,

Figur 2 eine Ansicht des unteren Endes des Zuführrohrs mit einem erfindungsgemäßen Ventil undFigure 2 is a view of the lower end of the feed tube with a valve according to the invention and

Figur 3 einen Schnitt durch ein Detail einer erfindungsgemäßen Anordnung.FIG. 3 shows a section through a detail of an arrangement according to the invention.

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Eine gängige Vorrichtung zur Herstellung von Niederdruckgußteilen ist schematisch in Figur 1 dargestellt. Das im Schmelztiegel 2 enthaltene geschmolzene Lietall 1 bewegt sich durch Anwendung eines Gasdrucks über das Eintrittsrohr 6 in den wiederstandsgeheizten Ofen 7, der den Schmelztiegel enthält, zwangsweise durch das Zuführrohr 3 und die Düse 4 in eine Gußform 5.A common device for producing low-pressure cast parts is shown schematically in FIG. The molten metal 1 contained in the crucible 2 moves through the application of a gas pressure Inlet pipe 6 into the resistance-heated furnace 7, which contains the crucible, forcibly through the Feed tube 3 and nozzle 4 in a mold 5.

Nornlalerweise wird ein Gasdruck von etwa 210 bis 700 g proNormally a gas pressure of about 210 to 700 g per

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cm verwendet. Wenn sich das Gußteil 8 verfestigt hat, wird der Ofen auf Atmosphärendruck entlastet, so daß geschmolzenes Lietall über die Düse und das Zuführrohr nach unten läuft, bis es das gleiche liiveau einnimmt, v/ie das im Schmelztiegel enthaltene Lietall. Figur 2 zeigt eine mit Druckgas betriebene ITiederdruckgießvorrichtung zum Gießen von Llagnesiumverbindungen gemäß Figur 1, wobei im Zuführrohr ein Kugelventil enthalten ist. Am unteren Ende des Zuführrohrs ist ein vorzugsweise aus Eisen bestehender gegossener Ventilsitzring 10 vorgesehen, der normalerweise durch eine Chronistahlkugel 11 verschlossen ist. Durch Anwendung eines Gasdrucks im Ofen wird das geschmolzene Lietall im Schmelztiegel verschoben und hebt die Kugel aus ihrem Sitz im Ventilsitzring an, so daß die Gußform mit geschmolzenem Lietall gefüllt werden kann. ITach dem Verfestigen des Gußteils v/ird der Gasdruck auf Atmosphiirendruck vermindert, so daß sich die Kugel aufgrund der Schwerkraft wieder in die Öffnung des Ventilsitsrings zurückbewegt und dadurch eine Rückkehr des im Zuführrohr enthaltenen LIetalls in den Schmelztiegel verhindert.2
cm used. When the casting 8 has solidified, the furnace is relieved of pressure to atmospheric pressure, so that molten metal runs over the nozzle and down the feed pipe until it assumes the same level as the metal contained in the crucible. FIG. 2 shows a low-pressure casting device operated with compressed gas for the casting of magnesium compounds according to FIG. 1, a ball valve being contained in the feed pipe. At the lower end of the feed tube, a cast valve seat ring 10, which is preferably made of iron, is provided, which is normally closed by a stainless steel ball 11. By applying gas pressure in the furnace, the molten metal is displaced in the crucible and lifts the ball from its seat in the valve seat ring so that the casting mold can be filled with molten metal. After the casting has solidified, the gas pressure is reduced to atmospheric pressure, so that the ball moves back into the opening of the valve seat ring due to the force of gravity and thereby prevents the metal contained in the feed tube from returning to the crucible.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Ventilsitzfläche 1C aus einer ringförmigen am unteren Ende des Zufuhr rohr s befestigten Scheibe, die in der LIi tte eine vertika_e Öffnung und an der OberflächeIn the illustrated embodiment, there is the valve seat surface 1C from an annular at the bottom of the supply pipe s attached disc, which in the li tte a vertical opening and on the surface

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eine Ausnehmung enthält, wobei der Durchmesser dee oberen Randes dieser Ausnehmung größer ist als der Radius des Zuführrohrs, aber kleiner als der Durchmesser des Zuführrohrs. Der Durchmesser der Kugel liegt zwischen einem Viertel und drei Vierteln des Innendurchmessers des Zuführrohrs und ist keinesfalls größer als der Durchmesser des oberen Randes dieser konisch zulaufenden Ausnehmung.contains a recess, the diameter of the upper edge of this recess being greater than that Radius of the feed tube, but smaller than the diameter of the feed tube. The diameter of the sphere is between a quarter and three quarters of the inside diameter of the feed tube and is by no means larger than the diameter of the upper edge of this tapered recess.

Im Falle der Verwendung von Aluminiumlegierungen, welche Eisenmetalle angreifen, kann die Kugel und ihr Ventilsitzring aus nicht reaktivem Material bestehen, wie beispielsweise Zirkonoxyd oder Titandiborid. If aluminum alloys are used, which attack ferrous metals, the ball and their valve seat insert is made of non-reactive material, such as zirconium oxide or titanium diboride.

Durch Schlackenbildung oder anderen nicht lösbare Teilchen, die aus dem Schmelztiegel in das Zuführrohr eintreten und sich im Ventilsitzring ansetzen, können Fehler auftreten, so daß im Zuführrohr nicht mehr wie gewünscht eine bestimmte bäule an geschmolzenem LIaterial stehen bleibt. Das Eintreten derartiger grober Partikel in das Zuführrohr kann jedoch durch einen Filter 14 am Eingang des Zuführrohrs verhindert v/erden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Filter am unteren ünde der Scheibe 10 durch einen Ring 16 festgeklemmt, der durch drei Federfinger oder Klauen 17, die am Ronr 3 in Pumpen 18 angeschmolzen sind, festgehalten wird.By slagging or other insoluble particles coming from the crucible into the feed tube occur and settle in the valve seat insert, errors can occur, so that not in the feed pipe more as desired a certain pile of molten LIaterial stops. However, entry of such coarse particles into the feed tube can prevented from grounding by a filter 14 at the inlet of the feed tube. In the illustrated embodiment the filter is clamped at the lower ünde of the disc 10 by a ring 16, which is held by three spring fingers or claws 17, which are fused to the Ronr 3 in pumps 18, is held.

Der normale Druck wird solange aufrecht erhalten, bis sich das Grußteil bis ungefähr zum Übergang der Düse 4 zur Form 5 verfestigt hat. liach einer zusätzlichen Abkühlzeit, welche das Gußteil so weit abkühlt, daß es vernünftig gehandhabt werden kann, wird es aus der Form entnommen. Das Schrumpfen des flüssigen Metalls beim Verfestigen sorgt für eineThe normal pressure is maintained until the greeting part is about to the transition the nozzle 4 has solidified to form 5. liach an additional Cooling time, which cools the casting down to such an extent that it can be handled properly, it is removed from the mold. The shrinkage of the liquid metal as it solidifies provides a

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Trennung zwischen dem Gußteil und dem flüssigen Metall, welches in der Düse "bzw. dem Zuführrohr 3 stehen bleibt.Separation between the casting and the liquid metal, which are in the nozzle ″ or the supply pipe 3 remain.

Um eine Oxydation des Metalls"im Zuführrohr zu minimalisieren können in der Düse und/oder Basis der Form schmale Durchlässe 20 vorgesehen sein, welche den Eintritt von Schwefeldioxydgas durch ein Rohr 21 ermöglichen. Dieser Gaszutritt muß zeitlich auf das Zuführen des flüssigen Metalls in die Form abgestimmt sein. Das innere Ende des Durchlasses 20 ist mit einem Stopfen 22 mit Flächen 23 versehen, in einen Raum zum Durchtritt des Gases freiläßt.To minimize oxidation of the "metal" in the feed tube Narrow passages 20 can be provided in the nozzle and / or the base of the mold, which the inlet allow sulfur dioxide gas through a pipe 21. This gas admission must be timed to the supply of the liquid metal must be matched to the shape. The inner end of the passage 20 is with a Plug 22 provided with surfaces 23, leaves free in a space for the passage of the gas.

- Patentansprüche -- patent claims -

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Claims

Patent claims

1. Apparatus for the production of castings with a feed tube through which molten metal after is pressed into a mold at the top, characterized in that the feed pipe (3) contains a check valve (10, 11) which prevents the molten metal in the feed tube from closing back prevented.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the check valve is a Ball valve is in which a freely movable ball has an opening designed as a ball seat surface of the feed tube can close.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized ge τ indicates that the ball seat surface is arranged in a at the lower end of the feed tube (3) housed circular disc which contains a central vertical, upwardly widening opening, the diameter of the upper Edge of the conical recess is greater than the radius of the feed tube, but smaller than the diameter of the feed tube, and that the diameter of the ball is between a quarter and three quarters of the inner diameter of the tube, but below the diameter of the upper edge of the conical recess.

4. Device according to one of claims 1 to 3 »thereby gekennzeichne t that the feed tube contains a pilter (H).

5. Device according to one of claims 1 to 4 »characterized in that the nozzle (4) and / or the base of the mold (8) is provided with one or more passages for the supply of a protective gas.

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6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the filter (H) through on the feed pipe (3) attached peder finger (17) is supported.

7. Apparatus according to claim 5 _t, characterized in that the passages are provided at the inner end with plugs (22) which release a ring on the outside for the passage of the protective gas.

8. Device according to one of claims 1 to 7 _f thereby | characterized in that the valve consists of bound zirconium oxide or titanium diboride.

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