DE2500521C3

DE2500521C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines komplizierten Druckgußteiles

Info

Publication number: DE2500521C3
Application number: DE2500521A
Authority: DE
Inventors: Isao Neyagawa Osaka Ohara (Japan)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-05-20
Filing date: 1975-01-08
Publication date: 1978-03-09
Also published as: DE2500521B2; JPS50147195A; JPS521235B2; DE2500521A1; IT1038141B; US3977462A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines komplizierten Druckgußteiles, mit einer luftleeren, aber mit inertem Gas gefüllten Schmelz- und Gießvorrichtungs-Kammer, bei welchem eine luftdichte, luftleere Kammer mit einem Schmelztiegel und einer Form mit inertem Gas gefüllt wird und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Ein solches Verfahren ist durch die OE-PS 96 840 bekanntgeworden.

Verfahren dieser Art werden zur Herstellung von Druckgußteilen mit komplizierter Form verwendet, wie sie in der zahnärztlichen Praxis und der Industrie vorkommen.

Auch durch die DT-AS 11 32 171 ist ein kompliziertes Vakuum- und Schutzgasgießverfahren bekannt geworden.

Schließlich sind durch die DT-AS 12 38 162 und durch die DT-AS 14 33 891 Gußvorrichtungen bekannt geworden, bei welchen eine luftdichte, luftleere Kammer einen Schmelztiegel enthält, in dem das Metall geschmolzen wird, während das von dem Metall erzeugte Gas abgesaugt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gießen von komplizierten Druckgußteilen mit guten metallischen Eigenschaften zu schaffen, bei welchen das Metall unter vollständigem Abschluß von Sauerstoff geschmolzen und dann die Schmelze weich und sicher in jede Ecke der Form gedrückt wird.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schmelztiegel mit einem Schleier des inerten Gases umgeben wird, während beim Schmelzen von Metall erzeugtes Gas abgesaugt wird, daß das Einblasen inerten Gases in die Kammer unterbrochen wird, wenn das Metall geschmolzen ist, um die Kammer in ein Unterdruckstadium zu bringen, und daß die Schmelze nach dem Gießen aus dem Schmelztiegel in die Form durch den Druck des inerten Gases, das erneut in die Kammer geblasen wird, so unter Druck gesetzt wird,daß sie alle Ecken der Form erreicht.

Da das zu gießende Metall ohne Berührung mit Luft geschmolzen und gegossen wird, erhält man ein Druckgußteil guter Qualität, dessen gute metallische Eigenschaften voll erhalten bleiben.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist erfindungsgemäß so aufgebaut, daß eine Düse zum Einblasen inerten Gases um eine obere Elektrode eines Paares oberer und unterer Elektroden so angeordnet ist, daß ihre Öliniing zu dem Schmelztiegel weist und derart ausgebildet ist, daß der Schmelztiegel von einem Schleier des inerten Gases umgeben wird, und daß ein einen überschlagenden Strom zwischen den Elektroden zu erzeugender Hochfrequenzoszillationskreis vorgesehen ist, von welchem eine Hochfrequenz erzeugt wird, die den elektrischen Widerstand des inerten Gases zwischen den Elektroden durchbricht, wodurch der aus der Entladung der Elektroden entstandene Lichtbogen ohne besondere Maßnahmen leicht und sicher erzeugt wird, und daß durch eine an einer Haube angeordnete Form und der einem Schmelzofen zugeordnete Schmelztiegel derart ausgebildet sind, daß lediglich durch das öffnen der Haube eine leichte Bewegbarkeit der Form und des Schmel/.tiegels erreicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt lind wird im folgenden näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Schnitt der von vorn gesehenen, erfindiingsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt der von der Seite gesehenen Vorrichtung, und

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Vorderansicht der Vorrichtung, wobei der Schmelzofen gedreht ist.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Schmelzofens 1. Der Schmelzofen 1 ist zylindrisch, hat offenes Ende und eine Achse oder einen Zapfen 2, der von seiner Außenfläche wegragt und drehbar in einer mit einer Lagerbüchse ausgekleideten öffnung 4 einer Befestigungsplatte angeordnet ist. Ein Anschlag 5 ist so angebracht, daß der Zapfen 2 in der öffnung 4 so drehbar ist, daß die Drehung des Schmelzofens 1 in einer um 90° gedrehten Lage gegenüber der Lage angehalten wird, in welcher der Schmelztiegel 12 in dem Schmelzofen seine normale Lage zum Schmelzen hat.

Eine zylindrische Haube 6 verschließt das offene Ende des Schmelzofens 1 und hat einen Flansch 7. Die Haube 6 ist mittels eines Scharniers 8 am Schmelzofen 1 angebracht. Die öffnung des Schmelzofens kann durch die Haube luftdicht verschlossen werden, indem ein

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Verriegelungsteil 9 zum Festhalten des Flansches 7 in der geschlossenen Lage betätigt wird. Das Innere der Haube 6 und des Schmelzofens 1 bilden im geschlosse nen Zustand eine luftdichte Kammer 10.

In der luftdichten Kammer 10 ist entlang der gesamten Innenwandflächen des Schmelzofens 1 und der Haube 6 wärmeisolierendes Material 11 angebracht. Das Material ist so angeordnet, daß es im Mittelteil des Schmelzofens 1 eine Ausnehmung 14 zjr Aufnahme eines Schmelztiegels 12 und im Mittelteil der Haube 6 eine Ausnehmung 15 zur Aufnahme einer Form 13 bildet. Der Schmelztiegel 12 und die Form 13 sind in der Ausnehmung 14 bzw. 15 so angeordnet, daß ein Auslaß 16 des Schmelztiegels 12 mit einem Einlaß 17 der Form 13 in Verbindung steht, wenn der Schmelzofen um 90° in Richtung der Form gedreht wird.

Zwei Elektroden 18 und 19 sind einander gegenüberliegend vertikal angeordnet, und die eine Elektrode 18 ragt von der Oberseite nach unten, und die andere Elektrode 19 ragt vom Boden des Schmelzliegels nach oben in die Kammer 10.

Eine Düse 22 für inertes Gas, z. B. Argon, umhüllt die obere Elektrode 18 und ist außerhalb des Schmelzofens 1 mit einer Gasleitung 23 verbunden. Die Gasleitung 23 verläuft längs einer Nut 20, durch den Zapfen 2, hat ein nicht dargestelltes Magnetventil und steht mit einer nicht dargestellten Gasflasche in Verbindung. Ein Luftauslaß 24, der in die luftdichte Kammer I ) mündet, steht mit einer durch die Befestigungsplatte verlaufenden Leitung 25 mit einer nicht dargestellten Säugpumpe in Verbindung.

In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 26 ein Beobachtungsfenster, die Bezugszahl 27 einen Handgriff zum Drehen des Schmelzofens 1, die Bezugszahl 28 ein Unterdruckanzeigegerät und die Bezugszahl 29 ein Druckmeßgerät.

Ferner ist eine elektrische Schaltung zum Steuern der erfindungsgemäßen Vorrichtung einschließlich eines Hochfrequenzoszillatorkreises zur Erzeugung eines Lichtbogens zwischen den Elektroden 18 und 19 vorgesehen, wobei die Zuleitungen zu den Elektroden durch den in der Befestigungsplatte 3 gelagerten Zapfen verlaufen.

Im Betrieb wird die Haube 6 geschlossen, nachdem Metall in der erforderlichen Menge in den Schmelztiegel 12 eingebracht wurde. Dann wird die in der luftdichten Kammer 10 befindliche Luft durch den Luftauslaß 24 mittels der nicht dargestellten Säugpumpe abgesaugt, um in der Kammer 10 ein Vakuum von 600 bis700 rnmllgzu erhalten.

Wenn ein gewünschtes Vakuum bzw. ein gewünschter Unterdruck in der Kammer 10 erreicht ist, wird das Absaugen der I ijft aus dem Auslaß 24 unterbrochen und inertes Gas, wie Argon, wird durch die Düse 22 eingeblasen, um die Kammer 10 mit dem Gas zu füllen. Dann wird den Elektroden 18 und 19 Strom zugeführt und der Hochfrequenzoszillatorkreis wird eingeschaltet.

Dadurch wird aufgrund der Ladung zwischen den zwei Elektroden ein Lichtbogen gebildet, und die dadurch erzeugte Wärme schmilzt das Metall.

Während des oben beschriebenen Verfahrens wird durch die Düse 22 ständig Gas eingeblasen, während Luft und vom Metall, vom wärmeisolierenden Material 11, vom Schmelztiegel 12 usw. erzeugte Gase durch die Wirkung der Saugpumpe durch den Luftauslaß 24 abgesaugt werden.

Wenn das Metall vollständig geschmolzen ist, wird das Einblasen von Gas durch die Düse 22 unterbrochen und der die Kammer 10 enthaltende Schmelzofen 3 wird um 90° gedreht. Wenn der Schmelzofen in eine Lage gedreht ist, in der der Auslaß 16 des Schmelztiegels 12 mit dem Einlaß !7 der Form 13 in Verbindung steht, wird die Schmelze aus ('em Schmelztiegel 12 über den Ai:slaß 16 in den Einlaß 17 der Form ii gegossen. In diesem Stadium wird noch Luft aus dem Luftauslaß 24 gesaugt, um die Kammer 10 in einem UnterH'-uckstadium zu halten. Nachdem die Schmelze vollständig in die Form 13 gegossen ist, wird das Absaugen von Luft unterbrochen und ein inertes Gas, wie Argon, wird durch den gleichen Auslaß 24 mit einem Druck von 3 bis 4 atm in die Kammer 10 gedruckt. Die Schmelze wird durch den Druck des Gases in jede Ecke der Form 13 getrieben. Wenn die Schmelze in der Form 13 abgekühlt ist, wird das Druckgußstück aus der Form genommen und der Gießvorgang ist beendet.

Wie aus der obigen Erläuterung /u erkennen ist. hat das Metall vom Beginn des Schmelzens bis zum Ende des Gießens keinerlei Kontakt mit Luft und daher werden keine oxidierenden Substanzen oder Verunreinigungen während des Schmel/ens und Gießens mit dem Metall vermischt. Dem/i.lolge wird ein Druckgußteil guter Qualität erhalten, dessen gute Metalleigenschäften nicht verschlechtert sind.

Weil die Schmelze durch den Druck des durch eine Düse 22 eingeblasenen Gases dazu gebracht wird, in die Form einzutreten, erreicht die Schmelze ohne Fehlstellen jede Ecke der Form, und daher k;mn ein Druckgußteil mit irgendeiner komplizierten Form erhalten werden.

Die Erzeugung des Lichtbogens zwischen einem Paar Elektroden wird durch Leitung eines Hochfrequenzstromes verursacht, und die Handhabung des Stromes ist nicht schwierig und erfordert keine besondere technische Erfahrung, so daß der Lichtbogen leicht und einfach erzeugt werden kann.

Weil die luftdichte Kammer während der Entladung zwischen den Elektroden vollsuindig mit einem inerten Gas gefüllt ist, oxidieren die Elektroden nicht und daher wird ihre Lebensdauer verlängert.

Auch ist die Handhabung der Vorrichtung leicht und der Aufbau kann einfach gehalten werden, weil der Schmelzofen so aufgebaut ist, daß or gedreht werden kann, so daß die Schmelze an dem Schmelztiegel in die Form gebracht wird, wenn der Schmelzofen in eine vorbestimmte Lage gedreht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

25 OO 521 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines komplizierten Druckgußteiles, mit einer luftleeren, aber mit inertem Gas gefüllten Schmelz- und Gießvorrichtungs-Kammer, bei welchem eine luftdichte, luftleere Kammer mit einem Schmelztiegel und einer Form mit inertem Gas gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelztiegel mit einem Schleier des inerten Gases umgeben wird, während beim Schmelzen von Metall erzeugtes Gas abgesaugt wird, daß das Einblasen inerten Gases in die Kammer unterbrochen wird, wenn das Metall geschmolzen ist, um die Kammer in ein Unterdruckstadium zu bringen, und daß die Schmelze nach dem Gießen aus dem Schmelztiegel in die Form durch den Druck des inerten Gases, das erneut in die Kammer geblasen wird, so unter Druck gesetzt wird, daß sie alle Ecken der Form erreicht.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Düse (22) zum Einblasen inerten Gases um eine obere Elektrode (18) eines Paares oberer und unterer Elektroden (18 und 19) so angeordnet ist, daß ihre öffnung zu dem Schmelztiegel (12) weist und derart ausgebildet ist, daß der Schmelztiegel (12) von einem Schleier des inerten Gases umgeben wird, und daß ein einen überschlagenden Strom zwischen den Elektroden zu erzeugender Hochfrequenzoszillationskreis vorgesehen ist, von welchem eine Hochfrequenz erzeugt wird, die den elektrischen Widerstand des inerten Gases zwischen den Elektroden durchbricht, wodurch der aus der Entladung der Elektroden entstandene Lichtbogen ohne besondere Maßnahmen leicht und sicher erzeugt wird, und daß durch eine an einer Haube (6) angeordnete Form (13) und der einem Schmelzofen (I) zugeordnete Schmelztiegel (12) deart ausgebildet sind, daß lediglich durch das öffnen der Haube (6) eine leichte Bewegbarkeit der Form (13) und des Schmelztiegels (12) erreicht wird.