DE3207170A1 - Verfahren zum giessen von reinem titan oder titanlegierungen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Gießen von reinem Titan
• oder Titan legierungen.
• Die vorliegende ErEindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zum Gießen von Titan, mittels welchem Titan-Gießwerkstoffe wie reines Titan oder Titanlegierungen mit einem verringerten oder praktisch keinem Risiko der Oxidation vergossen werden können.
• Titanwerkstoffe wie reines Titan oder Titanlegierungen sind recht vielversprechend und ihre extensive Anwendung nicht nur in verschiedenen Branchen der Industrie, sondern auch in Bereichen der Medizin wie der Herstellung von künstlichen Zähnen, der orthopädischen Chirurgie usw. ist lange erwartet worden. Dies ist auf ihre herausragenden physikalischen und mechanischen Eigenschaften zurückzuführen, als da sind Hochwarmfestigkeit, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsfestigkeit und auch erhöhte Kompatibilität mit dem lebenden Körper (die Eigenschaft, dem lebenden Körper keinen Schaden zuzufügen, wenn sie durch einen chirurgischen Eingriff darin eingebettet worden sind).
• Titanmaterialien sind jedoch äußerst reaktiv und unterliegen einer raschen Oxidation sogar beim Kalt schmieden. Aus diesem Grunde ist Ihre Verarbeitung ziemlich schwierig und ihre Anwendung sehr begrenzt geblieben. Es war nur möglich, durch Einsatz besonderer Einrichtungen und Techniken das Material in einer Vakuumatmosphäre kaltzuschmieden.
• Bis jetzt war es daher nicht möglich, einen komplizierten Titangegenstand kommerziell herzustellen, der in seiner Gestalt sehr präzise sein mußte, wie z.B. künstliche Zähne. Sogar die einfachen und in ihrer Gestalt weniger präzisen Gegenstände bedingten sehr hohe Herstellungskosten, was der praktischen Einführung ernsthaft im Wege stand.
• Der Erfinder hat bei seinen zahlreichen Versuchen unter Verwendung einer Dental-Gießeinrichtung damit experimentiert, Titan-Gießwerkstoffe in Quarzformen unter inerter Gasatmosphäre zu vergießen. Die erhaltenen Titan-Guß stücke wiesen jedoch sämtlich einen hohen Grad von Oxidation auf, waren dunkel gefärbt und in der Praxis kaum zu brauchen, obwohl die inerte Gasatmosphäre fast rein aufrechterhalten werden konnte.
• Es wurden auch Anstrengungen unternommen, die Gießeinrichtung in verschiedenen Hinsichten zu verbessern, doch konnten nach alldem immer noch keine praktisch brauchbaren Titan-Guß stücke erhalten werden.
• Im Verlauf der Experimente wurden auch andere Formmaterialien untersucht und es konnten verbesserte Ergebnisse mit Magnesia -Formen erhalten werden, bei denen die sich ergebenden Titan-Guß stücke einen relativ niedrigen Oxidationsgrad zeigten und bei denen auch die Herstellungsmöglichkeiten der Form verbessert waren. Die Gußstücke waren jedoch immer noch weit davon entfernt, praktisch brauchbar zu sein.
• Bei den weiteren Versuchen zur Verbesserung der Ergebnisse wurde gefunden, daß gute, fast oxidationsfreie Titan-Guß stücke erhalten werden konnten, wenn beispielsweise ein Titangießwerkstoff in einer Form aus Magnesia vergossen wurde, die auf einer relativ niedrigen Temperatur gehalten wurde oder wenn eine kleine Menge eines Titangießwerkstoffs in einer Form aus Magnesia vergossen wurde.
• Ein eingehendes Studium dieser Fälle, um der Ursache auf die Spur zu kommen, eröXiete das Folgende: Oxide wie Siliciumdioxid sind als Formmaterial geeignet, weil sie leicht formbar sind und eine hohe Präzision ohne große Schwierigkeiten erreichbar ist. Titangußstücke, die in Oxidformen vergossen werden, sind jedoch schwer oxidiert und kaum für den praktischen Einsatz verwendbar. Es könnte festgestellt werden, daß die Ursache der Oxidation darin besteht, daß der Titangießwerkstoff (Schmelzpunkt 16680C, normale Gießtemperatur: 1800 bis 19000C) mit seiner äußerst hohen Reaktivität Sauerstoff aus der aus Oxid bestehenden Form herauslöst und dadurch oxidiert wird.
• Dies wird durch die Beziehung zwischen den Kurven (I) oder (II) für Titan und die Kurven (III) oder (IV) für Z SiO bzw. SiO2 gemäß Fig. 6 bestätigt, die die Beziehung zwischen der Temperatur und der Oxidbildungsenergie wiedergibt.
• Ein Vergleich der Kurve (I) oder (II) mit der Kurve (IV) zeigt, daß Titangießwerkstoffe einer raschen Oxidiation im Temperaturbereich von 19000C bis 2000°C unterliegen, ein Temperaturbereich, der bisher als für das Gießen von Titanwerkstoffen zweckmäßig angesehen wurde.
• Ein Hauptziel der Erfindung besteht darin, ein Gießverfahren für Titangußstücke zu entwickeln, bei welchem ein verringertes oder kein Risiko der Oxidation besteht. Es wird dabei reine Magnesia oder ein auf Magnesia basierendes Material für zumindest den Teil der Form verwendet, der mit dem geschmolzenen Titangießwerkstoff in Verbindung kommt. Die Kombinatioz der Magnesiumkomponente mit der Sauerstoffkomponente des aus Magnesia bestehenden Formmaterials bleibt beim Schmelzen und Gießen des Titangießwerkstoffes stabil. Dies geschieht, indem die Temperatur des Titangießwerkstoffes in der Titangießform aus Magnesia-Formmaterial von Anfang an unter einem vorbestimmten Niveau gehalten wird oder indem der Titanwerkstoff unter einen solchen Temperaturbereich ra abgekühlt wird und dadurch die Gefahr der Oxidation der geschmolzenen Titangießwerkstoffes durch Absorption von Sauerstoff aus dem Magnesia-Formmaterial bei der Erstarrung und Abkühlung nach dem Gießen verringert oder gänzlich ausgeschaltet ist.
• Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, das Gießen von fast oxidationsfreien Titangußstücken hoher Qualität und Präzision und frei von Gießfehlern zu ermöglichen, indem der Gießvorgang verbessert und für diesen Zweck ein verbessertes Gießverfahren vorgeschlagen wird, bei welchem der geschmolzene Titan-Werkstoff rasch in die Form unter Zuhilfenahme eines Stroms eines inerten Gases eingegossen und nach dem Vergießen ein hoher Nachdrückeffekt durch die Druckwirkung des Stroms des inerten Gases erreicht wird.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung dargestellt.
• Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Gießeinheit der Metallgießvorrichtung nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, wobei die Tür geöffnet ist damit das Innere der oberen Heizkammer und die untere Formkammer sichtbar sind; Fig. 2 ist ein vertikaler Längsschnitt in vergrößertem Maßstab durch den Teil der Gießvorrichtung, der in Fig. 1 dargestellt ist, wobei die Steuerschaltung und ihre zugeordneten Komponenten schematisch angedeutet sind; Fig. 3 ist eine vergrößerte perspektivische Explosionsansicht, in welchem der Metallschmelztiegel, ein Gießmetallkörper und die Elektrode der Gießeinheit nach Fig. 1 erkennbar sind; Fig. 4a bis 5d zeigen in schematischer Form die Art und Weise, in welchem ein Gießmetallkörper in dem Netallschmelztiegel von oben heruntergeschmolzen wird, wobei Fig. 4d erkennen läßt, wie das geschmolzene Metall nach unten und außerhalb des Tiegels fließt; Fig. 5 ist eine vergrößerte fragmentarische Frontansicht der Nockenanordnung, die unter der GieB-einheit der Fig. 1 angeordnet ist und die in Richtung des Pfeiles V in Fig. 2 gesehen ist; Fig. 6 ist ein die Beziehung zwischen der Temperatur und der Bildungsenergie von Oxiden wiedergebendes Schaubild; Fig. 7 ist ein Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Gießform.
• Nachstehend wird im einzelnen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der automatischen Präzisions-Metallgießvorrichtung beschrieben, die für das Gießverfahren nach dem Verfahren der Erfindung ein gesetzt wird. Außerdem werden bevorzugte verfahrensmäßige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gießverfahrens geschildert.
• Die Zeichnungen zeigen die automatische Präzisions-Metallgießvorrichtungtderen grundlegendes Gießprinzip nachstehend beschrieben wird.
• Im Inneren einer Heizkammer 1 wird eine Hochspannung zwischen einer Bogenentladungselektrode 2 und einem zylindrischen Titan-Gießwerkstoffkörper 3 angelegt, um einen Lichtbogen 4 zwischen ihnen zu erzeugen, wodurch der Titan-Gießwerkstoffkörper 3 geschmolzen wird.
• Wie am besten in den Figuren 4a bis 4d zu erkennen ist, wird der Titan-Gießwerkstoffkörper 3 von oben nach unten aufgeschmo]zen und das geschmolzene Material in einem Tiegel 5 gesammelt.
• Wenn der Titan-Gießwerkstoffkörper 3 bis zu seiner Unterseite heruntergeschmolzen ist, wird eine Öffnung E im Boden des Tiegels 5 nicht länger durch den festen Boden des Gießmaterials blockiert und es fällt das geschmolzene Material 3a durch seine Schwere durch die Öffnung 6 und einen Gießkanal 7 in eine Formkammer 8 und strömt dann durch einen Einlaß 10 eintrTitan-Gießform 13 in einen Formhohlraum 11.
• Die Heizkammer 1 für das Metall und die Formkammer 8 sind vom Beginn des Aufheizens bis zum Abschluß des Formvorgangs mit einem inerten Gas gefüllt.
• Durch die Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Stroms von inertem Gas aus der Heizkammer 1 durch eine Verbindungsnut 12, den Gießkanal 7 und den Einlaß 1o der Form 13, den Formhohlraum 11 (die Titan-Gießform 13 besteht aus einem Formhohlraum 11 und einer durchlässigen Hinterf4tterungsmasse) in die Formkammer 8 mit einem Druckunterschied von ungefähr 4 kg/cm2 zwischen den beiden Kammern, wird der geschmolzene Gießwerkstoff 3a durch den Strom inerten Gases fort getragen und strömt sanft in den Formhohlraum 11 in der Form 13Sum diesen bis zum Grund auszufüllen, nachdem der Titan-GieB-werk stoff 3 vollständig aufgeschmolzen ist und in die Form 13 einströmt. Danach wird durch den Druckunterschied von ungefähr 4 kg/cm2 ein Nachdrücken erzielt, um einen guten Fluß bzw. eine gute Formfüllung des geschmolzenen Metalls sicherzustellen.
• Die Steuerung des Stroms des inerten Gases wird in der nachstehend beschriebenen Weise bewerkstelligt. Mittels eines Startknopfes 15 einer Steuerung 14 für die Gießsequenzen wird eine Vakuumpumpe 16 in Gang gesetzt, um die Heizkammer 1 über die Gasleitungen 17, 20, ein Dreiwegeventil 18 und ein Kreuzstück 19 zu evakuieren. Gleichzeitig wird die Formkammer 8 über-die Gasleitungen 20, 21 und den Abscheider 22 evakuiert. Wenn das Vakuum in der Heizkammer 1 und der Forzkammer 8 700 mm Hqerreicht hat, wird der Vakuumschalter 23 betätigt, um die Spindel 18a des Dreiwegeventils 18 nach links zu bewegen, wodurch die Evakuierung der Heizkammer 1 unterbrochen wird, während gleichzeitig ein inertes Gas, wie z.B. Argon über die Gasleitungen 17, 25' und das Dreiwegeventil 18 in die Heizkammer 1 eingeleitet wird, um darin einen Druck von drei atm. aufzubauen und aufrechtzuerhalten, wobei der Druck durch einen Druckregler 25 gesteuert wird, der 3 kg/cm2 eingestellt ist.
• Die Formkammer 8 wird weiterhin evakuiert, bis der Guß abgeschlossen ist. Wenn der Druck in der Heizkammer 1 unter o,5 kg/cm2 gefallen ist, wird ein druckbetätigter Schalter 26 betätigt, um den Leistungsgenerat r 27 einzuschalten, damit die Schmelzvorrichtung M einen Lichtbogen zwischen der Bogenentladungselektrode 2 und dem Titan-Gießwerkstoffkörper 3 erzeugt.
• Wenn der Gießvorgang beendet ist, tritt die Steuerung 14 für die Gießsequenz in Tätigkeit und stellt die Vakuumpumpe 16 ab und deaktiviert das Dreiwegeventil 18, so daß seine Spindel 18a nach rechts zurückkehrt. Die Evakuierung und die Einleitung von inertem Gas werden dann beide gestoppt, und es wird das inerte Gas in der Schmelzkammer 1 über die Leitung 17, das Dreiwegeventil 18, das KreuzstUck 19 und ein Rückschlagventil 28 in die Atmosphäre abgelassen. Das inerte Gas wird teilweise in die Formkammer 8 eingesaugt, wodurch in beiden Kammern 1 und 8 ein Atmosphärendruck wieder hergestellt wird. Damit ist ein Gießvorgang vorüber.
• Als Titan-Gießwerkstoff 3 wird entweder reines Titan oder eine Titanlegierung verwendet. Zum Schutz des Titan-Gießwerkstoffes 3, der wegen seiner hohen Reaktivität dazu neigt, zu einem Oxid oxidiert zu werden, wird als Material für die Titan-Gießform entweder reine Magnesia oder ein auf Magnesia basierendes Formmaterial verwendet.
• Wie aus dem Diagramm der Fig. 6, in welchem die Bildungsenergie der Oxide über der Temperatur aufgetragen ist, ersichtlich ist, liegt die Kurve (V) für 2- MgO unterhalb der Kurve (II) für Z TiO, woraus hervorgeht, daß die Bildungsenergie von Magnesiumoxid geringer als diejenige von Titanoxid ist, wenn die Tempteratur unterhalb ungefähr 17000C liegt.
• Dies deutet darauf hin, daß bei Temperaturen unterhalb ungefähr 1700"C kaum eine oder keine Möglichkeit einer Austauschreaktion zwischen dem Sauerstoff in dem aus Magnesia bestehenden Formmaterial und dem Titan-Gießwerkstoff besteht.
• Die Temperatur des geschmolzenen Titan-Gießwerkstoffs zum Zeitpunkt des Vergießens liegt jedoch im Bereich von ungefähr 1900°C bis 20000C und ist somit höher als die vorerwähnte Temperatur von ot? <sicc 1700°C, so daß e Oxidationsreaktion zwischen dem in die Form eintretenden Titan-Gießwerkstoff und dem in der Form 13 vorliegenden Sauerstoff nicht verhindert werden kann.
• Erfindungsgemäß wird daher, nachdem zumindest der mit dem geschmolzenen Anteil 3a des Titan-Gießwerkstoffs 3 in Berührung kommende Teil der Gießform 13 aus einem Nagnesia - -- Formwerkstoff hergestellt ist, zumindest der mit dem geschmolzenen Anteil 3a des Titan-Gießwerkstoffs 3 in Berührung kommende Teil der Gießform 13 unterhalb 17000C gehalten, sei es von Anfang an, sei es daß er rasch unter dieses Temperaturniveau abgekühlt wird.
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird so vorgegangen, daß die pro Gießzyklus vergossene Menge des Titan-Gießwerkstoffs 3 kleingehalten und beim Gießen der geschmolzene Anteil 3a des Titan-Gießwerkstoffs durch die große Masse der Gießform 13 rasch abgekühlt wird.
• Als Gießform 13 für Titan wird entweder diejenige nach Fig. 2 oder die mehr einzelnen in Fig. 7 gezeigte Form verwendet.
• Die Gießform 13 der Fig. 2 besteht in ihrem Wandungsmaterial vollständig aus reiner Magnesia oder einem Formwerkstoff auf der Basis von Magnesia.
• Bei der Gießform 113 der Fig. 7 ist der mit dem Titan-Gießwerkstoff in Berührung kommende Teil der Formwandung, nämlich der Teil 213, welcher zumindest den Formhohlraum 171 bzw. vorzugsweise auch den'Eingußtrichter 110 und den Speiser 172 umgibt, mit geringer Wandstärke aus dem besagten Formwerkstoff aus Magnesia hergestellt, während der übrige Teil 313 aus einem in dem Magnesia-Formwerkstoff verschiedenen Formmaterial ausgebildet ist. Als Formmaterialien werden beispielsweise Mischungen von je zweien Siliciumdioxid, Zirkonsand und Aluminiumdioxid oder Mischungen eines dieser Stoffe mit Magnesia vorgeschlagen. Daneben kann aber auch jedes andere als für diesen Zweck geeignet angesehene Material gewählt werden.
• Da in der Gießform 113 der Fig. 7 der größere Anteil 313 der Formwandung nicht notwendig aus dem auf der Basis von Magnesia beruhenden Formmaterial besteht, sondern, wie vorerwähnt, jegliches geeignete Material gewählt werden kann, kann eine Form mit jeder beliebigen Kombination von Eigenschaften hergestellt werden.
• Wenn es beispielsweise erwünscht ist, die Abmessungen eines Formkörpers exakt nachzubilden, auch wenn eine Zusammenziehung bei der Erstarrung uhd thermischen Kontraktion des Guß stückes unvermeidlich sind, wie z.B. beim Gießen von Zahnersatz, kann ein Formmaterial mit hohem thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie Siliciumdioxid gewählt werden.
• Wenn auf der anderen Seite ein gutes Ergebnis beim Gießen von dünnwandigem oder dünnen und langen Gießstücken erzielt werden soll, die dazu neigen, das geschmolzene Metall schlecht fließen zu lassen, kann die Fließfähigkeit des geschmolzenen Metalls durch Verwendung einer aus einem Formmaterial mit einer hohen Permeabilität verbessert werden. Wenn es auf das erfolgreicheGießen eines Gießstücks mit einem größeren Risiko der Gratbildung oder der Aufrauhung der Gußoberfläche ankommt, kann ein Formmaterial mit geringerer Permeabilität gewählt werden, um cie Fließneigung des geschmolzenen Metalls gering zu halten, Wenn ferner die Form einem hohen Druck ausgesetzt werden soll, kann ein Formmaterial mit hoher Druckfestigkeit gewählt werden.
• Als Formmaterial auf der Basis von Magnesia kann beispielsweise eine Mischung "Magnesiaclinker" M2 und M4 der Firma Nippon Kagaku Togyo-Sha verwendet werden, die im Handel als feuerfeste Werkstoffe erhältlich und deren chemische Zusammensetzung in der nachstehenden Tabelle 1 zu sehen sind. Das Mischungsverhältnis kann 40:60 betragen, und es können 10/90% an Zirkonoxid oder Zirkonsand zur Einstellung der Teilchengröße hinzugefügt werden.

  M2 M4

  MgO 97;0% MgO 96.0%

  CaO 1.0% SiO2 1.5%

  S102 1.0% Na 2 0.5%

  Al203 o.5% Fe2 0.5%

  Fe2O3 j o.3% Al203 0.3%

  Magnesia hat einen Schmelzpunkt, der 1100°C höher liegt als der von Siliciumdixoid und ist ein feuerfestes Material mit einer ausgezeichneten Beständigkeit bei hohen Temperaturen. Bisher ist es als Hochleistungs-Feuerfestzement zum Ausstampfen von Vakuumschmelzöfen und zum Auskleiden von Schmelztiegeln usw. eingesetzt worden.
• Ein Formmaterial auf der Basis von Magnesia mit seiner hohen Feuerfestigkeit hat auch noch die folgenden Vorteile.
• Die vorerwähnten Magnesiaclinker M2 und M4 härten wie Portlandzement aus, wenn sie einfach mit Wasser vermischt und geknetet werden, was die Formherstellung in großem Umfang vereinfacht.
• Darüber hinaus ist Magnesia anders als Siliciumdioxid transformationsfrei. Die Kurve der thermischen Ausdehnung ist im großen und ganzen linear wie bei e-inem Metall. Das Material dehnt sich ungefähr 1,1% bei loooOC aus, welche Eigenschaft bei der Herstellung von Präzisionsgußstücken wie künstlichen Zähnen von Vorteil ist.
• Indem die Form 13 aus einem Formmaterial auf der Basis von Magnesia zuerst durch eine Heizvorrichtung bis auf eine vorbestimmte Temperatur vorgeheizt wird, so daß sie sich ausdehnen kann, und indem dann das geschmolzene Metall 3a des Titan-Gießwerkstoffs 3 eingegossen wird, ist es möglich, daß Maß zu verringern, um welches das Titangußstück aufgrund der Kontraktion bei der Erstarrung und beim anschließenden Abkühlen des Gießlings kleiner als der Formhohlraum wird.
• Nachstehend wird die Konstruktion einer automatischen Präzisionsgießmaschine konkret beschrieben.
• In dem aus einer Aluminium- oder Zinklegierung bestehenden Gehäuse 29 der eigentlichen Gießvorrichtung der Gießmaschine ist durch eine Trennwand 42 eine oben gelegene Schmelzkammer 1 und eine unten gelegene Formkammer 8 gebildet.
• Der vordere Wandungsteil des Gehäuses 29 der Gießvorrichtung der Gießmaschine ist wie ein Flansch ausgebildet, und es sind in diesem Flanschteil 30 zwei Öffnungen übereinander vorgesehen, nämlich die obere Zugangsöffnung 31 für die Schmelzkammer 1 und die untere Zugangsöffnung 32 für die Formkammer 8. Der Titan-Gießwerkstoff 3 und der Tiegel 5 können durch die Zugangsöffnung 31 in die Schmelzkammer 1 eingesetzt und aus dieser herausgenommen werden, während die aus der Form 13 und ihrem zylindrischen Gehäuse 47 bestehende Formanordnung 9 durch die Zugangsöffnung 32 in die Formkammer 8 hineingesetzt und aus dieser entnommen werden kann.
• Beide Zugangsöffnungra31 und 32 s-ind gleichzeitig durch eine einzige Tür 33 zu öffnen und zu schließen, die mit einem Verriegelungsmechanismus 34 in ihrer geschlossenen Stellung verriegelbar ist und O-Ringe 35, 36 zum Abdichten aufweist. Die Tür 33 ist an einem oberen und einem unteren Scharnier 37 an der rechten Kante angeschlagen und kann sich gegenüber dem Flanschteil 30 öffnen und schließen.
• In der geschlossenen Position kann sie durch den Verriegelungsmechanismus 34 verriegelt werden, der auf der linken Seite der Tür in deren vertikaler Mitte angeordnet ist. Der Verriegelungsmechanismus 34 umfaßt einen Hebel 38, der an einer drehbaren Welle 39 angebracht ist, die die Tür 33 durchgreift. Auf der Rückseite des Flansches 30 ist eine Angriffsstelle 41 für am inneren Ende der drehbaren Welle 39 angeformte Verriegelungsklinken140 vorgesehen.
• In der Mitte der Trennwand 42 ist eine Öffnung 67 angebracht, in welcher ein Träger 43 für den Tiegel 5 aus einer Kupferlegierung wie Kanonenbronze oder aus reinem Kupfer entfernbar angeordnet ist, dessen Boden sich nach unten über die Öffnung hinaus erstreckt. In der Mitte des Trägers 43 ist ein Gießkanal 7 vorgesehen. Oberhalb des Gießkanals 7 ist in der Schmelzkammer 1 der Tiegel 5 angeordnet und unterhalb des Gießkanals 7 in der Formkammer 8 die Formanordnung 9.
• Beide befinden sich in Kontakt mit der Oberseite bzw. der Unterseite des büchsenförmigen Trägers 43.
• Im Mittelpunkt der oberhalb gelegenen Schmelzkammer 1 ist die Bogenentlagungselektrode 2 der Schmelzeinrichtung M angeordnet und nach unten gegen den in dem Tiegel 5 angebrachten Titan-Gießwerkstoff gerichtet.
• Die Anordnung des Tiegels 5 ist m chr im einzelnen in Fig. 3 dargestellt. Der Tiegelkörper 44 besteht aus Kupfer, aus einer Kupferlegierung, aus Kohlenstoff oder aus einem Material auf der Basis von Kohlenstoff und weist die Gestalt eines kurzen Zylinders auf. Im Innern des Tiegelkörpers 44 ist ein Raum 45 von umgekehrt kegelstumpfförmiger Gestalt zur Aufnahme des Gießmaterials ausgebildet.
• In der Mitte des Bodens des Raums 45 für das Gießmaterial befindet sich eine Aufsatzfläche 46 für den Titan-Gießwerkstoff 3, und in der Mitte dieser Aufnahmefläche 46 ist in der Unterseite des Tiegelkörpers 44 eine Öffnung 6 als Auslaß des geschmolzenen Materials vorgesehen. Die die Öffnung 6 bildende Bohrung ist in ihrem oberen Teil konisch ausgebildet und verjüngt sich in ihrem Durchmesser nach oben, während ihr unterer Teil eine zylindrische Bohrung bildet. Auf der Unterseite des Tiegelkörpers 44 ist eine kreuzweise Verbindungsnut 12 ausgeschnitten.
• Der Tiegel 5 hat eine reichlich bemessene Wandstärke, so daß seine Masse im Vergleich zur Aufnahmefähigkeit des Aufnahmeraums 45 für das Schmelzmaterial groß ist und beim Aufschmelzen des Titan-Gießwerkstoff 3 in diesem eine große Masse aufweisenden Kupfertieoel 5, die von dem geschmolzenen Anteil 3a des Titan-Gießwerkstoffs 3 übertragene Wärmeenergie rasch und weit durch die dicke Wandung des Tiegels 5 abgeleitet wird, so daß die Temperatursteigerungsgeschwindigkeit in dem mit dem geschmolzenen Anteil 3a des Titan-Gießwerstoffs 3 in Berührung befindlichen Teils des Tiegel 5 deutlich verringert ist, so daß der geschmolzene Anteil 3a des Titan-Gießwerkstoffs 3 ganz aus dem Tiegel 5 in die Gießform 13 vergossen werden kann, bevor der besagte Teil des Tiegels 5 bis zu seiner Schmelztemperatur aufgeheizt ist.
• Wie aus Fig. 2 ersichtlich, hat der Leistungsgenerator 27 für die Boqenentladung zwei Ausgänge, nämlich einnMinusausgang 27a und einen Plusausgang 27b, von denen der erste an die Bogenentladungselektrode 2 und der letztere an das Gehäuse 29 der Gießmaschiene angeschlossen sind, welches wiederum über den Träger 43 und den Tiegel 5 mit den Titangießwerkstoff 3 in dem Tiegel 5 leitend in Verbindung steht.
• Die Formanordnung 9 wird hergestellt, indem zunächst ein Modell in das zylindrische Eisenqehäuse 47 gebracht und dann die Formmasse eingegossen wird, die durch Kneten des mit Wasser vermischten Formmaterials aus Magnesia erhalten wird. Nach dem Abbinden wird das Formmaterial in einen elektrischen Ofen bei 8000C gesindert. Eine solche Form 13 ist porös und hoch durchlässig, wobei die Eingußöffnung 1o im oberen Teil und der Formhohlraum 11 im unteren Teil ausgebildet werden.
• Wenn bei auf dem Formträger 48 befindlicher Formanordnung 9 der Handgriff 49 gedreht wird, wird die Formanordnung 9 durch einen spiraligen Nocken 50, der nur eine Umdrehung zurücklegt, über den Stütz zapfen 51 und den Formträger 48 nach oben gedrückt und im gasdichten Kontakt mit der Formanlagefläche 53 auf der Unterseite des Trägers 43 gebracht, der den Gießkanal 7 umgibt. Zwischen dem Träger und der Formanordnung 9 ist eine Dichtung 52 angebracht.
• An die Unterseite der Formkammer 8 ist ein umgekehrt L-förmiges Tragstück 54 gesetzt, in dessen oberem Teil eine vertikale Führungsbohrung 55 für den Stützzapfen 51 und in dessen unterem Teil eine Querbohrung 56 vorgesehen ist, die sich von der Vorderseite bis zur Rückseite durch den Stützkörper 54 hindurch erstreckt. Die Querbohrung 56 enthält den mittleren Teil der frei drehbaren Nockenwelle 57, an deren vorderem Ende der Drehgriff 49 fest angebracht ist, während an dem rückwärtigen Ende die spiralige Nockenplatte 50 fest angebracht ist.
• In der vertikalen Führungsbohrung 55 ist der Stützzapfen 51 frei auf- und abbeweglich geführt, wobei der Zwischenraum mit einem O-Ring 52 angedichtet ist.
• Der Stützzapfen 51 trägt an seinem oberen Ende den fest angebrachten Formträger 48 in der Formkammer und ist an seinem unteren Ende als Nockenfolgeelement 58 ausgebildet, welches abgerundet ist und auf der Nockenplatte 50 längs einer Linie aufliegt. Das Nockenfolgeglied 58 ist gegen Drehung gesichert, weil es auf einer Ebene gleitend an einer Drehsicherungsfläche 59 auf der Rückseite des Stützkörpers 5z anliegt und sich unter Führung durch die Drehsicherungsfläche 59 frei auf und ab bewegen kann.
• Der Formträger 48 wird durch eine Zugfeder 60 nach unten gezogen, die hinter der Nockenplatte 50 zwischen zwei Federhaltern 61 und 62 aufgespannt ist, die von dem Nockenfolgeglied 58 und dem Stützkörper 54 vorstehen.
• Der Formträger 48 besteht aus einem oberen Teil 64 und einem unteren Teil 63, wobei der obere Teil 64 mit Hilfe eines Führungsstifts 65 und einer entsprechenden Lochung 66 konzentrisch auf den unteren Teil 63 befestigt ist. Beide Teile 63 und 64 besitzen in ihrer nach oben gewandten Fläche Luftdurchlässe 68 in Form konzentrischer Kreise und eines kreuzweisen Kanals.
• Im Innern der Trennwand 42 sind Kühlwasserdurchlässe 69 derart angeordnet, daß der Träger 43 davon umgeben ist.
• Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, Verfahren zum Vergießen von Titan-Gießwerkstoffen unter Verwendung einer automatischen Präzisionsgießmaschine wie der vorstehend als bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschriebenen und unter Einsatz der nachstehend beschriebenen Verfahrensweisen anzugeben.
• Bei dem Gießverfahren besteht zumindest der mit dem geschmolzenen Teil 3a des Titan-Gießwerkstoffs 3 in Verbindung kommende Teil der Gießform 13 aus reiner Magnesia oder aus einem Formmaterial auf der Basis von Magnesia. Der Titan-Gießwerkstof 3 wird in dem Tiegel 5 der Gießmaschine mit Hilfe einer Schmelzvorrichtung in einer sauerstoffreien Atmosphäre geschmolzen. Der geschmolzene Anteil 3a des Titan-Gießwerkstoffs 3 wird unter Aufrechterhaltung der sauerstoffreien Atmosphäre aus Tiegel 5 in die Gießform 13 aus dem Magnesia-Formmaterial abgegossen. Dabei wird die Temperatur wenigstens des in Berührung mit dem geschmolzenen Anteil 3a des Titan-Gießwerkstoffs 3 kommende Teil der Gießform 13 aus dem Magnesia-Formmaterial auf eine Höhe eingesteuert, bei der die Bildungsenergie des Oxids des Titan-Gießwerkstoffs 3 höher als die qeS Oxids des Magnesiums ist. Diese Temperatur wird von Anfang an eingestellt oder durch rasches Abkühlen des Titan-Gießwerkstoffs auf diese Temperatur erreicht, so daß der in die Gießform 13 abgegossene Titan-Gießwerkstoff nicht mit dem Sauerstoff eine chemische Reaktion eingeht, der zumindest in dem in Berührung mit dem geschmolzenen Teil 3a des s ken Titan-Gießwerkstoffs 3 er Gießform 13 vorhanden ist. Dies gelingt vollständig oder fast vollständig, so daß Titan-Guß stücke mit kaum einer oder keiner Oxidation erhalten werden.
• Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann in der nachstehend konkret beschriebenen Verfahrensweise bestehen.
• Bei dem Verfahren sind in dem Gehäuse 29 der Gießmaschine die Schmelzkammer 1 und die Gießkammer 8 vertikal übereinander zu beiden Seiten der Trennwand 42 angeordnet. Damit beide unabhängig. voneinander gasdicht sind, ist in der Trennwand 42 der Gießkanal 7 vorgesehen. Die GiiEorm 13 für das Titan ist in der Formkammer 8 angeordnet und steht gasdicht mit dem Gießkanal 7 in Verbindung. Zumindest der Teil der Gießform 13, der mit dem geschmolzenen Anteil 3a des Titan-Gießwerkstoffs 3 in Verbindung kommt, besteht aus reinei Magnesia oder einem Formmaterial auf der Basis von Magnesia. Der Titan-Gießwerkstoff 3 besteht aus reinem Titan oder einer Legierung auf der Basis von Titan. Er wird in den Tiegel 5 eingesetzt.
• Die Schmelzkammer 1, die Formkammer 8 und die Form 13 für das Titan werden mit einem inerten Gas gefüllt und eine Atmosphäre eines inerten Gases darin aufrechterhalten. Dann wird der Titan-GieB-werkstoff 3 in dem Tiegel 5 mit Hilfe der Schmelzvorrichtung M aufgeschmolzen, wobei der Druck in der Schmelzkammer 1 höher als in der Formkammer 8 eingestellt wird, so daß ein ständiger Strom des inerten Gases von der Schmelzkammer 1 durch den Gießkanal 7 und die Gießform 13 in die Gießkammer 8 erzeugt und aufrechterhalten wird. Der Titan-Gießwerkstoff 3 wird in dem Tiegel 5 durch die Schmelzvorrichtung M aufgeschmolzen, wobei die entstehende Schmelze 3a aus dem Tiegel 5 herausfließt und durch den Strom inerten Gases über den Gießkanal 7 unter Druck in die Gießform 13 für das Titan abfließt. Die Druckdifferenz zwischen der Schmelzkammer 1 und der Formkammer 8 dient dazu, den geschmolzenen Anteil 3a in die Gießform 13 hinabzudrücken. Die Temperatur zumindest desjenigen Teils der Gießform 13, die mit dem geschmolzenen Anteil 3a des Titan-Gießwerkstoffs in Berührung kommt und der aus dem Magnesia-Formmaterial besteht, wird auf einem Niveau gehalten, bei welchem die Bildungsenergie des Oxids des Titan-Gießwerkstoffs 3 höher als die Bildungsenergie von Magnesiumoxid ist.
• Diese Temperatur wird von Anfang an aufrechterhalten oder erreicht, indem die Gießform~schnell auf ein derartiges Temperaturniveau abgekühlt wird, so daß der in die Gießform 13 vergossene Titan-Gießwerkstoff nicht in eine chemische Reaktion mit dem Sauerstoff eintreten kann, der zumindest in dem Teil der Gießform 13 vorhanden ist, der mit dem geschmolzenen Anteil 3a des Titan-Gießwerkstoffs 3 in Berührung kommt. Dies gelingt vollständig oder fast vollständig, so daß Titan-Gußstücke mit praktisch keiner oder vollständig Oxidation erhalten werden.
• Es sind Abwandlungen des vorstehend beschriebenen Verfahrens möglich, indem die beschriebene Verfahrensweise teilweise wie folgt abgewandelt wird.
• A. In der vorbeschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird eine Argonatmosphäre als sauerstofffreie Atmosphäre verwendet. Dies kann jedoch durch Evakuierung der Schmelzkammer 1 und der Formkammer 8 ersetzt werden, so daß das Schmelzen des Titan-Gießwerkstoffs 3 in dem Tiegel 5 und das Vergießen in die Gießform 13 unter Vakuum vor sich geht.
• B. Um einen Anstieg der Temperatur der Gießform 13, die aus dem Magnesia-Formwerkstoff besteht, zu vermeiden, kann eine Kühleinrichtung vorgesehen sein, Beispielsweise ist es möglich, innerhalb der Gießform 13 Durchgänge für ein Kühlmedium derart vorzusehen, daß der Formhohlraum 11 in der Gießform 13 durch derartige Durchlässe umgeben ist, so daß durch Hindurchleiten eines Kühlmediums wie Kühlwasser durch die Durchlässe eine Kühlung der Gießform 13 bewerkstelligt wird.
• Die vorerwähnte Kühlmethode ist besonders vorteilhaft, wenn das Gußstück'selativ groß ist.
• C. Als Schmelzeinrichtung M zum Aufschmelzen des Titan-Gießwerkstoffs 3 känn außer der beschriebenen Lichtbogenschmelzeinrichtung 27,2 auch eine Hochfreguenzschmelzeinrichtung zum Aufheizen Verwendung finden.
• Mittels der vorliegenden Erfindung können die folgenden Effektterreicht werden: 1. Sie ermöglicht die Herstellung von Gußstcken aus reinem Titan oder einer Titanlegierung mit praktisch keinen oder keinem Risiko der Oxidation.
• Dies gestattet die Herstellung von Titangegenständen in einem einfachen Verfahren mit hoher Präzision und Effektivität.
• 2. Magnesia-Formmaterialien werden im Handel allenthalben angeboten und finden als Hochleistunas-Feuerfestwerkstoffe zum Ausstampfen von Of enwandungen u.dgl. Verwendung. Sie sind leicht erhältlich und wegen ihrer mechanischen Widerstandsfähigkeit für die Formherstellung gut geeignet. Sie werden einfach mit Wasser vermischt, geknetet und bei etwa 800°C gesintert. Die Hinzufügung von Bondern zur Erhöhung der Festigkeit der Form ist überflüssig, wodurch die Herstellung der Formen einfach, billig und sehr effizient ist.
• 3. Formen aus Magnesia-Formmaterialien sind in ihren Feuerfest-Eigenschaften und in ihrer Druckfestigkeit durchaus zufriedenstellend, wenn sie bei 7000C bis 8oo"C gesintert worden sind. Hierzu geeignete elektrische öfen sind heutzutage in Gießereien durchaus verbreitet, so daß es nicht notwendig ist, einen Hochtemperatur-Heizofen neu anzuschaffen, der in Gießereien weniger zu finden ist. Für das Sintern der Gießformen für Titan können ohne weiteres vorhandene elektrische Öfen eingesetzt werden.
• 4. Ein aus Magnesia bestehendes Formmaterial hat eine lineare Kurve der thermischen Ausdehnung und ähnelt insofern einem Metall. Es hat auch einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der höher als der anderer feuerfester Werkstoffe wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid u.dgl. ist. Die Form wird daher beim Vorheizen stark ausgedehnt. Durch Ausnutzung dieser Eigenschaft ist es möglich, das Maß, um welches ein Titan-GuOstück wegen der Kontraktion bei der Erstarrung und der nachfolgenden Abkühlung nach dem Guß kleiner als das Modell wird, sehr gering zu halten. Auf diese Weise können Titan-Gußstücke hergestellt werden, die den Modellen sehr nahe kommen und eine recht hohe Dimensionspräzision aufweisen. Dieser Effekt ist besonders bei Dental-Gußstücken wertvoll, bei denen es unmöglich ist, die Modelle unter Vorwegnahme der Kontraktion des geschmolzenen Metalls vorher größer zu machen.
• 5. Wenn der geschmolzene Titan-Gießwerkstoff.
• in die Form abgegossen und sein Fall unter Schwerewirkung dabei durch einen Strom von inerten Gas unterstützt wird, wird das Fließen und die Verteilung des geschmolzenen Metalls sehr gefördert und werden die tiefsten Stellen des Formhohlraums gleichmäßig und sicher erreicht, sogar wenn das Guß stück dünn und breit oder dünn und lang ist. Es kann somit eine hohe Genauigkeit der Guß stücke und gleichzeitig eine exzellente Formausfüllung erreicht werden.
• 6. In dem vorgenannten Fall unterliegt das in die Form abgegossene Metall einem starken Fördereffekt, weil es unter dem zwischen der Schmelzkammer und der Formkammer bestehende Druckunterschied hinabgedrückt wird. Dadurch wird die Herstellung von Titan-Gußstücken sehr guter Qualität und gänzlich frei von Fehlern wie Schrumpfen oder Hohlraumbildung ermöglicht.
• 7. Wenn im Boden des Tiegels eine Öffnung vorgesehen ist, wird diese automatisch erst nach dem Aufschmelzen des gesamten Titan-Gießwerkstoffkörpers geöffnet und bleibt durch den noch festen unteren Teil des Titan-Gießwerkstoffkörpers bis zum letzten Moment geschlossen.
• Danach fließt das geschmolzene Metall automatisch und zur richtigen Zeit aus der Öffnung ab und besitzt eine wohL~stabilisierte Temperatur im für das Vergießen geeigneten Bereich. Es tritt in die Form ohne jedes Risiko der Uberhitzung oder Unterkühlung ein.
• Vollkommen ausgeschlossen sind daher Fehler, die aus einem schlechten Fließen der Schmelze wegen Unterkühlung resultieren, ebenso wie Fehler die auf Uberhitzung zurückzuführen sind, wie Aufrauhung der Oberfläche des Gußstücks und Bildung von Hohlräumen und Grad. Es sind somit Titan-Gußstücke von guter Qualität gewährleistet.
• 8. Wenn von dem die Gießform für Titan bildenden Wandungsmaterial nur der mit dem geschmolzenen Titan-Gießwerkstoff in Berührung kommende Teil aus dem Magnesia-Formwerkstoff gebildet und der Rest aus einem Formwerkstoff hergestellt ist, der aus anderen Stoffen als Magnesia besteht, ist es möglich, für den größeren Teil der die Form bildenden Wandung jeden gewünschten Formwerkstoff zu wählen.
• Dies ermöglicht die einfache Herstellung von Formen, die für irgendeinen bestimmten Zweck geeicnete Eigenschaften aufweisen. Als wichtig anzusehende Eigenschaften von Formen sind beispielsweise der thermische Ausdehnungskoeffizient, die Perineabilität, die Druckfestigkeit und die plastische Formbarkeit.
• Jede dieser Eigenschaften kann durch geeignete Wahl des weiteren Formwerkstoffes frei eingestellt werden.

Claims (18)

Patentansprüche.

1. Gießverfahren für Guß stücke aus einem aus reinem Titan oder Titan legierungen be-stehenden Titan-Gießwerkstoff, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: zumindest der mit dem geschmolzenen Titan-Gießwerkstoff in Berührung kommende Teil einer Gießform für den Titan-Gießwerkstoff wird aus reiner Magnesia oder einem auf Magnesia basierenden Formwerkstoff hergestellt; der Titan-Gießwerkstoff wird mit Hilfe einer Schmelzeinrichtung in einer sauerstoffreien Atmosphäre in einem Tiegel in einer Gießvorrichtung aufgeschmolzen und unter Aufrechterhaltung der sauerstoffreien Atmosphäre aus dem Tiegel in die GieB-form für den Titan-Gießwerkstoff abgegossen; die Temperatur zumindest des mit dem geschmolzenen Titan-Gießwerkstoff in Berührung kommenden Teils der Gießform wird entweder von Anfang an oder durch rasche Abkühlung auf eine Höhe eingesteuert, bei der die Bildungsenergie des Oxids des Titan-Gießwerkstoffs höher als die von Magnesiumoxid ist, so daß der in die Gießform abgegossene Titan-Gießwerkstoff fast nicht oder überhaupt nicht mit dem Sauerstoff in Reaktion treten kann, der zumindest in dem mit dem geschmolzenen Titan-Gießwerkstoff in Berührung kommende Teil der Gießform vorhanden ist, so daß Titan-Gußstücke mit fast keiner oder keiner Oxidation erhalten werden.

2. Gießverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Formwerkstoff der Gießform für den Titan-Gießwerkstoff aus dem Magnesia Formwerkstoff besteht.

3. Gießverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Formwerkstoff der Gießform für das Titan nur der mit dem geschmolzenen Titan-Gießwerkstoff in Berührung kommende Teil aus dem Magnesia-Formwerkstoff besteht, während der Rest der Form aus einem anderen Formwerkstoff hergestellt wird.

4. Gießverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur zumindest des mit dem geschmolzenen Titan-Gießwerkstoff in Berührung kommenden Teils der Gießform von Anfang an auf eine Höhe eingesteuert wird, in der die Bildungsenergie des Oxids des Titan-Gießwerkstoffs höher als die von Magnesiumoxid ist, indem die Masse der pro Gießzyklus vergossenen Titan-Gießwerkstoffmenge kleingehalten wird, so daß wenn diese kleine Masse des Titan-Gießwerkstoffs in die Gießform abgegossen wird, sie durch die Gießform rasch abgekühlt wird.

5. Gießverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform durch eine Kühleinrichtung zumindest nach dem Abgießen des Titan-Gießwerkstoffs in die Gießform gekühlt wird.

6. Gießverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Formwandungen der Gießform Durchlässe für ein Kühlmedium ausgebildet sind, so daß die Gießform durch Hindurchleiten eines Kühlmediums durch die Durchlässe gekühlt werden kann.

7. Gießverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als sauerstoffreie Atmosphäre beim Aufschmelzen und Vergießen des Titan-Gießwerkstoffs eine Inertgasatmosphäre verwendet wird.

8. Gießverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als sauerstoffreie Atmosphäre beim Aufschmelzen und Vergießen des- Titan-Gießwerkstoffs eine Vakuumatmosphäre verwendet wird.

9. Gießverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ganz aus Magnesia-Formwerkstoff bestehende Gießform vor dem Eingießen des geschmolzenen Titan-GieSwerkstoffs durch Vorheizen mit einer Heizvorrichtung ausgedehnt wird, so daß wegen der relativ großen Expansion einer ganz aus Magnesia-Formwerkstoff bestehenden Gießform das Maß, um welches das Titan-Gußstück wegen der Kontraktion des Titan-Gießwerkstoffs beim Erstarren und Abkühlen nach dem Vergießen kleiner als das Modell wird, gering bleibt.

lo. Gießverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform in der Weise hergestellt wird, daß sie zunächst aus einem mit Wasser verkneteten Magnesia-Formwerkstoff geformt und ihre Festigkeit dann durch eine Wärmebehandlung erhöht wird.

11. Gießverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tiegel aus Kupfer oder einer Kupferlegierung verwendet wird, und die Masse seiner dicken Wandung relativ zurvi fassungsvermögen seines Aufnahmeraums für Gießmaterial groß ist, so daß beim Aufschmelzen des Titan-Gießwerkstoffs in einem solchen eine große Masse aufweisenden Kupfertiegel die von dem geschmolzenen Titan-Gießwerkstoff auf den Tiegel übertragene Wärmeenergie rasch und weit durch die dicke Wandung eines solchen Kupfertiegels fortgeleitet wird, wobei die Aufheizgeschwindigkeit des mit dem geschmolzenen Gießwerkstoff in Berührung stehenden Teils eines solchen Tiegels stark verringert wird und der geschmolzene Gießwerkstoff vollständig in die Gießform abgegossen werden kann, bevor der betreffende Teil des Tiegels auf Schmelztemperatur aufgeheizt wird.

12. Gießverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiegel aus reinem Kohlenstoff oder einem auf Kohlenstoff basierenden Materia besteht und der Titan-Gießwerkstoff in einem solchen Kohlenstofftiegel aufgeschmolzen wird.

13. Gießverfahren für Gußstücke aus reinem Titan oder Titanlegierungen bestehenden Titan-Gießwerkstoffen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: in dem Gehäuse einer Gießvorrichtung werden übereinander eine Schmelzkammer und eine Formkammer oberhalb bzw. unterhalb einer Trennwand vorgesehen und sind unabhängig voneinander gasdicht; durch die Trennwandung führt ein Gießkanal; in die Schmelzkammer werden ein Tiegel und eine Schmelzeinrichtung gebracht; in die Formkammer wird eine Gießformanordnung in gasdichter Verbindung mit dem Gießkanal gebracht; zumindest derjenige Teil der Gießformanordnung, der mit dem geschmolzenen Titan-Gießwerkstoff in Berührung kommt, besteht aus reiner Magnesia oder eine auf Magnesia beruhenden Formwerkstoff; es wird ein Titan-Gießwerkstoffkörper in den Tiegel in der Schmelzkammer gebracht; die Formkammer und die Gießformanordnung werden mit einem inerten Gas gefüllt, so daß darin eine Atmosphäre eines inerten Gases aufrechterhalten wird; der Druck in der Schmelzkammer wird höher eingestellt als in der Formkammer; das inerte Gas wird. aus der Schmelzkammer durch den Gießkanal und die Gießform in die Formkammer geleitet; der Titan-Gießwerkstoff wird durch die Schmelzeinrichtung in dem Tiegel aufgeschmolzen; das sich ergebende geschmolzene Metall strömt unter Schwerewirkung und unter dem nachpressenden Druck des Stroms des inerten Gases in die Gießform; das geschmolzene Metall in der Gießform wird weiterhin durch die Druckdifferenz zwischen der Schmelzkammer und der Gießkammer in der Gießform anordnung niedergedrückt; die Temperatur zumindest des mit dem geschmolzenen Gießwerkstoff in Berührung kommenden Teils der Gießform wird auf eine Höhe eingesteuert, bei der die Dildungsenergie des Oxids des Titan-Werkstoffs höher als diejenige der Bildung des Magnesiumoxids bei der Umwandlung in Magnesia; die Temperatur wird von Anfang an auf diesen Wert eingesteuert oder rasch auf dieses Temperaturniveau abgesenkt, so daß eine chemische Reaktion des in die Gießform abgegossenen geschmolzenen Titan-Gießwerkstoffs mit dem zumindest in dem mit dem geschmolzenen Titan-Gießwerkstoff in Berührung kommenden Teil die Gießform vorhandenen Sauerstoff fast vollständig oder vollständig unterbunden wird und auf diese Weise ein Titan-Gußstück fast ohne oder ganz ohne Oxidation erhalten wird.

14. Gießverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bodenwandung des Tiegels eine Öffnung vorgesehen ist und der Titan-Gießwerkstoff durch die Schmelzeinrichtung von oben nach unten nach und nach in dem Tiegel aufgeschmolzen wird und dabei die Öffnung durch den unteren Teil des Titan-Gießwerkstoffkörpers geschlossen gehalten wird, so daß beim vollständigen Aufschmelzen des gesamten Titan-Gießwerkstoffkörpers die öffnung freigegeben wird und das geschmolzene Metall aus der Öffnung durch den Gießkanal in die Gießform abströmen kann.

15. Gießverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Tiegels und der auf der anderen Seite der Öffnung gelegene Gießkanal auf dem gleichen Druck gehalten werden und das geschmolze Metall in dem Tiegel unter Schwerewirkung durch die Öffnung auslaufen kann.

16. Gießverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Schmelzeinrichtung eine Lichtbogenheizvorrichtung mit einer genau über den Titan-Gießwerkstoff angeordneten Elektrode verwendet wird und der Titan-Werkstoffkörper durch einen zwischen der Elektrode und ihm selbst erzeugten elektrischen Lichtbogen nach und nach von. oben nach unten aufgeschmolzen wird.

17. Gießverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Schmelzeinrichtung eine elektri Hochfrequenzheizeinrichtung verwendet wird.

18. Gießform für die Herstellung von Titan-Gußstücken,-dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest an der mit der Schmelze in Berührung kommenden Oberfläch aus MgO besteht und eine Einrichtung zur inneren Kühl der Form vorgesehen ist.