DK162198B - Fremgangsmaade og anlaeg til at behandle et flydende metal, der stoebes under lavt tryk, isaer for podning af stoebejern. - Google Patents

Description

DK 162198 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde og et anlæg af den i indledningen til henholdsvis krav 1 og 7 angivne art til at behandle et flydende metal, der støbes under lavt tryk, især til podning af støbejern.

5

Podning af en støbejernssmelte med henblik på størkning med lamelgrafit, sfærisk grafit eller ormeformet grafit gennemføres ved hjælp af et podemiddel, som f.eks. ferrosi1icium i form af et pulver, der i forvejen er indført i formen ved lav-10 tryksstøbeteknikken, dvs. den teknik, ifølge hvilken det flydende støbejern indføres under tryk i en form ved opadstigende støbning under påvirkning af et forholdsvis 1 avt gastryk af størrelsesordenen på 0,2 til 1,5 bar.

15 Man har længe vidst, at podning af støbejern med ferrosi1icium eller andre grafitdannende produkter fremmer grafitdannelsen, dvs. dannelsen af fri grafit, under støbejernets størkning med det formål at opnå en god kærvs 1 agstyrke for det støbte produkt, og at denne podning er desto mere virkningsfuld jo tæt-20 tere ved formen den gennemføres, lige før indføringen af smelten i formen. Man har endog gennemført podningen i formens indre. Det flydende støbejerns podning er ikke varig og har en tendens til at fortones i løbet af nogle minutter, således at man må undgå en for lang forsinkelse mellem podning og det 25 flydende støbejerns tilførsel til formen.

Man kender iøvrigt en podningsfremgangsmåde, der består i, at man benytter et podemiddel i form af en endeløs tråd. Tråden er fordelagtig ved, at den er let at håndtere, kan behandles 30 på en mekanisk måde, når den er rullet op på en spole, som det er tilstrækkeligt at rulle af fra, for at sikre en nøjagtig dosering af podematerialets mængde, og endelig at det smelter let i det flydende støbejern. 1

Fra FR-patentskrift nr. 2.276.124 kendes en fremgangsmåde for tilsætning, af et reaktivt metal i form af et aflangt element ophængt i det indre af en form, som man fylder med flydende 2

DK 162198 B

metal, som skal behandles. Når det flydende metals niveau stiger i formen, smelter det aflange reaktive element i metallet ved afsmeltning, idet det frigør det reaktive metal i den smeltede masse. Formen fyldes med flydende metal ved hjælp 5 af tyngdekraften. Støbningen foregår således i nedadgående retning. Der er intet problem med at ophænge det aflange reaktive element i formens indre. Denne placering gennemføres manuelt, og podningen effektueres i formens indre.

10 FR-patentskrift nr. 2.278.432 angår anvendelsen af et pod ningsmiddel i form af en endeløs tråd, der vikles af en spole for at indføres lodret ophængt i et bassin, der er tilvejebragt i formen. Dette bassin ligger på strømvejen af det flydende metal, der skal behandles, hvilket bassin forløber på 15 tværs af en støbekanal, der føder selve formhulrummet, mellem den lodrette støbejernsstråle påvirket af tyngdekraften og det nævnte formhulrum. På grund af det flydende metals hurtige strømning på tværs af dette mellemliggende podebassin, hvori den ophængte podetråds nederste ende er nedsænket, er det 20 vanskeligt at opnå en god podningshomogenitet for det flydende metal, og dermed af den metalmasse, der indføres i formhulrummet. Denne risiko for manglende homogenitet for podningen er desto større, jo mere voluminøs eller nok snarere kompliceret formhulrummet er, især med henblik på støbning af små stykker.

25 i realiteten er det flydende metals størkning i så tilfælde så hurtig, at den er opnået før podetråden har kunnet opløses fuldstændigt i det flydende metal, således at podningen er ufuldstændig og heterogen.

30 Fra "Giesserei-Praxis" nr. 3 af 10. februar 198-2, side 29 til 36, kendes en teknologi til at pode smelten ved hjælp af en tråd, der kan rulles af en spole, hvilken podetråd indføres i aksen af den ved tyngdekraften frembragte stråle af smeltet støbejern, der kommer fra en støbeske, der er anbragt for 35 vipning.

Man kan således håbe at få en bedre podningshomogenitet, såfremt det flydende metal forbliver i berøring med podetråden 3

DK 162198 B

hen over en vis længde af denne, umiddelbart før den lodrette støbestråle indføres i formen.

Ved disse tre kendte eksempler drejer det sig imidlertid om en 5 lodret støbning ved tyngdekraftens hjælp og ikke ved en lodret opadstigende strøm under lavt tryk til at føde en form.

I forbindelse med fremgangsmåden med en opadstigende strøm af smelte under lavt tryk rejser problemet med podning ved hjælp 10 af en tråd sig imidlertid, thi formens indgang for den flydende smelte, der ligeledes skulle være trådens indgangsåbning, er ikke tilgængelig. Den er placeret i tæt kontakt med en øvre rørstuds for et stigrør for den flydende smelte eller et opadforløbende støberør gående ud fra støbeskeen, der står 15 under tryk. Formens indløb er altså ikke tilgængeligt for en podetråd, som man ønsker at trække af. Dette problem fremkommer såvel ved forme, udstyret med stigtappe (støbehulrum, der er i forbindelse med atmosfæren via luftrør), som for blind-forme (støbehulrum uden stigtappe, altså uden forbindelse med 20 atmosfæren).

løvrigt omfatter fremgangsmåden med opadforløbende støbning under lavt tryk ikke nogen påhældningskanal og heller ikke noget opstrømsbassin for støbehulrummet tilgængeligt til at 25 modtage et podningsmateriale.

Den foreliggende opfindelse løser dette podningsproblem ved hjælp af en tråd til en form af metal eller sand, eller også delvis af metal og delvis af sand, i forbindelse med lavtryks-30 støbeteknikken.

For at tilgodese dette, anvises ved den foreliggende opfindelse en fremgangsmåde af den indledningsvist omtalte art, der ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i den kendetegnende 35 del af krav 1 anførte.

Opfindelsen kan benyttes såvel til støbejern og dettes podning som til andre metaller og legeringer, således som angivet ne

DK 162198B

4 denfor, og til andre behandlinger end podning, f.eks. deoxy-dering.

Opfindelsen anviser endvidere et anlæg af den indledningsvist 5 omtalte art, der ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 7 anførte.

Ifølge et yderligere kendetegn for opfindelsen kommer tråden fra en spole, hvorpå den er viklet, går gennem den øvre del af 10 den til dette formål med en munding udstyrede form og formens nedre del på en sådan måde, at behandlingstrådens nedre ende er ført væsentligt ned under formens nedre overflade, hvorved behandlingstråden således forløber hele vejen gennem formhulrummet .

15

Hvad enten formen er af sand eller af metal, er tråden ført gennem formens øvre del via et hul således, at den kommer ud i formhulrummet. Det ringformede rum mellem gennemføringsåbningen og tråden kan efter ønske tætnes over for den atmosfæ-20 ri ske luft.

Takket være denne fremgangsmåde og dette anlæg, og især når det drejer sig om podning af støbejern ved hjælp af en podetråd, er betingelserne for en homogen podning og hurtig ind-25 føring af det podede støbejern i formen efter podning fuld stændig opfyldt ved lavtryksstøbeteknikken. I realiteten varer podningsfasen kun et øjeblik (nogle sekunder), før det podede støbejern indføres i formen, hvilken indføring selv er meget hurtig, men imidlertid varer en tilstrækkelig tid til den 30 fuldstændige afsmeltning af den i støbestigrøret neddyppede tråd, således at det støbejern, der strømmer ind i formen, er fuldstændigt podet. Desuden kan podningstiden reguleres efter ønske og behov. 1 ved denne fremgangsmåde, der er iværksat ved hjælp af dette anlæg, er det ikke den del af podetråden, der er ført gennem formhulrummet, der benyttes til podning, men det er den del,.

5

DK 162198 B

der er anbragt uden for formen under formens nedre overflade, der benyttes til podningen.

Ved den kendte teknik afhænger podningen i formen af formens 5 tilførselssystem og af mængden af det flydende metal, der skal podes, og den gennemføres samtidig med, at formen ved tyngdekraftens hjælp fyldes med flydende metal, der størkner. Deraf følger en hyppigt ufuldstændig og heterogen podning på grund af utilstrækkelig tid til fuldstændig gennemføring af podnin-10 gen.

Ved den foreliggende opfindelse er der derimod en tid (podningsfase) for opløsning af podemidlet i det flydende metal, og der er en tid (tilførselsfase) for fyldning af formen med 15 podet metal, og disse to tidsperioder, der følger hurtigt efter hinanden, er uafhængige af hinanden, og de har hver en varighed, der nemt kan reguleres.

Andre karakteristika og fordele fremgår af den efterfølgende 20 beskrivelse under henvisning til tegningen, der illustrerer flere udførelsesformer. På tegningen viser fig. 1 et skematisk delsnit gennem et anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, 25 f i g. 2 et skemat i sk snit gennem en blind sandform til et anlæg ifølge opfindelsen, fig. 3 et skematisk snit gennem en blind metalform til et an-30 læg ifølge opfindelsen, fig. 4, 5, 6, 7 og 8 delvis skematiske snit, der illustrerer forskellige faser ved støbefremgangsmåden under lavt tryk og podning ifølge opfindelsen, fig. 9, 10, 11, 12 og 13 kurver, der illustrerer gastryksæn dringerne i støbeskeen som funktion af tiden og svarende til 35

DK 162198 B

$ de forskellige faser, der er illustreret i fig· 4, 5, 6, 7 og 8, fig. 14 og 15 skematiske delbilleder, der i snit illustrerer 5 en variant for benyttelsen af podetråde.n fig. 16 og 17 kurver, der svarer til fig. 14 og 15 for trykændringerne i støbeskeen som funktion af tiden, 10 fig. 18 et snit svarende til fig. 2, der viser et anlæg med en form udstyret med stigtappe, fig. 19 en kurve over trykændri ngerne i støbeskeen som funktion af tiden og svarende til fig. 18, 15 fig. 20 et snit, der viser et anlæg med en form med lodret samleplan og udstyret med en kerne, og fig. 21 og 22 mikrografier forstørret 100 gange af sfæriske 20 graf itstøbejernsstykker podet ved fremgangsmåden ved støbning under lavt tryk ifølge den kendte teknik henholdsvis ifølge opfindelsen.

Ifølge det i fig. 1 viste udførelseseksempel omfatter lav-25 tryksstøbeanlægget anvist ifølge opfindelsen en støbeske 1 under et gastryk og en blindform A anbragt på den nævnte skes støbemundstykke.

Støbeskeen har f.eks. i det væsentlige samme form som en stor 30 te- eller kaffekande, og har et kammer 2, der næsten er fuldstændig lukket, og et støbestigrør 3, der er i forbindelse med kammeret 2 via en munding 4, der er anbragt ved skeen l's bund. Flydende metal M indeholdt i skeen 1, og dermed samtidigt i kammeret 2 og støberøret 3, er sat under gastryk via en 35 gastrykfødeledning 5, hvilken gas f.eks. er atmosfærisk luft eller argon eller kvælstof, og hvilken ledning udmunder i kammeret 2's øvre part. Ledningen 5 kan ligeledes være for- 7

DK 162198 B

bundet til et udløb eller en udledning via en ikke vist fordelingsglider. Tilførsel af flydende metal under tryk i skeen 1 foretages via en stor åbning i kammeret 2's øvre part, hvilken store åbning ved hjælp af et låg 6 er tætnet tæt.

5

Det er klart, at støbeskeen 1 kan erstattes af en ske, hvor der omtrent i midten er ført et støbestigrør op, og som er udstyret med et reguleringssystem for gastrykket og niveauet N for det flydende metal M i støbestigrøret 1.

10

Støbestigrøret 3 med aksen XX bærer ved sin øvre part et mundstykke 7 og er keglestubformet. Dette mundstykke 7 er beregnet til at optage formen A's støbemunding ved påsætning med tæt berøring.

15

Formen A, f.eks. af to parter 8 og 9, der er samlet langs et vandret samleplan, har et formhulrum 10 og en keglestubformet støbemunding 11, der på en tætnende måde tilpasser sig på det ligeledes keglestubformede mundstykke 7.

20

Formens to parter 8 og 9 holdes i tæt kontakt ved mødet med det flydende metals tryk, som har tendens til at åbne formhulrummet 10, ved hjælp af passende af støberifolk kendte midler, f.eks. ved hjælp af en låsning ved hjælp af skematisk viste 25 klemskruer 12.

Formen A er blind for så vidt som den som eneste åbning ved sin nedre part 8 har støbemundingen 11, der er beregnet til at blive sat på mundstykket 7. Den øvre part 9 har ingen åbning, 30 og dens loft, dvs. den øvre part af formhulrummet 10, er fuldstændigt lukket. Ifølge opfindelsen gennembores den øvre part 9's loft med en gennemføringsåbning 9a for en metal podetråd 13 i mundingen 11's akse XX. 1

Anlægget ifølge opfindelsen afsluttes ved hjælp af et podeorgan, der består af en metal podetråd 13, der f.eks. føres frem fra et vindsel 14 (spolen 14).

8

DK 162198 B

I overensstemmelse med opfindelsen er podetråden 13 ført gennem formen A, og dermed formhulrummet 10 langs den lodrette akse XX for støbeskeen l-'s støbestigrør 3. Podetråden 13 går altså gennem loftet eller formhulrummet 10's øvre part, gennem 5 formen A's part 9 og findes ophængt gennem formhulrummet 10 og støbemundingen 11 og er forlænget ved lodret ophængning langs aksen XX under formen A til en given højde i støbest igrøret 31 s indre. Tråden 13 strækker sig således hen over en total længde L under formen A's øvre overflade, hvilken længde er 10 større end højden h for formen A som målt over mundstykket 7's basis.

Længden af tråd, der forløber ned under den nedre overflade af formen A's nedre part 8 er sådan, at den trådlængde, der kan 15 dyppes ned i det flydende metal i støbestigrøret 3's indre, svarer til den mængde podemiddel, der er nødvendig til at pode det flydende metal, der skal indføres i formhulrummet 10. Længden af den neddyppede tråd i det flydende metal er angivet ved henvisningsbogstavet H på -fig. 1.

20 Når formen A er af sand (fig. 2), er podetråden 13 ført gennem den øvre part 9's loft ved at tilvejebringe et nåleøåje, der forløber gennem dette loft, og som svarer til diameteren af tråden 13.

25

Hvis formen A er af metal (fig. 1 og 3) eller hvis dens øvre part er gennemboret med en gennemføringsåbning 9a for tråden (fig. 1), eller hvis den øvre part indbefatter en munding 15, der er tætnet ved hjælp af en sandprop 16 eller et andet i 1d — 30 fast materiale, der er agglomereret ved hjælp af et bindemiddel, er selve proppen 16 gennemboret med et gennemføringshul 9a for podetråden 13 (fig. 3).

Det flydende metal M kan være støbejern med sfærisk grafit 35 eller støbejern med lamelært grafit eller også et stål, der skal deoxyderes, eller også en super 1 eger ing (dvs. en austeni-tisk legering indeholdende mere end 20¾ jern, såvel som nikkel - 9

DK 162198 B

og chrom eller også nikkel, chrom og kobolt, eller også en legering indeholdende mindre end 20% jern, og som er på basis af nikkel eller på basis af kobolt). Det flydende metal M kan også være aluminium eller en aluminiumlegering eller en kob-5 berholdig legering.

Podetråden 13 er på basis af et podende produkt, såsom ferro-silicium (75% ferros i 1icium, resten stål), i tilfælde med sfæ-roidalt graf i tstøbejern, eller sejt jern og i forbindelser af 10 lamelært graf i tstøbejern. Man kan ligeledes benytte en podetråd på basis af ferrosilicium, når det flydende metal M er stål. Podetråden 13 kan være en ståltråd, der er beklædt med podende produkter, eller den kan være en fyldt tråd, dvs. et rørformet element, der indvendigt indeholder podeproduktet.

15

Til behandling af støbejernet kan behandlingstråden 13 være af magnium, af en jerns i lie iummagniumlegering, af de sjældne jordarter, af titan, af vismut.

20 Når det flydende metal M, der skal behandles (behandling for deoxydering), er stål eller en super legering, kan tråden 13 ligeledes være af aluminium, kisel-kalk, silicium, mangan, de sjældne jordarters metaller.

25 I tilfælde af støbejern kan podetråden 13 endvidere foruden ferro-silicium omfatte de sjældne jordarters metaller, der forbedrer nodu1 ar i ser i ngsprocessen for den frie grafit, idet de begunstiger dannelsen af noduler med rund form, og den kan også indeholde vismut, der forøger antallet af graf itnodu1 er.

30 Når metallet M er aluminium, kan behandlingstråden være strontium eller natrium.

Funkt ionsmåde:

Ved hjælp af dette anlæg foretages podebehandlingen og støbningen på følgende måde, idet man varierer niveauet N af fly- 35 10

DK 162198 B

dende støbejern i støbestigrøret 3 ved hjælp åf en variation af gastrykket i kammeret 2.

1) Før podning: indføring af tråden 13, påsætning af formen A 5 (fig. 4 og 9):

Ved tiden (t-2) (fig. 9) er støbeskeen l's kammer 2 ikke under tryk, og smelten M's niveau N i stigrøret 3 er lav. Den ligger langt fra formen A. Tråden 13 er ført hen til formen A, f.eks.

10 ved hjælp af en spole.

2) Før podning: podetråden 13 sættes på plads (fig. 2 og 10):

Ved tiden (t — 1) (fig. 10) er kammeret stadig ikke under tryk.

15 Niveauet N forbliver det samme som under 1), men tråden 13 føres helt igennem formen A langs stigrøret 3's akse XX og er ophængt i stigrøret 3 hen over en længde, der svarer til den trådmængde, der skal benyttes til podning. Den yderste ende af tråden 13 er tæt ved niveauet N og over dette.

20 3) Podningsfase under præ-trykket P0 (fig. 6 og 11):

En form A er på plads på stigrøret 3's mundstykke 7, som illustreret i fig. 1. I kammeret 2 indføres over den flydende 25 smelte M et gastryk indtil størrelsen Pg, kaldet "præ-tryk ket". Dette præ-tryk lader smelten stige i stigrøret 3 indtil niveauet Nj, dvs. til netop under den øvre part af stigrøret 3 så tæt som muligt til formen A's nedre overflade, dvs. næsten til formematricen 10.

30

Podetråden 13 er på plads i støbestigrøret 3 langs dets akse XX, gennem formen A, som det er ført helt igennem indtil en neddypningsdybde H i stigrøret 3 under niveauet Nj. Dybden H svarer til den trådmængde, der skal opløses i smelten M for at 35 få en perfekt podning af smelten, der slutteligt størkner i formhulrummet 10's indre. Hvis højden H giver en ut i 1strækkelig podningsmængde, kan man vikle tråden 13 af spolen 14, ind- 11

DK 162198 B

til den mængde af tråd 13, der er opløst i det flydende metal M, er tilstrækkelig.

Dette svarer til punktet a af tryk/tidkurven i fig. 11 efter 5 gennemføring af stigningen Oa for at opnå præ-trykket Pø svarende til niveauet N*.

Dette præ-tryk holdes i en tid svarende til det vandrette stykke ab af kurven i fig. 11, indtil den i den flydende 10 smelte M til en højde H neddyppede tråd 13 er fuldstændig opløst. Podningstiden under præ-trykket Pø svarende til liniestykket ab overstiger ikke nogle få sekunder (gennemsnitlig 2 til 3 sek.). Denne tid kan iøvrigt reguleres.

15 4) Støbning (fig. 7 og 12):

Gastrykket i støbeskeen l's kammer 2 forøges fra præ-trykket Pø til støbetrykket Pø. Man går således fra punktet b til punktet c i den i fig. 12 viste kurve. Herved får man den fly-20 dende smelte M til at stige op i f ormhul rummet 10's (fig. 7) indre, således at det fuldstændigt fyldes. Man bemærker, at tråden 13 er smeltet på hele den part, der i forvejen var neddykket i stigroret 3, og at der ved smeltens strømning fra stigroret 3 til formhulrummet 10 sker en blanding af smelten 25 og podeproduktet, der netop er blevet opløst, hvilket medfører en perfekt homogenitet af podningen.

Man holder støbetrykket Pø i skeen 1 i en given tid for at få smelten indeholdt i det indre af formen A's formhulrum 10 til 30 at størkne. Denne fastholdelse af støbetrykket Pø svarer til det øvre liniestykke cd i fig. 12.

5) Størkning af det støbte stykke og trykfald tilbage til niveauet Nj (fig. 8 og 13):

Efter at størkningstiden for det i formen A's indre støbte emne er forløbet, idet det øvre ovenfor omtalte liniestykke cd 35 12

DK 162198 B

er fulgt (hvilken tid kendes fra erfaring), lader man gastrykket i skeen l's kammer 2 falde til værdien Pø for støbetrykket til en værdi for præ-trykket Pøl» der ligger lidt over det i fig. 11 viste præ-tryk Pø.

5

Man fører således smeltens niveau tilbage til Nj i stigeret 3, til trods for den ikke viste niveausænkning i kammeret 2, som følge af et størkningssvind i formhulrummet 10. Det er dette svind, der nødvendiggør et præ-tryk Pøj, der ligger over præ-10 trykket Pø. I kurven i fig. 13 svarer dette trykfald til det nedadgående liniestykke de, der efterfølges af et liniestykke ef ved trykket Pøj under evakuationstiden for formen A, der er blevet støbt og tilførslen af en ny form A, der skal fyldes'.

15 Således får man variationscyklen for tryk/tid 0 a b c e d f.

Når smelten i formhulrummet er størknet, efter at det overskydende flydende smeltejern i kammeret 3 er løbet tilbage ved at være faldet ned, befinder podetråden 13 sig som delvis smel-20 tet, delvis neddyppet i fast tilstand i det størknede stykke. Under alle omstændigheder efter udtagning af formen A, hvori der er støbt, kan tråden 13 afskæres flugtende med formen A's øvre overflade før borttagning, medens podningstråden 13, der eventuelt kan stikke frem i forhold til det støbte stykkes 25 ydre væg, ligeledes kan afskæres flugtende med dette ved det støbte stykkes udtagning af formen.

Podningens resultat (fi-g. 21 og 22): 30 Hvis man foretager en mikroskopisk undersøgelse af det således støbte og podede emne (fig. 22), ser man en forekomst af gra-fitnoduler med en meget regelmæssig fordeling, hvilket beviser, at grafitdannelsen har været ensartet, takket være den totale podning i stigrøret 3 (fig. 6 og 11), takket være indfø-35 ringen af den således podede smelte på et tidspunkt meget hurtigt efter podningen (fig. 7 og 12) og følgelig uden fare for at tabe denne kortvarige podningsvirkning i den flydende 13

DK 162198 B

smelte, og takket være virkningen hidrørende fra blandingen af smelten og opløst podeprodukt under smeltens indstrømning i formhulrummet 10. I denne jernstruktur er graf itnodulernes tæthed stor, og nodulerne har en regelmæssig form. Denne tæt-5 hed og denne regelmæssighed giver det støbte emnes struktur en stor homogenitet.

Hvis man til sammenligning undersøger det mikroskopiske billede af et emne af sfærisk graf i tstøbejern støbt ved den samme 10 støbningsproces under lavt tryk, men podet ved en fremgangsmåde af den tidligere kendte art, der f.eks. består af at indføre podemidlet i form af et pulver (f.eks. et ferro-silicium-pulver) i formhulrummets indre (f i g. 21), konstaterer man godt nok tilstedeværelsen af graf itnoduler på denne ferritperli-15 tiske struktur mindst 10% perlit. Men deres fordeling og deres form er meget mere uregelmæssig end ved mi kroskopi bi 11edet vist i f i g-. 22, på grund af deres heterogenitet for blandingen af den flydende smelte og podepulveret i formhulrummet 10 uden tilstedeværelse af nogen blanding og uden tilstedeværelse af 20 midler til regelmæssigt at fordele dette pulver i formhulrummet 10. Det må Bemærkes, at fig. 21 og 22's mikroskopibi lieder svarer til zoner med samme tykkelse på over 5 mm.

Man bemærker også den lille andel af perlit på under 10% i 25 strukturen fremstillet ifølge opfindelsen (fig. 22). For så vidt angår perlitindholdet i dette tilfælde (og som ikke er det, der svarer til fig. 21 og 22), hvor det støbte emnes afkølingsbetingelser ville føre til, at man fik en perl i tisk struktur i råstøbt tilstand, medens den kendte teknik for 30 podning ikke ville have nogen virkning på denne normale tendens til at få en perlitisk sruktur, hvorimod podningsfremgangsmåden ifølge opfindelsen gør det muligt at sænke procentandelen af frembragt perlit i råstøbt tilstand.

35 Var i anter: - I podningsfasen, før formhulrummet 10*s fyldning, kan man, hvis der er behov for dette, dvs. hvis mængden af allerede 14

DK 162198 B

opløst podningsmiddel er utilstrækkeligt, indføre en ekstra trådlængde 13 i søjlen af flydende smelte indeholdt i stigroret 3, og altså nedføre en ekstra trådlængde 13.

5 - Efter podning, i stedet for at lade tråden 13 forblive immo bil i formen A, således at den befinder sig neddykket i den smelte, der fylder formhulrummet 10 (fig. 7 og 8), trækker man podetråden 13 tilbage, før den flydende smelte M udfylder hele formhullet 10 (fig. 14 og 15).

10

Som vist i fig. 14 og 16 trækker man tråden 13 efterhånden med niveauet N's stigning i hulrummet 10 op, idet man bevarer en nedre ende af tråden 13 udenfor den flydende smelte M. Det illustrerede niveau N2 svarer til et punkt bj for et tryk -j på 15 trykstigningskurven (fig. 16) for kammeret 2. Efter størkning af den i hulrummet 10 indførte smelte (fig. 15 og 17) befinder tråden 13 sig udenfor formen A så tæt som muligt ved denne og klar til at blive benyttet igen til den efterfølgende podning. Niveauet er faldet netop under formen A under trykket Pq^ 20 (fig. 17 er den samme som fig. 13). Men tråden 13 er ikke ned-dyppet i det støbte emne, og det er ikke nødvendigt at afskære den, hvorved man vinder tid.

Ved en yderligere variant kan man trække tråden 13 ud af form-25 en A, endog før begyndelsen af formen A's fyldning.

- Form med stigtap (fig. 18 og 19):

Hvis en form B har stigtappe 17 eller luftrør, der er ført 30 gennem den øvre part 9, og som forbinder hulrummet 10 med atmosfæren, og især en stigtap 17 i aksen XX for tilførselsmundingen 11a for flydende smelte, føres tråden 13 let gennem formen B ved at passere en aksial stigtap 17. Ved trykstigningen i støbeskeen efter podning for fyldning af formhulrumm-35 et 10 (fig. 19) går man så frem på følgende måde:

Punktet b i kurven i fig. 19 repræsenterer situationen under tryk og ved tidspunktet efter podning og netop før formen B's 15

DK 162198 B

fyldning.

Det opadstigende liniestykke b£ illustrerer en trykstigning i skeen l's kammer 2 for indføring af flydende smelte i hulrum-5 met 10 lige til formparten 8's øvre overflade. Liniestykket cc| illustrerer, at dette tryk holdes, indtil smelten størkner i stigtappene 17, hvilket omdanner formen B til en blindform. Denne størkning er hurtig. Liniestykket cc^ er altså meget kor t.

10

Det opadforløbende liniestykke £j-£2 illustrerer en større trykstigning i støbeskeen l's kammer 2 for indføring af en ekstra mængde varm smelte i formhulrummet 10 og for således at kompensere for sammentrækningen og eventuelle lunker, der så 15 fyldes.

Resten af kurven vist i fig. 19: Liniestykket £2.d den nedad-faldende linie d£ og det korte liniestykke ejF er identisk med det i fig. 13 viste gennemløb cdef.

20 - Lodret form med kerne (fig. 20):

Opfindelsens anvendelse til en form C med lodret samleplan, hvis spor falder sammen med aksen XX, med formhulrummet 18 og 25 kerne 19, der gør det muligt, at aksen XX er symmetriaksen, er slutteligt illustreret i fig. 20. Denne form C, f.eks. udstødningsrørsystemet til en automobilmotor, består af to parter 20 og 21, der er symmetriske i forhold til aksen XX og i forhold til det lodrette samleplan. De to parter 20 og 21 er presset 30 mod hinanden, f.eks. ved hjælp af to presseplader 22, 23.

Kernen 19 er f.eks. ophængt i formhul rummet 18 ved hjælp af et øvre bryst 24.

Som i de foregående eksempler omfatter formen C en aks i al stø-35 bemunding 11b på sin nedre overflade. På mundingen 11b er støbeskeen l's mundstykke 7 påsat.

16

DK 162198 B

Hele vejen gennem kernen 19, der f.eks. er af støbesand, er podetråden 13 ført. Den forløber nedad langs støbestigrøret 3's akse XX. For at lette tråden 13's indføring er en gennemføringsledning 25 i aksen XX på fordelagtig måde ført fra ende 5 til ende gennem kernen 19. Som ovenfor er den nyttige part af tråden 13 til podning ikke den, der er ført gennem formen C, dvs. kernen 19, men den, som under formen C er neddyppet i smelten M, der er indeholdt i stigroret 3 før smeltens indføring i det ringformede støbehulrum 18.

10

Podningen og derefter formens fyldning finder sted som ovenfor. Man kan lade tråden 13 være fanget i det størknede støbejern, i det mindste i formen C's nedre part, eller også trække tråden 13, efterhånden som smelten stiger i formen C 15 op, eller også trække den op, før fyldningen af formen C begynder.

Fordele ved fremgangsmåden og anlægget ifølge opfindelsen; 20 Takket være indføringen af en vis højde H af podetråden 13 i stigroret 3 i et vist tidsrum repræsenteret ved liniestykket for prætrykket ab (fig. 6 og 11), opnår man en fuldstændig opløsning af podningsproduktet i smelten M, der skal indføres i formen.

25

Virkningen af sammenblandingen mellem smelten og det opløste podningsprodukt under overføringen af den podede smelte fra stigroret 3 til formhulrummet 10 sikrer en udmærket homogenitet for podningen i den masse af smelte, der fylder hulrummet 30 io.

Takket være podetråden 13's afrulning fra en spole 14 kan man fortsætte med at føre tråden 13 ned i stigrøret 3, efterhånden som den smelter i det tilfælde, hvor trådstykket 13 med højden 35 H ikke er kvantitativt tilstrækkeligt til at pode al den smelte, der skal indføres i formhulrummet 10.

17

DK 162198 B

Man kan således med nøjagtighed regulere mængden af benyttet podemiddel.

Podningen af smelten M i præ-trykfasen Oab (fig. 6 og 11), 5 dvs. i stigroret 3 opstrøms for formhulrummet 10, gør det muligt efter valg eller behov at regulere podningstiden. Denne tid begynder ved tråden 13's neddypning og afsluttes, når man konstaterer, at tråden 13 er fuldstændigt opløst i smelten M.

10 Takket være tråden 13's neddypning i stigroret 3, der har et konstant cylindrisk tværsnit, uanset rumfanget af formhulrummet 10, er podningen pr. rumfangsenhed konstant, og podningens kvalitet er invariabel og repetitiv, hvilket rumfang og hvilken form matricen 10 end har. Denne podningsproces kombi-15 neret med fremgangsmåden til opadstigende støbning under lavt tryk gør det muligt hurtigt at indføre den podede smelte i formhulrummet 10 (fig. 15) uden tidstab efter podning og uden at have et spor eller et væsentligt gennemløb, der skal gennemføres, således at man er sikker på ikke at miste den fly-20 dende smeltes podningsvirkning, der, som man ved, er af meget kort varighed.

Podningen ifølge opfindelsen gør det også muligt at sænke per-litandelen i det støbte emnes struktur, hvilket er fordelag-25 tigt til fremstilling af udstødningsrørsystemdele til automo-biImotorer.

Fremgangsmåden og anlægget til at gennemføre denne muliggør fremstilling af støbte emner i store serier og med en høj ka-30 dence med en minimal tid til podning. Podningstiden, der svarer til liniestykket Oab for præ-trykket vist i fig. 11 er i realiteten tiden for at smelte en vis længde af podetråden 13 i stigroret 3, når formen allerede er på plads og i tæt kontakt med stigroret 3's støbemundstykke 7.

35

Denne fremgangsmåde er baseret på podning af alene den masse af flydende støbejern (eller behandling af den eneste masse af 18

DK 162198 B

flydende metal), der er indeholdt i stigroret 3 og er beregnet til at indføres i formen A, B, C, og kan benyttes til støbte emner med en masse på nogle kg (f.eks. 4 kg). Efter en sådan podningsbehandling støber man f.eks. udstødningsrørsamlings-® stykker til automobilmotorer.

Denne fremgangsmåde med podning og støbning gør det muligt at pode materialet ensartet for ganske små stykker tillige med stykker med en kompliceret form, samtidigt med at man sikrer 10 en fuldstændig ensartethed med hensyn til grafitdannelsen, resulterende fra podningens ensartethed, da podningsmåden i stigroret 3 er uafhængigt af det støbte stykkes form og af formens tilførselsmængde af flydende metal.

15 Hvis man ikke tilfører podetråden 13 på kontinuert måde fra en spole 14, eller hvis man ikke har rådighed over en metalform A med en ildfast prop 16, hvorigennem tråden 13 kan føres, kan man ophænge metaltråden 13 i loftet af formhulrummet 10, f.eks. ved at give tråden 13's øvre ende form som en krog og 20 ved at tilvejebringe en lille ring i loftet af metal formhul-rummet, idet ringen og krogen vil være druknet i formhulrummet 10 efter smeltens størkning.

Det er klart, at podetråden i dette tilfælde skal være for-25 længet et godt stykke under formen A's nedre overflade for at være neddyppet i stigroret 3 for den opadstigende støbemasse, således som det er illustreret i fig. 1.

Det er klart, at en sådan ophængt tråd kan benyttes med en 30 blind sandform A. Den eneste forskel fra metalformen er, at podetråden 13's øvre ende kan være ophængt og fastholdt på formens øvre overflade, f.eks. ved at være forstørret i form af en plan bøjle i et vandret plan, og som støttes mod den øvre overflade, efter at tråden 13 er ført gennem formhulrum-35 mets loft.

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til at behandle et flydende metal (M), især 5 til podning af støbejern, ved hvilken man støber under lavt tryk og ved opadstigende støbning i en form (A, B, C), der har et formhulrum (10, 18), hvor det flydende metal forefindes i en støbeske (1) under gastryk og anbragt under formen (A, B, C), hvortil den er forbundet via et støbestigrør (3), der på 10 tæt måde er forbundet til en munding (11a, 11b, 11c) for tilførsel af flydende metal (M) til formen (A, B, C), kendetegnet ved, at det flydende metals (M) behandling udføres ved hjælp af en tråd (13), der er ophængt gennem formhulrummet (10, 18) over en længde (L), der er større end formens 15 (A, B, C) højde (h) målt fra et punkt over et støbemundstykke (7) indskudt mellem toppen af støbestigrøret (3) og formens (A, B, C) indløbsmunding (11), således at trådens (13) nedre del, anbragt under formen (A, B, C) uden for denne, er dyppet ned i det flydende metal, der skal behandles, over en bestemt 20 længde (H), i det væsentlige i stigrørets (3) akse (XX), ved hvilken fremgangsmåde a) trådens (13) nedre ende i en fase forud for støbn-ingen er placeret netop over det flydende metals (H) niveau (N) i stig-røret (3·), 25 b) at man i den efterfølgende fase hæver gastrykket i støbeskeen (1) til størrelsen P0, således at det flydende metals (m) niveau hæves til en højde (Nj) for tilførselsmundingen (11) af formen (A, B, C), 30 c) at man holder trykket (Pø) og niveauet (Ni) for smelten i en tidsperode, der er tilstrækkelig til at behandle det flydende metal, og 1 d) trykket i støbeskeen (1) hæves til en værdi (Pc), der er større end det foregående (P0) for at lade det flydende metal (M) stige op i formhulrummet (10, 18) for at fylde dette. _ DK 162198 B

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man fører behandlingstråden (13) gennem formens (A, B) loft, idet man til dette i loftet tilvejebringer en gennemførings-åbning (9a), der forløber langs aksen (XX) af støbestigrøret 5 (3).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man, efter at en given længde af tråden (13) er opløst i søjlen af flydende metal (M) indeholdt i stigrøret (3) og før fyldning af formen (A, B, C), indfører en supplementær længde af tråden (13) i søjlen af flydende metal (M).

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man ophænger behandlingstråden (13) i den øvre del af formen (A, B, C) ved at bruge denne som understøtning for trådens (13) øvre ende og ved at føre tråden (13) til ned under formens (A, B, C) nedre overflade.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 20 tråden (13) er kroget fast til loftet af metalformens (A, B, C) formhulrum (10, 18), og at tråden er forlænget ned under formens nedre overflade, og hvor den trådpart, der er uden for formhulrummet (10, 18), er den, der benyttes til behandling. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 2 tråden (13) støttes på en sandforms (A) øvre overflade ved 3 hjælp af en i vandret plan forstørret løkke, efter at den er 4 ført gennem formens øvre del, og at den er ført gennem formens 5 nedre overflade. 6 7

7. Anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge et eller flere 8 af kravene 1-6, og indbefattende en støbeske (1) for flydende 9 metal (M) under lavt gastryk, en form (A, B, C), som har et 10 formhulrum (10, 18), og som er placeret over støbeskeen (M) 11 0g står i forbindelse med denne via et stigrør (3) for opadstigende støbning, et støbemundstykke (7), der på tæt måde er indskudt mellem en nedre tilførselsmunding (11) for formen (A, DK 162198 B B, C) og stigrorets (3) øvre ende, kendetegnet ved, at formen (A, B, C) i sin øvre del (9) er gennemboret med en gennemføringsåbning (9a, 25), der følger støbestigrørets (3) lodrette akse (XX) og er indrettet til at modtage tråden (13) 5 til behandling af det flydende metal (M) og mundende ud i formhulrummet (10, 18).

8. Anlæg ifølge krav 7, kendetegnet ved, at gennemføringsåbningen (9a) for behandlingstråden (13) er udformet i 10 en prop (16), der tætner en åbning (15) udformet i formens (A) øvre del.

9. Anlæg ifølge krav 7, og indbefattende en form (C) med lodret skilleflade indeholdende støbestigrørets (3) akse (XX) og 15 en kerne (19) ophængt i formhulrummet (18), kendetegnet ved, at kernen (19) aksialt er gennemboret af en gennemføringsledning (25) beregnet til at optage behandlingstråden (13).

10. Anlæg ifølge krav 7, kendetegnet ved, at det er udstyret med midler til at tilføre behandlingstråden (13), f.eks. en spole (14) anbragt over formen (A, B, C), og hvorpå tråden (13) er oprullet. 25 39 1