DE6607850U - Giessform zum formen von schwer schmelzbaren stoffen. - Google Patents

Description

EA-521520*-3.9.6B

. HELMUT MISSLING es giessen, 30.8.1968

DiPU-ING. RICHARD SCHLEE _TELFFON.toe»0 73»eo

S/W 9698

PATENTANWÄLTE ' ^

L·' ELEO'i'RO-REgRAOTAIRE S.A., Paris (Seine) Rue Cambon 39

Gießform zum Formen von schwer schmelzbaren

Stoffen

Die Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung zum Formen von schwer schmelzbaren Stoffen mit hohem Schmelzpunkt.

In der Industrie, die sich mit der Elektroschmelzung schwer schmelzbarer Stoffe befaßt, werden diese Stoffe nach traditionellen Methoden der Gießerei geformt. Im allgemeinen werden auf elektrischem Wege geschmolzene schwer schmelzbare Stoffe in Formen gegossen, die nur- ein einziges Mal "€xT?end©u werden. Diese Formen, die aus einem einsigen Stück oder aiis mehreren Elementen bestehen, die vor der Verwendung der Form zusammengesetzt werden, sind im allgemeinen aus zusammengebackenem Sand oder Tonerde oder aus Graphit in Plattenform '-hergestellt. Der Eauptnachteil dieses Formtyps ist Offensicht— \ lieh der Umstand, daß die Form nur ein einziges Mal benutzt werden kann, was die Kosten eines jeden gegossenen Blockes stark belastet.

In Anbetracht des genannten Nachteiles wurden viele Tersuche unternommen, um mehrmals benutzbare Formen für schwer schmelz—

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bare Stoffe mit hohem Schmelzpunkt herzustellen.

Das Problem bestand darin, eine Gießform zu schaffen, die gleichzeitig die folgenden sechs Bedingungen erfülltί

- Widerstandsfähigkeit gegen den Stoß aer eingegossenen Flüssigkeit während des Eingiessens:

- Widerstandsfähigkeit gegen die mittlere Temperatur der eingegossenen Flüssigkeit;

( - Aufrechterhaltung bestimmter geometrischer Formen;

- Vermeidung ungünstiger Einflüsse auf die Qualität des eingegossenen Stoffes (Zusammensetzung, Gefüge, Porosität);

- Chemische 'Trägheit des Materials, aus dem die Wände der Form bestehen, mit denen der heiße Stoff in Berührung kommt;

- Eignung zur vielfachen Benutzung.

Man hat insbesondere versucht, Formen nach dem Vorbild der Metallurgie zu bauen, und zwar Formen mit Wassermantel, d.h. Formen, deren metallische Wände mit einem System zur Wasser=- kühlung versehen sind. Bei diesen Formen wurden verschiedene Kühlsysteme für die Formwände in Betracht gezogen, wie z.B.: ~ Verwendung von Doppelwänden für die Form, die innen durch Querwände unterteilt und von einem Wasserstrom durchflossen sind, der einem Zick-Zack-Weg folgt. Die die Doppelwände bildenden Seile waren durch Hartlötung miteinander verbunden. Diese Vorrichtung hat den Eachteil, daß sie sich unter aer Wirkung von Wärmedehnungen verformt, welche Verformungen die Gefahr von Lecks an der lötstelle mit sich bringen;

— Verwendung von Kühlschlangen, die von einer Wasserströmung durchflossen und an den Außenseiten der Pönswände angebracht sind. Diese Vorrichtung hat den Vorteil der Einfachheit, läßt aber eine homogene Kühlung der Wände nicht zu, so daß heiße Stellen entstehen, die Hisse as den £ötet^li=sn her= vorrufen.

Aufgrund der oben erwähnten Nachteile haben die Jörnen mit Y/asseraantel keine nennenswerte Verwendung beim Gießen von auf elektrischem. Wege geschmolzenen schwer schsäsbaren Stoffen gefunden.

Durch die Erfindung soll eine Gießform, mit Wassermantel geschaffen werden, die den obengenannten Bedigungen genügt aad die zum Vergießen von schwer schmelzbaren Stoffen geeignet ist* Sie Erfindung betrifft eine Form, die geöffnet weräen kann.

Die erfindungsgemäße Gießvorrichtung ist gekennzeichnet durch vier Äohle, die jform bildende senkrechte Doppelwände, die von einer Kühlflüssigkeit durchströmt sind und die senkrecht, zu ihrer Ebene von einer Schließstellung, in der sie sich berühren, in eine Öffnungsstellung bewegbar sind, in der zwischen den senkrechten Kanten von awei benachbarten Doppelwänden ein Spalt besteht, wobei 3ede Doppelwand aus einem inneren und einem äußeren Element besteht, welche Elemente durch eine Schraubverbindung unter Zwischenfügung einer· elastischen Dich—

tung zusammengefügt sind, vorteilhafterweise ist der Hohlraum innerhalb der !Doppelwand e durch Zwischenwände derart abgeteilt, daß die Kühlflüssigkeit eineia Zick-Zack-Weg folgt.

l>er 3od«3i d«r Vorrichtung kann beispielsweise öureh eine Doppelwand gebildet sein, die ähnlich aufgebaut ist, wie die senk-" rechten Doppel-Wände oder durch eine Platte aus geeigneteia_s schwer schselsbareH Material.

einer speziellen Ausführungsfona der Sriindung ist das Innere 31eiaent, das Eit den eingegossenen Stoff in Berührung koEsen nuS aus rotes Slektrolytkupfer hergestellt, wäiireiid das äußere Slenent aus Stahl besteht, \md an seiner Innenseite ait trennwänden und an seiner Außenseite siit Yersteifungsriptien ν sr sehen ist.

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Die folgende, nicht einschränkenden Erläuterungszwecken dienende Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Srflndung anhand der beigefügten Zeichnung wird leicht verständlich machen, wie die Erfindung verwirklicht werden kann. Die aus der Zeichnung und der Beschreibung hervorgehenden üesonderneiten sind Teil der Erfindung. Es zeigen:

Pig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine auseiH-anderziehbare Gießform gemäß der Erfindung in geöffneter Stellung, Fig_e 2 einen durch die Mit je einer Vfand gelegten

Querschnitt, wobei die Elemente, die bei der Form nach Fig. 1 eine Doppelwand bilden, in ausexnandergezogenem Zustand dargestellt sind, Fig. 3 eine Ansicht nach Linie III-III in Fig. 2 und Fig. 4 eine Ansicht nach Linie IV-IY in Fig. 2.

Die Figuren zeigen eine auseinanderziehbare Gießform gemäß der Erfindung, die zum G-iessen von schwer schmelzbaren Stoffen, die erst bei hoher Temperatur flüssig werden, geeignet ist. Diese Vorrichtung hat zwei große senkrechte Doppelwände, die insgesamt mit der Bezugszahl 1a bezeichnet sind und eine Länge von 23 cm und eine Höhe von 26 cm aufweisen und zwei kleine senkrechte Doppelwände, die insgesamt mit der Bezugszahl 1b gekennzeichnet; sind und eine Länge von 11,5 cm und eine Höhe von 26 cm aufweisen. Jede dieser Doppelwände 1a und 1b hat vier Augen 2 mit .je einem Loch 3 und ist auf eine Führung bildenden Stangen 4 gleitend gelagert. Diese Stangen 4 sind an Lagerböcken 5 befestigt, die mit

einem rechteckigen Sahinen 6 verschweißt sind, der das Gestell für die Gießform bildet. Jede der Doppelwände 1a und 1b ist fest mit dem beweglichen Teil 7a eines doppeltwirkenden Krafthebers verbunden, der über Leitungen 8a und 8b mit Druckmittel gespeist wird. Die Kraftheber 7b dienen zur Verschiebung der Doppelwände 1a und 1b längs der Führungsstangen 4. Einstellbare Anschläge 9, die an den ebenfalls mit dem Rahmen 6 verschweißten Lagerböcken 10 befestigt sind, begrenzen die Öffnungsstellung der Form.

Die Doppelwände 1a und 1b sind jeweils durch zwei 2lemem;e 11 und 12 gebildet, die mittels Bolzen 1? miteinander verbunden sind und einen Hohlraum von im wesentlichen rechteckiger Form eingrenzen. In diesem Hohlraum kann eine Kühlflüssigkeit, wie z.B. Wasser, zirkulieren, das durch Zuführungsleitungen 14 eintritt und über Abflußleitungen 15 abgeführt wird, welche Leitungen unten bzw. oben an der Außenseite des Elementes 11 angeschlossen sind. Dieses Element 11, das aus Stahl bestehen kann» ist an seiner Innenseite mit Trennwänden 16 versehen, die die Kühlflüssigkeit dazu zwingen, einem aufsteigenden zick-zackförmigen Weg zu folgen, während an der Außenseite Kippen 17 vorgesehen sind, die zur Erhöhung der Steifheit der Platte dienen. Das Element 12, das während des Giessens mit der eingegossenen Flüssigkeit in Berührung kommt, ist durch eine massive Platte von 10 mm Dicke gebildet, die aus Elektrol tkupfer besteht, da dieses Material eine gute thermische Leitfähigkeit und eine große Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion durch Wasser auf-

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	weist.	Die	Verbindung	- 7 -	beiden	Elemente	wirä	mittels	11
I				dieser

Bolzen 13 vorgenommen, die is» Element 11 vorgesäaaie Cffnuagen 18 durchgreifen und in an der Innenfläche des Elementes 12 vorgesehene Sacklöcher 19 einschraubbar sind. Z±e Dichtheit dieser Anordnung wird durch eine kreisringförmige Dichtung 20 bewirkt, die beispielsweise aus Neopren bestehen kann, und die in einer am Umfang des Elementes 11 vorgesehenen Nut 21 aufgenommen ist.

Sie Dicke der Doppelwinde 1a und 1b ist ungefähr 35 eh.

Die erfinduBgsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Wenn die Porm geschlossen ist, begrenzen die vier Doppelwände 1a und 1b einen Kanal von rechteckigem Querschnitt. Soll die Form gebraucht werden, so befindet sich der Kreislauf der Kühlflüssigkeit in Gang. Hun wird ein quaderförmiger Körper aus schwer schmelzbarem Stoff zunächst an der Unterseite der 1. Doppelwände derart angeordnet, daß er den Boden der Form bildet. Daraufhin wird in die Form das vorher, z.3. in einem Elektroofen geschmolzene schwer schmelzbare Material eingegossen.

Nach einer gewissen Zeit sind die oberflächlichen Bereiche des eingegossenen Materials verfestigt und bilden eine Kruste von ausreichender Festigkeit» !fach Bildung einer solchen Kruste wird die Form geöffnet, indem die Doppelwände 1a und! 1b mittels

der Sraftheber To so weit zurückgedrüekt werden,, bis sie den Ansciilägen 9 in Berührung kossen, wonach, das gegosseile •Teil auf irgendeine geeignete Art und «eise langsam herausgezogen wird. Sie beschriebene Vorrichtung hat sich beis Gebrauchs, als sehr robust erwiesen. Es konnte keinerlei Deforniation oder Spannung an der Fläche des Elementes12 festgestellt werden, das der Hitze ausgesetzt ist, nachdem 3000 kg einer Mischung aus - Silikon—Tonerde-Zirkonerde, die bei ungefähr 2000° C schmilzt,

tind 300 kg einer Mischung aus Magnesiumoxyd.-Chromoxyd, die bei 2400° C schmilzt, eingegossen worden waren. Die gegossenen und nach den Giessen erhaltenen ¹EeIIe hatten keine Maßabweichungen, hatten ein gutes Aussehen und entsprachen den Hornvorschriften für auf elektrisches Wege geschmolzene Blöcke aus schwer schmelzbarem Material, die nach der traditionellen Technik hergestellt sind.

Diese Hobustheit nuß der Verwendung einer elastischen Dich- -* Imag zugeschrieben werden., die zur Abdichtung zwischen den beiden Eleiaenten dient, die die Doppelwände der Jona bilden, welche elastische Dichtung die eventuellen Längenausdehnungs— differenzen zwischen den oei&en Elementen ausgleicht und auf diese Weise Spannungen vermeidet, die bei jeder starren oder geschweißten Konstruktion früher oder später die Ursache von Deformationen oder Brüchen im Material sind.

3s ist klar, daß die beschriebene Ausführungsform nur ein Beispiel ist und daB sie abgewandelt werden könnte, insbeson-

dere durch Verwendung technisch äquivalenter Mittel, ohne daß deshalb der Ra hm en der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

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Claims (8)

1. RA.521520—3.9-BB

   W^fnsprüehe;

   1» Gießform zum Formen von schwer schmelzbaren Stoffen mit
   hohem Schmelzpunkt, gekennzeichnet durch vier hohle, die Porm bildende sen Irrechte Doppelwände (1a, 1b), die von einer Kühl flüssigkeit durchströmt sind und die senkrecht zu ihrer Ebene von einer Schließstellung, in der sie sieh berühren, in eine
   Öffnungsstellung bewegbar sind, in der zwischen den senkrechten Kanten von zwei benaehbaxten Doppelwänden (1a, 1b) ein Spalt
   bestell·, wobei jede Doppelwand (1a, 1b) aus einem inneren (12) und einem äußeren Element (11) besteht, die durch eine Schraubverbindung (13) unter Zwischenfügung einer elastischen Dichtung (20) zusammengefügt sind..
2. 2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum innerhalb der Doppelwände (1a, 1b) durch Zwischenwände (16) derart abgeteilt ist, daß die Kühlflüssigkeit einem Zick-Zäck-Weg folgt.
3. 3· Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aas innere, mit dem eingegossenen Stoff in Berührung kommende
   Element (12) aus rotem Elektrolytkupfer besteht»
4. 4· Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Element (11) aus Stahl besteht.

   —11 —
5. 5- Gießform nach Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, da£ das äußere Element (11) an seiner Innenseite ssit trennwänden (15)

   verseilen ist. t
6. 6. GießfoirH nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere SLesent (11) an seiner Außenseite eit Tersteixungsrippen (17) versehen ist.
7. ?. GieSfora nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelwände (1a, Ib) während ihrer YerschieDung geführt sind.
8. 8. GieBfora nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Öffnungsstellung der Doppelwände (1a, 1b) durch AnseHege (9)
   begrenzt ist.