DE2250999A1

DE2250999A1 - Automatic filling of a chill mould - from a heated crucible which under press by gravity feed

Info

Publication number: DE2250999A1
Application number: DE19722250999
Authority: DE
Inventors: Roger Huet
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1972-10-18
Filing date: 1972-10-18
Publication date: 1974-05-02

Abstract

The mould is filled from a heated crucible containing molten metal which is placed under pressure so that metal is forced up an inclined feed-pipe to the pouring hole in the top of the chill mould. The metal is thus poured under gravity into the mould giving rise to improved intercrystalline cohesion compared with that obtd. in pressure pouring processes. the feed-pipe may be decompressed so that the metal runs back into the crucible when the mould is full.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Kokillenguß mit automatischer Zuspeisung.Process and device for permanent mold casting with automatic feed.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gießverfahren; bei welchem einer Kokille elbsttätig flüssiges Metall mit Hilfe einer Ausdrückleitung zugespeist wird, die in ein Bad flüssigen Metalls eintaucht, das unter dem Druck eines Gases steht. The invention relates to a casting method; at which one The mold is automatically fed in liquid metal with the help of a discharge line, which is immersed in a bath of liquid metal that is under the pressure of a gas.

Es sind Verfahren dieser Art bekannte bei welchen der Formraum einer Kokille im steigenden Guß ausgegossen wird, d.h. durch das untere Ende eines Formraums wird unter der Wirkung des Niedrigdruckes eines Druckgases das flüssige Metall zu dem Formraum durch die Spelseleitung hindurch eingedrkngt. Auch ist das Gießen unter Druck im Warmkammerverfahren bekannt. Die beiden Verfahren lassen es nicht zu, erhöhte metallurgische Eigenschaften bzw. There are known methods of this type in which the mold space is a The mold is poured in the rising cast, i.e. through the lower end of a mold space the liquid metal closes under the effect of the low pressure of a pressurized gas penetrated into the mold space through the flushing line. Also the pouring is under Pressure known in the hot chamber process. The two procedures do not allow increased metallurgical properties or

Charakteristiken zu erzielen da die Speisung der interkristallinen Leerräume, welche sich während des volumetrischen Zusammenziehens bei der Erstarrung bilden, nicht hinreichen durch die flüssige Phase gespeist werden, sei es, weil diese unzureichend ist (Fall des Gießens unter- Druck), sei es, weil die Schwere sich in einem der erwünschten Progression der flüssigen Phase entgegengesetzten Sinn Xußert (Fall des Gießens mit Ntedrigdruck)O Das Gießen durch die Schwerkraft, so das Gießen im unmittelbaren Fall, ergibt demgegenüber eine verbesserte interkristalline Kohäsion und demzufolge hohe mechanische Eigenschaften bzw. Charakteristiken der auf diese Weise gewonnenen Gußstücke. Tatsächlich begünstigt das Gießen unter der Wirkung der Schwerkraft die Progression der flüssigen Phase, welche die interkristallinen Leerräume ausfüllt und hierdurch einen vollkommenen Zusammenhalt des Gefüges gewährleistet bzw. ergibt.To achieve characteristics as the feeding of the intergranular Voids that expand during the volumetric contraction upon solidification form, are not sufficiently fed by the liquid phase, be it because this is insufficient (case of pouring under pressure), be it because of the gravity in an opposite direction to the desired progression of the liquid phase Sinn Xussert (case of casting with Ntedrig pressure) O The pouring through gravity, so the casting in the immediate case, gives an improved contrast intergranular cohesion and consequently high mechanical properties and characteristics of the castings obtained in this way. Indeed, it favors pouring under the action of gravity causes the progression of the liquid phase, which is the intergranular Fills empty spaces and thereby ensures perfect cohesion of the structure or results.

Zur Erzielung dieser Ergebnisse ist es unerläßlich, den Eintritt bzw. die Zufuhr des flüssigen Metalls in den oberen Teil der Kokille vorzunehmen . Auf diese Weise begünstigt die Schwerkraft in einem ersten Abschnitt bzw. in einer- ersten Stufe die Füllung des Formraumes und im Augenblick der Erstarrung die Progression der flüssigen Phase, welche die interkrlstalllnen Leerstellen entsprechend ihrem Auftreten fortschreitend'nach den Temperaturgradienten, die sich von unten nach oben erhöhen, ausgleicht. To achieve these results it is essential to have admission or to make the supply of the liquid metal in the upper part of the mold . In this way, gravity in a first section or in a- first stage the filling of the mold space and at the moment of solidification the progression the liquid phase, which contains the inter-crystalline vacancies according to their Occurrence progressively 'after the temperature gradient, which is from below to increase above, equalize.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Verfahrens und einer Gießvorrichtung mit selbsttätiger Speisung der Kokillen durch Schwerkraft und unter Druck bei vollständigen Schutz vor einer Berührung mit der Luft und unter Aufrechterhaltung des Druckes während der Progression bei der Erstarrung. The invention aims to provide a method and a casting device with automatic feeding of the molds by gravity and under pressure when complete Protection against contact with air and while maintaining pressure during the progression of solidification.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Ermöglichung des Schmelzens des Metalls in'einem in einem Ofen angeordneten Tiegel bei rreiem Zugang zum flüssigen Metallbad für metallurgische, entgasende Behandlungen, Vergüten und Aufbereiten. Another object of the invention is to enable melting of the metal in a crucible arranged in a furnace with free access to the liquid Metal bath for metallurgical, degassing treatments, tempering and processing.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Ermöglichung der Anordnung der Werkzeuge nahe am Ofen auf geeigneten Tischen, welche es ermöglichen, über Schraubspindeln oder Zahnstangen in allen Richtungen zu verfügen, einschließlich unter der Kokille, um die inneren Klammern zu lösen. Another object of the invention is to enable the arrangement of the tools close to the furnace on suitable tables, which make it possible to use screw spindles or racks in all directions, including under the mold, to release the inner brackets.

Das Verfahren VelFalllell nacll der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß daj Ireie Ende der Ausdrückleitung mit einer Öffnung zum Gießen unter der Wirkung der Schwerkraft an dem oberen Teil der Kokille oberhalb des Bades dicht verbunden wird, daß während des Gießen ein Gasdruck aufrechterhalten wird, der über dem zum Ausdrücken des Metalls notwendigen Druck liegt, um das gegossene Metall unter Druck zu setzen,und daß gleichzeitig mit dem Abbau des Gasdruckes ein Gaseintritt durch das freie Ende der Ausdrückleitung derart ermöglicht wird, daß gede Druckminderung in dieser und in der gespeisten Kokille vermieden wird. The VelFalllell method according to the invention is characterized in that that daj Ireie end of the express line with an opening for pouring under the action the gravity tightly connected to the upper part of the mold above the bath is that a gas pressure is maintained during casting that is above the Expressing the metal pressure is necessary to keep the cast metal under pressure to set, and that at the same time with the reduction of the gas pressure, a gas entry through the free end of the express line is made possible in such a way that the pressure reduction is achieved is avoided in this and in the fed mold.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist einen dichten, einen mit flüssigem Metall gefüllten Tiegel aufnehmenden Ofen, eine Kokille mit einer oeffnung zur Zufuhr des flüssigen Metalls, welche an eine das flüssige Metall eintauchende Speiseleitung angeschlossen, und mit einer Druckgasquelle ausgerüstes ist, welche es zuläßt, das Gehäuse des Ofens unter Druck zu setzen, damit flüssiges Metall durch die Leitung in die Kokille ausgedrückt wird. Diese Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß die Zufuhröffnüng der Kokille in an sich bekannter Weise an den oberen Teil der Kokille angeschlossen ist und eine zur dichten Verbindung mit der Zuspeiseleitung geeignete Anordnung sowie Ausbildung besitzt und daß Eintrlttsmlttel für ein Gas in eine der Offnung benachbarten Zone zur Verhütung Jeder Druckminderung des gegossenen Metalls während eines Rückflusses des Metalls in der-Zuspeiseleitung zum Tiegel vorgesehen sind. The device according to the invention for carrying out this method has a sealed furnace accommodating a crucible filled with molten metal, a mold with an opening for the supply of the liquid metal, which is connected to a the liquid metal submerged feed line is connected, and to a source of pressurized gas equipment that allows the furnace housing to be pressurized, so that liquid metal is expressed through the pipe into the mold. These Device is characterized in that the supply opening of the mold in itself known way is connected to the upper part of the mold and one to seal Connection with the feed line has a suitable arrangement and training and that inlet means for a gas in a zone adjacent to the opening for prevention Any depressurization of the cast metal during reflux of the metal are provided in the feed line to the crucible.

Andere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden -Beschreibung einer Vorrichtung zur Durch führung des Verfahrens, welche als nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel schematisch auf der beigefügten Zeichnung wiedergegeben ist. Other features and advantages emerge from the following description a device for performing the method, which as a non-limiting Embodiment is shown schematically on the accompanying drawing.

In der Zeichnung ist ein elektrischerWiderstands-oder Induktionsofen lo mit einem Gehäuse 12, einem Untersatz 14 und einem Deckel 16 in einer Grube 18 angeordnet. In the drawing is an electric resistance or induction furnace lo with a housing 12, a base 14 and a cover 16 in a pit 18 arranged.

Ein Tiegel 20, welcher flüssiges Metall 22 enthält, ist aur dem Untersatz 14 im Innern des Ofens lo angeordnet. Ein im Deckel 16 vorgesehenes Verschlußstück 24 läßt es zu, das Bad flüssigen Metalls 22 zu behandeln. A crucible 20 containing liquid metal 22 is on the pedestal 14 arranged inside the furnace lo. A closure piece provided in the cover 16 24 allows the bath of liquid metal 22 to be treated.

Eine schematisch bei 26 angedeutete Spezialdichtung dichtet das Gehäuse des Ofens ab, um seine Unterdrucksetzung zu ermöglichen. Zu diesem Zweck speist eine Druckluft- oder Druckgasquelle 28 das Innere des Ofens lo über die Rohrleitung 32, die ein Ventil 34, einen Vorwärmer 36, einen Druckregler 38, ein Manometer 40 und ein Ventil zur Bewirkung einer Verbindung mit der freien Umluft 42 umfaßt. Eine Meßstange 44 durchgreift den Deckel 16 und zeigt den Spiegel des Bades 22 an. Eine Speiseleitung 46, die feuerfest und in dem flüssigen Metall unlöslich ist, taucht bis auf den Boden des Bades ein und durchgreift den Deckel 16, um eine schräge Richtung einzunehmen. Die Leitung ist von einer beheizenden Umhüllung 48 umgeben und führt zu einer Gießöffnung 50 der Kokille 52 hin, die einen Formraum 54 enthält, der durch einen Kanal 56 gespeist wird. Die Kokille ist auf einem verstellbaren Tisch 58 angeordnet. Die Leitung 46 mündet auf der Seite an einer Verbindung zur Kokille 52. Ein Ventil 60 zur Verbindung mit der freien Umluft läßt die Druckaufhebung des oberen freien Ansatzes der Leitung 46 zu. Ein Programmierer 62 steuert und koordiniert die Operationen der Ventile 42 und 60 zur Verbindung mit der freien Umluft und des Reglers 38, des letzteren in Funktion der Anzeigen des Anzeigegeräts 44. DerProgrammierer 62 übernimmt gleichfalls die üblichen Funktionen der Programmierung einschließlich der Steuerung der Betätigung der Kokille 52 und gegebenenfalls anderer Kokillen.A special seal, indicated schematically at 26, seals the housing of the furnace to allow it to be pressurized. For this purpose dine a compressed air or compressed gas source 28 enters the interior of the furnace lo via the pipeline 32, a valve 34, a preheater 36, a pressure regulator 38, a manometer 40 and a valve for effecting communication with the free circulating air 42. One The measuring rod 44 reaches through the cover 16 and shows the level of the bath 22. One Feed line 46, which is refractory and insoluble in the liquid metal, is immersed down to the bottom of the bath and reaches through the cover 16 to an oblique direction to take. The line is surrounded by a heating sheath 48 and leads to a pouring opening 50 of the mold 52, which contains a mold space 54 through a channel 56 is fed. The mold is arranged on an adjustable table 58. The line 46 opens on the side at a connection to the mold 52. A valve 60 for connection with the free circulating air can be the depressurization of the upper free Approach of the line 46 to. A programmer 62 controls and coordinates the operations the valves 42 and 60 for connection with the free circulating air and the controller 38, des the latter in function of the displays of the display device 44. The programmer 62 takes over likewise the usual functions of programming including the control the actuation of the mold 52 and possibly other molds.

Die Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise: Wenn das Metallbad 22 eine Betriebstemperatur erreicht hat, öffnet der Programmierer 62 den Zutritt der Druckluft, welche in das Gehäuse des Ofens eindringt. The device works in the following way: When the metal bath 22 has reached an operating temperature, the programmer 62 opens the access the compressed air that penetrates the housing of the furnace.

Bei geschlossenemVentil 42 wirkt der Druck auf das Bad 22 und Vordrängt, das genehmolzeneMetall durch die Leitung 46, die Öffnung 50 und den Fallkanal 56 zu dem Formraum SJ{. Das geschmolzene Metall dringt durch scin Gewicht und unter Druck in den Formraum 54, dessen sämtliche Leerstellen vollkommen ausgefüllt werden Nach einer vorbestimmten Zeit unterbricht der Programmierer den Zu tritt von Druckluft und öffnet die Ventile 42 Und 60, welche die Verbindung mit der freien Umluft herstellen, so daß das SlUssige Metall, welches sich in der Leitung 46 befindet, durch sein Gewicht zu dem Bad 22 zurückfließt, ohne eine Ansaugwirkung auf das in den Formraum geflossene Metall auszuüben.When the valve 42 is closed, the pressure acts on the bath 22 and the molten metal through line 46, opening 50 and downcomer 56 to the shape space SJ {. The molten metal penetrates through scin weight and under Pressure in the mold space 54, all of the voids of which are completely filled After a predetermined time, the programmer interrupts the supply of compressed air and opens the valves 42 and 60, which establish the connection with the free circulating air, so that the liquid metal that is in line 46 will be through Weight flows back to the bath 22 without any suction on that in the mold space exercise flowed metal.

Die selbsttätigen Öffnungsbetätigungen der Kokille 52 spielen sich nach einem klassischen Programm bis zur Entformung des Stückes bzw. zur Herausnahme des Stückes aus der Form mit folgendem Schließen der Werkzeuge ab. The automatic opening operations of the mold 52 play out according to a classic program until the piece is removed from the mold or removed of the piece from the mold with subsequent closing of the tools.

Nach der Herstellung dieses Stückes ist der Spiegel des Bades 22 in dem Ofen gesunken und der Anzeiger 44 unterrichtet den Programmierer 62 hiervon, damit der Regler 38 den Luftdruck erhöhen kann, um den Gießdruck bei dem folgenden Abguß konstant zu halten. Das offenen des Ventils 42 läßt es zu, das Bad 22 dank des Verschlusses 24 zu behandeln.After making this piece, the mirror of the bathroom is 22 in sunk in the furnace and the indicator 44 informs the programmer 62 so that the regulator 38 can increase the air pressure to the casting pressure at the following To keep the cast constant. The open of the valve 42 allows the bath 22 thanks of the closure 24 to treat.

Naturgemäß können zahlreiche änderungen und Abwandlungen bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgenommen werden, ohne.den Erfindungsgedanken zu verlassen Of course, numerous changes and modifications can be made to the described embodiment are made without the inventive concept to leave

Claims

Claims 1. Casting method in which a mold is automatically liquid metal is fed in with the help of a discharge line which is fed into a bath immersed in liquid metal which is under the pressure of a gas, characterized in that that the free end of the ejection line with an opening for pouring under the action tightly connected by gravity to the upper part of the mold above the bath is that a gas pressure is maintained during the casting, which is above that for the express of the metal is necessary to pressurize the cast metal and that at the same time as the gas pressure is reduced, gas enters through the free End of the express line is enabled in such a way that any pressure reduction in this and is avoided in the fed mold.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Caselntritt is effected by connecting the feed line to the free circulating air.

3. The method according to claim 1, characterized in that the gas pressure maintained during part of the solidification phase of the cast metal will.

4. Device for casting with automatic feed, which one sealed furnace accommodating a crucible filled with molten metal, a one Feed opening for mold containing liquid metal, which is connected to a feed line is connected, which is immersed in the liquid metal, and with a Pressurized gas source is equipped, which enables the housing. of the furnace under To apply pressure to push the fltssize metal through the pipe to the mold, for carrying out the method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the feed opening of the mold in a known manner on the upper part the mold is arranged and one for tight connection with the Feed line has suitable arrangement and training, and that inlet means for a gas in a zone adjacent to the opening to prevent any pressure reduction of the cast metal during a backflow of the metal in the feed line are provided for the crucible.

5. Casting device according to claim 4, characterized in that the Inlet means for a gas, a valve for connection to the free circulating air in the immediate vicinity Include the vicinity of the feed opening of the mold.

6. Casting device according to claim 4, characterized in that a Dipstick falling on the level of the liquid metal to regulate the gas pressure is firmly provided in the housing.

7. Casting device according to claims 5 and 6 with a programmer, characterized in that the programmer pressurizes the housing and the regulation of the pressure as well as the connection to the free circulating air controls.

8. Casting device according to claim 4, characterized in that the mold is arranged on a table.

9. Casting device according to claim 4, characterized in that the The part of the feed line lying outside the furnace is covered by a heating envelope is surrounded.

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