DE226807C

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Publication number: DE226807C
Application number: DENDAT226807D
Authority: DE

Description

Gelöscht am

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 31c. GRUPPE

Beim Abkühlen von gegossenen Metallmassen aus der Schmelzhitze, also aus dem flüssigen Zustand bis unter die Erstarrungstemperatur, also bis zum festen Zustand des Metalls erstarrt die ganze Masse nicht in allen ihren Teilen gleichmäßig und gleichzeitig, sondern an verschiedenen Stellen des Blockes früher, an anderen später, zu verschiedenen Zeitpunkten und infolge der eintretenden Änderung im

ίο Legierungsverhältnis der später erstarrenden Blockteile auch bei verschieden hohen Temperaturen. Es vollzieht sich in dem Block ein Erstarrungsvorgang, ähnlich wie bei der Erstarrung von gesättigten oder übergesättigten Salzlösungen, und die Folge dieses Vorganges bilden die sogenannten Saigerungen. Im Zusammenhang damit und insbesondere infolge der örtlich und zeitlich verschiedenen Erstarrung des Metalls entstehen ferner die Lunkerbildungen.

Die bisher bekannten Mittel, welche bezwecken, dichte, möglichst lunker- und saigerungsfreie Blöcke zu erzeugen, sind nicht geeignet, die Vorbedingungen zur Vermeidung dieser Fehler zu erfüllen und wirldich Lunker und Saigerungen mit Sicherheit auszuschließen.

Die vorliegende Erfindung besteht in der Erkenntnis, daß eine in bestimmter, ζ B. in flüssigem Zustand ganz gleichmäßiger Weise legierte Metallmasse diese gleichmäßige Legierung auch beibehalten muß, wenn die Abkühlung der ganzen Masse so geführt wird, daß alle Teile gleichzeitig die der Legierung entsprechende Erstarrungstemperatur, erreichen und somit der Block in allen seinen Teilen auf einmal gleichzeitig von dem flüssigen in den festen Zustand übergeht. Wird diese die Aufgabe der Erfindung bildende Art der Abkühlung der flüssigen Masse zum festen Block erreicht, so, können in der ganzen Masse auch Lunkerhohlräume nicht entstehen, weil eine verschiedenartige und zeitlich nacheinander folgende Erstarrung der Teile ausgeschlossen ist, deshalb verschiedenes Schwinden im Block und davon herrührende Ansaugungen aus flüssigen Stellen des Blockes nicht eintreten können.

Zur Erfüllung und Lösung der vorstehend gekennzeichneten Aufgabe der Erfindung dient beispielsweise folgendes Verfahren.

In Fig. i, 2 und 3 stellt B die Gußform dar, welche zweckmäßig aus einem schlechten Leiter für Magnetismus, etwa aus Schamotte oder aus nichtleitendem Metall, wie Manganstahl 0. dgl., besteht. In Fig. 1 und 3 stellt C die Zuleitung des elektrischen Stromes für Widerstandserhitzung, in Fig. 2 und 3 D die Spule für die Erhitzung durch ein induziertes magnetisches Wechselfeld dar.

In allen drei Fällen wird der elektrische Strom schon auf die leere Gußform angestellt.

Sobald das flüssige Metall A in die Gußform B gelangt ist, wird der elektrische Strom seine Wirkung auf die flüssige Metallmasse ausüben. Bei der Anordnung nach Fig. 1 wird das flüssige Metall durch Widerstandserhitzung, nach Fig. 2 durch Wirkung eines induzierten Wechselfeldes und nach Fig. 3 sowohl durch Widerstandserhitzung, als Wirkung eines induzierten magnetischen Wechselfeldes erhitzt werden.

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Das flüssige Metall, das irgendeinem Schmelzoder Raffinierofen, einer Birne o. dgl. entnommen ist, hat auf seinem Wege zur Gußform bereits Wärme verloren. Es kann ihm durch die Einwirkung des elektrischen Stromes in der Gußform, wenn erforderlich, wieder so viel Wärme zugeführt werden, daß durch Abstehenlassen in der Gußform eine Nachraffination des fertiggemachten Stahles z. B. vorgenommen

ίο werden kann. Durch die Berührung des flüssigen Metalles mit der Gußform wird an den Berührungsflächen eine Abkühlung entstehen. Würde dem Metall keine Erwärmung, durch den elektrischen Strom zuteil werden, dann würde sich an diesen Berührungsflächen sehr bald durch Abkühlung eine erstarrte Metallkruste bilden, während das Blockinnere noch flüssig ist. Die Entstehung von Schwindungshohlräumen und in deren Folge von Saigerungen würden ihren Anfang nehmen.

Nach der Erfindung wird dem erstarrenden Metall nun sofort nach seinem Eintritt in die Gußform zur Verhinderung von Ungleichmäßigkeiten der Temperaturen der einzelnen Blockteile so viel Wärme zugeführt, daß die Ungleichmäßigkeiten sofort bei ihrem Entstehen wieder ausgeglichen oder überhaupt verhindert werden. Die Wärmeabgabe des flüssigen Metallblockes von innen nach außen wird verzögert, aber nicht von außen her, wie dieses etwa durch Erwärmung der Gußform geschehen könnte, sondern durch Ausgleich der einzelnen Temperaturen der einzelnen Moleküle des ganzen Metallblockes. Es wird auf diese Weise jedem einzelnen Metallpartikelchen ganz gleichmäßige Gelegenheit zur Schwindung gegeben, und mithin werden alle Fehler, welche durch ungleichmäßige Schwindung der einzelnen Moleküle entstehen, vermieden. Durch Abschwächung des elektrischen Stromes wird die Temperatur schrittweise herabgemindert in Zeitstufen, welche genügen, jedesmal im ganzen Block vollständige Gleichmäßigkeit der Temperatur zu sichern. Schließlich wird die Erstarrungstemperatur des Metalles oder der Metallegierung erreicht. Da alle Teile des Metallblockes die gleiche Temperatur besitzen werden bzw. nur ganz geringe Unterschiede in der Höhe ihrer Temperatur aufweisen können, so wird das Erstarren des Metallblockes in allen seinen Teilen zu gleicher Zeit erfolgen. Damit ist die Ausscheidung von aussaigernden Metalllegierungen im Block, welche andere Schmelz- oder Erstarrungstemperaturen haben, ausgeschlossen und jeder Saigerung die Vorbedingung zu ihrer Entstehung genommen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung dichter, lunker- und saigerungsfreier Metallblöcke, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen nach und nach abgeschwächten elektrischen Strom die Temperatur des flüssigen Metalles oder der Metallegierung durch Widerstandserhitzung in allen Teilen auf gleicher, nach und nach abnehmender Höhe gehalten wird, bis bei Erreichung der Erstarrungstemperatur gleichzeitiges Erstarren der Metallmasse eintritt.

2. Ausführungsart des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem erstarrenden Metall zugeführte Wärme durch ein induziertes magnetisches Wechselfeld erzeugt wird.

3. Ausführungsart des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem erstarrenden Metall zugeführte Wärme gleichzeitig durch Widerstandserhitzung und durch ein induziertes magnetisches Wechselfeld erzeugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.