DE564242C

DE564242C - Method and device for the production of metal castings

Info

Publication number: DE564242C
Application number: DEA64493D
Authority: DE
Original assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Current assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Priority date: 1930-12-23
Filing date: 1931-12-20
Publication date: 1932-11-15

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gußstücken aus Metall Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Ausbildung des Verfahrens und einer Vorrichtung zur Herstellung von Gußstücken aus Metall gemäß Patent' 557 464. In dieser ist ein Verfahren beschrieben, bei dem zur Vermeiding bestimmter Fehler beim Gießen von Ingots in einem gewünschten Abschnitt des Gießverfahrens ein geeignetes Metall mit niedrigem Schmelzpunkt oder eine solche Legierung in flüssigem Zustand in die Form zwischen Gußstück und Formwand eingeführt wird.Method and device for the production of castings from metal The invention relates to a further embodiment of the method and a Apparatus for making metal castings according to the '557,464 patent. In this describes a procedure in which to avoid certain errors when Casting ingots at a desired portion of the casting process is a suitable one Low melting point metal or alloy in a liquid state is introduced into the mold between the casting and the mold wall.

Gemäß der vorliegenden zusätzlichen Erfindung werden ähnliche Fehler oder einige von ihnen dadurch vermieden, daß das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt oder eine solche Legierung in die Form eingzführt wird, bevor das zu gießende :Metall hineingegossen wird.In accordance with the present additional invention, similar errors or some of them avoided by using the low melting point metal or such an alloy is introduced into the mold before the metal to be cast is poured into it.

Bei der Ausführung der Erfindung wird eine gewisse Menge schmelzbaren Metalls, z. B. Blei, für den Fall, daß es sich um die Zierstellung von Stahlingots oder Stahlblöcken handelt, in die Form eingeführt. DiesesMetall läßt man fest «-erden, bevor das Ingotnietall ,gegossen wird, oder es kann in einer geeigneten festen Form, z. B. als Scheibe, Tafel oder Ring, in die Form gelegt werden. Das feste schmelzbare Metall wird dann mit einer Platte bedeckt, die für die Form einen falschen Boden bildet, dessen Wärmekapazität und Widerstand gegen die Wärmeleitung so ist, daß der Ingot ganz oder teilweise gegossen werden kann, bevor das schmelzbare Metall anfängt, flüssig zu werden. Die Platte kann aus irgendeinem geeigneten Stoff bestehen, beispielsweise aus Gußeisen, Stahl, oder aus zwei oder mehreren Stoffen, beispielsweise Gußeisen, das auf einer oder auf beiden Seiten mit einem feuerfesten Stoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit, z. B. mit einer Asbestschicht, bedeckt ist. Sobald das schmelzbare Metall flitssig wird, fließt es aufwärts in den Raum zwischen dem Ingot und der Form, der infolge der Zusammenziehung des Ingots durch die Abkiihlung bzw. infolge der Ausdehnung der Form durch die Hitze entsteht. Erforderlichenfalls kann der Widerstand gegen den Wärmestrom von dem schmelzbaren Metall nach dem Boden der Form bzw. nach dem unteren Teil der Wand der Form groß gemacht werden, so daß dadurch der größere Teil der Wärme von dem unteren Teil des Ingots abgegeben wird, damit das schmelzbare :Metall geschmolzen werden kann. Die Höhe, bis zu der das schmelzbare Metall in der Form steigt, kann durch Regelung der Menge schmelzbaren Metalls eingestellt «,erden, die zuerst eingeführt worden ist, bis zu dem Punkt, bei dem die Menge schmelzbaren Metalls ausreicht, um den Ingot schwimmen zu lassen.In practicing the invention, some amount becomes fusible Metal, e.g. B. lead, in the event that it is the decorative position of steel ingots or steel blocks are introduced into the mold. This metal is allowed to "earth" before the ingot rivet is poured, or it can be in a suitable solid form, z. B. as a disc, board or ring, can be placed in the mold. The solid fusible Metal is then covered with a plate that provides a false bottom for the shape forms whose heat capacity and resistance to heat conduction is such that the ingot can be wholly or partially cast before the fusible metal begins to flow. The plate can be made of any suitable material, for example of cast iron, steel, or of two or more materials, for example Cast iron that is on one or both sides with a refractory material with lower Thermal conductivity, e.g. B. is covered with a layer of asbestos. Once the fusible When metal becomes fluid, it flows upward into the space between the ingot and the The shape that occurs as a result of the contraction of the ingot due to cooling or as a result of the expansion of the shape caused by the heat. If necessary, the resistance can against the heat flow from the fusible metal towards the bottom of the mold the lower part of the wall the shape can be made large, so that thereby the greater part of the heat is dissipated from the lower part of the ingot so that the fusible: metal can be melted. The height up to which the fusible Metal rising in the mold can be adjusted by regulating the amount of fusible metal «, Ground that was first introduced, to the point at which the amount fusible Metal is enough to float the ingot.

Der Grad der Verflüssigung des schmelzbaren Metalls bestimmt den Betrag, bis zu dem der Spie-111 in der Form ansteigt und infolgedessen auch das Ausmaß, bis zu welchem die Kühlung in Richtung auf den unteren "feil des Ingots wirksamer gemacht wird als in dem oberen Teil des Ingots. Diese schrittweise Kühlung kann durch Änderung der Bauart .der Form in bekannter Weise verändert werden, beispielsweise dadurch, daß die Dicke der Wand in Richtung nach dem unteren Teil der Form zu größer gemacht wird, oder durch künstliche Kühlung der Form, beispielsweise dadurch, daß Luft in Richtung von lern unteren Ende nach dem oberen Ende über die Oberfläche der Form geblasen wird.The degree of liquefaction of the fusible metal determines the amount up to which the game-111 increases in shape and consequently also the extent up to which the cooling in the direction of the lower part of the ingot is more effective is made than in the upper part of the ingot. This gradual cooling can by changing the design .the shape are changed in a known manner, for example in that the thickness of the wall becomes greater towards the lower part of the mold is made, or by artificial cooling of the mold, for example by that Air in the direction of the lower end to the upper end over the surface the mold is blown.

Wenn es sich um Ingots oder um Gußstücke geringer oder mittlerer Größe handelt, kann die Gefahr des Entstehens von Rissen, das sind Fehler in den Ecken von vieleckförmigen oder quadratischen Ingots, vernachläss.igbar sein oder ganz fehlen, und in diesen Fällen wird die Erfindung hauptsächlich dazu benutzt, die Kühlung des Ingots so zu regeln, daß sie in Richtung von dem unteren Ende zu dem oberen Ende fortschreitet. Handelt es sich um Ingots mit großen Abmessungen, bei denen die Gefahr von Fehlern durch Risse in der äußeren Zone bestehen kann, ist es erforderlich, der sprengenden Wirkung des Metalls entgegenzuwirken, das innerhalb der festgewordenen äußeren Schicht während des Gießens noch flüssig bleibt, dadurch, daß ein Flüssigkeitsdruck in dem Raum zwischen der Oberfläche des Ingots und der Form so vorgesehen wird, wie es im Hauptpatent beschrieben wird. Die vorliegende Erfindung erstreckt sich jedoch nicht auf dieses Kühlverfahren an sich.When it comes to ingots or small or medium-sized castings there is a risk of cracks, which are flaws in the corners of polygonal or square ingots, negligible or entirely are absent, and in these cases the invention is mainly used to To regulate cooling of the ingot so that it is in the direction from the lower end to the upper end progresses. In the case of ingots with large dimensions, where there may be a risk of defects due to cracks in the outer zone it required to counteract the explosive action of the metal that is within the solidified outer layer remains liquid during pouring, thereby that a liquid pressure in the space between the surface of the ingot and the Shape is provided as described in the main patent. The present However, the invention does not extend to this cooling method per se.

Bei der Anwendung der Erfindung für diesen Zweck kann die Platte oder der oben beschriebene falsche Boden irgendeine passende Gestalt haben. Beispielsweise kann er eine ebene Platte oder Scheibe sein oder er kann schalen- oder tassenförmig sein und mit einem verhältnismäßig kleinen Wärmewiderstand und mit einer verhältnismäßig kleinen Wärmekapazität ausgeführt werden, so daß das unter ihm befindliche schmelzbare Metall kurz nach dem Beginn des Gießens flüssig wird und infolgedessen zwischen dem Ingot und der Form hochsteigt, während die freie Oberfläche des Gußmetalls nur ein kleines Stück in der Form hochgestiegen ist. Es kann auch eine schrittweise Kühlung des Ingots, die in ihrer Stärke von dem Boden der Form nach dem oberen Ende zu abnimmt, betont oder unterstützt werden, wie dies oben auseinandergesetzt ist. Eine schrittweise Abkühlung kann durch Änderung des Spiegels des schmelzbaren Metalls in der Foren bewirkt werden. Dies kann dadurch geschehen, daß entweder. ..die ursprünglich eingeführte Flüssigkeitsmenge geändert wird, oder dadurch, daß man eine geregelte Menge schmelzbaren #Ietalls aus der Farm herausfließen läßt. Dies kann gewünschtenfalls durch eine Öffnung erfolgen, die gewöhnlich geschlossen ist, beispielsweise mit Hilfe eines Schraubstöpsels oder einer anderen geeigneten Vorrichtung.In applying the invention for this purpose, the plate or the false soil described above have any suitable shape. For example it can be a flat plate or disc, or it can be bowl-shaped or cup-shaped his and with a relatively small thermal resistance and with a relatively small heat capacity are run, so that the meltable under it Metal becomes liquid shortly after the start of casting and, as a result, between the ingot and the mold rises, while the free surface of the cast metal only rose a little bit in the mold. It can also be gradual Cooling the ingot, the thickness of the bottom of the mold to the top to be decreased, emphasized or supported, as discussed above. Gradual cooling can be achieved by changing the level of the fusible metal be effected in the forums. This can be done by either. ..the originally introduced amount of liquid is changed, or by having a regulated Lets the amount of meltable #metals flow out of the farm. This can be done if desired take place through an opening that is usually closed, for example with With the help of a screw plug or other suitable device.

In einigen Fällen ist -es erwünscht, das Schmelzen des schmelzbaren Metalls in zwei Stufen vorzunehmen. Bei einem solchen Verfahren wird eine bestimmte Menge des schmelzbaren Metalls auf den Boden der Form gelegt und mit einer Platte bedeckt; hierauf wird eine weitere Menge über der Platte eingeführt und mit einer zweiten-Platte bedeckt. Die Wärmekapazität und der Widerstand der zweiten Platte wird klein gemacht, während diejenigen der ersten Platte viel größer sind. Wenn der Ingot gegossen ist, wird das schmelzbare Metall zwischen den ersten und zweiten Platten rasch flüssig und steigt in dem Raum zwischen der Außenseite des Ingots und der Form hoch. Es bringt den Ingot zum Schwimmen, bis der Gießvorgang beendet ist, und zwar während eine: genügenden Zeitraumes, bis der äußere Teil des Ingots fest wird und seinen flüssigen inneren Teil ohne Gefahr zurückhalten kann. Es kann dann eine genügende Menge schmelzbaren Metalls durch eine geeignete einstellbare Abstichöffnung aus der Form abgestochen werden, bis der Ingot sich senkt und von der unteren Platte gestützt wird. Die Absticliöffnung für das schmelzbare Metall wird dann geschlossen, und das schmelzbare Metall wird dann -wegen des Wärmewiderstandes der ersten oder unteren Platte unter ihr langsam geschmolzen. Geschmolzenes Xle'tall wird dann wieder zwischen dem Ingot und der Foren hochsteigen, und während der letzten Stufen des Festwerdens des Ingots kann eine Kühlung des Ingots vom Boden nach oben erzielt werden.In some cases it is desirable to melt the fusible Metal in two stages. In such a procedure a certain Amount of the fusible metal is placed on the bottom of the mold and covered with a plate covered; then another amount is introduced over the plate and with a second-plate covered. The heat capacity and resistance of the second plate is made small, while those of the first plate are much larger. if When the ingot is poured, the fusible metal becomes between the first and second Plates quickly liquid and rise in the space between the outside of the ingot and the shape high. It makes the ingot swim until the casting process finishes is, for a: sufficient period of time until the outer part of the ingot becomes solid and can retain its liquid inner part without danger. It can then a sufficient amount of fusible metal through a suitable adjustable one Tap opening to be tapped from the mold until the ingot descends and from the lower plate is supported. The sampling opening for the fusible metal is then closed, and the fusible metal then becomes-because of the thermal resistance the first or lower plate under her slowly melted. Melted Xle'tall will then rise again between the ingot and the forums, and during the last Stages of setting the ingot can include cooling the ingot from the bottom up be achieved.

In einigen Fällen kann .es notwendig sein, Zlitt°l vorzusehen, die verhindern, daß die untere Platte aufwärts schwimmt, wenn die erste --enge schmelzbaren Metalls flüssig wird. Dies kann dadurch geschehen, daß Leisten oder 'Vorsprünge an dein unteren Ende der Form angebracht «-erden, unter «-elche die Platte gelegt wird.In some cases it may be necessary to provide for the prevent the lower plate from floating upward when the first --tight fusible metal becomes liquid. This can be done by molding or 'protrusions attached to the lower end of the mold' - earth, under '- moose the plate is placed.

NVenn mehr als eine Platte oder ein falscher Boden vorgesehen ist, können die Platten bzw. die unter ihnen liegenden Körper aus schmelzbarem Metall aus verschiedenen Metallen bestehen oder verschiedene spezifische Wärme, Wärmeleitfähigkeit und Schmelzpunkte haben.If more than one plate or a false floor is provided, the plates or the bodies below them can be made of fusible metal consist of different metals or different specific heat, thermal conductivity and have melting points.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweis° dargestellt.In the drawing, embodiments of the invention are for example ° shown.

In den Fig. i, -2 und 3 sind Ingotformen schennatisch im Schnitt dargestellt. Die Formen zeigen die Platten aus Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, die gemäß der Erfindung in den Formen angeordnet sind.Ingot shapes are shown schematically in section in FIGS. The shapes show the low melting point metal plates made according to FIG Invention are arranged in the forms.

In Fig. i ist die Form selbst finit i bezeichnet, 2 ist eine Platte aus einem -Metall finit niedrigem Schmelzpunkt, beispielsweise Blei, für den Fall, daß es sich um Stahlingots handelt. Diese Platte ist mit einer Platte 3 bedeckt, die einen falschen Boden der Form bildet.In Fig. I the shape itself is denoted finite i, 2 is a plate made of a metal with a finite low melting point, for example lead, for the case that they are steel ingots. This plate is covered with a plate 3, which forms a false bottom of the form.

In Fig. -z besteht das niedrig schmelzende -Metall aus zwei Stücken, einer Platte 4, die in einer Ausnehmung in dem Boden der Form ruht, und aus einem Ring 5, der etwas höher liegt und auf einem Absatz aufruht, der in der .Nähe des Bodens der Form vorgesehen ist. Die Stücke 4 und 5 1.:önnen aus dein gleichen niedrig schmelzenden -Metall oder aus verschiedenen Metallen bestehen. Beide sind mit einer Platte !@ finit geeigneter Querschnittsform bedeckt. Diese Platte bildet einen falschen Boden. Der Körper der Form i ist in dieser Figur am unteren Ende dicker dargestellt als an denn oberen Ende.In Fig. -Z the low-melting metal consists of two pieces, a plate 4 resting in a recess in the bottom of the mold, and from one Ring 5, which is slightly higher and rests on a heel that is close to the The bottom of the mold is provided. Pieces 4 and 5 1.: can be made of your same low melting metal or of different metals. Both are with one Plate! @ Finite suitable cross-sectional shape covered. This plate forms the wrong one Floor. The body of shape i is shown thicker at the lower end in this figure than at the upper end.

In Fig. 3 sind zwei Platten j und 8 aus Metall mit niedrigem Schmelzpunkt dargestellt. Sie sind am Boden der Form angeordnet und durch eine Platte g aus anderem Material getrennt, das eine geeignete Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit besitzt. Die obere Platte 8 ist von einer Platte io bedeckt, die ebenfalls eine geeignete Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit besitzt, die von derjenig.n der Platte o verschieden sind und die für die Form einen falschen Boden bildet. In der Form i ist eine Öffnung i i vorgesehen, die mit dem Inneren der Form in Verbindung steht und die durch einen Stopfen 12 abgeschlossen werden kann, der in einen geeigneten Teil 13 hinein- oder aus diesem Herausgeschraubt werden kann, um im Bedarfsfalle das flüssige Metall mit dem niedrigen Schmelzpunkt aus der Form herauszulassen.In Fig. 3, two plates j and 8 made of metal with a low melting point are shown. They are placed at the bottom of the mold and separated by a plate g made of other material which has a suitable thermal capacity and thermal conductivity. The top plate 8 is covered by a plate io which also has a suitable heat capacity and thermal conductivity different from that of the plate o and which forms a false bottom for the shape. In the mold i an opening ii is provided, which is in communication with the interior of the mold and which can be closed by a plug 12 which can be screwed into or out of a suitable part 13 in order to remove the liquid metal if necessary with the low melting point out of the mold.

Fig.3 zeigt außerdem einen vorspringenden "feil 1.4, der durch den Körper der Form 1 indurch geschraubt ist und der verhindern kann. daß die Platte o in der Form hochsteigt, wenn der Körper 8 aus dem -Metall mit dem niedrigen Schmelzpunkt geschmolzen ist.Fig. 3 also shows a protruding part 1.4 which is screwed through the body of the mold 1 and which can prevent the plate from rising up in the mold when the body 8 of the metal with the low melting point has melted.

Obwohl im vorstehenden die Verfahren zur Ausführung der Erfindung beschrieben worden sind, bei denen das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet wird und zuerst auf den Boden der Form gelegt wird, da dies im allgemeinen zu bevorzugen und vorteilhaft ist, so ist die Erfindung doch nicht auf ein derartiges Verfahren beschränkt. da im Bedärfsfalle ein oder mehrere Stücke aus Metall mit niedrigem Schmelzpunkt an verschiedenen Stellen oder am oberen Ende oder in der Nähe des oberen Endes des Gußstücks angeordnet werden können. Wenn das Metall durch die Hitze von dein Guastück her geschmolzen ist, fließt es infolge der Schwerkraft in den Spalt, der zwischen dem Gußstück und seiner Form gebildet ist, und es können geeignete Hilfsmittel vorgesehen werden, um dein Metall mit dein niedrigen: Schmelzpunkt den Zugang zu diesem Spalt zu ermöglichen.Although in the foregoing the methods of carrying out the invention have been described using the low melting point metal and placed on the bottom of the mold first, as this is generally preferred and advantageous, the invention is not limited to such a process limited. because in case of need one or more pieces of metal with low Melting point at different points or at the top or near the top End of the casting can be arranged. When the metal is exposed to the heat of your piece of glass has melted, it flows into the gap as a result of gravity, which is formed between the casting and its mold, and there may be suitable Tools are provided to keep your metal with your low: melting point Allow access to this gap.

Claims

PATi'sX TA N5PRCCHr: i. Process for the production of I.ngots or Metal castings according to '55; 464, characterized in that the metal with your low melting point. is introduced into the mold before the mold is started with the actual casting metal is filled. .

2. Process for the production of ingots or castings according to claim i, characterized in that the metal with low Melting point in solid form, for example in the form of a disk, a board or a ring, is placed in the mold prior to casting the block.

3. Procedure for the production of ingots or castings according to claim 2, characterized in that that the metal with your low melting point after introduction into the mold with a plate is covered, which forms a false bottom for the mold, and that the heat capacity and the resistance to heat conduction of said plate so is that the casting can be wholly or partially cast before the metal with the low melting point begins to "ground" liquid. _ [.

Method of manufacture of ingots made of metal according to claim Z, characterized in that one: a plurality solid pieces of metal finite low melting point at different heights in the form be arranged before the casting is poured.

5. Procedure for the production of ingots or castings from metal according to claim d., characterized in that characterized in that the metal pieces are placed near the bottom of the forin and that these pieces are replaced by plates with suitable @ # @ 'poor capacity and Thermal conductivity are separated.

6. Mold for the production of ingots or castings made of metal according to claim 5, characterized by a device which prevents that a plate under an overlying piece of metal. with low melting point floats upwards when this overhead piece of metal becomes liquid.