EP0951369B1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von gussstücken - Google Patents

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EP0951369B1
EP0951369B1 EP97943907A EP97943907A EP0951369B1 EP 0951369 B1 EP0951369 B1 EP 0951369B1 EP 97943907 A EP97943907 A EP 97943907A EP 97943907 A EP97943907 A EP 97943907A EP 0951369 B1 EP0951369 B1 EP 0951369B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
casting
moulding box
moulding
box
aluminium alloy
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97943907A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0951369A1 (de
Inventor
Otto W. Stenzel
Herbert MÖDING
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KS Huayu Alutech GmbH
Original Assignee
KS Aluminium Technologie GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KS Aluminium Technologie GmbH filed Critical KS Aluminium Technologie GmbH
Publication of EP0951369A1 publication Critical patent/EP0951369A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0951369B1 publication Critical patent/EP0951369B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04—Use of lost patterns
    • B22C9/046—Use of patterns which are eliminated by the liquid metal in the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/002—Castings of light metals
    • B22D21/007—Castings of light metals with low melting point, e.g. Al 659 degrees C, Mg 650 degrees C

Definitions

  • the invention relates to a method for producing Aluminum alloy castings with the characteristics of Preamble of claim 1.
  • the invention relates to a device for Perform the above method with the features the preamble of claim 6.
  • full mold casting process is a Process for the production of castings in lost Casting molds using lost casting units, i.e. Models the casting to be manufactured with inlet and sprue, known from a gasifiable foam, preferably polystyrene, and consist in the Casting cast metal melt gasified.
  • This Models or casting units fill the molds for as long as possible until they gasify continuously during casting and through the metal melt just as continuously through it surrounding molding material are displaced and replaced.
  • the particular advantage of this casting process is that that the lost model is introduced without shape division can be. Since there is hardly any cavity in the mold, the molding material surrounding the casting unit is not solidified; so it will become free-flowing Mold materials used.
  • Magnetic molding process which also consists of Foam existing casting units or models in one made of a non-magnetizable material Molding box are inserted and the cavity between Molding box and casting unit with a magnetizable Small particle size molding material is filled.
  • the Magnetic molding material usually consists of one Iron granules in a splintered or round shape with a average diameter of 0.25 mm. Wrapping the Casting units or models with the molding material are made by Vibration supports.
  • the molded box prepared in this way will then between the poles of a magnetizer arranged, and it is powered by a direct current Magnetic field generated, causing the granules of the magnetizable molding material can be fixed.
  • the present invention is therefore based on the object is based on the magnetic molding process for the To improve light metal casting so that an optimal Rise rate of the melt and a high Productivity can be achieved.
  • This task is carried out in a method of the type mentioned solved according to the invention by that after the casting of the Molding box around an approximately horizontal axis of rotation in the Area of the inlet of the casting is rotated.
  • a Desired rate of rise of the molten metal level can be set or achieved, even with such Castings, the cross sections of different sizes exhibit.
  • metallic free-flowing granules as molding material result faster than mineral molding materials Cooling rates, making it a comparatively finer formation of the structure comes.
  • the productivity and reproducibility is using the The method according to the invention no longer depends on Solidification process of the casting, since the cooling of the Casting takes place independently of the casting furnace.
  • the casting mold formed from magnetized molding material a sufficiently rigid and rigid body so that it it is possible to close the mold immediately after pouring rotate without the risk that the contour of the Casting collapses.
  • the breaking in of surface areas can be Magnetic molding process in combination with light metal casting be avoided.
  • the finishing of the foam models can therefore generally be avoided; this reduces the Number of quality risks.
  • the magnetic field can be changed by changing the shape of the material Current direction in the coils of one Magnetizing device several times with decreasing amplitude be reversed. From time to time it is recommended that magnetizable granules of adherent Coking products and cast build-up thermal, can be cleaned mechanically or chemically.
  • the inventive concept also includes a device for Carrying out the method according to the invention with the Features of the preamble of claim 6, thereby is characterized in that the molding box has a filling opening has, through which the aluminum alloy with a a riser pipe connected to a casting furnace into the molding box the gasifiable casting unit is guided, and that the Filling opening via a coupling device with the Riser pipe is connectable and that the molding box by one passing through the center of the coupling device Axis is rotatable.
  • the coupling device preferably a rotary connection between the riser and Filling opening of the molding box.
  • the direction of the magnetic field with respect to the Molding box or the magnetized molding material preferably is not supposed to change significantly Magnetizing device preferably together with the Mold box rotatable.
  • the magnetization device and the molding box in one Circular tipper provided, the axis of rotation of which also Forms the axis of rotation of the molding box. That way they are Magnetizing device and the molding box together rotatable.
  • the magnetization device is one preferred Embodiment formed surrounding the molding box.
  • the End faces of the pole shoes one or more closed Yokes face each other, and the molding box is can be arranged between them.
  • the molding box is in Direction of the axis of rotation in the magnetization device insertable and via the coupling device with the Riser pipe connectable. After the pouring and solidification of the The molding can be cast from the Magnetization device can be removed and by a not yet filled mold box to be replaced.
  • a molding box 2 made of austenitic steel sheets is made by welding and with a permanent lining 4 is lined, a polystyrene foam prefabricated casting model 6 inserted with an inlet 8 and into a molding material 10 consisting of iron wire grain molded. Molding is done by using Vibration by means of a vibrator, not shown Achieving the most dense packaging possible supported.
  • the magnetic permeability of the molding material 10 generally corresponds to that of the permanent feed 4.
  • the molded box 2 prepared in this way is about a roller table 12 in a magnetization device 14, consisting of yokes 16 and coils 18 inserted. By applying or connecting a DC magnetic field the molding material 10 solidifies and supports this Casting model 6.
  • a riser pipe 24 On a fill opening 20 of the molding box 2 is a riser pipe 24 connected to a casting furnace 22 a rotary coupling 26 releasably connected. Over the riser pipe 24 from the casting furnace 22 aluminum melt 28 with a Absolute pressure of preferably 1.2 bar into the casting model 6 pressed.
  • the upper opening of the molding box 2 is through one on the Permanent feed 4 and the molded material 10 placed flexible Plate 30 and a layer 32 arranged thereon from one elastic material and an on it with Latches 34 locked cover 36 closed.
  • the flexible Plate 30 and the layer 32 made of elastic material are used to compensate for tolerances when molding the casting model 6.
  • the permanent feed is an open to the molding material 10 Channel 38 through which the gasification of the Cast model 6 emerging gases escape to the outside can.
  • the magnetization device 14 is in one cylindrical tilting basket 40 of a circular tipper 42 attached. Presses against the lid 36 of the molding box 2 on the Tilting basket 40 attached hold-down device 44. Switching on a DC magnetic field solidifies the molding material and is firmly against the casting model 6.
  • the mold box When the mold is poured off, the mold box is located in the starting position shown in Figure 1, so that Aluminum melt via the riser pipe 24 from below into the Mold box 2 pressed over the inlet 8 to the casting model 6 which is continuously from bottom to top gasified and replaced by the aluminum melt 28.
  • the molding box 2 After pouring, the molding box 2 is turned by turning the Tilting basket 40 of circular dump truck 42 about an axis of rotation 46, which is roughly horizontal and through the center of the Rotary coupling 26 extends, rotated by 180 °, so that the in the position shown in Figure 2 is reached.
  • For targeted control of the magnetization within the Molding material can use certain areas of the permanent lining 4 increased or reduced permeability are formed, to locally increase the field strength in the molding material 10 or to weaken so that caused by the casting contour Field changes can be partially compensated.
  • a Inlet 8 provided in a ring-shaped cooling device 50 be with which immediately after pouring the Aluminum melt 28 can be frozen. If the Cooling device 50 can be activated for this purpose the riser pipe 24 from the rotary coupling 26 or the Filling opening 20 are loosened or uncoupled and with be connected to another molding box. In this case the molding box does not need to be turned.
  • Figure 5 shows a top view of five concentrically arranged and bringable in the circumferential direction Pouring devices of the type described above position designated by reference numeral 60 becomes a the mold box prepared as described above brought into a casting position within the device. After the device is moved to position 62, the filling opening of the molding box with the riser pipe 24 of the schematically indicated casting furnace 22 for casting connected. After the process of Turning the connection is released and the Device then over the cooling positions 64 and 66 to Removed position 68 brought in the mold box Pouring device is removed.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Gußstücken aus Aluminiumlegierung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Desweiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des vorstehenden Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus WO-A-8505583 bekannt.
Unter der Bezeichnung Vollformgießverfahren ist ein Verfahren zur Herstellung von Gußstücken in verlorenen Gießformen mittels verlorener Gießeinheiten, d.h. Modellen des herzustellenden Gußstücks mit Zulauf und Einguß, bekannt, die aus einem vergasbaren Schaumstoff, vorzugsweise Polystyrol, bestehen und durch in die Gießformen gegossene Metallschmelze vergast werden. Diese Modelle oder Gießeinheiten füllen solange die Gießformen aus, bis sie beim Gießen kontinuierlich vergast und durch die Metallschmelze ebenso kontinuierlich durch den sie umgebenden Formstoff hindurch verdrängt und ersetzt werden. Der besondere Vorteil dieses Gießverfahrens besteht darin, daß das verlorene Modell ohne Formteilung eingebracht werden kann. Da in der Gießform kaum ein Hohlraum entsteht, wird der die Gießeinheit umgebende Formstoff nicht verfestigt; es werden also verbleibend rieselfähige Gießformstoffe eingesetzt.
Eine Weiterentwicklung dieses Gießverfahrens stellt das sogenannte Magnetformverfahren dar, bei dem ebenfalls aus Schaumstoff bestehende Gießeinheiten oder -modelle in einen aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff bestehenden Formkasten eingebracht werden und der Hohlraum zwischen Formkasten und Gießeinheit mit einem magnetisierbaren Formstoff geringer Partikelgröße ausgefüllt wird. Der magnetische Formstoff besteht in aller Regel aus einem Eisengranulat in splittriger oder runder Form mit einem mittleren Durchmesser von 0,25 mm. Das Umhüllen der Gießeinheiten oder -modelle mit dem Formstoff wird durch Vibration unterstützt. Der so vorbereitete Formkasten wird dann zwischen den Polen einer Magnetisierungseinrichtung angeordnet, und es wird durch einen Gleichstrom ein Magnetfeld erzeugt, wodurch die Granulatkörner des magnetisierbaren Formstoffs fixiert werden. Unter der Einwirkung des Magnetfelds erfolgt dann das Abgießen der Gießform und das Abkühlen der Metallschmelze in der Gießform, bis die Gußstückoberfläche so weit erstarrt ist, daß keine Formänderungen mehr eintreten können. Nach dem Abbau des Magnetfelds ist der Formstoff wieder rieselfähig, so daß er nach Ablauf der erforderlichen Kühlzeit aus dem Formkasten entleert werden kann. Dieses Verfahren ist bisher bei der Herstellung von Grau- oder Stahlguß erprobt worden. Die Verfestigungsvorteile der magnetischen Kräfte zwischen den Stahlgranulatkörnern geht aber bei so hohen Gieß- und Erstarrungstemperaturen in den unmittelbar an das Gußstück anstoßenden Bereichen durch das Überschreiten der Curietemperatur verloren. Es verbleiben daher keine signifikanten Vorteile gegenüber dem Einformen mit preiswerteren Gießereisanden. Es entstehen demgegenüber aber höhere Produktionskosten. Das Verfahren konnte sich daher nicht durchsetzen.
Der Nachteil des im Schwerkraftguß durchgeführten Vollformgießverfahrens ist insbesondere darin zu sehen, daß die Steiggeschwindigkeit der Schmelze bei der Herstellung von Gußstücken mit erheblich unterschiedlichen Querschnitten nicht konstant gehalten werden kann und demzufolge zwischen der Schmelze und dem Schaumkörper ein undefinierter Gasraum entsteht, der zu Gußfehlern führen kann. Die im Schwerkraftguß erzielbare Reproduzierbarekeit ist gegenüber anderen Gießverfahren unbefriedigend.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Magnetformverfahren für den Leichtmetallguß so zu verbessern, daß eine optimale Steiggeschwindigkeit der Schmelze und eine hohe Produktivität erzielt werden können. Es sollen Einschlüsse von Vergasungs- bzw. Zersetzungsprodukten der Gießeinheit oder Sandeinschlüsse aufgrund mangelnder Formstabilität sicher vermieden werden. Eine weitere Zielsetzung besteht darin, eine feinkörnige Ausbildung von Primärphasen zu erreichen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem Abguß der Formkasten um eine etwa horizontal verlaufende Drehachse im Bereich des Zulaufs des Gußstücks gedreht wird.
Nach dem Umdrehen des Formkastens mit der darin abgegossenen Aluminiumschmelze wird der auf die Schmelze wirkende Druck weggenommen, so daß die Schmelze über das Steigrohr in den Gießofen zurückfließt, wobei auch ein Teil des Zulaufs je nach Neigung des Zulaufs über das Steigrohr zurückfließen kann. Hiernach kann das Steigrohr vom Formkasten abgekoppelt werden und beispielsweise mit einem weiteren Formkasten zum erneuten Abgießen verbunden werden. Es läßt sich auf diese Weise eine höhere Produktivität erreichen. Durch den Gießüberdruck von vorzugsweise 0,2 bis 0,5 bar wird gegenüber dem Schwerkraftgießverfahren eine höhere Abkühlungsgeschwindigkeit erreicht.
Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine gewünschte Steiggeschwindigkeit des Metallschmelzespiegels eingestellt bzw. erreicht werden, und zwar auch bei solchen Gußstücken, die Querschnitte unterschiedlicher Größe aufweisen. Durch die Verwendung von metallischen rieselfähigen Granulaten als Formstoff ergeben sich gegenüber mineralischen Formstoffen schnellere Abkühlgeschwindigkeiten, so daß es zu einer vergleichsweise feineren Ausbildung des Gefüges kommt. Die Produktivität und Reproduzierbarkeit ist unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht mehr abhängig vom Erstarrungsvorgang des Gußstücks, da die Abkühlung des Gußstücks unabhängig vom Gießofen erfolgt.
Die aus magnetisiertem Formstoff gebildete Gießform stellt einen hinreichend starren und steifen Körper dar, so daß es möglich ist, die Gießform unmittelbar nach dem Abgießen zu drehen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Kontur des Gußstücks einbricht.
Es hat sich gezeigt, daß die beim Eisenguß auftretenden Probleme mit der Überschreitung der Curietemperatur aufgrund der deutlich niedrigeren Gieß- und Erstarrungstemperaturen der Leichtmetalle nicht auftreten, so daß die magnetischen Kräfte während des gesamten Gieß- und Erstarrungszyklusses zur Verfügung stehen.
Die Schaumkörper beim Vollformgießen werden heute zur Vermeidung von Wandeinbrüchen an ihrer Oberfläche geschlichtet. Der Schlichteauftrag vor dem Einbetten in den Formstoff weist mehrere Nachteile auf:
  • Die wäßriche Schlichte kann nicht durch erhöhte Temperatur getrocknet werden. Es verbleibt eine Restfeuchte, die auch in den Schaumkörper eindringt, die beim Vergasen des Schaumkörpers zu Gußfehlern führt.
  • Die Schlichte behindert das Abströmen der Vergasungsprodukte des Modellschaumes.
  • Die Schlichte erzeugt Oberflächenfehler auf den Gußstücken.
Das Einbrechen von Oberflächenpartien kann biem Magnetformverfahren in Kombination mit dem Leichtmetallguß vermieden werden. Das Schlichten der Schaummodelle kann daher im allgemeinen vermieden werden; hierdurch sinkt die Zahl der Qualitätsrisiken.
Zum Abbau des Magnetfelds bzw. zur Entmagnetisierung des Formstoffs kann das Magnetfeld durch Wechsel der Stromrichtung in den Spulen einer Magnetisierungseinrichtung mehrfach mit sinkender Amplitude umgepolt werden. Von Zeit zu Zeit empfiehlt es sich, das magnetisierbare Granulat von daran anhaftenden Verkokungsprodukten und Gußanhaftungen thermisch, mechanisch oder chemisch zu reinigen.
Bei einem in der US-Patentschrift 4,733,714 vorgeschlagenen Gießverfahren ist unter anderem vorgesehen, in die Gießform Gießmodelle aus Polystyrol-Schaumstoff einzusetzen und diese dann in losen Sand einzubetten. Nach dem Abgießen der Gießform wird diese um 180° gedreht und von der Gießstation zu einer Kühlstation transportiert, wo die Schmelze dann erstarrt. An den Einsatz des Magnetformverfahrens ist in dieser Druckschrift nicht gedacht. Bereits geringste Erschütterungen führen bei diesem Verfahren zu Gußfehlern. Durch die geringe Erstarrungsgeschwindigkeit in mineralischen Sanden erfolgt keine ausreichend feine Ausbildung der primär erstarrenden Phasen.
Der Erfindungsgedanke umfaßt außerdem eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Formkasten eine Einfüllöffnung aufweist, durch welche die Aluminiumlegierung über ein mit einem Gießofen verbundenes Steigrohr in den Formkasten zu der vergasbaren Gießeinheit geführt wird, und daß die Einfüllöffnung über eine Kupplungseinrichtung mit dem Steigrohr verbindbar ist und daß der Formkasten um eine durch den Mittelpunkt der Kupplungseinrichtung verlaufende Achse drehbar ist. Hierbei bildet die Kupplungseinrichtung vorzugsweise eine Drehverbindung zwischen Steigrohr und Einfüllöffnung des Formkastens.
Da sich die Richtung des Magnetfelds in Bezug auf den Formkasten bzw. den magnetisierten Formstoff vorzugsweise nicht wesentlich ändern soll, ist die Magnetisierungseinrichtung vorzugsweise zusammen mit dem Formkasten drehbar. Es wäre jedoch auch möglich, eine Magnetisierungseinrichtung vorzusehen, die ansich stationär ausgebildet ist, aber eine derartige Veränderung des Magnetfelds gestattet, daß dieses bezüglich des Formkastens auch bei dessen Drehung im wesentlichen gleich bleibt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Magnetisierungseinrichtung und der Formkasten in einem Kreiskipper vorgesehen, dessen Drehachse zugleich die Drehachse des Formkastens bildet. Auf diese Weise sind die Magnetisierungseinrichtung und der Formkasten zusammen drehbar.
Die Magnetisierungseinrichtung ist bei einer bevorzugten Ausführungsform den Formkasten umgebend ausgebildet. Die Stirnseiten der Polschuhe eines oder mehrere geschlossener Joche sind dabei einander zugewandt, und der Formkasten ist zwischen ihnen anordenbar.
In besonders vorteilhafter Weise ist der Formkasten in Richtung der Drehachse in die Magnetisierungseinrichtung einschiebbar und über die Kupplungseinrichtung mit dem Steigrohr verbindbar. Nach dem Abgießen und Erstarren des Gußteils kann der Formkasten aus der Magnetisierungseinrichtung entnommen werden und durch einen noch nicht gefüllten Formkasten ersetzt werden.
Nach einem Erfindungsgedanken von besonderer Bedeutung ist das Steigrohr nach dem Drehen des Formkastens von der Kupplungseinrichtung bzw. dem Formkasten lösbar und kann mit einem anderen Formkasten einer weiteren Vorrichtung verbunden werden, um einen weiteren Abgießvorgang durchzuführen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1
einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Gießvorrichtung in Ausgangsposition;
Figur 2
einen Längsschnitt durch die Gießvorrichtung nach Figur 1 in Kühlposition;
Figur 3
einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 1;
Figur 4
eine schematische Vorderansicht einer bei einem Kreiskipper vorgesehenen Magnetisierungseinrichtung mit darin eingeschobenem Formkasten; und
Figur 5
eine Draufsicht auf eine konzentrische Anordnung mehrerer Vorrichtungen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Gießverfahrens wird in einen Formkasten 2, der aus austenitischen Stahlblechen durch Schweißen angefertigt ist und mit einem Dauerfutter 4 ausgekleidet ist, ein aus Polystyrol-Schaumstoff vorgefertigtes Gießmodell 6 mit einem Zulauf 8 eingelegt und in einen aus Eisendrahtkorn bestehenden Formstoff 10 eingeformt. Das Einformen wird durch Anwendung von Vibration mittels eines nicht dargestellten Vibrators zur Erzielung einer möglichst dichten Formstoffpackung unterstützt. Die magnetische Permeabilität des Formstoffs 10 entspricht im allgemeinen derjenigen des Dauerfutters 4. Der auf diese Weise vorbereitete Formkasten 2 wird über einen Rollgang 12 in eine Magnetisierungseinrichtung 14, bestehend aus Jocheisen 16 und Spulen 18 eingeschoben. Durch Anlegen bzw. Zuschalten eines Gleichstrom-Magnetfelds verfestigt sich der Formstoff 10 und hinterstützt das Gießmodell 6. Auf einer Einfüllöffnung 20 des Formkastens 2 ist ein mit einem Gießofen 22 verbundenes Steigrohr 24 über eine Drehkupplung 26 lösbar verbunden. Über das Steigrohr 24 wird aus dem Gießofen 22 Aluminium-Schmelze 28 mit einem Absolutdruck von vorzugsweise 1,2 bar in das Gießmodell 6 gedrückt.
Die obere Öffnung des Formkastens 2 ist durch eine auf das Dauerfutter 4 und den Formstoff 10 aufgelegte flexible Platte 30 und eine darüber angeordnete Schicht 32 aus einem elastischen Werkstoff und einem darauf befindlichen, mit Riegeln 34 arretierten Deckel 36 verschlossen. Die flexible Platte 30 und die Schicht 32 aus elastischem Werkstoff dienen zum Toleranzausgleich beim Einformen des Gießmodells 6. In das Dauerfutter ist ein zum Formstoff 10 hin offener Kanal 38 vorhanden, durch den die beim Vergasen des Gießmodells 6 anfallenden Gase nach außen entweichen können. Die Magnetisierungseinrichtung 14 ist in einem zylindrischen Kippkorb 40 eines Kreiskippers 42 befestigt. Gegen den Deckel 36 des Formkastens 2 drückt ein an dem Kippkorb 40 befestigter Niederhalter 44. Durch Anlegen bzw. Zuschalten eines Gleichstrom-Magnetfelds verfestigt sich der Formstoff und liegt fest an dem Gießmodell 6 an.
Beim Abgießen der Gießform befindet sich der Formkasten in der in Figur 1 dargestellten Ausgangsstellung, so daß Aluminiumschmelze über das Steigrohr 24 von unten in den Formkasten 2 über den Zulauf 8 zu dem Gießmodell 6 gedrückt wird, welches dabei kontinuierlich von unten nach oben vergast und durch die Aluminiumschmelze 28 ersetzt wird. Nach dem Abgießen wird der Formkasten 2 durch Umdrehen des Kippkorbs 40 des Kreiskippers 42 um eine Drehachse 46, welche in etwa horizontal und durch den Mittelpunkt der Drehkupplung 26 verläuft, um 180° gedreht, so daß die in der Figur 2 dargestellte Stellung erreicht ist. Nach Abnehmen des Drucks innerhalb des Steigrohrs 24 kann die Aluminiumschmelze 28 aus dem Zulauf 8 über das Steigrohr 24 in den Gießofen 22 zurückfließen, wobei der Zulauf 8 bezüglich der unteren Begrenzung der Einfüllöffnung 20 so angeordnet und geneigt ist, daß immer noch so viel Aluminiumschmelze 28 im Zulauf verbliebt, daß die Eingüsse des Gießmodells 6 bedeckt bleiben, so wie dies in der Figur 2 angedeutet ist. In dieser Stellung des Kreiskippers wird die Aluminiumlegierungschmelze 28 zum Erstarren gebracht, und danach wird das Magnetfeld abgeschaltet, wodurch der Formstoff 10 wieder rieselfähig wird. Formstoff und Gußstück können nun dem Formkasten entnommen werden.
Zur gezielten Steuerung der Magnetisierung innerhalb des Formstoffs können bestimmte Bereiche des Dauerfutters 4 mit erhöhter bzw. reduzierter Permeabilität ausgebildet werden, um die Feldstärke im Formstoff 10 lokal zu verstärken bzw. zu schwächen, damit durch die Gußstückkontur verursachte Feldveränderungen teilweise kompensiert werden können.
Wie in den Figuren 1 und 2 angedeutet ist, kann innerhalb des Formkastens 2 hinter der Einfüllöffnung 20 eine den Zulauf 8 ringförmig umgebende Kühleinrichtung 50 vorgesehen sein, mit der unmittelbar nach dem Abgießen die Aluminiumschmelze 28 abgefroren werden kann. Wenn die Kühleinrichtung 50 zu diesem Zwecke aktiviert wird, kann das Steigrohr 24 von der Drehkupplung 26 bzw. der Einfüllöffnung 20 gelöst bzw. abgekuppelt werden und mit einem anderen Formkasten verbunden werden. In diesem Fall braucht der Formkasten nicht gedreht zu werden.
Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf fünf konzentrisch angeordnete und in Umfangsrichtung verbringbare Gießvorrichtungen der vorstehend beschriebenen Art. An der mit dem Bezugszeichen 60 bezeichneten Position wird ein auf die vorstehend beschriebene Weise vorbereiteter Formkasten in eine Gießposition innerhalb der Vorrichtung gebracht. Nachdem die Vorrichtung in die Position 62 verbracht wurde, wird die Einfüllöffnung des Formkastens mit dem Steigrohr 24 des schematisch angedeuteten Gießofens 22 zum Abgießen verbunden. Nach dem vorausgehend beschriebenen Vorgang des Drehens wird die Verbindung wieder gelöst und die Vorrichtung sodann über die Kühlpositionen 64 und 66 zur Entnahmeposition 68 gebracht, in der der Formkasten der Gießvorrichtung entnommen wird.
Durch die Trennung von Formkasten und Gießofen während des Erstarrens des Gußstücks kann eine besonders hohe Produktivität erreicht werden.

Claims (17)

  1. Verfahren zur Herstellung von Gußstücken aus Aluminiumlegierung, bei dem eine aus einem vergasbaren Schaumstoff vorgefertigte Gießeinheit (6) in einen Formkasten (2) eingebracht, mit einem in den Formkasten (2) eingefüllten Formstoff (10) eines rieselfähigen magnetisierbaren Granulats umhüllt, ein den Formkasten (2) durchdringendes Magnetfeld aufgebaut, die so gebildete Gießform bei gleichzeitiger Vergasung der Gießeinheit (6) mit Aluminiumlegierungsschmelze (28) abgegossen, nach dem Erstarren der Aluminiumlegierungsschmelze (28) das Magnetfeld abgebaut und der Formstoff (10) von dem Gußstück entfernt wird, wobei die Aluminiumlegierungsschmelze (28) mittels eines verhältnismäßig niedrigen Drucks über ein Steigrohr (24) von unten nach oben in die Gießeinheit gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Abguß der Formkasten (2) um eine etwa horizontal verlaufende Drehachse (46) im Bereich des Zulaufs des Gußstücks gedreht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Aluminiumlegierungsschmelze (28) wirkende Absolutdruck 1,0 bis 1,5 bar beträgt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumlegierungsschmelze (28) durch Niederdruckgießen, Vakuumgießen oder durch Pumpen in die Gießeinheit gedrückt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkasten (2) um 180° gedreht wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß übereutektische Aluminiumlegierungen (28) vergossen werden.
  6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, mit einem Formkasten (2), in den eine aus vergasbarem Schaumstoff vorgefertige Gießeinheit (6) sowie ein Formstoff (10) aus einem rieselfähigen magnetisierbaren Granulat einbringbar ist, und mit einer Einrichtung (14) zum Aufbauen eines den Formkasten (2) durchdringenden Magnetfelds, wobei der Formkasten (2) eine Einfüllöffnung (20) aufweist, durch welche die Aluminiumlegierung über ein mit einem Gießofen (22) verbundenes Steigrohr (24) in den Formkasten (2) zu der vergasbaren Gießeinheit (6) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfüllöffnung (20) über eine Kupplungseinrichtung (26) mit dem Steigrohr (24) verbindbar ist und daß der Formkasten (2) um eine durch den Mittelpunkt der Kupplungseinrichtung (26) verlaufende horizontale Achse (46) drehbar ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkasten (2) mit einem Dauerfutter (4) ausgekleidet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungseinrichtung (14) und der Formkasten (2) in einem Kreiskipper (42) vorgesehen sind, dessen Drehachse die Drehachse des Formkastens (2) bildet.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungseinrichtung (14) den Formkasten (2) umgibt und daß die Stirnseiten der Polschuhe eines oder mehrerer geschlossener Joche einander zugewandt sind, und der Formkasten dazwischen aufgenommen ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkasten (2) in Richtung der Drehachse in die Magnetisierungseinrichtung (14) einschiebbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkasten (2) über einen Rollengang in seine Gießposition innerhalb der Magnetisierungseinrichtung (14) verbringbar ist.
  12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (24) von der Drehkupplung (26) lösbar ist.
  13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 6 bis 12, gekennzeichnet durch eine im Bereich der Einfüllöffnung (20) des Formkastens (2) oder des daran anschließenden Zulaufs vorgesehene Kühleinrichtung zum Abfrieren der Aluminiumlegierung.
  14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkasten (2) mit einem Deckel (36) verschließbar ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Oberseite des rieselfähigen Formstoffs (10) und dem Deckel (36) eine elastische Schicht (32) vorgesehen ist.
  16. Anordnung einer Mehrzahl von Vorrichtungen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Vorrichtungen konzentrisch um einen Mittelpunkt herum angeordnet sind und in Umfangsrichtung verbringbar sind und aufeinanderfolgend mit dem Steigrohr (24) des Gießofens (22) zum Abguß und während des Drehens des Formkastens (2) über die Kupplungseinrichtung (26) verbindbar und anschließend von diesem wieder trennbar sind, wobei der Gießofen (22) und das Steigrohr (24) an einer einzigen Umfangsposition der konzentrischen Anordnung vorgesehen ist, welche eine Gießposition definiert, wobei nach dem Gießen und Drehen und dem Lösen der Verbindung in Umfangsrichtung Kühlpositionen (64, 66) und eine Entnahmeposition (68) folgen, in der der Formkasten (2) der jeweiligen Vorrichtung entnommen wird.
  17. Anordnung einer Mehrzahl von Vorrichtungen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Vorrichtungen in linearer Anordnung mit zueinander parallel verlaufenden Drehachsen angeordnet sind und die einzelnen Vorrichtung entlang ihrer Anordnung verfahrbar sind, so daß jede Vorrichtung in eine Gießposition verbringbar ist, in der die Einfüllöffnung des Formkastens (2) mit dem in dieser Gießposition mündenden Steigrohr des Gießofens verbindbar ist.
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