DE69602290T2

DE69602290T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Vakuumgiessen

Info

Publication number: DE69602290T2
Application number: DE69602290T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Hagiwara; Taichi Ikejiri; Kimio Kubo; Katuhiro Kurose; Akira Mikami; Hiroshi Ohnuma
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 1999-12-30
Anticipated expiration: 2016-02-03
Also published as: JP3794033B2; JPH08206815A; DE69602290D1; EP0726116B1; EP0726116A1; US5706880A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumgießvorrichtung und ein Vakuumgießverfahren, bei dem die Vorrichtung verwendet wird. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Gießen von Gegenständen mit geringer Gießfähigkeit, die beispielsweise kompliziert geformt sind, oder von dünnen Gußerzeugnissen aus Edelstahl oder aus wärmebeständigem Stahlguß und dergleichen.
Bei der Herstellung dünner Gußteile mit einer 5 mm oder weniger messenden dünnen Wand sinkt die Fließfähigkeit einer in einen Formhohlraum eingeführten Metallschmelze schnell ab, weil ein Teil der Metallschmelze schnell abkühlt und sich leicht verfestigt, wenn sie in Kontakt mit der Innenwand des Formhohlraums gelangt. Dies führt zu Fehlern, wie einem ungenügenden Füllen des Formhohlraums und dergleichen. Bei der Herstellung eines Formteils mit komplizierter Form ist es wahrscheinlich, daß Luft und Gase, die vom Formmaterial erzeugt werden, als Fehler in der Art von Gasblasen in die sich ergebenden Gußteile eingeführt werden. Demgemäß ist ein fehlerfreies Gußteil mit einer dünnen Wand und einer komplizierten Form schwierig herzustellen.
Als Verfahren zur Herstellung eines dünnen Gußteils komplizierter Form ist ein Wachsausschmelzguß bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine Keramikform vor dem Füllen des Hohlraums mit Metallschmelze auf 700 bis 900ºC erwärmt, um das Abkühlen der in den Hohlraum eingeführten Metallschmelze zu verzögern, wodurch die Metallschmelze leicht fließfähig gehalten wird. Da eine Keramikform jedoch kostspielig ist, würden die Herstellkosten eines dünnen Gußteils komplizierter Form sehr hoch werden.
Als weiteres Verfahren ist in JP-A-60-56439 eine mit einem Hohlraum, einem Hauptkanal und dergleichen versehene Gipsform offenbart, in der ein feuerfester Filter, dessen Gasdurchlässigkeit höher ist als die des Gipses, in einem Bereich angeordnet, der sich von der Umgebung eines zuletzt zu füllenden Teils des Hohlraums bis zur Außenfläche der Gipsform erstreckt, wodurch die Evakuierbarkeit erhöht wird, um die Fließfähigkeit der Metallschmelze zu erhöhen und den durch Gas auftretenden Fehler zu verhindern. Die Gipsform wird durch Hydrations-Setzen einer Gipsaufschlämmung und durch Trocknen des gehärteten Gipses hergestellt. Dieses Verfahren, bei dem die Gipsform verwendet wird, war ebenso wie der oben erwähnte Wachsausschmelzguß als eines der Präzisionsgießverfahren zum Herstellen eines Gußteils mit hoher Maßgenauigkeit bekannt, und es wurde zum Herstellen von Stempeln, Maschinenteilen, Kunstgegenständen und dergleichen verwendet.
Da das Herstellen einer Gipsform jedoch die Schritte des Durchknetens, des Eingießens, des Hydrations-Setzens, des Zeichnens von Mustern, des Trocknens und dergleichen beinhaltet, die einen langen Zeitraum von mehr als 48 Stunden in Anspruch nehmen, ist die Produktivität dieses Verfahrens gering. Da die Gasdurchlässigkeit der Gipsform weiterhin sehr gering ist, ergeben sich Schwierigkeiten für das Bestimmen der Gußauslegung hinsichtlich des Evakuierens und des Ausübens von Druck beim Füllen eines Hohlraums einer Metallschmelze. Da die Abkühlrate einer Gipsform weiterhin gering ist, verfestigt sich die Metallschmelze in der Form sehr langsam. Wenn daher dünne Gegenstände mit komplizierter Form gegossen werden, tritt leicht ein Schrumpffehler auf, was zu einer geringen Ausbeute an den gewünschten Gußgegenständen führt.
Vor kurzem wurde damit begonnen, ein in US-PS 4 340 108, 4 606 396 usw. offenbartes Vakuumgießverfahren zu verwenden. Bei diesem Verfahren wird eine Metallschmelze durch Evakuieren einer Form in einen Formhohlraum eingeführt. Es ist bei diesem Verfahren jedoch wahrscheinlich, daß Luft durch einen Formabschnitt, der nicht in die Metallschmelze eingetaucht ist, in diese eingebracht wird, wodurch das Erreichen eines ausreichenden Vakuums nicht möglich ist. Es ist weiterhin schwierig, es auf das Gießen von hohen und dicken Gegenständen komplizierter Form anzuwenden wenngleich es auf das Gießen von Gegenständen mit geringenr Höhe und einfacher Form anwendbar ist.
In US-PS 4 957 153 ist ein Vakuumgießverfahren offenbart, bei dem eine Form in einer umgekehrten Gießposition in einem Behälter mit einem offenen Boden getragen wird, wobei ein bestimmtes Bett dicht um die Form herum angeordnet ist und die Form in eine Metallschmelze eingetaucht wird, wodurch eine Metallschmelze in die Form eingebracht wird. Da eine Form bei diesem Verfahren jedoch zusammen mit dem bestimmten um sie herum angeordneten Bett in eine Metallschmelze eingetaucht wird, wird die Metallschmelze vor und nach dem Eintauchen der Form gestört, wodurch ein Einbringen von Luft in die Metallschmelze hervorgerufen wird. Da die Form und das bestimmte dicht um sie herum angeordnete Bett jedoch aus dem Behälter herausragen, wird weiterhin leicht Luft vom Bodenbereich der Form her in die Metallschmelze eingebracht.
In US-PS 4 791 977 ist eine Metallgießvorrichtung offenbart, die eine Form aufweist, in der sich ein Formhohlraum und ein Füllkanal befinden. Der Füllkanal verläuft vertikal in der Form, die in der Form-Tragkammer getragen wird, und sein oberes Ende ist mit einem porösen Stopfen abgeschlossen, der für Gas aber nicht für Metall stark durchlässig ist. Die Metallschmelze strömt dadurch vom Füllkanal in den Formhohlraum, daß das obere Ende des Füllkanals auf einem Druck gehalten wird, der niedriger ist als der Druck in der die Form umgebenden Vakuumkammer. Da die Kammer jedoch vom oberen Teil des Füllkanals her evakuiert wird, wird der zuletzt zu füllende Teil des Hohlraums, eines Steigrohrs, eines Ablaufs usw. nicht ausreichend evakuiert, wodurch der Hohlraum usw. nicht vollständig mit Metallschmelze gefüllt wird.
In US-PS 4 791 977 ist weiterhin offenbart, daß eine Bewegung der Formwand, ein Eindringen von Metall in die Formfläche und ein völliges Ausfallen der Form verhindert werden können, indem der obere Teil des Füllkanals, der sich vertikal in der gasdurchlässigen Form erstreckt und der seitlich mit anderen Hohlräumen kommuniziert, bei einem Druck gehalten wird, der niedriger ist als der Druck in der die Form umgebenden Vakuumkammer. Bei diesem Verfahren wirkt auf die freie Oberfläche der Metallschmelze jedoch infolge der selektiven Druckdifferenz während des Strömens in den Formhohlraum vom Füllkanal her eine von einer der Schwerkraft entgegenwirkenden Kraft verschiedene zusätzliche Kraft ein. Dadurch wird das Strömen der Metallschmelze gestört, wodurch Gießfehler in der Art von Gasblasen, kleinen Löchern und dergleichen hervorgerufen werden. Es ist weiterhin recht schwierig, den oberen Teil des Füllkanals während des Füllens der Form mit Metallschmelze auf einem Druck zu halten, der in einem vorgesehenen Maße niedriger ist als der Druck in der Tragkammer außerhalb der Form. Weiterhin macht die Druckdifferenz- Verringerungseinrichtung die Vakuumeinrichtung komplizierter, wodurch keine hohe Vakuumgeschwindigkeit erreicht werden kann, die zum Herstellen eines dünnen Gußteils erforderlich ist. Da die Metallschmelze weiterhin nach dem Füllen des Füllkanals in den Formhohlraum zu fließen beginnt, wird die Temperatur der Metallschmelze verringert, wodurch insbesondere bei einem dünnen Formhohlraum Fehler, wie ein ungenügendes Füllen, Gasblasen, Oberflächenauffaltungen und dergleichen, hervorgerufen werden.
Ein Vakuumgießverfahren mit den im ersten Teil des Anspruchs 1 enthaltenden Merkmalen sowie eine Vakuumgießvorrichtung mit den im ersten Teil des Anspruchs 10 enthaltenden Merkmalen sind aus EP-A 0 640 420 bekannt. Die bekannte Vorrichtung beinhaltet (a) ein Vakuumgefäß, an dessen Boden sich wenigstens eine Öffnung befindet; (b) eine im Vakuumgefäß angeordnete Form, die einen Hauptkanal und einen mit dem Hauptkanal kommunizierenden Formhohlraum aufweist, wobei der Hauptkanal bei der Öffnung des Vakuumgefäßes eine Öffnung aufweist; und (c) eine mit dem Vakuumgefäß kommunizierende Vakuumeinrichtung, wobei eine Saug-Vertiefung mit einer Öffnung an der oberen Fläche der Form in der Umgebung eines Bereichs des Formhohlraums angeordnet ist, der sich am weitesten von der Öffnung des Hauptkanals entfernt befindet und der zuletzt mit Metallschmelze aus Gießmaterial gefüllt wird, und wobei die Saug-Vertiefung so angeordnet ist, daß ein Abstand zwischen dem Boden der Saug-Vertiefung und dem Bereich des Formhohlraums geringer ist als ein Abstand zwischen der Außenfläche der Form und allen anderen Bereichen des Formhohlraums, wodurch der Formhohlraum schnell mit der Metallschmelze gefüllt wird. Es ist jedoch noch erforderlich, diese Vakuumgießvorrichtung zu verbessern, um die Produktivität zu erhöhen.

AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vakuumgießvorrichtung und ein Vakuumgießverfahren bereitzustellen, die zur Herstellung eines Gußteils, insbesondere eines dünnen Gußteils komplizierter Form mit guter Produktivität geeignet sind, ohne daß Gießfehler, wie ein ungenügendes Füllen des Hohlraums mit Metallschmelze, Gasblasen und dergleichen, auftreten.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das in Anspruch 1 definierte Vakuumgießverfahren und die in Anspruch 10 definierte Vakuumgießvorrichtung.
Die Erfinder haben durch intensives Forschen herausgefunden, daß ein Saugkopf so gehalten werden kann, daß er trotz des Spielraums hinsichtlich der Formgröße dicht an die obere Fläche einer Form anschließt, indem die Form durch eine bevorzugte Saugzone evakuiert wird, die sich in der Umgebung des oberen Teils eines Formhohlraums in der in einer Form-Tragkammer angeordneten Form befindet, während die Form durch einen bei einer oberen Öffnung der Form-Tragkammer angeordneten Saugkopf zum Boden der Form- Tragkammer hin gedrückt wird, so daß er dicht an die obere Fläche der Form anschließt, und daß die Produktivität bei dünnen Gußteilen durch die Vakuumgießvorrichtung mit diesem Aufbau erhöht werden kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine teilweise Schnittansicht zur Darstellung einer Vakuumgießvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine teilweise Schnittansicht zur Darstellung einer Preßeinrichtung für einen Saugkopf;
Fig. 3 ist eine grafische Darstellung der zeitlichen Änderung des Vakuumgrads in einer Form-Tragkammer und der Menge einer beim Vakuumgießvorgang in einen Formhohlraum strömenden Metallschmelze; ·
Fig. 4 ist eine teilweise Schnittansicht zur Darstellung einer weiteren Vakuumgießvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist eine teilweise Schnittansicht zur Darstellung einer Vakuumgießvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine teilweise Schnittansicht zur Darstellung einer weiteren Vakuumgießvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ist eine teilweise Schnittansicht zur Darstellung einer Vakuumgießvorrichtung mit einer aus mehreren unterteilten Formen bestehenden gefertigten Form;
Fig. 8 ist eine Ansicht eines Schnitts entlang der Linie A A aus Fig. 7;
Fig. 9 ist eine teilweise Schnittansicht zur Darstellung einer modifizierten Ausführungsform der Vakuumgießvorrichtung aus Fig. 7;
Fig. 10 ist eine Ansicht eines Schnitts entlang der Linie B-B aus Fig. 9;
Fig. 11 ist eine Darstellung der Art des Füllens eines durch eine Messung und eine Computersimulation erhaltenen Hohlraums; und
Fig. 12 ist eine grafische Darstellung von Vakuumgraden mehrerer Bereiche der Vakuumgießvorrichtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wird weiter unten in näheren Einzelheiten beschrieben.

[1] Stahlguß

Die Vakuumgießvorrichtung und das Vakuumgießverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt auf das Herstellen von Stahlguß aus einer Stahlschmelze, die eine hohe Temperatur aufweist und die schwer in einen dünnen Gußgegenstand zu gießen ist, angewendet. Ein durch die Vakuumgießvorrichtung und das Vakuumgießverfahren hergestellter Stahlguß hat einen hohen Wärmewiderstand und eine hohe Oxidationsfestigkeit. Die Zusammensetzung eines solchen Stahlgusses ist beispielsweise die folgende:
G: 0,05 bis 0,45 Gew.-%,
Si: 2 Gew.-% oder weniger,
Mn: 1 Gew.-% oder weniger,
Cr: 16 bis 25 Gew.-%,
W: 3 Gew.-% oder weniger,
Ni: 8 Gew.-% oder weniger,
1% und/oder V: 1 Gew.-% oder weniger, und
Fe und unvermeidbare Verunreinigungen: Rest
Ein anderes Zusammensetzungsbeispiel ist:
C: 0,20 bis 0,60 Gew.-%,
Si: 2 Gew.-% oder. weniger,
Mn: 1 Gew.-% oder weniger,
Cr: 15 bis 30 Gew.-%,
W: 6 Gew.-% oder weniger,
Ni: 8 bis 20 Gew.-% oder weniger, und
Fe und unvermeidbare Verunreinigungen: Rest
Ein Stahlguß mit der oben angegebenen Zusammensetzung hat zusätzlich zu einer gewöhnlichen α-Phase eine aus einer γ-Phase umgewandelte sogenannte α'-Phase (α-Phase + Carbide). Das Flächenverhältnis der α'-Phase ist auf der Grundlage der kombinierten Fläche der α-Phase und der α'-Phase vorzugsweise 20 bis 90%.

[2] Die erste Vakuumgießvorrichtung und das erste Vakuumgießverfahren

Die Vakuumgießvorrichtung und das Vakuumgießverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden weiter unten mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 beschrieben.
In Fig. 1 beinhaltet die Vakuumgießvorrichtung 1 eine Form-Tragkammer 2 mit einer sich in ihrem Boden befindenden Öffnung 3 sowie eine Form 4, in der sich ein Formhohlraum 7, ein Hauptkanal 6 usw. befinden, und sie ist durch eine die Seitenfläche der Form 4 umgebende Klemmvorrichtung 70 in der Form-Tragkammer 2 gestützt angeordnet. Die Form-Tragkammer 2 wird von ihrer Oberseite her evakuiert, um eine Metallschmelze 15 aus einer Hauptkanalöffnung 6a am unteren Ende der Form 4 zu saugen und den Formhohlraum 7 dadurch zu füllen. Insbesondere weist die Form-Tragkammer 2 (die aus Eisen besteht und beispielsweise einen Innendurchmesser von 600 mm und eine Höhe von 800 mm aufweist) an ihrem Boden eine Öffnung 3 auf, und sie weist an einem oberen Flansch 21 eine Abdeckung 2a auf, um die Form-Tragkammer 2 durch eine Dichteinrichtung 40 hermetisch zu dichten. Im Mittelteil der Abdeckung 2a befindet sich eine Öffnung 52a, die einen Saugkopf 18a gleitfähig aufnimmt. Der Saugkopf 18a ist an einen flexiblen Schlauch 9 angeschlossen, der über eine Vakuumregeleinrichtung 10 an eine Vakuumeinrichtung 11 in der Art einer Vakuumpumpe und dergleichen angeschlossen ist.
In der Form-Tragkammer 2 ist die Form 4 angebracht. Bei der vorliegenden Erfindung ist angesichts der Gießfähigkeit und der Gasdurchlässigkeit bevorzugt, daß die Form 4 aus Quarzsand besteht. Beispielsweise ist eine aus zwei vertikalen Abschnitten bestehende unterteilte Sandform, die durch ein Cold-Box-Verfahren aus Quarzsand Nr. 7 geformt wird, bevorzugt. Am unteren Ende der Form 4 befindet sich ein nach unten ragender Metallschmelze-Eintrittsbereich 5, und sie ist in der Form-Tragkammer 2 so angeordnet, daß der Metallschmelze-Eintrittsbereich 5 durch die Öffnung 3 nach unten ragt.
In der Form 4 verläuft der Hauptkanal 6, der beispielsweise einen Querschnitt von 10 mm · 100 mm aufweist, vom Boden des Metallschmelze-Eintrittsbereichs 5 senkrecht, und er kommuniziert mit dem Formhohlraum 7. Der Formhohlraum 7 kann einen Rohrabschnitt 7a mit einem Außendurchmesser von 60 mm, einer Länge von 200 mm und einer Wanddicke von 2,5 mm, einen Flanschabschnitt 7b mit einem Außendurchmesser von 80 mm und einer Wanddicke von 3 mm und mehrere aus dem Rohrabschnitt 7a vorstehende Augenabschnitte 7c mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einer Höhe von 20 mm aufweisen. Es sei bemerkt, daß die Form des Formhohlraums 7 nicht auf die oben beschriebene beschränkt ist. Die Innenfläche des Formhohlraums 7 sollte vorzugsweise mit einer Formbeschichtung mit einer Dicke von 0,01 bis 4 mm und bevorzugt von etwa 0,15 mm beschichtet sein. Am oberen Ende des Formhohlraums 7 sind ein Steigrohr 8a (das auch als ein Ablauf dient) und ein Einlauf 8b vorgesehen. Die Form-Tragkammer 2 und die Abdeckung 2a sowie die Guß-Tragkammer 2 und der untere Abschnitt der Form 4 stehen über Dichtungen 23a und 23b, die jeweils dazu dienen, die Form-Tragkammer 2 hermetisch dicht zu halten und ein Lecken aus dem Formhohlraum 7 zu verhindern, in Kontakt miteinander.
In dem der Vakuumseite gegenüberstehenden oberen Abschnitt der Form 4 und in der Umgebung des Steigrohrs 8a befindet sich eine bevorzugte Saugzone, durch die der Formhohlraum 7 bevorzugt evakuiert wird. Ein Beispiel einer solchen bevorzugten Saugzone kann eine Saug-Vertiefung 12 aufweisen, die durch konkaves Heraustrennen des oberen Abschnitts der Form 4 zum Steigrohr 8a hin gebildet ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Der Boden der Saug-Vertiefung 12 befindet sich vorzugsweise so dicht beim Steigrohr 8a, daß der Formabschnitt zwischen dem Boden der Saug-Vertiefung 12 und dem Steigrohr 8a nicht durch einen mechanischen oder thermischen Schock während des Gießvorgangs gebrochen wird. Insbesondere beträgt der Abstand zwischen dem Boden der Saug-Vertiefung 12 und dem Steigrohr 8a vorzugsweise etwa 15 bis 30 mm. Der Durchmesser der Saug-Vertiefung 12 ist nicht speziell eingeschränkt, falls die mechanische Festigkeit der Form 4 nicht verschlechtert ist, und er kann auf der Grundlage der Größe des Formhohlraums 7, des Steigrohrs 8a usw. bestimmt werden. Die Saug-Vertiefung 12 kann beispielsweise einen Durchmesser von etwa 300 mm aufweisen. Die Seite der Saug-Vertiefung 12 kann von einem gasundurchlässigen oder einem leicht gasdurchlässigen rohrförmigen Element umgeben sein, das zum obersten Abschnitt des schwierig zu füllenden oder zuletzt zu füllenden Teils, wie beispielsweise zum Steigrohr 8a usw., hin nach unten verläuft, um die Evakuierung durch die Bodenfläche der Saug-Vertiefung 12 zu bewirken. Weiterhin können ein poröses Element, ein poröser Block und dergleichen, die eine höhere Gasdurchlässigkeit als der Hauptteil der Form 4 aufweisen, in der Saug-Vertiefung 12 angeordnet sein, wie weitet unten beschrieben wird.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Vakuumgießvorrichtung ist zwischen dem Boden der Saug-Vertiefung 12 und dem Steigrohr 8a (zuletzt zu füllendes Teil), in das die Metallschmelze 15 schließlich eingeführt wird, ein poröses Element 16 angeordnet, dessen Gasdurchlässigkeit höher ist als diejenige des Hauptteils der Form 4. Das poröse Element 16 wird vorzugsweise gebildet, indem beispielsweise ein Gießsand, der gröber ist als das Gießmaterial der Form 4, zu einer Scheibe, einer Platte oder dergleichen verdichtet wird. Das poröse Element 16 kann ein integriert ausgebildeter Teil der Form 4 oder ein getrenntes Teil sein.
Es ist erforderlich, daß die Gasdurchlässigkeit des porösen Elements 16 höher ist als diejenige der Form 4, und die zuerst genannte ist vorzugsweise etwa 3-30 mal höher als die zuletzt genannte. Wenn eine Form beispielsweise aus Quarzsand Nr. 6 (mit einer Gasdurchlässigkeit von 261) besteht, besteht das poröse Element 16 vorzugsweise aus Quarzsand Nr. 5 (mit einer Gasdurchlässigkeit von 785). Wenn die Form aus Zirkon (mit einer Gasdurchlässigkeit von 48) besteht, besteht das poröse Element 16 vorzugsweise aus Quarzsand Nr. 4 (mit einer Gasdurchlässigkeit von 1130). Die oben erwähnte Gasdurchlässigkeit wurde nach JIS Z 2603-1976 (Verfahren zum Prüfen der Gasdurchlässigkeit von Formsand) gemessen.
Der Saugkopf 18 ist an den flexiblen Schlauch 9 angeschlossen und beinhaltet einen rohrförmigen Teil 18a, der die Öffnung 52a und einen unteren konisch erweiterten Teil 18b gleitfähig und dichtend berührt, und einen unteren konisch erweiterten Teil 18b, der über eine Dichtung 23c dicht an die obere Fläche der Form 4 anschließt. Bei diesem Aufbau wird der Formhohlraum 7 im wesentlichen und hauptsächlich durch die Sang-Vertiefung 12 evakuiert, wenn der Druck im Saugkopf 18 verringert wird.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist eine Preßeinrichtung 30 zum Pressen der Form 4 gegen den Boden der Form-Tragkammer 2 zusammenwirkend am Saugkopf 18 angebracht. Die Preßeinrichtung 30 weist eine Einrichtung in der Art eines Luftzylinders zum fortwährenden Ausüben eines konstanten Drucks auf den Saugkopf 18 auf. Die in Fig. 2 beispielhaft dargestellte Preßeinrichtung 30 beinhaltet ein Paar von Stützen 31, die an der oberen Fläche der Abdeckung 2a befestigt sind, ein Paar von Hebeln 32, die über eine Welle 32a schwenkbar an jeder Stütze 31 angebracht sind, eine Verbindung 33, die über eine Welle 32b schwenkbar an dem Paar von Hebeln 32 angebracht ist und einen Luftzylinder 34, der schwenkbar an der Verbindung 33 angebracht ist. Jeder Hebel 32 ist in seinem Mittelabschnitt mit einem Schlitz 32c versehen, in den ein am Saugkopf 18 befestigter Führungsstift 35 gleitfähig angepaßt ist. Wenn sich der Luftzylinder 34 nach unten bewegt, drückt der Hebel 32 den Saugkopf 18 über den Führungsstift 35 nach unten, um einen konstanten nach unten gerichteten Druck auf die Form 4 auszuüben. Mit diesem Aufbau wird trotz eines Spielraums in der Höhe der Form 4 ein konstanter nach unten gerichteter Druck auf die Form 4 ausgeübt. Weiterhin ist dieser Aufbau für eine andere Form mit abweichender Höhe anwendbar, indem nur der Hub des Luftzylinders 34 geändert wird. Der die Form 4 zum Boden der Form-Tragkammer 2 hin nach unten drückende Druck besteht aus einer Kraft vom Hebel 32 und einer durch die Differenz zwischen dem Druck in der die Form 4 umgebenden Form-Tragkammer und dem Druck in der Form 4 erzeugten Kraft. Falls die Druckkraft durch eine Feder ausgeübt wird, ist zum Ausüben der gleichen Druckkraft für jede Form mit unterschiedlicher Höhe eine unterschiedliche Feder erforderlich, weil eine Feder auf Formen mit unterschiedlichen Höhen unterschiedliche Druckkräfte ausübt. Weiterhin sollte der feststehende Teil des Saugkopfs 18 in manchen Fällen abhängig von der Höhe der Form geändert werden.
Die Form-Tragkammer 2 ist durch eine Dichteinrichtung 40 mit der Abdeckung 2a gedichtet. Die Dichteinrichtung 40 beinhaltet einen schwenkbaren Teil 41, der über eine geeignete Befestigungseinrichtung an der Abdeckung 2a angebracht ist, einen am schwenkbaren Teil 41 befestigten Verschlußhebel 42 und einen am schwenkbaren Teil 41 angebrachten Luftzylinder 43. Wenn sich der Luftzylinder 43 nach oben bewegt, dreht sich der schwenkbare Teil 41 und trennt den Verschlußhebel 42 vom Flansch der Form-Tragkammer 2. Wenn sich der Luftzylinder 43 nach unten bewegt, dreht sich der schwenkbare Teil 41 in entgegengesetzter Richtung, um den Verschlußhebel 42 fest gegen den Flansch der Form- Tragkammer 2 zu drücken. Auf diese Weise wird die Abdeckung 2a durch die Dichteinrichtung 40 fest gegen den Flanschabschnitt der Form-Tragkammer 2 gedrückt. Eine Dichtung 23a ist zwischen der Abdeckung 2a und der Form-Tragkammer 2 vorgesehen, um die Form- Tragkammer 2 hermetisch zu dichten.
Fast die ganze Seitenfläche der Form 4 ist tragend mit der Klemmvorrichtung 70 bedeckt. Die Klemmvorrichtung 70 verhindert, daß die Form 4 von ihrer Seite her evakuiert wird, und es wird daher kein zu großer Druckgradient in seitlicher Richtung in der Form 4 erzeugt.
Zu Fig. 1 zurückkehrend sei bemerkt, daß ein Sensor 13 zum Erfassen der Oberfläche einer Metallschmelze 15 in einem Schmelzofen 14 auf der Außenseite der Form-Tragkammer 2 vorgesehen ist. Die Bodenfläche der Form 4 und die Seite des vom Boden der Form 4 her nach unten ragenden Metallschmelze-Eintrittsbereichs 5 können mit einer beispielsweise aus Stahl bestehenden Schutzplatte 24 bedeckt sein. Da der untere Teil der Schutzplatte 24 durch die Öffnung 3 der Form-Tragkammer 2 nach unten ragt, ist die Schutzplatte 24 im Schmelzofen 14 zusammen mit dem Metallschmelze-Eintrittsbereich 5 in die Metallschmelze 15 eingetaucht. Die Schutzplatte 24 erhöht die Festigkeit des Metallschmelze-Eintrittsbereichs 5 und hält den Hauptkanal 6 auf einem verringerten Druck. Weiterhin kann das Einbringen von Luft in die Metallschmelze durch die Seite des Metallschmelze-Eintrittsbereichs 5 verhindert werden.
Das Gießen mit der in Fig. 1 dargestellten Vakuumgießvorrichtung 1 wird durch Eintauchen des Metallschmelze-Eintrittsbereichs 5 der Form 4 in die Metallschmelze 15 im Schmelzofen 14 vorgenommen. Wenn der an der Außenseite der Form-Tragkammer 2 angebrachte Sensor 13 das Eintauchen des Metallschmelze-Eintrittsbereichs 5 in die Metallschmelze 1 S erkennt, endet die Abwärtsbewegung der Form-Tragkammer 2, während das Evakuieren durch die Vakuumeinrichtung 11 eingeleitet wird. Der Formhohlraum 7 wird durch die Saug-Vertiefung 12 evakuiert, um sich darin befindende Luft zu entfernen, und die im Hauptkanal 6 aufsteigende Metallschmelze fließt schnell in den Formhohlraum 7. Der Vakuumgrad des Formhohlraums 7 kann durch Ändern des Abstands zwischen der Saug- Vertiefung 12 und dem Steigrohr 8a geregelt werden.
Die Vakuumgießvorrichtung kann mit einer Gaszuführeinrichtung 25 zum Zuführen eines unter Druck stehenden Inertgases in die Form-Tragkammer 2 versehen sein. Die Atmosphäre in der Form-Tragkammer 2 wird durch das Inertgas gereinigt und ersetzt. Bevorzugte Inertgase sind u. a. Stickstoffund Argon. Die Vakuumgießvorrichtung mit der Gaszuführeinrichtung 25 kann folgendermaßen arbeiten. Zuerst wird die Atmosphäre in der Form- Tragkammer 2 durch ein von der Gaszuführeinrichtung 25 zugeführtes Inertgas ersetzt. Daraufhin wird die Form-Tragkammer 2, in der sich die Form 4 befindet, nach unten bewegt, um den Metallschmelze-Eintrittsbereich 5 in die Metallschmelze 15 im Schmelzofen 14 einzutauchen, woraufhin die Metallschmelze 15 durch Evakuieren des Formhohlraums 7 in den Hauptkanal 6 gesogen wird.
Das Eintauchen des Metallschmelze-Eintrittsbereichs 5 in die Metallschmelze 15 kann durch einen Drucksensor (nicht dargestellt) anstelle des Sensors 13, der die Druckänderung in der Form-Tragkammer 2 erfaßt, erkannt werden. Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der zeitlichen Änderung des Vakuumpegels in der Form-Tragkammer 2 und der Menge der beim Vakuumgießvorgang in den Formhohlraum 7 fließenden Metallschmelze 15. Jeder mit A, B oder C bezeichnete Punkt ist der Vakuumpegel vor Beginn des Gießvorgangs, wenn die Öffnung 6a des Hauptkanals die Oberfläche der Metallschmelze 15 erreicht, oder während des Gießvorgangs. Da die Öffnung 6a des Hauptkanals die Oberfläche der Metallschmelze 15 nicht erreicht, wird in der Form-Tragkammer 2 nur eine geringfügige atmosphärische Strömung erfaßt (Punkt A bis Punkt B), wie in Fig. 3 dargestellt ist. Daraufhin bewegt sich die Form-Tragkammer 2 zur Metallschmelze 15 hin abwärts, und wenn die Öffnung 6a des Hauptkanals die Oberfläche der Metallschmelze 15 erreicht, wird die Form-Tragkammer 2 schnell bis zu einem hohen Vakuumpegel evakuiert (Punkt B). Wenn die Öffnung 6a des Hauptkanals die vorgegebene Tiefe erreicht, wird die Evakuiergeschwindigkeit erhöht (Punkt C). Wenn der Formhohlraum 7 mit der Metallschmelze 15 gefüllt wird, bleibt der Vakuumpegel konstant, und die Vakuumeinrichtung 11 wird angehalten. Der Metallschmelze 15 im Formhohlraum 7 wird eine vorgegebene Zeit zum Verfestigen gegeben. Nach dem Verfestigen wird die Form-Tragkammer 2 dann aus der Metallschmelze 15 im Schmelzofen 14 nach oben herausbewegt. Dieses Verfahren beinhaltet keine Strom verbrauchenden Zusatzeinrichtungen in der Art des Sensors 13, und es macht den Aufbau der Vorrichtung einfach.
Bei der Vakuumgießvorrichtung aus Fig. 4 ist ein hohler Kern 26 innerhalb des Formhohlraums 7 angeordnet. Da der Hohlraum des Kerns 26 mit dem dünnen Durchgangsloch 27 kommuniziert, das vertikal durch das poröse Element 16 verläuft und sich am Boden der Saug-Vertiefung 12 öffnet, wirkt die Saugkraft direkt auf das Innere des Kerns 26. Die Form 4 weist enge Saugleitungen 28 auf, die sich vom Boden der Saug-Vertiefung 12 in die Umgebung der zuletzt zu füllenden (schwierig zu füllenden) Bereiche 8d und 8e des Formhohlraums 7 erstrecken. Der Kern 26 und die Leitungen 28 unterstützen das schnelle und vollständige Füllen des Bereichs um den Kern 26 herum und der zuletzt zu füllenden Bereiche 8d und 8e mit der Metallschmelze. Die in Fig. 4 dargestellte Vakuumgießvorrichtung kann ebenso wie die in Fig. 1 dargestellte Vakuumgießvorrichtung betrieben werden.

[3] Zweite Vakuumgießvorrichtung und zweites Vakuumgießverfahren

Die Vakuumgießvorrichtung und das Vakuumgießverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden weiter unten mit Bezug auf die Fig. 5 bis 10 beschrieben.
In Fig. 5 weist die Form 4 einen Hauptkanal 60 auf, der sich beispielsweise vertikal vom Boden des Metallschmelze-Eintrittsbereichs S nahezu entlang der Seite des Formhohlraums 7 in die Umgebung der Saug-Vertiefung 12 erstreckt. Der Hauptkanal 60 kommuniziert über drei Füllkanäle 61a, 61b und 61c, die entlang dem Hauptkanal 60 angeordnet sind, mit dem Formhohlraum 7. Jeder der Füllkanäle 61a, 61b und 61c steigt zum Formhohlraum 7 hin nach oben, so daß der Abschnitt der Verbindung des Füllkanals mit dem Formhohlraum 7 oberhalb des Abschnitts der Verbindung des Füllkanals mit dem Hauptkanal 60 liegt. Das obere Ende des Hauptkanals 60 ist vorzugsweise höher angeordnet als das Steigrohr 8a. Hierdurch ist ermöglicht, daß der Hauptkanal 60 bei einem Druck gehalten wird, der etwas niedriger ist als der Druck im Formhohlraum 7. Bei diesem Aufbau wird die Front der in den Formhohlraum 7 eintretenden Metallschmelzeströmung kaum gestört, und der Hohlraum 7 kann schnell mit der Metallschmelze gefüllt werden.
Die Vakuumgießvorrichtung aus Fig. 5 kann ebenso wie die in Fig. 1 dargestellte Vakuumgießvorrichtung betrieben werden, wobei die Metallschmelze jedoch durch die Füllkanäle 61a, 61b und 61c durch den Hauptkanal 60 schnell in den Formhohlraum 7 eingeführt wird. In einem bestimmten Stadium der Evakuierung ist es vorzuziehen, den Druck im Hauptkanal 60 etwa 20 mm Hg unten den Druck des Formhohlraums 7 zu legen.
Fig. 6 ist eine schematische Schnittansicht einer anderen modifizierten Ausführungsform der Vakuumgießvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform. Da der Grundaufbau der Vorrichtung aus Fig. 6 demjenigen der Vorrichtung aus Fig. 5 gleicht, ist hier auf die Beschreibung der sowohl in Fig. 5 als auch in Fig. 6 dargestellten Elemente verzichtet. Bei der Vakuumgießvorrichtung aus Fig. 6 ist ein hohler Kern 26 im Formhohlraum 7 angeordnet. Da der Hohlraum des Kerns 62 mit dem dünnen Durchgangsloch 63 kommuniziert, das sich vertikal durch das poröse Element 16 erstreckt und sich am Boden der Saug-Vertiefung 12 öffnet, wirkt die Saugkraft direkt auf das Innere des Kerns 62. Die Form 4 weist eine enge Saugleitung 64 auf, die sich vom Boden der Saug-Vertiefung 12 bis in die Umgebung eines zuletzt zu füllenden Bereichs 65 außerhalb des Steigrohrs 8a erstreckt. Ein poröses Element 16' kann zwischen dem zuletzt zu füllenden Bereich 65 und dem unteren Ende der Saugleitung 64 angeordnet sein. Der hohle Kern 62 und die Saugleitung 64 unterstützen das schnelle und vollständige Füllen des Formhohlraums 7 mit der Metallschmelze. Die in Fig. 6 dargestellte Vakuumgießvorrichtung kann ebenso wie die in Fig. 5 dargestellte betrieben werden.
Fig. 7 ist eine schematische Schnittansicht einer Vakuumgießvorrichtung, die eine gefertigte Form 4' (Form mit mehreren Hohlräumen) aufweist, die aus mehreren unterteilten Formen besteht und mit mehreren Formhohlräumen versehen ist, um mehrere Gußteile in einem Gießvorgang herzustellen. Fig. 8 ist eine Schnittansicht der Vorrichtung aus Fig. 7 entlang der Linie A-A. Wenngleich die Form 4' in Fig. 8 aus vier unterteilten Formen hergestellt ist, kann sie aus einer anderen Anzahl als vier unterteilten Formen hergestellt sein. Die Verwendung der unterteilten Formen ermöglicht den schrittweisen Betrieb von der Herstellung der Form bis zum Gießen, und er erleichtert die Handhabung des Produkts usw.
In Fig. 7 weist die Saug-Vertiefung 12 in ihrem Bodenbereich eine konische Vertiefung 12a auf, und das poröse Element 16, das eine höhere Gasdurchlässigkeit aufweist als der Hauptteil der Form 4', ist unterhalb des unteren Endes der konischen Vertiefung 12a angeordnet. Der Hauptkanal 60 erstreckt sich zur Position direkt unterhalb des porösen Elements 16 nach oben und kommuniziert über die Füllkanäle 61a, 61b und 61c mit mehreren Formhohlräumen 7. Jeder Formhohlraum 7 und das Steigrohr 8a können die gleiche Form haben wie die in Fig. 5 dargestellten. Die Trennungsebene 90 stimmt mit der vertikalen Ebene überein, die die durch den Hauptkanal 60 verlaufende vertikale Mittellinie enthält, und sie teilt jeden Formhohlraum in zwei Abteilungen ein. Wie in Fig. 8 dargestellt ist, ist die gefertigte Form 4' durch zwei Trennungsebenen 90, die einander senkrecht schneiden, in vier unterteilte Formen 92 mit der gleichen Gestalt eingeteilt. Ebenso kann eine Form mit n Hohlräumen aus n unterteilten Formen hergestellt sein. Durch Verwenden der oben erwähnten gefertigten Form können die Kosten zum Herstellen von Mustern, Formen und dergleichen verringert werden. Die Vakuumgießvorrichtung aus Fig. 7 kann ebenso wie die in Fig. 5 dargestellte Vakuumgießvorrichtung betrieben werden.
Fig. 9 ist eine schematische Schnittansicht zur Darstellung einer modifizierten Ausführungsform der Vakuumgießvorrichtung aus Fig. 7, und Fig. 10 ist eine Ansicht eines entlang der Linie B-B vorgenommenen Schnitts. Da der Grundaufbau der Vorrichtung aus Fig. 9 demjenigen der Vorrichtung aus Fig. 7 gleicht, wird hier auf die Beschreibung, der sowohl in Fig. 7 als auch in Fig. 9 dargestellten Elemente verzichtet. Wie in Fig. 10 dargestellt ist, wird die gefertigte Form 4' seitlich durch vier U-förmige Klemmvorrichtungen 80 gestützt. Die Klemmvorrichtung 80 verjüngt sich zum unteren Teil hin, so daß der obere Teil dicker als der untere ist. Die Wand der Form-Tragkammer 2 verjüngt sich auch, so daß der untere Teil der Wand dicker als der obere Teil ist. Wenn der Saugkopf bei der Vakuumgießvorrichtung mit einem solchen Aufbau auf die Form 4' gedrückt wird, wird jede der unterteilten Formen 92 zur in Fig. 10 durch Pfeile angegebenen Richtung gedrückt. Die Vakuumgießvorrichtung aus Fig. 9 kann ebenso wie die in Fig. 7 dargestellte Vakuumgießvorrichtung betrieben werden.
Die vorliegende Erfindung wird weiter mit Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben, die als verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellend angesehen werden sollten.

Beispiel 1

Eine Metallschmelze (1550ºC) mit den in den Tabellen 1 und 2 dargestellten Zusammensetzungen wurde durch die in Fig. 1 dargestellte Vakuumgießvorrichtung gegossen, um Stahlgüsse mit verschiedenen Dicken von wenigstens 2,5 mm zu erzeugen. Es wurden bei den dünnen Gußteilen keinerlei Gießfehler, wie ein ungenügendes Füllen, ein Unterfüllen und dergleichen beobachtet. Tabelle 1 (Gew.-%) Tabelle 2 (Gew.-%)

Beispiel 2

Eine Metallschmelze (1580ºC) mit den in den Tabellen 1 und 2 dargestellten Zusammensetzungen wurde durch die in Fig. 4 dargestellte Vakuumgießvorrichtung gegossen, um Stahlgüsse mit verschiedenen Dicken von wenigstens 2,0 mm zu erzeugen. Es wurden bei den dünnen Formteilen keinerlei Gießfehler, wie ein ungenügendes Füllen, ein Unterfüllen und dergleichen beobachtet.

Beispiel 3

Eine Metallschmelze (1610ºC) mit den in den Tabellen 1 und 2 dargestellten Zusammensetzungen wurde durch die in Fig. 5 dargestellte Vakuumgießvorrichtung gegossen, um Stahlgüsse mit verschiedenen Dicken von wenigstens 1,5 mm zu erzeugen. Es wurden bei den dünnen Formteilen keinerlei Gießfehler, wie ein ungenügendes Füllen, ein Unterfüllen und dergleichen beobachtet.

Beispiel 4

Bei Verwendung der in Fig. 5 dargestellten Vakuumgießvorrichtung wurde die Art der Metallschmelzeströmung in einer Form zum Herstellen eines in Fig. 11 dargestellten Verteilers beobachtet und durch einen Computer simuliert. Die Form weist einen Formhohlraum 7 auf, der über 6 Füllkanäle 66a bis 66f mit einem Hauptkanal. 60 kommuniziert. Die Ergebnisse sind in Fig. 11 dargestellt. Die dort angegebenen Zahlenwerte bedeuten die Zeit (in Sekunden gemessen), die die Metallschmelzeströmung benötigt, um die jeweiligen Positionen im Formhohlraum zu erreichen.
Wie in Fig. 11 dargestellt ist, wurde die den Hauptkanal 60 aufsteigende Metallschmelze zuerst durch den ersten (untersten) Füllkanal 66a in den unteren Teil des Hohlraums 7 eingeführt. Unmittelbar bevor die Front der Metallschmelzeströmung im Formhohlraum 7 das Niveau des oberen Endes des zweiten Füllkanals 66b erreicht hatte, wurde damit begonnen, die durch den zweiten Füllkanal 66b hindurchtretende Metallschmelze in den Formhohlraum 7 einzuführen. Danach, kurz bevor die Front der Metallschmelzeströmung im Formhohlraum 7 das Niveau des oberen Endes des nächsten Füllkanals erreicht hatte, wurde damit begonnen, die durch den nächsten Füllkanal hindurchtretende Metallschmelze in den Formhohlraum 7 einzuführen. Dieser Füllvorgang wurde schrittweise wiederholt, bis der Formhohlraum 7 vollständig mit der Metallschmelze gefüllt war. Die Art des Ansteigens der Front der Metallschmelzeströmung ist in Fig. 11 durch unterbrochene Linie dargestellt.
Da eine Metallschmelze bei einer geringen Temperaturverringerung schrittweise an die Front der bereits in den Formhohlraum eingeführten Metallschmelze gegossen wird, können die Gießfehler, wie ein ungenügendes Füllen, Leckfehler, Lufteinschlüsse, Gasblasen und dergleichen, wirksam verhindert werden.
Die Vakuumgrade in mehreren Bereichen der Vakuumgießvorrichtung, die den Formhohlraum 7 in einer in Fig. 11 dargestellten Weise mit der Metallschmelze füllen können, sind in Fig. 12 dargestellt. Wie in Fig. 12 dargestellt ist, wurde das Füllen des Formhohlraums 7 mit der Metallschmelze innerhalb von etwa einer Sekunde abgeschlossen. Es ist weiterhin ersichtlich, daß das Vakuum in der Saug-Vertiefung 12 in diesem Zeitraum viel mehr zum Verringern des Drucks im Hauptkanal 60 als zum Verringern des Drucks im Formhohlraum 7 beiträgt. Der Hauptkanal 60 wird nämlich viel stärker evakuiert als der Formhohlraum 7. Um den Hauptkanal 60 mit einem so hohen Vakuumgrad zu versehen, ist es bevorzugt, daß das obere Ende des entlang dem Formhohlraum 7 vertikal verlaufenden Hauptkanals 60 die Umgebung der Saug-Vertiefung 12 erreicht.
Wie oben beschrieben wurde, wird beim Vakuumgießverfahren und bei der Vakuumgießvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein an der oberen Öffnung einer Form-Tragkammer gleitfähig angeordneter Saugkopf dichtend gegen die obere Fläche einer Form gedrückt, und es wird eine konstante Druckkraft auf den Saugkopf ausgeübt. Der Saugkopf wird bei diesem Aufbau dicht an die obere Fläche der Form gepaßt, und es kann trotz des Größenspielraums bei der Form oder einer Größendifferenz zwischen den Formen eine gewünschte Druckkraft auf die Form ausgeübt werden. Es besteht daher keine Notwendigkeit, den Saugkopf durch einen anderen zu ersetzen oder die Befestigungsposition des Saugkopfs abhängig von der Größe der zu verwendenden Form zu verändern, wodurch die Produktivität von Gußteilen erheblich vergrößert wird. Weiterhin kann ein sehr dünnes Gußteil ohne Gießfehler, wie ein ungenügendes Füllen und dergleichen, hergestellt werden.
Da die Vakuumgießvorrichtung und das Vakuumgießverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung technische Vorteile haben, wie oben beschrieben wurde, sind sie zur Herstellung sehr dünner Gußteile aus Stahl, insbesondere zur Herstellung von Auspuffteilen in der Art eines Verteilers und dergleichen, geeignet.

Claims

1. Vakuumgießverfahren, wobei

eine Form (4) mit einem Hauptkanal (6) und einem mit diesem kommunizierenden Formhohlraum (7) in einer mit einer oberen Öffnung und einer Bodenöffnung (3) versehenen Form-Tragkammer (2) derart angeordnet wird, daß das untere offene Ende des Hauptkanals unter der Bodenöffnung liegt,

in der Nähe des oberen Teils des Formhohlraums (7) eine bevorzugte Saugzone (12) ausgebildet wird,

auf der oberen Öffnung der Form-Tragkammer (2) ein Saugkopf (18) derart angeordnet wird, daß sein unteres offenes Ende die Saugzone (12) vollständig bedeckt und an die äußere obere Fläche der Form (4) dicht anschließt, und

die Form (4) über die Saugzone (12) evakuiert wird, wodurch der Formhohlraum (7) durch den Hauptkanal (6) mit Metallschmelze (15) gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (4) während der Evakuierung gegen die innere Bodenfläche der Form-Tragkammer (2) gedrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Formhohlraum (7) über mehrere Füllkanäle (61a b, c) mit dem Hauptkanal (6) kommuniziert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Saugzone eine Saug-Vertiefung (12) ist, die durch Ausschneiden des oberen Teils der Form (4) aus der oberen Fläche in Richtung der Oberseite des Formhohlraums (7) gebildet wird, um den Abstand zwischen der Oberseite des Formhohlraums und der Oberfläche der Form zu verkürzen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Form seitlich von einer Klemmvorrichtung (70) bedeckt und so in der Form-Tragkammer (2) fest abgestützt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zwischen der Saugzone (12) und dem Formhohlraum (7) ein poröses Bauteil (16) angeordnet wird, das eine höhere Gasdurchlässigkeit hat als der Hauptteil der Form (4), so daß sich der Formhohlraum rascher mit Metallschmelze (15) füllt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein gasdurchlässiger hohler Kern (26) vorgesehen wird, der mit einem offenen oberen Ende bis in die Nähe der Saugzone (12) in dem Formhohlraum (7) verläuft, um den Formhohlraum über den hohlen Kern (26) rascher zu evakuieren.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mit der Saugzone (12) mindestens eine Saugleitung (18a) kommuniziert, die in der Form (4) bis in die Nähe eines schwierig zu füllenden Bereichs des Formhohlraums (7) verläuft, um diesen Bereich ausreichend mit Metallschmelze (15) zu füllen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Atmosphäre in der Form- Tragkammer (2) vor dem Evakuieren der Form (4) durch ein Inertgas ersetzt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Form zunächst mit niedriger Evakuiergeschwindigkeit und anschließend, nachdem der Druck in der Form-Tragkammer einen vorgegebenen Vakuumpegel erreicht hat, mit hoher Evakuiergeschwindigkeit evakuiert wird, um so Metallschmelze (15) in den Formhohlraum (7) einzubringen.

10. Vakuumgießvorrichtung (1) mit

einer Form-Tragkammer (2) mit einer oberen Öffnung und einer Bodenöffnung (3),

einer Form (4) mit einem Hauptkanal (6) und einem mit diesem kommunizierenden Formhohlraum (7), wobei die Form in der Form-Tragkammer (2) derart angeordnet ist, daß das untere offene Ende (6a) des Hauptkanals unter der Bodenöffnung (3) liegt,

einer in der Nähe der Oberseite des Formhohlraums (7) ausgebildeten vorzugsweisen Saugzone (12),

einem Saugkopf (18), der in der oberen Öffnung der Form-Tragkammer (2) so angeordnet ist, daß sein unteres Ende die Saugzone (12) vollständig bedeckt und an die äußere obere Fläche der Form (4) dichtend anschließt, und

einer mit dem Saugkopf (18) kommunizierenden Vakuumeinrichtung (11) zum Evakuieren der Form (4) und Füllen des Formhohlraums (7) mit Metallschmelze (15), gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30), die dazu dient, gemeinsam mit dem Saugkopf (18) die Form (4) gegen die innere Bodenfläche der Form-Tragkammer (2) zu drücken.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Formhohlraum (7) über mehrere Füllkanäle (61a, b, c) mit dem Hauptkanal (6) kommuniziert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Saugzone eine Saug-Vertiefung (12) ist, die durch Ausschneiden des oberen Teils der Form (4) aus der oberen Fläche in Richtung der Oberseite des Formhohlraums (7) gebildet ist, um den Abstand zwischen der Oberseite des Formhohlraums und der Oberfläche der Form zu verkürzen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Form seitlich mit einer Klemmvorrichtung bedeckt und so in der Form-Tragkammer fest abgestützt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei zwischen der Saugzone (12) und dem Formhohlraum (7) ein poröses Bauteil (16) angeordnet ist, das einen höhere Gasdurchlässigkeit hat als der Hauptteil der Form (4).

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14 mit einem in dem Formhohlraum (7) verlaufenden gasdurchlässigen hohlen Kern (26) mit einem oberen offenen Ende, das über ein enges Loch mit der Saugzone (12) kommuniziert.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15 mit mindestens einer mit der Saugzone (12) kommunizierenden Saugleitung (18a), die in der Form (4) bis in die Nähe eines schwierig zu füllenden Bereichs des Formhohlraums (7) verläuft.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16 mit einer Gasversorgungseinrichtung (12), die dazu dient, die Atmosphäre in der Form-Tragkammer (2) vor dem Evakuieren der Form (4) durch ein Inertgas zu ersetzen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17 mit einem Druckfühler, der dazu dient, das Eintauchen des unteren offenen Endes des Hauptkanals (6, 60) in ein Metallschmelzebad (15) anhand der Druckänderung in der Form-Tragkammer (2) zu erfassen.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei die mehreren Füllkanäle (61a, b, c) in Längsrichtung des Hauptkanals (60) in Abstand voneinander angeordnet sind und in Richtung des Formhohlraums (7) ansteigen, wobei jeder Füllkanal so gestaltet und angeordnet ist, daß die Front der in dem Formhohlraum steigenden Metallschmelze (15) und die Front der Metallschmelze, die sich aus dem nächsten Füllkanal auf die steigende Metallschmelze ergießt, nahezu gleiche Höhe haben.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei das obere Ende des Hauptkanals (60) bis in die Nähe der Saugzone (12) verläuft.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, wobei der untere Teil der Form (4) einen umgekehrt-kegelstumpfförmigen oder zylindrischen Metallschmelze-Eintrittsbereich (5) aufweist, der durch die Bodenöffnung (3) der Form-Tragkammer (2) nach unten ragt, in seiner unteren Fläche eine Öffnung des Hauptkanals (60) aufweist und mit Ausnahme dieser unteren Fläche mit einer Schutzplatte (24) bedeckt ist.