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Verfahren und Vorrichtung zum Gießen von Verbundblöcken Das nachstehend
beschriebene Gießverfahren hat den Zweck, zwei oder mehrere verschiedene Metalle
oder Metallegierungen, z. B. sehr harten und sehr weichen Stahl, so zu vereinigen,
daß an der Verbindungsstelle eine vollkommene Vermischung und gleichmäßige Kristallisation
der ineinanderfüeßenden Gußmassen erfolgt.
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Die Erfindung besteht in der besonderen Ausbildung eines an sich bekannten
aushebbaren Einsatzes zum Verbundgießen von Metallen sowie in der Einbringung eines
leicht legierungsfähigen Mischmaterials innerhalb einer schmalen Mischzone der sich
vereinigenden Gußmassen unter Luftabschluß. Zur Verwendung gelangen stehende oder
liegende Gußformen beliebigen Querschnitts und beliebiger Länge und Höhe.
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In den Abb. i bis 6 sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen
dargestellt. Die Abb. i ist ein Querschnitt nach der Linie A-B der Abb. 2, welche
den Grundriß einer Gußform mit einem Einsatz zum Verbundgießen darstellt. Die Abb.
3 und q. sind Ansichten von Einsätzen mit Metallmischer in zwei verschiedenen Ausführungsformen.
Die Abb. 5 zeigt das untere Ende eines Einsatzes mit durchgeführter Hohlwelle und
Metallmischer. Die Abb.6 ist der Grundriß einer Gußform für Verbundformstücke mit
besonderer .Anordnung des Einsatzes.
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Die Vorrichtung zum Verbundgießen gemäß der Erfindung besteht darin,
daß nach den Abb. i bis 3 der die Gußform a teilende und plattenförmige Einsatz
b, welcher aus feuerfestem Stoff besteht, eine gewisse Dicke hat und mit lotrechten
Kanälen c zur Durchleitung eines Mischmaterials versehen ist. Am oberen Ende sind
die Kanäle c vorteilhaft mit einem gemeinsamen Eingußteil versehen, welcher einen
Flansch e o. dgl. für den Anschluß eines Zuleitungsrohres f besitzt. Das untere
Ende der Kanäle c ist zu einem Metallmischer g ausgebildet, welcher verschieden
geformt sein kann.
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Nach der Abb. 3 besteht der Metallmischer g darin, daß die Kanäle
c in einzelne nach unten gerichtete Ausstrahlöffnungen h ausmünden. Bei einer Ausführungsform
nach der Abb. q. besitzt der Einsatz b einen Kanal c, welcher in seinem unteren
Teil gegabelt und gleichfalls mit mehreren Ausstrahlöffnungen h versehen ist. Eine
weitere Ausführungsform des Einsatzes mit einem Metallmischer ist in der Abb. 5
veranschaulicht. Hierbei ist der Einsatz b mit einer lotrechten Bohrung versehen,
durch welche für die Zuleitung des Mischmaterials eine drehbare Hohlwelle k durchgeführt
ist, die an ihrem unteren Ende einen Metallmischer g1 in Form von Bügeln o. dgl.
trägt. Wird beispielsweise eine dünne massive Welle verwendet, so steht diese innerhalb
des Mischmaterials.
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Der Einsatz b hat im übrigen zwangsläufige Führung an der Gußform,
tritt durch einen Schlitz im Anschlußdeckel der Gußform
heraus
und ist am oberen Ende mit einer Aushebevorrichtung Z versehen.
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Die Abb.6 zeigt die beispielsweise Verwendung eines Einsatzes b für
Verbundformguß. Der Einsatz b reicht hierbei teilweise in die eine Gußkammer hinein.
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Bei der Verwendung von zwei Metallsorten wird das Gießverfahren gemäß
Abb. i bis 3. in der Weise ausgeführt, daß zunächst der Einsatz b in die Gußform
d eingesetzt wird. Hierauf wird das Zuleitungsrohr f an den Flansch e angeschlossen
und das Mischniaterial in die Kanäle c geleitet, wodurch die Luftmassen aus diesen
verdrängt werden und durch die Fuge zwischen dem Einsatz b und der Grundplatte der
Gußform a entweichen. Der angefüllte Kanal c ist somit luftfrei.
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Das Luftfreimachen der Kanäle- c kann auch erfolgen, wenn die Gußkammern
bereits angefüllt sind. In diesem Falle erhalten die Kanäle einen länglichen Querschnitt.
Das Mischmaterial wird in einem dünnen Strahl so eingegossen, daß die Luft neben
dem Metallstrahl in die Höhe steigern kann und durch ein am oberen Ende des Einsatzes
befindliches Abschlußventil entweicht. Würde man ein Auspumpen der Luft aus den
Kanälen bevorzugen, so ist zwischen dem Einsatz b und der Grundplatte der Gußform
deine besondere dichte Anlage notwendig.
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Unmittelbar hierauf werden" die Gußmassen in und n aus verschiedenen
Gießpfannen für sich in je eine Gußkammer durch Üffnungen o eingegossen. Sind die
Gußkammern vollgefüllt, so wird der Einsatz b in an sich bekannter Weise langsam
gehoben. Die Gußmassen m und- n fließen unterhalb des Einsatzes innerhalb
einer durch die besondere Dicke des Einsatzes bedingten schmalen Mischzone zusammen.
Gleichzeitig mit dem Heben des Einsatzes, b wird das unter Drück gesetzte leicht
legierungsfähige Mischmaterial durch die Ausstrahlöffnungen h in die sich vereinigenden
Teile der Gußmassen eingepreßt. Der Dfuck dient hierbei zur Regulierung der einzuführenden
Menge des Mischmaterials und zur Mitwirkung beim Mischvorgange. Die Vereinigung
der Metalle'geht nach und nach auf -kleinstem Raum vor sich und immer dem Einsatz
b folgend, so daß die übrigen Gußmassen wenig beunruhigt werden. Vor der Entfernung
des Einsatzes b aus den Gußmassen wird die Zuleitung des Mischmaterials unterbrochen.
-Da die GuBmassen m und n beim Heben des Einsatzes b unter die gewünschte
Höhe des Walzblockes absinken, empfiehlt es sich, um ein Nachfüllen der Gußkammern
zu vermeiden, etwas höhere Gußformen zu verwenden. Es ist auch möglich die Gußkammern
zunächst teilweise aufzufüllen und dann das Heben des Einsatzes gleichzeitig mit
dem Weitergießen vorzunehmen. Beim Gießen von zwei Metallsorten übereinander liegt
der Einsatz b flach dazwischen und wird seitlich herausgezogen. Beim Gießen von
mehreren Metallsorten zu einem Verbundkörper werden die Einsätze b entsprechend
vermehrt. Auch " können in an sich. bekannter Weise Einsätze b mit gebogenem Grundriß
Verwendung finden. Das Mischmaterial kann metallischer oder nicht metallischer Art
sein und wird in flüssiger, pulverförmiger oder sonstwie fein ,zerteilter leicht
löslicher Beschaffenheit verwendet.
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Durch die luftfreie Zuführung des Mischmaterials werden beim Erstarren
der von jeder Verunreinigung frei bleibenden Mischung die physikalischen Eigenschaften
der Mischkristalle wesentlich beeinflußt, so daß es möglich ist, die Zähigkeit,
die Härte, die-Dehnung und die elektrische Leitfähigkeit der Legierung zu - erhöhen
, oder zu vermindern. Bei der Herstellung von Verbundstahlblöcken besteht das Mischmaterial
z. B. aus Elektrolyteisen, Ferromangan, -Ferrosilicium, Elektrolytkupfer, Kohlenstoff
oder Flußstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa o,o5 bis o, i 5 v. H.
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Die in der Mischzone entstehende Legierung ist in ihrer Zusammensetzung
und Wirkung von -der' Wahl des Mischmaterials abhängig. Das Gefüge dieser Legierung
ist vollkommen gleichmäßig und bildet einen Ausgleich zwischen dem oft sehr verschiedenartigen
Gefüge der zu verbindenden Gußmassen.
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Gegenüber der. Verwendung einer nur dÜnnen Scheidewand in Form eines
Trennbleches, wobei die geschmolzenen. Metalle ohne ein drittes Mischmetall unmittelbar
in Berührung kommen und der Übergang von der einen in die andere Metallart sprunghaft
und unzureichend ist, wird durch das neue Gießverfahren eine vollkommen bruchsichere
Verbindung der verschiedenartigen Gußmassen erreicht.