DE218402C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVe 218402 KLASSE 31 c. GRUPPE

gekühltem Metall bestehenden Form.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. März 1908 ab.

Das übliche Verfahren des Stahlgießens in Metallschalen oder Lehmformen kann als ein solches gekennzeichnet werden, bei welchem das Abkühlen und Erstarren in natürlicher Weise vom Umfange aus durch Wärmeausstrahlung oder durch Berührung mit den kalten Formwandungen erfolgt, und infolgedessen das Metall nach kurzer Zeit eine harte Außenrinde bekommt, während es im Innern noch in

ίο flüssigem Zustande verbleibt. Bei der weiteren Abkühlung des Gußstückes wird die äußere Rinde immer dicker, die Metallteilchen setzen sich auf der letzteren ab, und es entsteht infolge der Volumenverminderung des abgekühlten Metalls eine Schwindung an derjenigen Stelle des Gußstückes, wo das Metall am spätesten erstarrt. Es hat den Anschein, als ob die erstarrte Rinde das flüssige Metall an sich ziehe, und da sie das Gußstück von allen

ao Seiten umgibt, so wirken bei der weiteren Abkühlung die das flüssige Metall an die Rinde ziehenden Kräfte auf das letztere in entgegengesetzten Richtungen ein, wodurch unbedingt die einheitliche Metallmasse zerreißt und sogenannte Schwindmuscheln entstehen.
Auf der Zeichnung veranschaulicht
Fig. ι schematisch die Temperaturbedingungen bei einem frei und zentripetal sich abkühlenden Gußstück. Die Isothermen (Kurven gleicher Temperatur) verlaufen hier konzentrisch, wodurch die höchste Temperatur in der Mitte und die niedrigste am Umfange herrscht. Die Abkühlung erfolgt, wie die Pfeile angeben, vom Umfange aus nach der Mitte hin, während die Bewegung der sich auf die harte Kruste absetzenden Teilchen in einer den Pfeilen entgegengesetzten Richtung erfolgt.

Bei der Verwendung des verlorenen Kopfes und bei der Verdichtung durch Pressen ist der Vorgang der frei und zentripetal erfolgenden Abkühlung des Gußstückes unbeeinträchtigt geblieben.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann als ein solches gekennzeichnet werden, bei dem das Erstarren des Metalls nicht frei vom Umfange aus nach der Mitte hin, also zentripetal, sondern zwangsweise in einer bestimmten Richtung erfolgt, welche so gewählt wird, daß die Teilchen des flüssigen erstarrenden Metalls nach einer bestimmten Stelle und nicht nach vielen Umfangspunkten, wie üblich, zusammengezogen werden. Auf diese Weise werden die sonst entstehenden, entgegengesetzt gerichteten und das Metall zerreißenden oder Lunker erzeugenden Spannungen beseitigt. Somit beseitigt das Verfahren die Ursache der Lunkerbildung selber; es wird die Schwindung sozusagen nach außen versetzt.

Das neue Verfahren kann auf zweierlei Arten ausgeführt werden:

i. Es findet eine zentrifugale Abkühlung des Metalls statt, bei der die Mitte kälter als der Umfang ist und rascher erstarrt, wobei die ganze Metallmasse nach der Mitte hin zusammengezogen wird.

Zu diesem Zwecke bedient sich die Erfindung einer in bekannter Weise aus einer feuerfesten und schlechtleitenden Masse bestehenden Form (Schale oder Lehmform), in welche ein metallischer (vorher abgekühlter) voller oder hohler Kern mit einem in seinem Inneren strömenden oder in Ruhe befindlichen Kühlmittel (Wasser, Kühlmischungen, abgekühlte Gase) eingesetzt wird. Die Wände

ίο der Form, welche ebenso wie die Masse des Kernes der Form des Gußstückes entsprechen muß, werden erwärmt. Hierzu wird bemerkt, daß es an und für sich in der Metallgießerei bekannt ist, durch Einwirkung von Formwärme auf das Gußstück selbst die Abkühlung der Gußstücke zu verzögern. Ist der Kern voll, so wird er später herausgenommen, während dünnwandige Kerne im Gußstück gelassen (falls es ihm nicht schadet) und somit geopfert werden müssen. Auf diese Weise werden Gußstücke mit Hohlraum hergestellt.

2. Die Abkühlung des Metalls erfolgt einseitig. Bei vollen Gußstücken, in welche man Kerne nicht einsetzen kann, wird die zentrifugale Abkühlung durch eine einseitige ersetzt, indem man die eine Wand der Form in an sich bekannter Weise abkühlt und die anderen erwärmt. Die abzukühlende Wand wird entweder aus Metall voll oder hohl mit künstlicher Kühlung ausgeführt, während die übrigen Wände von der inneren Seite mit einem an sich bekannten feuerfesten Mantel versehen und angewärmt werden.

Die kalte Wand wird entsprechend der Form des Gußstückes gewählt. Man wählt eine solche, deren Abstand bis zu der am weitesten entfernten »heißen« Wandfläche nicht zu groß ist, da in diesem Falle das Metall durch die Berührung mit dieser Wand rascher erstarren könnte, als die sich von der kalten Wand her fortpflanzende Abkühlung sie erreichen würde. In den meisten Fällen wird es bequem sein, den Boden abzukühlen, jedoch die Seiten und den Deckel »heiß« auszuführen.

In Fig. 2 und 3 sind schematisch die bei dem Verfahren stattfindenden Vorgänge veranschaulicht.

Fig. 2 bezieht sich auf den Fall der zentrifugalen Abkühlung des Gußstückes. Mit B sind die Wände des hohlen metallischen Kernes bezeichnet, A ist das Kühlmittel, C bedeutet die feuerfeste heiße Wand der Metallform.

Die Isothermen verlaufen hier ebenfalls konzentrisch, doch gegenüber dem üblichen Verfahren befindet sich das heißeste Metall am Umfange, nach der Mitte hin wird es stets kälter. Die Pfeile geben die Richtung an, in welcher die Abkühlung erfolgt: die Bewegung der Metallteilchen wird von außen her nach der Mitte hin, entgegengesetzt der Pfeilrichtung, erfolgen.

Fig. 3 erläutert den zweiten Fall, das einseitige Abkühlen des Metalls. Die Isothermen verlaufen hier gerade parallel der gekühlten Wand der Form. Die Richtung der Abkühlung ist durch Pfeile angezeigt. Die Bewegung der Metallteilchen erfolgt in einer Richtung, die der Pfeilrichtung entgegengesetzt ist. Mit DG, GH und HE sind die »heißen« Wände bezeichnet.

Das Verfahren hat eine scheinbare Ähnlichkeit mit dem Eingießen in Schalen behufs Härtens der betreffenden Oberfläche. Nach diesem Verfahren sind die Wände der Form teils aus Metall — da wo die Oberfläche gehärtet werden muß — und teils aus Formmasse an den übrigen Stellen. In Wirklichkeit sind aber die beiden Verfahren verschieden, denn beim Hartguß wird eine Metallwand nur dazu angewandt, um die betreffende Oberfläche des Gußstückes rascher abzukühlen, wobei man sich gar nicht darum kümmert, daß die Abkühlung an dieser Stelle nicht in der einen Richtung rascher als an anderen Stellen erfolgt; der Gedanke der zentripetalen Abkühlung selber bleibt aber unbeeinträchtigt. So wird z. B. beim Gießen von Walzen mit gehärteter Oberfläche der Metallwandung eben der äußere Teil des Gußstückes abgekühlt, was bei der Erfindung ganz unzulässig ist.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Gießen von dichten Stahlgußblöcken mittels einer zum Teil aus einer feuerfesten und schlechtleitenden Masse und zum Teil aus gegebenenfalls gekühltem Metall bestehenden Form, dadurch gekennzeichnet, daß das eingegossene Metall in einer bestimmten Richtung, insbesondere zentrifugal oder einseitig abgekühlt wird.

2. Ausführungsart des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus feuerfester und schlechtleitender Masse bestehenden Wandungen erhitzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.