DE2325720C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Vergießen von Metallschmelzen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Vergießen von MetallschmelzenInfo
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Description
3 4
»us möglichst weitgehend verdrängt, ehe die Form kann, so läßt er sich in einfacher Weise durch eine
gefüllt wird. durch Hitze zerstörbare Abdeckung, z. B. durch eine
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht Kunststoffolie, überspannen, die auf seiner Mantel-
^eiterhin darin, daß bei dem neuen Verfahren die fläche, z. B. mit Klebband, — mindestens nahezu —
Schmelze im fallenden Strahl eingegossen werden 5 gasdicht befestigt werden kann. Es haben sich dafür
kann, was für eine gelenkte Erstarrung der Schmelze handelsübliche Polyäihylenfolien von 0,1 bis 0,5 mm
vorteilhaft ist. Das Ausmaß des Austreibens von Luft Dicke bewährt.
und Wasserdampf ist selbstverständlich von der Statt eines Rohres kann auch als mehrfach ver-
pauer des Durchspülens der Form und von dem da- wendbare Abdeckung eine Haube aus festem Mate-
bei angewandten Überdruck abhängig. Dieser kann io rial als domartiger Aufbau verwendet werden, die für
vorteilhafterweise 3 bis 30 mm WS (Wassersäule) die Beobachtung des Ansteigens der Schmelze in den
betragen und wird beispielsweise mit Hilfe eines si- Speiseröffnungen mit einem Schauglas versehen sein
phonartigen Druckbegrenzers eingestellt und gehal- kann. Ein oder mehrere Griffe an einer derartigen
|en. Höhere Überdrücke haben sich insofern als un- Haube ermöglichen ein rechtzeitiges Abheben und
günstig erwiesen, daß dadurch der Schutzgasver- 15 eine zeitgerechte Zugänglichkeit für das Aufbringen
brauch stark ansteigt. der Isoliermassen.
Weiterhin ist es zweckmäßig, die Menge des zum Selbstverständlich ist es möglich, alle Speiseröff-
Durchspülen der Form verwendeten Schutzgases in nungen durch einen gemeinsamen Aufbau abzudek-
Abhängigkeit von der freien Formoberfiäche einzu- ken, oder für jede Öffnung — je nach Größe der
stellen, wobei sich — abhängig vom Verdichtungs- 20 Form — einen eigenen, domartigen Aufbau zu ver-
grad der Sandformmasse und der Gasdurchlässigkeit wenden.
des Formsandes — Mengen von 40 bis 200 l/min. Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines
(Liter pro Minute) pro Quadratmeter der freien Form- Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der
oberfläche als geeignet erwiesen haben. Unter der Zeichnung, deren einzige Figur eine Vorrichtung zur
freien Formoberfiäche versteht man alle Teile der as Durchführung des Verfahrens zeigt, näher erläutert.
Sandoberfläche, die direkt an die freie Atmosphäre Das neue Verfahren wird in dem beschriebenen
angrenzen, einschließlich des unter Umständen durch Beispiel zum Gießen von Stahlringen verwendet, die
einen die Schmelze enthaltenden Behälters nur un- beispielsweise einen Außendurchmesser von 1100,
vollständig abgedeckten Bereiches. einen Innendurchmesser von 1030 und eine Höhe
Für die Abdichtung der Einlauföffnung in die 30 von 350 mm aufweisen. Bei dem zu vergießenden
Sandform hat sich eine dünne Scheibe, z. B. eine Material handelt es sich um einen Stahl, der mit
Aluminium- oder eine Kunststoffolie, als zweck- 22 Gewichtsprozent Chrom, 15 Gewichtsprozent Nik-
mäßig erwiesen, die durch die einfließende Schmelze kel und 2,5 Gewichtsprozent Wolfram legiert ist.
geschmolzen oder verbrannt wird. Weiterhin hat sich Die Ringform 1 ist auf bekannte Weise in Quarz-
die zusätzliche Maßnahme bewährt, den domartigen 35 sand geformt worden, der mit öl gebunden ist. Die
Aufbau mindestens teilweise aus einem Material her- Sandform ist eingebettet in einen Formkasten 3, der
Zustellen, das durch die Hitze der in die Form einge- zur einfacheren Handhabung in der Höhe geteilt ist.
füllten Schmelze zerstörbar ist. Wird der Aufbau Der Kasten 3 weist für seinen Transport Griffe 4 auf.
durch die in den Speiseröffnungen aufsteigende Die Formoberfläche ist bis auf ihre Oberseite von al-
Schmelze zerstört, so ist es möglich, das Ansteigen & len Seiten von dem Formkasten 3 eingeschlossen, so
der Schmelze in den Speiseröffnungen zu beobach- daß sich die freie Formoberfläche aus der Fläche der
ten, den Formfüll Vorgang rechtzeitig abzuschließen Oberseite abzüglich ihres unter dem domartigen Auf-
und ein Überlaufen der Schmelze zu verhindern. baa 5 liegenden Teiles ergibt.
Weiterhin öffnet diese selbsttätige, mindestens teil- Der Aufbau 5, der aus einem Stahlrohr 6 besteht,
weise Zerstörung des Aufbaues eine Zugänglichkeit 45 das seinerseits nach oben durch eine durchsichtige
zu den Speiseröffnungen, um diese mit Isoliermassen Kunststoffolie 7 abgedeckt und auf seiner Manteloder
Antilunkermitteln — z. B. Vermiculit-Glimmer, fläche mit Hilfe eines Klebbandes mindestens weitgetrockenem
Sand oder exotherm reagierenden Stoffen hend gasdicht abgedichtet ist, überdeckt alle an die
— zu beschichten. Alle diese Mittel haben die Auf- Ringform 1 angeschlossenen Speiseröffnungen 8, in
gäbe, die in den Speisern enthaltene Schmelze mög- 50 die auch ein Einlaufkanal 9 für die Schmelze einlichst
lange in flüssigem Zustand zu halten. mündet. Seine Einlauföffnung 20 ist durch eine AIu-
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- miniumfolic 10 abgedeckt. Selbstverständlich ist es
rens ist gekennzeichnet durch einen rohr-oder hau- auch möglich, jede Speiseröffnung 8 durch einen
benartigen Körper, der je einen Leitungsanschluß für eigenen Aufbau 5 von der umgebenden Atmosphäre
die Zu- und Abfuhr des Schutzgases aufweist und 55 abzuschließen.
über ein Dichtelement auf der Sandform abgestützt Der unlere Rand des Rohres 6 ist in einer beiist.
Vorteilhafterweise ist der haubenartige Körper spielsweise aus einem Lehm/Sand-Gemisch bestehendabei
über eine Dichtmasse — z.B. über ein Lehm/ den Dichtmasse 17 in ein die Speiseröffnungen8 umSand-Gemisch
oder über eine der bekannten Gieße- gebenden Ringkanal 18 in der Sandoberfläche eingereiabdichtmassen
— in die Sandform eingebettet. Es 60 bettet.
ist jedoch auch möglich auf der Sandoberfläche eine Auf der Oberfläche der Form ist weiterhin ein
Staub- oder Flüssigkeitstassendichtung, z. B. durch Aufnahmegefäß 11 für die Schmelze abgestellt, des-Ankleben,
zu befestigen und den Körper in diese sen mit einem Stopfen 12 verschlossener Bodenaus-Dichtung
zu setzen, laß 13 sich über der mit der Folie 10 abgedeckten
Wird ein rohrartiger Körper — z. B. aus Metall, 65 Einlauföffnung 20 befindet.
insbesondere aus Stahl — verwendet, der selbstver- In den Mantel des Rohres 6 münden Leitungen 14
ständlich nicht nur einen kreisförmigen, sondern und 15, von denen die eine 14 an eine Schutzgaseinen
beliebigen, auch eckigen Querschnitt aufweisen quelle, z. B. eine Gasflasche, angeschlossen ist, wäh-
rend die andere 15, die als Auspuffleitung dient, in
einen Druckbegrenzer 16 führt, der seinerseits mit der freien Atmosphäre in Verbindung steht. An dieser
Dichtung, die im einfachsten Fall aus einem mit Wasser gefüllten Behälter besteht, wird gleichzeitig
der beim Einblasen des Schutzgases im Aufbau 5 erzeugte Überdruck Λ h überwacht und eingestellt. In
dem geschilderten Beispiel dient als Schutzgas ein Formiergas aus 6 Volumprozent Wasserstoff und
94 Volumprozent Stickstoff.
Nach dem Aufsetzen und Abdichten des Aufbaues 5, dem Anschließen der Leitung 14, dem Abdichten
der Leiter 15 und denn Abdecken der Einlauföffnung 20 wird zunächst — d. h. noch ehe der Behälter
11 auf die Form 2 aufgesetzt wird — im Aufbau 5 ein Überdruck von etwa 10 mm WS erzeugt
und die Sandform 2 eine gewisse Zeit mit Schutzgas durchgespült, wobei die Erfahrung Spülzeiten von 10
bis 15 min — je nach Dichte der Sandmassen — als ausreichend ausgewiesen hat. Das Schutzgas dringt
dabei ir.ic-l^e seines Überdruckes aus dem Aufbau 5
und dem Formhohlraum 1, 8 in die Poren des Sandes ein und verdrängt dort Luft und Wasserdampf, die
im wesentlichen durch die freie Formoberfläche hindurch entweichen. Nach dem Durchspülen der Form
wird der Bodenauslaß 13 des Aufnahmebehälters 11 freigegeben, die heiße Schmelze 19 schmilzt oder
verbrennt die Folie 10 und fließt durch den Kanal 9 in die Form 8, 1, wobei, wie in der Figur gezeigt, der
Ringraum 1 im fallenden Strahl gefüllt wird.
Sobald die heiße Schmelze in den Speisern 8 eine gewisse Höhe erreicht hat — der Anstieg der
Schmelze kann durch die durchsichtige Folie 7 hindurch beobachtet werden — schmilzt oder verbrennt
die Folie 7 infolge der von der Schmelze abgestrahl ten Wärme. Dadurch wird das Innere des Aufbaues S
ίο zugänglich, und es können in der erwähnten Weise
lsoiiermassen auf die Öffnungen 8 gestreut werden.
Ist die Folie 7 zerstört — bzw. allgemein die Trennung des Innenraumes des Aufbaues 5 von der Umgebung
aufgehoben —, so wird die Gaszufuhr abgestciii-
Die von der Schmelze ausgehende Wärme bewirkt
in der Forni 1. 8 und im Aufbau 5 eine starke Druckerhöhung
und Ausdehnung der Gase. Durch F.ntweichen einer Teilmenge über die leitung 15 und
ao den Druckbegrenzer 16 wird dieser überhöhte Druck
abgebaut.
Der Gicßvorgang dauert etwa 15 bis 50 see, so daß
sich zusammen mit den Durchspülzeiten eine Gasvcrbrauchsdaucr
von etwa 11 bis 16 min ergibt.
Die gesamte, im vorliegenden Fall verbrauchte Gasmenge beträgt dabei etwa 80 bis 150 l/min je m"
der freien Formoberfläche.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Verfahren zum Vergießen von Metall- Form mit flüssigem Metall Schutzgas in die von der
schmelzen in Sandformen unter Schutzgasatmo- 5 umgebenden Atmosphäre getrennte Form eingefüllt
Sphäre, wobei vor dem Füllen der Form mit flüs- wird Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine
sigem Metall Schutzgas in die von der umgeben- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
den Atmosphäre getrennte Form eingefüllt wird, Aus der deutschen Patentschrift 1 215 309 ist ein
dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahren bekannt, um Schutzgas bestimmter Zu-Speiseröffnungen
(8) durch mindestens einen dom- ίο sammensetzung auch beim Gießen in Sandformen
artigen Aufbau (5) gegen die Umgebung abge- anzuwenden und so den Einfluß von Luft während
dichtet werden und daß die Einlauföffnung (20) und nach dem Gießprozess möglichst weitgehend
für die Schmelze (19) ebenfalls abgedeckt wird, daß auszuschalten; denn bekanntlich kann dieser Einfluß
ferner in dem domartigen Aufbau (5) durch Ein- die Eigenschaften des Gußstückes, beispielsweise
blasen von Schutzgas ein Überdruck (A h) auf- 15 durch Oxydbildung, negativ beeinflussen. Nach dierechterhalten
und die Sandform (2) mit Schutzgas sem bekannten Verfahren wird die Form mit einer
durchgespült wird und daß schließlich die Ein- Schutzhülle aus gasundurchlässigem Material, z. B.
laufö.ffnung (20) für die Schmelze (19) freigege- mit einer Kunststoffolie, umgeben und anschließend,
ben wird, wobei das Einblasen von Schutzgas so vor dem Eingießen der Metallschmelze, ein Schutzlange fortgesetzt wird, bis der Formhohlraum ao gas mit einem gegenüber Luft unterschiedlichem,
(1,8) mindestens bis zu den Speiseransätzen ge- spezifischen Gewicht in die Schutzhülle eingefüllt,
füllt ist. Die Praxis hat gezeigt, daß dieses Verfahren sehr
füllt ist. Die Praxis hat gezeigt, daß dieses Verfahren sehr
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- große Mängel aufweist, die es praktisch unbrauchbar
kennzeichnet, daß in dem Aufbau (5) ein Über- machen. Es ist beispielsweise bei dem bekannten
druck (Jh) von 3 bis 30 mm WS eingehalten 35 Vorgehen unmöglich, in den Poren des die Form umwird,
hüllenden Sandes enthaltene Luft und/oder von der
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Formherstellung darin befindlichen Wasserdampf /u
kennzeichnet, daß die Menge des eingeblasenen entfernen. Durch die beim Eingießen der Schmelze
Schutzgases in Abhängigkeit von der Größe der entstehende Wärme dehnen sich daher diese Dämpfe
freien Formoberfläche eingestellt wird. 30 und Gase aus, dringen aus den Poren in den Form-
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- hohlraum ein und verdünnen das bzw. vermischen
kennzeichnet, daß die Einlauföffnung (20) durch sich mit dem Schutzgas. Abgesehen davon, daß bei
eine dünne Scheibe (10) abgedeckt wird, die dem bekannten Verfahren nur Schutzgase mit von
durch die Schmelze (19) geschmolzen oder ver- Luft verschiedenem spezifischen Gewicht verwendet
brannt wird. 35 werden können, zeigen auch viele Gase oder Gasmi-
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- schungen, — wie z.B. Argon, Kohlendioxid oder
kennzeichnet, daß der Überdruck mit Hilfe eines Stickstoff — die hinsichtlich des spezifischen Gcsiphonartigen
Druckbegrenzers (16) gehalten wichtes die Bedingung erfüllen, die Neigung, sich
wird. eher mit der Luft zu mischen, als diese zu unter-
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 40 bzw. zu überlagern und so die Luft aus dem Formkennzeichnet,
daß der domartige Aufbau (S) min- hohlraum zu verdrängen. Mit allen diesen Gasen ist
destens teilweise aus einem Material hergestellt es daher zumindest zweifelhaft, ob die gewünschte
wird, das durch die Hitze der in den Formhohl- Wirkung erzielt wird.
raum (1,8) eingefüllten Schmelze (19) zerstörbar Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
ist. 45 Nachteile des geschilderten Verfahrens zu beseitigen
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfall- und ein Verfahren zu schaffen, bei dem passende
rens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Schutzgase ohne Rücksicht auf ihr spezifisches Gecinen
rohr- oder haubenartigen Körper (9), der je wicht verwendet werden können, und bei dem weieinen
Leitungsanschluß (14, 15) für die Zu- und terhin Luft und Wasserdampf zumindest weitgehend
Abfuhr des Schutzgases aufweist und über ein 50 aus den Poren der Sandform entfernt werden kön-Dichtelement
(17) auf der Sandform (2) abge- nen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch
stützt ist. gelöst, daß die Speiseröffnungen durch mindestens
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- einen domartigen Aufbau gegen die Umgebung abgekennzeichnet,
daß der Rohrkörper (6) mit einer dichtet werden und daß die Einlauföffnung für die
durch Hitze zerstörbaren Abdeckung (7) über- 55 Schmelze ebenfalls abgedeckt wird, daß ferner in
spannt ist. dem domartigen Aufbau durch Einblasen von
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- Schutzgas ein Überdruck aufrechterhalten und die
kennzeichnet, daß der Haubenkörper mit einem Sandform mit Schutzgas durchgespült wird und daß
Schauglas versehen ist. schließlich — bei Gießbeginn — die Einlauföffnung
10. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch ge- 60 für die Schmelze in die Form freigegeben wird, wokennzeichnet,
daß die Abdeckung (7) aus einer bei das Einblasen von Schutzgas so lange fortgesetzt
durchsichtigen Kunststoffolie besteht. wird, bis der Formhohliaum mindestens bis zu den
11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- Speiscransätzen gefüllt ist.
kennzeichnet, daß der Körper (6) über eine Ohne die Form dabei —■ wie bei dem bekannten
Dichtmasse (17) in die Sandform (2) eingebettet 65 Verfahren — vom Boden abzuheben und vollständig
ist. zu umhüllen, gewährleistet der Überdruck in dem
Aufbau, daß das Schutzgas auch in die Poren der Sandform eindringt und Luft und Wasserdampf dar-
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1973
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- 1973-06-13 NL NL7308208A patent/NL154952B/xx unknown
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