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Schleudergießverfahren Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung
von rohrförmigen Metallgußstücken, insbesondere auf Verbesserungen in der Herstellung
solcher Gußstücke in Metalldauerformen unter Zentrifugalkraftwirktuig, deren Achse
horizontal oder im wesentlichen horizontal rotiert.
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Beim Schleudergießen, insbesondere beim Gießen eines verhältnismäßig
langen rohrförmigen Körpers, das heißt, dessen Länge drei- oder viermal größer ist
als seinAußendurchmesser, hat man lange schon dem Problem gegenübergestanden, einen
Guß herzustellen, bei welchem das Metall durch die ganze Wandstärke hindurch vollständig
geschmolzen ist und eine im wesentlichen fehlerfreie äußere Oberfläche aufweist.
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Obwohl dieses Problem je nach dem angewandten besonderen Schleudergießverfahren
mehr oder weniger her%,ortritt, wurde es bisher nicht gelöst. Beispielsweise besteht
ein besonderes bisher angewandtes Schleudergießverfahren zur Herstellung von langen
rohrförmigen Körpern in Metalldauerformen darin, daß die Charge des geschmolzenen
Metalls in die Metallform in der Weise eingegossen wird, daß die Verteilung des
Metalls in der Längsrichtung der Form hauptsächlich durch die Wirkung der Zentrifugalkraft
erfolgt. Nach einer üblichen Ausführungsform dieses Verfahrens wird das Metall aus
einer Rinne ausgegossen, die zur Form im Verhältnis zu deren Längsrichtung feststeht
und z. B. an einem Ende der Form angeordnet ist. Versuche, mit einem solchen Verfahren
lange rohrförmige Gußstücke unter Zentrifugalwirkung herzustellen, haben jedoch
zur Bildung von Gußstücken mit sogenannten Nadellöchern und Falten oder Kaltschweißstellen
geführt, welche die Gußstücke unbrauchbar machen.
Nach einem anderen
weitverbreiteten Verfahren wird das geschmolzene Metall der Form durch eine Gießrinne,
welche entlang der Form in deren Längsrichtung zurückgezogen werden kann, zugeführt.
so daß das geschmolzene Metall schraubenlinienförmig fortlaufend abgelagert wird,
wobei die Schraubenwindungen zusammenschmelzen und ein zusammenhängendes Gefüge
ergeben. Bei diesem Verfahren wird (las Metall in der Längsrichtung über die Oberfläche
der Form in erster Linie durch das irn Zurückziehen erfolgende Gießen verteilt,
und die Zentrifugalkraft hält wie bei allen Schleudergießverfahren das geschmolzene
Metall gegen die Form. Bei der tatsächlichen praktischen Ausführung jedoch breitet
sich das auf diese Weise abgelagerte Metall in einem gewissen Ausmaße zufolge des
von der Zentrifugalkraft herrührenden seitlichen Druckes aus und fließt in der Längsrichtung
der Form über die schraubenlinienförmige :Ablagerungszone hinaus. Dieses Ausbreiten
des Metalls erfolgt manchmal übermäßig stark und häufig unregelmäßig oder, wie es
öfters genannt wird, unzusammenhängend an der Frontkante und hat dann die Bildung
übermäßig dünner Verästelungen zur Folge, welche fast augenblicklich erstarren und
kleine Falten oder Kaltschweißstellen in der äußeren Oberfläche oder in einem '.Geil
des Gußstückes erzeugen. Während dieses Verfahren die störenden Fehler verhindert,
löst es damit nicht das im vorstehenden erwähnte Problem.
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Als Ergebnis ausgedehnter Versuche zur Herstellung langer röhrenförmiger
Gußstücke, die frei von solchen Fehlern sind und aus Stahl oder anderen Metallen
oder Legierungen unter Zentrifugalwirkung durch Gießen in waagerechte oder nahezu
waagerechte Metalldauerformen nach einem dieser Verfahren hergestellt werden, wurde
festgestellt, daß das unvollständige Schmelzen des Metalls und die Fehler an der
äußeren Oberfläche der Gußstücke einem unkontrollierten Ausbreiten der Charge des
geschmolzenen Metalls in der Längsrichtung der Form ohne genügende Teilnahme an
der Drehbewegung der Form zuzuschreiben sind. Wenn das fortschreitende geschmolzene
Metall über die Form l;itift und sich dabei in der Längsrichtung derselben absatzweise
und/oder zu schnell bewegt, besteht die Neigung zur Bildung von Nadellöchern, welche
von der äußeren Oberfläche des Gußstückes ausgehen. Die Falten oder Kaltschweißstellen
werden erzeugt, wenn sich die .Frontkante des geschmolzenen Metalls in der Längsrichtung
der Form mehr oder weniger absatzweise und/oder unzusammenhängend mit einer Geschwindigkeit
bewegt, bei welcher sie so dünn wird, daß sie schnell abkühlt, vorzeitig sich verfestigt
und auch oxydiert, und zwar in einem solchen Ausmaß, daß sie sich nicht richtig
mit der Metallmasse verschweißen oder vereinigen kann, welche nachher über sie fließt,
während die Verteilung der Charge fortschreitet. Diese Nadellöcher und Falten oder
Kaltschweißstellen erstrecken sich manchmal über die ganze Wandstärke der Gußsti.icke,
treten aber gewöhnlich nur in den äußeren Wandteilen oder in der sogenannten :iußeren
Oberfläche auf.
| Die vorliegende Erfindung zielt in erster Linie |
| darauf ab, ein Verfahren zu schaffen, durch welches |
| lange röhrenförmige GulIstücke aus Stahl oder an- |
| deren Metallen oder Legierungen unter Zentrifugal- |
| kraftwirkttng in waagerechten oder nahezu waage- |
| rechten Metalldauerforinen derart gegossen werden |
| können, daß bei den Gußstücken das Metall durch |
| deren ganze @\'andstärlce hindurch vollständig ge- |
| schmolzen ist und deren äußere Teile ini wesent- |
| lichen keine Nadellöcher und Falten oder Kalt- |
| schweißstellen, welche die Beschaffenheit der Guß- |
| stücke verschlechtern oder sie wirtschaftlich unge- |
| eignet machen würden, aufweisen. |
| Insbesondere besteht ein wichtiges Ziel der Er- |
| findung darin, das eingangs erwähnte Problem zu |
| lösen, indem bei einem Schleudergießverfahren, bel |
| welchem das geschmolzene Metall in die Form wä h- |
| rend deren Drehung zwecks Verteilung des Metalls |
| sowohl in der Umfangsrichtung als auch in der |
| Längsrichtung eingegossen wird. -Maßnahmen an- |
| gewandt werden, durch welche die 1Mitnahrne des |
| geschmolzenen Metalls iii der Drehrichtung der |
| Form beschleunigt, das Fließen des Metalls in der |
| Längsrichtung der Forni verzögert wird. Die all- |
| seitige Erstarrung des Gußstückes schreitet im |
| wesentlichen in der gleichen Weise fort wie in einer |
| blanken 'Metallform. Der \\'iirniefluß zur Form von |
| der Frontkante des in der Längsrichtung fort- |
| schreitenden geschmolzenen -Metalls wird jedoch |
| augenblicklich aufgehalten, um die Frontkante auf |
| einer Temperatur zu halten, bei der das geschmol- |
| zene -Metall finit dein nachher Barüberfließenden Me- |
| tall zusaninienschinilzt. |
| Ein weiteres Ziel der Erfindung in der Ausfüh- |
| rung des vorerwähnten 'Verfahrens besteht darin, daß |
| ein verhältnismäßig dünner. feuerfester Formüber- |
| zug von solcher Beschaffenheit und solchem Gefüge |
| beigestellt wird, daß er sowohl als \\'ärtnescliutz |
| dient, uni die Verfestigung der Frontkante des ge- |
| schmolzenen Metalls zu hemmen bzw. zu regeln, |
| und der Überzug eine Oberfläche von bestimmbarer |
| Rauhigkeit aufweist, um den für die Adhäsions- |
| reibung zwischen deni gescliniolzenen Metall und |
| der Form erforderlichen Grad zti erreichen. Die |
| Wärmeschutzwirkung ist notwendig, um sicherzu- |
| stellen, daß ein vollständiges ',cliuielzen des Me- |
| talls, welches den äußeren Teil des Gußstückes |
| bildet, während des Fortschreitens des geschmolze- |
| nen Metalls in der Form stattfindet. Sie erfordert |
| nicht mehr als ein augenblickliches Aufhalten des |
| Wärmeflusses zur Forin, ohne iin wesentlichen den |
| sich nach alten Seiten hin ausbreitenden W:irmefluß |
| und das schnelle Erstarren des Metalls, welches für |
| Gußstücke in Metallformen charakteristisch ist, zu |
| verlangsamen oder die Ausbringung zu verringern. |
| Die Reibung ist erforderlich, um die Geschwindig- |
| keit, mit welcher die eingegossene Charge des ge- |
| schmolzenen Nietalls an der Drehbewegung der |
| Form teilnimmt, zu beschleunigen und eine schnelle |
| Mitnahme zu erreichen sowie auch das Fortschrei- |
| ten des Nietalls in der I_'ingsriclitung in der Forrn |
| zu steuern, das heißt zu verhindern, daß das ge- |
| schmolzene Metall über die Forin in der Längs- |
richteng absatzweise und zu schnell und mit einer unzusammenhängenden
und dünnen Frontkante fließt. Diese Eigenschaften und Wirkungen des Überzuges bewirken
gemeinsam die Erreichung des gewünschten Ergebnisses.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines Überzuges,
welcher durch Aufsprühen einer flüssigen Suspension des Überzugsmaterials auf die
Form aufgebracht wird und bei welchem die obenerwähnten erforderlichen Eigenschaften
desselben durch die Regelung des Sprühvorganges geändert und bestimmt werden können.
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Eine Zusammensetzung, welche für die Herstellung eines Überzuges mit
diesen erwünschten Merkmalen geeignet ist, besteht aus einer Suspension von Silikamehl
und Bentonit in Wasser, die auf die Form durch Aufsprühen aufgebracht wird. Die
Mischung wird zerstäubt und an der inneren Oberfläche der erhitzten Metallform durch
eine an dieser entlang hin und her geführte Sprühdüse aufgespritzt. Die Mischung,
aus der der Überzug besteht, kann geändert werden. Es hat sich aber eine gleichförmige
wässerige Suspension mit den Anteilen von 1 1 Wasser, 5oo bis iooo g Silikamehl
und io bis .4o;, Bentonit als zufriedenstellend erwiesen. Die Teile des Silikatnelils
sollen von solcher Feinheit sein, clah die Mischung in einem Zerstäuber versprüht
werden kann, und weisen vorzugsweise die einem Sieb mit ungefähr 325 Maschen oder
einem feineren Sieb entsprechende Größe auf. Obwohl Bentonit wesentlich dazu beiträgt,
das Silikamehl im Wasser in Suspension zu halten, ist es erwünscht, die flüssige
Mischung mehr oder weniger kontinuierlich in Bewegung zu halten, um eine gleichmäßige
Suspension während des Aufbringens der Mischung aufrechtzuerhalten.
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Beim Auftragen einer solchen Mischung auf die innere Oberfläche der
Form ist es wesentlich, die Form auf eine Temperatur in dem Bereich von 12o° bis
:425° C bzw. dem bevorzugten Bereich von 175° bis 26o° C zu erhitzen. Die Mischung
soll unter solchen Bedingungen zerstäubt und aufgesprüht «-erden, daß die Trägerflüssigkeit
sehr rasch verdampft, nachdem die aufgesprühten Kügelchen mit der heißen Oberfläche
in Berührung gekommen sind. Die Form soll jedoch nicht so heiß sein, daß die Verdampfung
der Flüssigkeit stattfindet, bevor die Kügelchen niedergeschlagen werden. Wenn die
Mischung in der angegebenen Weise aufgebracht wird, bleiben die festen feuerbeständigen
Massen und Bindemittel von jedem Kügelchen im wesentlichen in der Lage, in der sie
auf die Formoberfläche aufgebracht wurden, wodurch erreicht wird, daß sich durch
den Sprühvorgang ein zunehmender Überzug bildet. Während sich der Überzug durch
das Anwachsen des festen Materials aus diesen Kügelchen bildet und Sprühbedingungen
eingehalten werden, bei denen die Kügelchen sich nicht ausbreiten oder auf der Formoberfläche
zusammenlaufen, wird ein Überzug aufgebaut, dessen Oberfläche eine regelbare Rauhigkeit,
welche durch eine Vielzahl von Vorsprüngen oder Erhebungen gebildet wird, aufweist.
Die besondere Form und der Umriß der Erhebungen erscheint nicht wichtig zu sein,
obwohl eine Oberfläche, welche nach photographischer Vergrößerung etwa der Oberfläche
eines Blumenkohls ähnelt, sehr zufriedenstellende Ergebnisse gezeitigt hat. Die
Erhebungen einer solchen Oberfläche sind selbstverständlich in ihrer Form und Größe
unregelmäßig und gewöhnlich so angeordnet, daß sie in merklichem Abstand voneinander
stehen. Es wird jedoch nicht angenommen, daß diese Unregelmäßigkeit wesentlich ist.
Erwünscht ist, daß der Überzug so gebildet wird, daß die Erhebungen in einen Grundkörper
übergehen oder daß sie am Grunde miteinander verbunden sind, damit die Oberfläche
der Form im wesentlichen durch den Überzug bedeckt wird und der Charge des geschmolzenen
Metalls die Wärme im wesentlichen gleichförmig verzögert entzogen wird.
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Die Beschaffenheit der Überzugsoberfläche kann leicht geändert werden,
um zu vermeiden, daß sie zu glatt wird, um die erwünschte Regelung der Verteilung
des geschmolzenen Metalls in der Form zu erwirken, oder daß sie rauher wird, als
für den Zweck erforderlich ist. Erwünschte Änderungen in der Rauhigkeit der Oberfläche
des Überzuges können durch Regelung verschiedener :Merkmale des Verfahrens zurAufbringung
der überzugsmischung erreicht werden, z. B. durch Änderung der Form und Richtung
des Sprühstrahls, der aus der Sprühdüse austritt, Änderung der Entfernung der Düse
von der Oberfläche der Form, Änderung des Zerstäubungsgrades der Überzugsmischung
oder Änderung des angewandten Luftdruckes, Änderung der Menge der Überzugsmischung,
die auf eine gegebene Fläche der Formoberfläche in einem gegebenen Zeitraum aufgebracht
wird, und Änderung der Geschwindigkeit des Fortschreitens der Spritzdüse.
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Obwohl verschiedene Formen von Düsen oder Sprühköpfen zum Aufbringen
der Überzugsmischung verwendet werden können, hat sich ein Fächerzerstäuber als
geeignet erwiesen, da er zur Änderung der Größenverhältnisse und Richtungen des
aus der Düse austretenden fächer- oder flächenförmigen Strahles leicht gesteuert
werden kann. Beim Überziehen einer rotierenden zylindrischen Form durch Hinundherführen
einer Zerstäubungseinrichtung in der Längsrichtung innerhalb der Bohrung der Form
wird der Zerstäuber vorzugsweise so angeordnet, daß der fächer- oder flächenförmige
Strahl parallel zur Längsachse der Form verläuft. Eine solche Einrichtung ist erwünscht,
um einen Überzug zu erzeugen, der eine muhe Oberfläche von der Beschaffenheit aufweist,
die zur Durchführung der Erfindung erforderlich ist. Eine weniger rauhe Oberfläche
kann durch Änderung der Richtung des Sprühfächers von der Axialstellung zu einer
im rechten Winkel dazu verlaufenden Stellung, also einer Querstellung zur Längsachse
der Form erhalten werden.
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Änderungen im Sprühwinkel der Düse im Verhältnis zu der Formoberfläche
können auch vorgenommen werden, um Änderungen in der Beschaffenheit
der
Oberfläche des Überzuges zu erhalten. Durch die größere Konzentration des Sprühstrahls
auf eine gegebene Fläche der Formoberfläche kann eine glattere Oberfläche des Überzuges
erhalten werden, wenn die Düse im Winkel von 9o° zu der Formoberfläche steht, wogegen
eine rauhe Oberfläche des Überzuges mit einer unter einem Winkel von 45° geneigten
Düse erreichbar ist. Es wurde auch gefunden, daß eine Vergrößerung des mit dem Luftzerstäuber
angewandten Luftdruckes zu einem rauheren Überzug führt. Diese Wirkung kann jedoch
aufgehoben werden, wenn die Sprühdüse zu nahe der Formoberfläche angeordnet wird.
Durch Vergrößerung der Entfernung der Düse von der Formoberfläche ergibt sich auch
eine Zunahme der Rauhigkeit der Überzugsoberfläche.
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Die Rauhigkeit der Überzugsoberfläche kann auch durch Änderung der
Menge der Überzugsmischung, die auf eine gegebene Fläche der Formoberfläche in einem
gegebenen Zeitraum aufgesprüht wird, geändert werden. Beim Auftragen in geeignetem
Verhältnis bleiben die festen Teile der einzelnen Kügelchen an ihrem Platz, so daß
durch das Anwachsen ein Überzug mit rauher Oberfläche erhalten wird. Bei Vergrößerung
der Menge der auf die Form aufgebrachten Mischung oder der Auftragsgeschwindigkeit
der Mischung besteht die Neigung, daß sich die Mischung zufolge der langsameren
Verdampfung der Trägerflüssigkeit über die Formoberfläche ausbreitet, was zur Folge
hat, daß ein Überzug mit einer glatteren Oberfläche gebildet wird.
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Wenn die Bedingungen zur Erzeugung eines Überzuges mit rauher Oberfläche
von geeigneter Beschaffenheit eingehalten werden, nimmt die Rauhigkeit der Oberfläche
mit der Dauer des Sprühvorganges zu. Es wird angenommen, daß dies der Tatsache zuzuschreiben
ist, daß die einzelnen Massen aus festem Material in den ersten Kügelchen, welche
auf der Formoberfläche auftreffen, von der Oberfläche vorstehen und sich so in einer
Stellung be finden, in der sie das aufgesprühte Material eher auffangen als die
umgebende Formoberfläche. Diese kleinen Massen aus festem Material wachsen daher
schneller an als die umgebenden Flächen der Formoberfläche, und dieses rasche Anwachsen
setzt sich fort, bis die Stärke der so gebildeten Erhebungen genügend groß ist,
um deren freiliegende Oberflächen von der Hitzewirkung der Form abzuschirmen und
dadurch zu verhindern, daß die Flüssigkeit aus den zusätzlich aufgebrachten Kügelchen
oder Kugelteilchen, welche auf sie auftreffen, rasch verdampft. Wenn dies stattfindet,
ergibt sich schließlich ein Zustand, bei dem die aufgesprühten Kügelchen in eine
verhältnismäßig glatte Oberfläche zusammenfließen, welche für die Herstellung fehlerloser
langer Schleudergußstücke gemäß der Erfindung nicht mehr geeignet ist.
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Es wurde gefunden, daß die mittlere Stärke eines Überzuges aus dieser
Mischung innerhalb eines Bereiches von 0,05 mm bis 2 mm verändert werden
kann, daß die durchschnittliche Anzahl der Erhebungen von 4 bis 5o pro Zentimeter,
gemessen in irgendeiner Richtung an der Oberfläche des Überzuges, betragen kann
und die durchschnittliche Höhe der Erhebungen über die sie umgebende Fläche des
Überzuges innerhalb eines Bereiches von 0,025 mm bis 1,25 mm geändert werden
kann. Nach einer anderen Ausführungsweise kann die Rauhigkeit der Oberfläche des
Überzuges so beschaffen sein, daß sie einem Schmirgelpapier oder -leinen der Bezeichnung
Nr.24 bis Nr.24o vergleichbar ist oder in diesem Bereich geändert werden kann.
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Die Dicke des I`berzuges und das Ausmaß der Rauhigkeit kann bis zu
einem gewissen Grad mit den Gießbedingungen geändert werden, z. B. mit dem angewandten
besonderen Schleudergießverfahren. Beispielsweise können bei Verwendung dieses Überzuges
für das besondere Schleudergießverfahren, bei welchem die Zentrifugalkraftwirkung
in erster Linie dazu dient, das geschmolzene --Metall in der Längsrichtung der Form
zu verteilen, die folgenden Bereiche eingehalten werden: Eine durchschnittliche
Dicke von ungefähr o,2; mm bis 2 mm: 4 bis 2o Erhebungen pro Zentimeter, gemessen
in irgendeiner Richtung an der Überzugsoberfläche, wobei 8 bis io Erhebungen pro
Zentimeter bevorzugt werden, und eine mittlere Höhe der Erhebungen von ungefähr
0,r25 mm bis 1,25 mm, wobei die Rauhigkeit der Größenordnung und dem Bereich
von Schmirgelleinen oder -papier der Bezeichnung Nr. 25 bis Nr. ioo, vorzugsweise
Nr. 4o bis Nr. 6o entspricht. Andererseits wurde bei der besonderen Ausführungsform
des Schleudergießverfahrens, bei welcher das geschmolzene Metall durch eine entlang
der Form zurückgezogene Gießrinne eingebracht wird, gefunden, daß dieser Überzug
dünner sein und eine Rauhigkeit von niedrigerer Größenordnung aufweisen kann und
dennoch zufriedenstellende Ergebnisse erhalten werden.
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Die obige Mischung mit den angegebenen Verhältniszahlen ergibt einen
Überzug, welcher zusammenhängt und an der Form haftet und dennoch nach der Beendigung
des Gießverfahrens genügend brüchig ist, also die Teilchen aneinander und an der
Form nicht in einem solchen Ausmaß haften, daß die leichte Entfernung des Gußstückes
aus der Form beeinträchtigt wird. Dieser Überzug erscheint nach der Gießoperation
etwas brüchiger als vorher. In diesem Zusammenhang wurde erkannt, daß trotz einer
solchen Brüchigkeit der Überzug durch den Strom des in die Form eingegossenen geschmolzenen
Metalls nicht weggewaschen wird und ferner die Erhebungen, welche die rauhe Oberfläche
des Überzuges bilden, mit dem geschmolzenen Metall wirksam in Eingriff kommen und
dessen Bewegung steuern, ohne dadurch zerstört zu werden. Ein Überzug dieser Beschaffenheit
ist für -_Metalldauerformen, die im Schleudergießverfahren verwendet werden, bisher
nicht angewendet worden, und es war nicht ohne weiteres anzunehmen, daß ein solcher
Überzug in der erläuterten Meise wirkt; daß dies der Fall ist, kann der Tatsache
zugeschrieben werden, daß die auf den Überzug durch das geschmolzene -Metall ausgeübten
Kräfte tatsächlich von einer kleineren Größenordnung sind,
als in
der Technik angenommen wurde. Es sei auch bemerkt, daß die Brüchigkeit durch Änderung
des Anteils an Bentonit in der Überzugsmischung geändert und geregelt werden kann.
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Ein Überzug aus dieser Mischung dient nur für zeitweilige Verwendung
und wird auf die Form vor jedem Gießvorgang aufgebracht. Nach dem Aufbringen des
Überzuges kann die überzogene Form je nach Bedarf gehandhabt, geprüft, neu überzogen
und/oder auf Lager gelegt werden, ohne daß die nachfolgende Verwendung dadurch beeinträchtigt
würde. Nach der Entfernung des Gußstückes kann der Überzug zufolge seiner Brüchigkeit
leicht aus der Form mittels einer Drahtbürste und/oder eines Preßluftstrahles entfernt
werden, um die Vorbereitung der Form für den nächsten Gießvorgang zu erleichtern.
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Unabhängig von den anderen durch die Verwendung eines dünnen Überzuges
dieser besonderen Mischung erreichten Vorteile, liegt der Hauptvorteil und die Bedeutung
darin, daß sowohl ein regelbarer augenblicklicher Wärmeschutz und eine freiliegende
Oberfläche von regelbarer Rauhigkeit erhalten wird, wobei die rauhe Oberfläche die
erforderliche Reibung zur schnellen Mitnahme des geschmolzenen Metalls zwecks Teilnahme
an der Drehbewegung der Form und zur Verhinderung des absatzweisen und zu schnellen
Ausbreitens des Metalls mit einer unzusammenhängenden und übermäßig dünnen Frontkante
in einer Längsrichtung derselben bewirkt. Die Wärmeschutzwirkung ergibt das momentane
Aufhalten des Wärmeflusses zur Metallform, um zu gewährleisten, daß die vollständige
Verschmelzung des Metalls, welches die Frontkante und die äußere Gußstückoberflächebildet,
mit dem hinzukommenden undnachträglich darüberfließenden Metall stattfindet, während
das Dletall sich in der Form ausbreitet. Die allseitige Erstarrung des Gußstückes
wird im wesentlichen in der gleichen Weise aufrechterhalten wie in der blanken Metallform.
Die Dicke und die Größenordnung der Rauhigkeit werden beide durch das Anwachsen
des Cberzuges während des Aufsprühens der Mischung beeinflußt.
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Es können auch andere Mischungen zur Ausführung der l?rfindung verwendet
werden, die nach dem Aufsprühen auf die Form einen dünnen, feuerbeständigen Überzug
ergeben, welcher sowohl die erforderliche MT ärmeschutzwirkung wie auch die für
die Reibung erforderliche Oberflächenrauhigkeit aufweist. Oliwolil Silikamehl ein
zufriedenstellen-
| des feuerbeständiges Material ist, da es nicht |
| schwer erhältlich ist und beim Aufbringen in der |
| beschriebenen Weise die notwendige Hitzebestän- |
| digkeit und genügende Porosität aufweist, um die |
| erforderliche Wä rnieschutzwirkung zu ergeben, |
| k( nnen beispielsweise auch andere geeignete feuer- |
| beständige Massen. z. B. Oxyde von Aluminium, |
| lilagiiesitini, Beryllium, Zirkon, Chrom tisw. ver- |
| wendet werden. Wie im vorstehenden angegeben, |
| hat sich l',entonit als zufriedenstellendes Binde- |
| mittel erwiesen, cla es nicht nur als Bindemittel für |
| die Teilchen düs federfesten Materials in <lein ('bei-- |
zug, sondern auch als Suspensionsmittel für die Teilchen in dem Flüssigkeitsträger,
der zum Aufsprühen der Überzugsmischung auf die Form verwendet wird, dient. Nichtsdestoweniger
können andere geeignete Bindemittel verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie die
notwendige Haftwirkung ergeben, welche es ermöglicht, daß der Überzug den durch
die Charge des geschmolzenen Metalls ausgeübten Kräften standhält sowie an der Metallform
genügend haftet, und daß sie genügend feuerbeständig sind und keine Bestandteile
enthalten, die während des Gießvorganges zur Gasentwicklung führen. Während ferner
Wasser ein geeignetes Trägermedium für die festen Bestandteile der Mischung ist,
kann auch jede andere geeignete Flüssigkeit für diesen Zweck verwendet werden. '
In den Zeichnungen ist eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
und ein zur Herstellung rohrförmiger Gußstücke gemäß der Erfindung geeigneter Überzug
dargestellt.
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Fig. i zeigt eine schematische Seitenansicht einer solchen Vorrichtung,
wobei Teile derselben im Schnitt dargestellt sind, Fig. 2 einen Querschnitt nach
der Linie 2-2 der Fig. i, Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung im Schnitt durch
das rechte Ende der Form nach Fig. i, wobei das Eingießen des geschmolzenen Metalls
in die Form und auch die Art, in welcher der Formüberzug zur Regelung des Vorwärtsfließens
des geschmolzenen Metalls in die Form wirkt, veranschaulicht ist; Fig. 4 zeigt eine
schematische Draufsicht in vergrößertem Maßstab auf die Oberfläche des Überzuges,
Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch den Überzug nach der Linie 5-5 der
Fig. 4,
Im Zusammenhang mit dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung im
folgenden in Verbindung mit dem besonderen Schleudergußverfahren beschrieben, bei
welchem die Zentrifugalkraft hauptsächlich die Verteilung des Metalls in der Längsrichtung
der Form bewirkt oder, mit anderen Worten, bei welchem das Eingießen mit einer Einrichtung,
die nicht zurückziehbar angeordnet ist, durchgeführt wird. Die zylindrische Form
io ist in waagerechter Lage auf zwei Sätzen von Walzen i i in an sich bekannter
Weise abgestützt. Die zwei in einer Achse liegenden @@'alzen i i an jeder Seite
der Form io sitzen auf einer Welle 12, die in Lagern 13
| auf Trägern 14 gelagert ist. Diese Träger können |
| auf dem Boden 15 aufliegen, auf dem sich die ge- |
| sainte Vorrichtung abstützt. Am vorstehenden Ende |
| einer \i'elle 12 kann eine Riemenscheibe 16 oder |
| eine andere Einrichtung zum Antrieb der Wellen |
| vor,esehen sein, wodurch die Form in Drehung ver- |
| setzt werden kann. Die Außenfläche der Form weist |
| riugförinige Nuten 17 auf, die als Führungsbahn |
| für die @@'alzen i i dienen, um die Form gegen |
Längsverschiebung zu sichern. Die Enden der Formbohrung 18 sind
zu Schultern i9 abgesetzt, an denen sich Endplatten 2o abstützen, welche durch die
Formwände durchsetzende Schrauben 21 in Stellung gehalten werden.
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Die im vorstehenden beschriebene Überzugsmischung wird auf die innere
Oberfläche der Form io durch eilte Zerstäubungseinrichtung 22, die in der linken
Seite der Fig. i dargestellt ist, aufgebracht. Die Zerstäubungseinrichtung 22 sitzt
auf einem Wageft 23 mit auf Schienen 2; laufenden häderit 24, um den Wagen zu dem
gegenüberstehenden Ende der Form io hin- und von diesem wegführen zu können. Die
Schienen 25 sind in der Längsrichtung der Form angeordnet und ruhen auf Ständert:
26 am Boden 15. Auf dein Wagen 23 ist ein Behälter 27 für die Überzugsinischung
vorgesehen. Ein Elektromotor 28, der auf dem Behälter 27 befestigt ist, dient zum
Antrieb eines Rührwerkes in dem Behälter und einer in dieseln angeordnetenl'umpe,
mit welcher dieüberzugsittischung durch die Leitungen 29, 30 und das Rohr
31 dein Zerstäuber 32 an dessen freiem Ende zugeführt wird. Das Rohr 31 ist am @@'ageti
23 in solcher Weise befestigt, daß bei dessen Vor- und Rückwärtsbewegung auf den
Schienen 25 der Zerstäuber 32 innerlia ib der Bohrung 18 parallel zur Formachse
von einem Ende zum anderen hin und her geführt wird. Das Rohr ist vorzugsweise in
Bügeln 33 in solcher Weise gelagert, daß es in vertikaler Richtung eingestellt werden
kann, um die Entfernung des Zerstäuberkopfes von der inneren Oberfläche einer gegebenen
Form zu verändern oder den Zerstäuberkopf zum Überziehen von Formen niit verschiedeneni
Durchmesser einstellen zu können. Der Wagen 23 kann durch eine Kolbenstange 34 zur
Form liin- und voll dieser wegbewegt werden, wobei ein l:nde# der Kolbenstange durch
den Artti 35 mit dein \\ alten verbunden ist und das andere Ende all einem Kolben
befestigt ist, der in einem entlang einer der Scltiettett 25 angeordneten Zylinder
betätigt wird.
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Mit einer Zerstäubungseinrichtung dieser Art kann die L:berzugsinischung
auf die Innenfläche der L@orin aufgebracht werden, indem der Zerstäuber 32 entlang
der Bohrung der erhitzten rotierenden Forin so oft hin und her geführt wird, als
notwendig ist, tim eineu Oberzug aufzubauen, der die für die t;egebenen Gießbedingungen
notwendige Dicke und Oberflächenrauhigkeit der gewünschten Beschaffenheit aufweist.
Ein Oberzug, der zum G1eL)en langer rohrförmiger Körper nach dem Schleudergießverfahren
unter Verwendung einer nicht zurückziehbaren Gießeinrichtung als zufriedenstellend
erniittclt wurde, ist in Fig. 4 und 5 mit 37 bezeichnet und in einem Maßstab von
ungefähr zehnmaliger Vergroßerung dargestellt. Die einzelnen Erhebungen 38, welche
durch Vertiefungen 39 voneinander getrennt sind, sind in Form und Größe mehr oder
weniger unregelmäßig und gehen in einen zusamnienhängenden Grundkörper 40 über,
welcher die innere Formoberfläche bedeckt, so daß diese voti dein während des Gießvorgangs
eingegossenen Metall isoliert ist. Nachdem der Überzug auf die innere Oberfläche
der Form aufgebracht ist, werden die Endplatten 2o an die Schultern i9 angelegt
und durch die Schrauben 21 festgehalten. Bevor die Endplatten eingesetzt werden,
werden ihre Innenflächen mit einem geeigneten Überzug versehen, welcher zweckmäßig
ähnlich dem im vorstehenden beschriebenen Überzug ist. Die Charge des geschmolzenen
Metalls wird alt einem Ende der rotierenden Form durch eilte Gießeinrichtung 41
zugeführt, welche eine übliche' Gießpfanne, ein Induktionsofen oder bloß ein Behälter
für geschmolzenes Metall, wie in der Zeichnung dargestellt, sein kann. Die Gießeinrichtung
41 ist mit einem Rohr 42 versehen, welches so konstruiert und angeordnet ist. <laß
es in das Ende der Form durch eine zentrale Otitrung 43 in der Endplatte 2o reicht.
wenn die Charge eingegossen wird. Die Gießeinrichtung 4t kann auf einem Wagen 44
angeordnet sein, der finit l\',äclerti 45 auf Schienen 46 läuft, so daß er leicht
in die Gießstellung gebracht und aus der Gießstellung wieder wegbewegt werden kann.
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Wenn die Charge finit geeigneter Geschwindigkeit in die Form gegossen
wird. wird durch den vorher auf die Form aufgesprühten dünnen feuerbeständigen Oberzug
sowohl die regelbare \\-ärniescliutzwirkung und Oberflächenrauhigkeit hervorgerufen,
welche die beschriebenen Wirkurigen ergibt und das Gießverfahren entsprechend beeinflußt,
so daß es möglich wird, das Schleudergießen eines langen rohrförmigen Körpers in
einer Metalldauerforin durchzuführen, wobei das Metall durch die ganze Wandstärke
hindurch vollständig geschmolzen wird und die Gußstücke an ihrem äußeren Teil oder
ihrer Oberfläche keinerlei Nadellöcher und Falten oder ähnliche Fehler aufweist.
Obwohl die äußere Oberfläche eines erfindungsgemäß hergestellten Gußstiickes im
wesentlichen die Rauhigkeit des zu s, iner Herstellung verwendeten Formüberzuges
autweist, ist diese Rauhigkeit an Gußstücken für vieleZwecke nicht störend. Weint
jedoch eine glattere Oberfläche erfordert wird, kann diese durch Bearbeitung des
Gußstückes auf das gewünschte Maß zur Entfernung der rauhen Gußobertl;iche in einfacher
Weise erhalten werden.
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Die Ausführung der Erfindung im Zusammenhang finit einem Schleudergießverfaliren,
bei welchem das Eingießen durch eilte in der Form zurückzielibare Gießeinrichtung
erfolgt, kann sinngemäß- vorgenommen werden und ist daher nicht besonders dargestellt.