DE3322542C2

DE3322542C2 -

Info

Publication number: DE3322542C2
Application number: DE19833322542
Authority: DE
Inventors: Gerd Dr. Gross; Rolf Prof. Dr. 5650 Solingen De Seybold
Original assignee: Piel & Adey 5650 Solingen De
Current assignee: Piel & Adey 5650 Solingen De
Priority date: 1983-06-23
Filing date: 1983-06-23
Publication date: 1989-12-21
Also published as: DE3322542A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Niederdruckgießen von Gegenständen aus Metallen gemäß der im Oberbegriff des Patentan spruchs 1 bezeichneten Art. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 3 bezeichneten Art.The invention relates to a method for low pressure casting of objects made of metals according to the in the preamble of patent claim 1 designated type. Furthermore, the invention relates to a device for performing this method according to the Preamble of claim 3 designated Art.

Ein Verfahren sowie eine hierfür vorgesehene Vorrichtung zum Nieder druckgießen von Stahl ist in der Veröffentlichung "Stahl und Eisen", 1964, Seiten 266 bis 268, beschrieben. Dabei wird eine Gießpfanne in einen Rezipienten gestellt, wobei ein keramisches Gießrohr etwa bis zum Boden in die Gießpfanne eintaucht und aus dem Rezipienten herausgeführt ist. Es ist mit seinem oberen Rand an eine Graphit form bzw. an ein Gehäuse derselben angepreßt. Für den zu be gießenden Gegenstand ist es kennzeichnend, daß er bezüglich des In haltes der Gießpfanne von nur geringer Masse ist. An den Formhohl raum schließen sich nach oben weisende Steiger an, während der Ein tritt in den Formhohlraum mittels eines Stopfens verschließbar ist. Wenn die Anordnung druckdicht ist und unter Überdruck gesetzt wird, gelangt der flüssige Stahl mit schnellem Fluß in die Gießform, wo bei bei gleichbleibender Gießgeschwindigkeit die Oberfläche des Ge genstandes sehr gut ist. Man kann auf diese Weise Eisenbahnräder herstellen, prinzipiell jedoch auch Brammen, wobei dann lediglich die Gießform liegend angeordnet ist, so daß die Druckhöhe gering bleibt.A method and a device provided for this purpose Die casting of steel is in the publication "Stahl und Eisen", 1964, pages 266 to 268. This is a ladle placed in a recipient, with a ceramic pouring tube about dipped into the ladle to the bottom and out of the recipient is brought out. It is with its top edge on a graphite form or pressed to a housing of the same. For the to be pouring object, it is characteristic that it relates to the In the ladle is of low mass. On the mold hollow adjoining upward risers, during the on enters the mold cavity by means of a stopper. If the assembly is pressure tight and pressurized, the molten steel flows into the mold with rapid flow, where with the same casting speed the surface of the Ge object is very good. You can use this to train wheels produce, but in principle also slabs, only then Mold is arranged horizontally, so that the pressure height is low remains.

Das Ausbringen ist jedoch durch den Steiger sowie durch den kokil lenseitigen, verhältnismäßig großvolumigen Stopfenverschluß umso weniger befriedigend, je kleiner die Gegenstände sind. Selbst bei sehr großen Gegenständen, wie bei 10 Tonnen schweren Brammen, wird nur ein Ausbringen von 95% erreicht.The spreading is however by the riser as well as by the kokil All-round, relatively large-volume stopper closure less satisfactory the smaller the items. Even at very large objects, such as slabs weighing 10 tons, an output of only 95% is achieved.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, das Ausbrin gen gerade beim Gießen von kleinen Metallgegenständen merklich zu steigern. Auf diese Weise soll es möglich sein, auch wertvollere Metalle als Stahl mit wirtschaftlichen Verarbeitungskosten zu ver wenden. Beispielsweise sollen Edelstähle mit mehr als 5% Legierungs elementen vergossen werden können. Die durch aufwendige Steiger und Kokillenverschlüsse bedingten Metallverluste sollen vermieden werden. Zugleich soll auch der erhebliche Aufwand für Graphitformen sowie für das aus feuerfestem Keramikmaterial bestehende Gießrohr herabge setzt werden.The invention is based on the object, the Ausbrin especially when pouring small metal objects increase. In this way it should be possible to make even more valuable ones Ver metals as steel with economic processing costs turn. For example, stainless steels with more than 5% alloy elements can be cast. The through elaborate risers and Metal losses caused by mold closures should be avoided. At the same time, the considerable effort for graphite molds as well for the pouring tube made of refractory ceramic material be set.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Aufgabenstellung durch den Vorschlag des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst, für den der Vorschlag des Unteranspruchs 2 noch eine vorteilhafte Weiterent wicklung vorsieht.According to the inventive method, the task is accomplished by solved the proposal of the characterizing part of claim 1 for the proposal of subclaim 2 is an advantageous further provides for winding.

Zur Durchführung dieses Verfahrens eignet sich insbesondere der er findungsgemäße Vorschlag gemäß dem Kennzeichnungsteil des Unteran spruchs 3, der nach den Vorschlägen der Unteransprüche 4 bis 6 weiterentwickelt wird.He is particularly suitable for carrying out this method proposal according to the invention according to the labeling part of the sub Proposition 3, which according to the proposals of subclaims 4 to 6 is further developed.

Die Erfindung wirkt sich dahingehend aus, daß einerseits auch klei nere Gußstücke in hervorragender Gießqualität entstehen. Neben der besonders hochwertigen Gußoberfläche wird die Ausbildung eines Lun kers wirkungsvoll vermieden, indem nach der Erstarrung der Außen schale des Gegenstandes der Druck im Rezipienten gesteigert wird. Um zu verhindern, daß flüssiges Metall durch die Metallhülse zurück fließt, wird zum Schluß des Gießens über eine dann bestehende, ab sichtliche Leckage im Rezipienten die Metallhülse durch austre tendes Druckgas gekühlt, so daß die Schmelze in der Metallhülse ein friert. Wenn dann der erstarrte Gegenstand der Kokille entnommen wird, läßt sich die Metallhülse leicht trennen und das in ihr noch befindliche Metall wiederverwenden. Sofern Edelstähle vergossen wer den, ist die aus Stahl bestehende Hülse einschließlich des darin eingefrorenen Metalls für die Erschmelzung einer späteren Charge als Schrott mit verwendbar. Dank der Verwendung einer Metallkokille kann man sehr hohe Stückzahlen erzielen. Größere Metallverluste außerhalb der Kokille treten nicht ein, da die Kokille lediglich nur mit einem oder einigen oberen Entgasungskanälen funktionsfähig ist. Das Ausbringen ist insbesondere dann sehr günstig, wenn das im Rezipienten befindliche Metall nur geringfügig mehr ist, als es für den Gegenstand benötigt wird. In diesem Falle kann der letzte Gießabschnitt darin bestehen, daß nach dem Einfrieren des im oberen Teil der Metallhülse befindlichen Metalls das im unteren Teil derselben noch befindliche flüssige Metall zurückläuft, so daß die Metallhülse dann nur teil weise mit Metall gefüllt ist.The invention has the effect that on the one hand also small nere castings in excellent casting quality. In addition to the the formation of a Lun kers effectively avoided by solidifying the outside bowl of the object the pressure in the recipient is increased. To prevent liquid metal from going back through the metal sleeve flows at the end of the pouring over an existing one visible leakage in the recipient through the metal sleeve Tendes compressed gas cooled so that the melt in the metal sleeve freezes. When the solidified object is removed from the mold is, the metal sleeve can be easily separated and still in it reuse the metal. If stainless steel is shed is the sleeve made of steel including the one inside frozen metal for melting a later batch usable as scrap. Thanks to the use of a metal mold you can achieve very high numbers. Larger metal losses do not occur outside the mold, as the mold only comes with it one or some upper degassing channels is functional. The Spreading is particularly favorable if this is in the recipient metal is only slightly more than it is for the object is needed. In this case the last pouring section can be in it exist that after freezing the in the upper part of the metal sleeve metal that is still in the lower part of the same liquid metal runs back, so that the metal sleeve then only partially is filled with metal.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht insbesondere die Verwendung geringer Metallmenge, die mit einem Gießlöffel im Rezi pienten untergebracht werden. Durch den Abschluß des Rezipienten mit einer Deckplatte, oberhalb welcher eine geteilte Schieberplatte angeordnet ist, kann man nicht nur eine dichtende Herausführung der Metallhülse ermöglichen, sondern bei einem gewollten, nicht voll ständigen Schließen der Schieberplatte auch sicherstellen, daß im Bereich der Metallhülse Druckgas austritt und letztere kühlt.The device proposed according to the invention enables in particular the use of small amounts of metal with a watering spoon in the box clients are accommodated. By closing the recipient with a cover plate, above which a split slide plate is arranged, you can not only a sealing lead out of Allow metal sleeve, but with a wanted, not full constant closing of the slide plate also ensure that Area of the metal sleeve exits compressed gas and the latter cools.

Die Betätigung der vorgeschlagenen Vorrichtung kann lediglich mit drei Druckmittelzylindern vorgenommen werden, von denen einer die Schieberplatte betätigt, während ein anderer die Kokille von oben auf die Schieberplatte drückt und der dritte den Rezipienten von unten gegen die Deckplatte anpreßt. Die Druckmittelzylinder können in der vorstehend bezeichneten Reihenfolge zur Anwendung gebracht werden und lassen sich daher leicht mittels einer Steuerung betätigen, so daß der Vorgang entsprechend automatisierbar ist. Dies ist im Hinblick auf die nur kleinen zu vergießenden Gegenstände von großer Bedeutung, weil man letztere oft in größerer Stückzahl benötigt.The proposed device can only be operated with three Pressure cylinders are made, one of which is the Slider plate actuated while another the mold from above presses on the slide plate and the third pushes the recipient of presses against the cover plate below. The pressure cylinder can in the order described above for use brought and can therefore be easily by means of a controller press so that the process can be automated accordingly. This is in view of the small objects to be shed of great importance because you can often find the latter in large numbers needed.

Die vorgeschlagene Metallhülse ist bei Befestigung innerhalb der Kokille leicht mit dem gegossenen Gegenstand aus der Kokille zu entnehmen, wenn die Kokille zu diesem Zwecke geöffnet wird. Die in der Regel aus Stahl bestehende Metallhülse kann den Gießverhältnissen angepaßt wer den, indem sie zweckmäßig einen Innendurchmesser zwischen 10 mm und 30 mm hat, wobei dann die Wandstärke zwischen 1 mm bis 3 mm liegt.The proposed metal sleeve is attached within the Easily remove the mold from the mold with the cast object, if the mold is opened for this purpose. The usually out Steel existing metal sleeve can be adapted to the casting conditions the by expediently an inner diameter between 10 mm and Has 30 mm, then the wall thickness is between 1 mm to 3 mm.

Zur weitergehenden Veranschaulichung der Erfindung wird auf die sich auf ein Ausführungsbeispiel beziehende Zeichnung Bezug genommen.To further illustrate the invention, reference is made to the reference to an embodiment relating drawing.

Man erkennt ein Tischgestell 13, in welchem sich der Druckmittelzy linder 12 für das Anheben des Rezipienten 1 befindet. Der Rezipient 1 wird auf diese Weise gegen die Deckplatte 5 angepreßt, auf welcher die geteilte Schieberplatte 8 dichtend in horizontaler Richtung mittels des Druckmittelzylinders 10 geöffnet oder geschlossen werden kann. An den Rezipienten 1 ist ein Druckmittelanschluß 14 angeschlos sen, der dann beaufschlagt wird, wenn eine druckdichte Verbindung hergestellt ist und sich dabei der Gießlöffel 4 mittels seines Stiels 3 im Rezipienten befindet, in den dann die Metallhülse 7 eintaucht. Der Stiel 3 ist innerhalb der Durchführungsöffnung 2 druckdicht angebracht. Die Deckplatte 5 besitzt eine zentrale Öff nung 6, die einen merklich größeren Durchmesser als die Metallhülse 7 hat. Wenn daher die geteilte Schieberplatte 8 immer geringfügig auf Abstand gefahren wird, strömt über diese Öffnung Druckgas aus dem Rezipienten aus und kühlt die Metallhülse 7 ab, so daß dann in letzterer befindliches flüssiges Metall schnell einfrieren kann.One can see a table frame 13 in which the Druckmittelzy cylinder 12 for lifting the recipient 1 is located. The receiver 1 is pressed in this manner against the cover plate 5 on which the divided slide plate 8 can be sealingly opened or in the horizontal direction by means of the pressure cylinder 10 is closed. At the recipient 1 , a pressure medium connection 14 is ruled out, which is then acted upon when a pressure-tight connection is established and the spoon 4 is located in the recipient by means of its handle 3 , into which the metal sleeve 7 is then immersed. The handle 3 is attached pressure-tight within the through opening 2 . The cover plate 5 has a central opening 6 , which has a significantly larger diameter than the metal sleeve 7 . Therefore, if the divided slide plate 8 is always moved slightly apart, compressed gas flows out of the recipient through this opening and cools the metal sleeve 7 , so that liquid metal located in the latter can then freeze quickly.

Man erkennt ferner, daß die Kokille 9 unter der Einwirkung des Druck mittelzylinders 11 stehend auf die Schieberplatte 8 angepreßt ist. Die Metallhülse 7 ist am unteren Teil der Kokille 9 befestigt, wo hingegen am oberen Kokillenrand 9 zeichnerisch nicht wiedergegebene Ent gasungskanäle bestehen, so daß sich der Hohlraum 15 mit flüssigem Metall füllen kann. Die Spannmittel 16 halten die Teile der Kokille 9 miteinander in Verbindung. Nach Herstellung des Gegenstandes wer den die Spannmittel 16 gelöst, so daß dann der Gegenstand dem Hohl raum 15 entnommen und die Metallhülse 7 von ihm getrennt werden kann.It can also be seen that the mold 9 is pressed under the action of the pressure medium cylinder 11 standing on the slide plate 8 . The metal sleeve 7 is attached to the lower part of the mold 9 , where, however, at the upper mold edge 9 not shown in the drawing Ent gas channels, so that the cavity 15 can fill with liquid metal. The clamping means 16 hold the parts of the mold 9 together. After manufacture of the object who the clamping means 16 solved, so that the object is then removed from the cavity 15 and the metal sleeve 7 can be separated from it.

Claims

1. A method for low-pressure casting of objects made of metals, in particular stainless steels with more than 5% alloying elements, the liquid metal being exposed to overpressure in an open vessel within a recipient and passing into the casting mold via a riser pipe which is led out upwards in a pressure-tight manner, thereby characterized in that a metal sleeve is used as the riser pipe, and that after the solidification of the outer shell of the object in a metal mold, the pressure in the recipient is increased, with a sealing resistance between the metal sleeve and the closure of the recipient being overcome and the metal sleeve being released by the discharge of the compressed gas is cooled to the solidification of the metal therein, and that the metal sleeve is then separated as a lost part from the solidified object.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the recipient within a pouring spoon the one required for the object Amount of metal slightly exceeding the amount of metal is kept available, and that after freezing the metal in the upper part of the metal sleeve the pressure is reduced, the then still liquid Metal residue flows back.

3. Device for performing the method according to claims 1 and 2, wherein in a recipient a liquid metal containing vessel is arranged, in which a pressure-tight up into a casting tube led out riser pipe, characterized in that the recipient ( 1 ) has a lateral pressure-tight feed-through opening ( 2 ) for the handle ( 3 ) of a pouring spoon ( 4 ) which receives the metal to be cast, and an upper cover plate ( 5 ) with a larger opening ( 6 ) than the outside diameter of the riser pipe designed as a metal sleeve ( 7 ) , and that the cover plate ( 5 ) can be closed by means of a divided, optionally sealing against the metal sleeve ( 7 ) or by the metal sleeve ( 7 ) at a short distance an adjustable slide plate ( 8 ) on which the divided metal mold ( 9 ) with an upper degassing channel, a sealing mold can be placed.

4. The device according to claim 3, characterized in that the slide plate ( 8 ) is adjustable by means of a horizontally acting pressure medium cylinder ( 10 ) in a closed position and in a spaced position, while the mold ( 9 ) by a pressure medium cylinder acting on it from above ( 11 ) on the slide plate ( 8 ) and the recipient ( 1 ) can be pressed against the cover plate ( 5 ) by a pressure medium cylinder ( 12 ) acting on it from below.

5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that the metal sleeve ( 7 ) in the mold ( 9 ) is attached.

6. Device according to claims 3 to 5, characterized in that the Me tallhülse ( 7 ) has an inner diameter between 10 mm and 30 mm with a wall thickness between 1 mm and 2 mm and consists of steel.