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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gußkörpern aus schwer
schmelzbaren IVletallen, z. B. Wolfram, durch Schleuderguß. Gußkörper aus schwer
schmelzenden Metallen werden bisher in einem Arbeitsgang in der Weise hergestellt,
daß eine entsprechende Anzahl von Formen, die durch das zu vergießende Metall ausgefüllt
werden sollen, in dem einen Teil eines nicht schmelzenden Rohres angeordnet wird.
Das zu vergießende Metall wird in den Teil des Rohres eingebracht, der von den Formen
nicht ausgefüllt ist, und das so vorbereitete Rohr dann .in einen Ofen gebracht,
dessen Heizraum zylindrische Gestalt hat. Der Ofen ist um einen Punkt drehbar, welcher
in der Verlängerung der Längsachse des zylindrischen Heizraums außerhalb des Ofens
liegt. Wird der Ofen auf eine entsprechende hohe Temperatur erwärmt und dann in
Umdrehungen verset-:t, so wird das verflüssigte Metall durch die Wirkung der Zentrifugalkraft
in die Formen getrieben.
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Dieses Verfahren hat sowohl hinsichtlich der technischen Durchführbarkeit
wie nach der Wärmebehandlung der zu erzielenden Gußstücke eine Reihe von Nachteilen:
Sollen Gußstücke von größeren Abmessungen hergestellt werden, so müssen notgedrungen
auch die Abmessungen des Heizraumes entsprechend vergrößert werden. Um den vergrößerten
Heizraum aber auf gleichmäßige und hinreichend hohe Temperatur zu bringen, ist ein
erheblich größerer Aufwand an Wärmeenergie notwendig, als wenn der Heizraum beispielsweise
nur halb so groß in seinen Abmessungen gehalten werden könnte.
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Ferner muß nach diesem Verfahren die im Verhältnis zum vergossenen
Metall sehr große Masse des Ofens in kürzester Zeit in schnelle Umdrehung versetzt
werden, was nicht nur ziemlich verwickelte und schwere technische Einrichtungen
zur Folge hat, son-Bern auch einen unverhältmäßig großen Aufwand an mechanischer
Arbeit erfordert.
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Da endlich bei diesem Verfahren sowohl der Schmelzraum wie auch der
Gußraum in demselben rohrartigen Behälter angeordnet sind und in dem Ofen auf annähernd
gleiche Temperatur gebracht werden, so läßt sich auf diese Weise eine geeignete
Wärmebehandlung der Gußstücke nicht oder bei Anwendung verschiedener Heizraumquerschnitte
zur 'Herbeiführung einer ungleichartigen Wärmeverteilung nur in sehr unvollkommener
Weise herbeiführen. Da aber die Wärmebehandlung der Gußstücke für das Kleingefüge
und damit für die technischen Eigenschaften der herzustellenden Gußstücke von ausschlaggebender
Bedeutung ist, so liegt hierin ein großer Mangel des Verfahrens, der sich bei der
Herstellung von Gußkörpern größerer Abmessungen ganz besonders fühlbar macht.
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Übrigens werden zur Durchführung des -Verfahrens so viele mehr oder
weniger schwierig herzustellende Formen in den röhrenförmigen Gußraum eingebaut,
als Gußstücke hergestellt werden sollen, was nicht nur eine Verteuerung des Verfahrens,
sondern auch eine Erhöhung der Wärmekapazität des Gußraums, die die Dutchführung
der günstigsten Wärmebehandlung beeinträchtigen kann, zur Folge hat.
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Alle diese Nachteile werden durch das vorliegende Verfahren völlig
vermieden. Es besteht darin, daß der zweckmäßig durch ein oder mehrere Kernstücke
in eine Anzahl von Formen unterteilte Gußraum in engster Verbindung mit dem Schmelzraum
gehalten, jedoch als besonderer Teil ausgebildet wird, so daß das aus dem Schmelzraum
in den Gußraum fließende Metall einer genau regulierbaren Wärmebehandlung und gegebenenfalls
zur
größeren Verdichtung des Gefüges der Wirkung der Zentrifugalkraft unterworfen werden
kann.
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Durch die Trennung des Schmelzraums vom Gußraum ist die Schmelzung
des zu vergießenden Metalls im kleinsten Raum möglich und damit der denkbar geringste
Aufwand an Wärmeenergie erreicht. Die Abmessungen des Gußraums sind völlig unabhiingig
von denen des Schmelzraums, es können also Gußkörper von erheblich größerem Durchmesser
hergestellt werden, als es dem Durchmesser des Schmelzraums entspricht, ohne daß
dadurch eine Vergrößerung der Abmessungen des Schmelzraums und infolgedessen ein
erhöhter Energieaufwand notwendig wird.
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Dadurch, daß der den Gußraum enthaltende Teil der Anordnung allein
in Umdrehungen versetzt wird, ist ein wesentlich geringerer Betrag an mechanischer
Arbeit notwendig, als wenn ein Zentrifugalofen in Bewegung gesetzt werden muß, dessen
blasse mindestens das Zehnfache des Gewichts des zu vergießenden Metalls und der
Gußformen ausmacht.
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Die Unterteilung des gesamten Gußraums durch ein oder mehrere Kernstücke
in eine entsprechende Zahl von Formen erspart die Herstellung kostspieliger einzelner
Formen und trägt außerdem zur Verringerung der Wärmekapazität des Gußraums bei.
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Bei Anwendung des vorliegenden Verfahrens läßt sich die Wärmebehandlung
der erzielten Gußkörper in weitesten Grenzen regulieren. Verwendet man beispielsweise
als Gußraum einen Hohlkörper, der aus elektrisch leitendem Material besteht und
durch Zuführung elektrischer Energie erwärmt wird, so läßt sich durch die Wahl des
Materials sowie der Abmessungen des Hohlkörpers die Wärmeregulierung des Gußraums
in beliebiger Weise vornehmen. Diese Wärmeführung läßt sich noch dadurch verbessern,
daß der Kern ebenfalls zur Stromführung benutzt wird, indem er durch elektrischen
Kontakt mit dem als Gußraum dienenden Hohlkörper zu diesem parallel geschaltet wird.
Außerdem ist durch Anwendung vorliegenden Verfahrens die Möglichkeit gegeben, den
Gußraum als Metallkokille auszubilden, nötigenfalls mit Wasserkühlung von Wandung
und Kern.
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Das Schmelzen und Vergießen kann in indifferenter Atmosphäre durchgeführt
werden. Zur völligen Entgasung des Gußmetalls wird zweckmäßig eine Verdünnung der
Atmosphäre vorgenommen. Die Ausflußgeschwindigkeit des zu vergießenden Metalls sowie
die Verdichtung der Gußkörper kann dadurch erhöht werden, daß im Schmelzraum und
Gußraum ein Druckunterschied hergestellt wird. Zur weiteren Verdichtung der Gußkörper
kann der Schmelzraum auf dem freien Ende eines um eine horizontale Achse drehbaren
Armes angeordnet und unmittelbar nach dem Ausfließen des Gußmetalls in Umdrehungen
versetzt werden.
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In der Abbildung ist lediglich als Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung
für Ausübung des Verfahrens schematisch wiedergegeben: Zwischen ringförmigen, mit
geeigneten Durchbrüchen versehenen Stromzuführungen b, b ist der Kohletiegel
a angeordnet, in dem das zu vergießende Metall c geschmolzen werden soll.
Der Ausfluß d nach dem Gußraum g wird während des Schmelzens durch den Stopfen e
aus unschmelzbarem Material verschlossen und nach dem Schmelzen des Metalls geöffnet.
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Unterhalb des Schmelzraums ist in dein Gußraum g der Kern k angeordnet.
Der in Form eines Kohlerohres ausgebildete Gußraum wird von den Kohleklemmen i,
i umspannt, die zur Zuleitung elektrischen Stromes. dienen. Gußform und Klemmen
i sind von der Hülle h durch Isolationen j getrennt. Der Behälter h ist mit
dein Arm f starr verbunden, so daß durch Drehung um die Achse l die Verdichtung
des NZetalls in dem Gußraum erhöht werden kann.