DE804346C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hartmetallgusskoerpern - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hartmetallgußkörpern Die Herstellung von Harttnetallgußkörpern aus hochschmelzenden Karbiden von Metallen oder Metalloiden, z. B. aus Wolframkarbid, erfolgt im allgemeinen in der Weise, daß man das in Graphittiegel eingefüllte Ausgangspulver vermittels eines elektrischen Kohlerohrwiderstandsofens in kurzer Zeit niederschtnelzt und die geschmolzene Masse über einen kurzen Gießkanal in Kohle-, Graphit-oder auch Metallformen vergießt. Hierbei ist zu beachten, daß der Kohlettstoffanteil des Pulvereinsatzes ein geringerer sein muß als dergewünschte Kohlenstoffgehalt des fertigen Gusses, da die Masse während des Schmelzens aus dem Graphittiegel Kohlenstoff aufnimmt, und zwar um so mehr, je länger der Schmelzvorgang dauert. Es ist daher erforderlich, den Schtnelzvorgang in möglichst kurzer Zeit durchzuführen, waseinenhohenEnergieaufwand bedingt. So «-erden beispielsweiseWolframkarbidlegierttngen tnit Schmelzpunkten von 2700 bis 30003 innerhalb weniger Minuten bei einem Leistungsaufwand von etwa 75 kW je kg Einsatz erschmolzen. Nachteilig wirkt sich auch aus, daß die flüssige, leicht überhitzte Karbidschmelze im allgemeinen in kalte Formen vergossen werden muß, damit ein feinkörniges und hartes Erstarrungsgefüge entsteht. Das erfordert eine schnelle Durchführung des Gießvorganges, insbesondere bei kompliziert gestalteten Gußkörpern. Erschwerend kommt hinzu, daß sich in der Schmelze gelöste Gase bei der Erstarrung ausscheiden und Lunker bilden. Eine schnelle Durchführung des Gießvorganges und Vermeidung von Lunkerbildungen können nur dadurch erreicht werden, daß man während des Vergießens zusätzliche Kräfte auf den Guß einwirken läßt. Die Anwendung äußerer Kräfte scheidet jedoch infolge des Fehlens von für so hohe Temperaturen geeigneten Konstruktionselementen aus. Es kommt daher nur die Verwendung dynamischer Kräfte, das heißt die Anwendung von Beschleunigungskräften in Betracht. Dieses Prinzip ist bei den kippbaren Schmelzöfen verwirklicht, die samt Schmelztiegel, Schmelze und Gießform um eine unterhalb des Ofens liegende Drehachse gekippt werden. Sobald die Kippbewegung plötzlich verzögert wird, schießt die Schmelze infolge der in ihr enthaltenen lebendigen Energie in die Gießform, wobei noch unter der Einwirkung der Stoßenergie Gasblasen aus der Schmelze ausgetrieben werden und alsdann die Erstarrung der Schmelze eintritt. Anstatt einen Kippofen zu benutzen, kann man aber auch so vorgehen, daß man die Schmelze entweder einer Schwingungsbehandlung unterwirft oder nach dem Schleudergußverfahren vergießt.
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hartmetallgußkörpern aus hochschmelzenden Karbiden von Metallen oder Metalloiden, das auf dem Prinzip des Schleudergießens beruht und bei dem sowohl das Entleeren der Schmelze aus dem Schmelztiegel als auch das Einfüllen der geschmolzenen Masse in die Gießform und vorteilhafterweise auch das Erstarren des Gusses in der Gießform unter der Einwirkung von Fliehkräften vor sich geht. Das Verfahren wird zweckmäßig so durchgeführt, daß der Einsatz zunächst in einem mit einer seitlichen Öffnung versehenen Graphit- oder Kohletiegel niedergeschmolzen, die Schmelze alsdann in einer Schleudervorrichtung vermittels der Fliehkraft durch die Öffnung der Tiegelwand in die ebenfalls unter der Einwirkung von Fliehkräften stehende Gießform geschleudert und der Schleudervorgang erst dann unterbrochen wird, wenn der Guß in der Form erstarrt ist. Beim Einfüllen des Einsatzes in den Schmelztiegel ist darauf zu achten, daß nur so viel Schmelzgut eingesetzt wird, daß die Oberfläche der Schmelze die Höhe der seitlichen Öffnung des Schmelztiegels nicht erreicht.
• In Abb. i der Zeichnung ist eine zur Durchführung des neuen Verfahrens geeignete Vorrichtung schematisch dargestellt.
• Innerhalb eines senkrecht stehenden elektrischen Kohlerohrwiderstandsofens i befindet sich ein mit einer seitlichen Öffnung 2 versehener und mit der Einschmelzmasse beschickter Graphit- oder Kohleschmelztiegel3, der auf dem oberen Ende einer senkrechten Welle 4 lösbar befestigt ist. Der Verlauf des Niederschmelzens kann durch ein- wassergekühltes Schauglas 5 beobachtet werden. Sobald der Einsatz geschmolzen ist, wird die Welle 4 mit dem Tiegel 3 pneumatisch oder auf eine andere Weise aus dem Ofen i entfernt und so weit senkrecht nach unten gesenkt, daß der Schmelztiegel mit seiner seitlichen Öffnung, wie es in Abb. 2 dargestellt ist, in die Ebene .gelangt, in der sich die waagerecht liegende Gießform 6 befindet. Die Gießform 6 liegt in einem als Drehkörper ausgebildeten Formkasten 7, der gemeinsam mit der Welle 4 vermittels des Antriebs 8 um die senkrechte Achse der Welle 4 in Umdrehungen versetzt werden kann. Wenn die Welle in Umdrehungen versetzt und die Drehzahl immer mehr, beispielsweise bis zu etwa 3000 Umdrehungen je Minute, gesteigert wird, so steigt die Schmelze unter der Einwirkung der Fliehkraft an der Tiegelwandung immer höher, bis sie die seitliche Öffnung der Tiegelwandung erreicht, durch diese austritt und in die Gießform geschleudert wird, wo sie unter der stetigen Einwirkung der Fliehkraft lunkerfrei erstarrt. Bei der angegebenen Drehzahl von etwa 3000 Umdrehungen je Minute, die in sehr kurzer Zeit erreicht werden kann, wird der Schmelztiegel durch die Fliehkräfte vollständig entleert und das Schmelzgut vollständig in die Gießform eingebracht.
• Nach dem neuen Verfahren läßt sich der gesamte Gießvorgang in kürzester Zeit vollautomatisch durchführen; es sind keine Gießkanäle erforderlich, und es können sehr große Fliehkräfte zur Einwirkung gebracht werden.

Claims (4)

1. PATEN"TANSPPI CHE: i. Verfahren zum Herstellen von Hartmetallgußkörpern aus hochschmelzenden Karbiden von Metallen oder Metalloiden nach dem Schleudergußverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzgut in einem vorzugsweise aus Kohle oder Graphit bestehenden Tiegel erschmolzen und nach dem Entfernen des Tiegels aus dem Schmelzofen sowohl das Entleeren der Schmelze aus dem Tiegel als auch das Überführen der Schmelze in die Gießform und zweckmäßig auch das Erstarren der Schmelze in der Gießform unter der Einwirkung von Fliehkräften durchgeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Überführen der Schmelze aus dem Schmelztiegel in die Gießform durch eine in.der Seitenwandung des Schmelztiegels befindliche Öffnung erfolgt.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch einen elektrischen Kohlerohrwiderstandsschmelzofen (i), in den ein vorzugsweise aus Kohle oder Graphit bestehender, mit einer seitlichen Öffnung (2) versehener und auf dem oberen Ende einer senkrechten, um ihre Achse drehbaren Welle (4) lösbar befestigter Schmelztiegel (3) ein- und ausgeführt werden kann. .
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (4) von einem als Drehkörper ausgebildeten und mit einer Gießform (6) versehenen Formkasten (7) zentrisch umgeben ist, in den der Schmelztiegel (3) z. B. pneumatisch in der Weise eingeführt werden kann, daß die seitliche Öffnung (2) des Tiegels (3) und die Eingußöffnung der Gießform (6) einander gegenüberliegen.