FI57545C - Foerfarande foer omvandling av smaelt metall till metallprodukter - Google Patents

Description

r^-a-Tl ΓβΙ rt1vKUULUTUSJULKAISU rncAc [BJ <11) UTLÄGGNI NGSSKRIFT 3 r 0 4 5 w (si) K».ik.3/in*.ci.3 B 22 D 25/00

SUOM I — FI N LAN D (21) Pnunttlhukumut — Pwtntunueicning 618/TU

(22) HukumltpWvl — AmMcnlngsdif 01.03.7^ (23) Alkupllvl—GlMghuttdug 01.03-7^ (41) Tullut |ulklMlul — Bllvlt offuntllg O6.O9.7t IWtti. j* reki.teHh.IHtu. Nihtivikdpunon |. kuuLjullubun pvm.-

Patent- och regiuterut/reluen ' ' Amakuit uttagd och utUkrtfun publtcurad 30.05.80 (32)(33)(31) utuolkuu·—Begird prlorlut 05.03.73 USA(US) 337931 (71) Olsson International, Inc., One Oliver Plaza, Pittsburgh, Pennsylvania 15222, USA(US ) (72) Erik Allan Olsson, Zurich, Sveitsi-Schweiz(CH) (7*0 Oy Roister Ab (5^+) Menetelmä sulan metallin muuttamiseksi metallituotteiksi - Förfarande för . omvandling av smält meteli tili metallprodukter Tämä keksintö liittyy metallituotteiden valmistukseen. Tämä keksintö liittyy varsinkin, joskaan ei yksinomaan, tuotteisiin, jotka koostuvat rautametalleista ja rautaseoksista.

Kun nestemäistä tai sulaa metallia kaadetaan muottiin, alkaa jähmettyminen jähmettyneestä kerroksesta, joka muodostuu miltei heti siellä missä metalli koskettaa muottiin, ja se jatkuu sisäänpäin kohti muotissa olevan metallimassan keskipistettä. Jähmettymisnopeus on riippuvainen kolmesta seuraavasta tekijästä: 1) muotin seinämien läpi tapahtuvan lämmönsiirron kertoimesta; 2) sulassa metallissa olevasta, sulamislämpötilan ylittävästä liiasta lämmöstä, joka on poistettava metallin jähmettymislämpötilan saavuttamiseksi; ja 3) muotissa olevien, jo jähmettyneiden metallikerrosten läpi muotin seinämiin tapahtuvan lämmönsiirron kertoimesta.

Sulan metallin jähmettymisnopeuden määrittämiseksi käytetään valutekniikassa usein yksinkertaistettua kaavaa, joka on kyllin hyvä tässä kuvattavaa prosessia 1 /2 varten. Tämä kaava on: s=k (T) ' .

Tässä yhtälössä s on sulasta metallista jähmettyneen metallikuoren paksuus millimetreissä; T on minuuteissa aika, joka on kulunut jähmettymisen alus- 2 57545 ta, Ja k on jäähdytettävään metalliin liittyvä kerroin. Teräksen kohdalla

Ι/S

kerroin k vaihtelee 22:sta 33seen mm/minuntti ' ja sen voi laskea eri käytännön kokeista saatujen tietojen perusteella. Eksponentti 1/2 merkitsee tietenkin neliöjuurta. Tästä kaavasta ei käy ilmi ylilämmön, so. sulassa metallissa sulamislämpötilan ylittävän lämmön, vaikutus, mutta sitä ei tarvitse ottaa huomioon tässä sovellutuksessa.

Tämä yhtälö osoittaa, että kuoren kasvunopeus, so. jähmettyminen ulkopuolelta kohti sisäpuolta,pienenee nopeasti sen jälkeen, kun kuori on alkanut muodostua ja kuoren paksuus on alkanut kasvaa. Jäähtymisen tai jähmettymisen alussa vie esim. 3 mm paksuisen kuoren muodostuminen aikaa vain noin 0,028 min. jos k on 30. 4 minuutin kuluttua kuorenpaksuus on 60 mm, ja tämän jälkeen kuoren paksuuden kasvu 5 mm:llä vaatii noin 4»7 minuuttia.

Jähmettymisnopeudella on huomattava vaikutus metallin rakenteeseen ja koostumukseen. Metallikerroksessa, joka kovettuu nopeasti aivan muotin seinämän vieressä, on pieniä, umpimähkään suuntautuneita kiteitä, jotka muodostavat ns. "kylmävyöhykkeen". Tämän vyöhykkeen paksuus vaihtelee teräksen tai muun metallin koostumuksen mukaan noin 5»etä noin 10:een tai mahdollisesti kahteentoista mm:iin. N.s. "tiivistetty teräs" muodostaa "kylmävyöhykkeen", jonka paksuus on noin 10 mm. Kylmävyöhykkeessä kemiallinen koostumus vastaa tarkoin sulan metallin koostumusta ja sillä on myös paljon paremmat mekaaniset ominaisuudet kuin myöhemmin kovettuvalla metallilla, tai näin on ainakin useimpien teräksien kohdalla. Jäähtymisnopeuden hidastuessa kylmävyöhykkeestä sisäänpäin kehittyy isoja kiteitä - dendrlittejä - ja tästä seuraa rakenne, joka on hauras valssauslämpötilasea ja jossa voi helposti syntyä sisäisiä halkeamia, ellei suoriteta vain vähäisiä poikkileikkauksen pienennyksiä alkuvals-sausvaiheissa. Valoksen keskustan lähellä kiteinen rakenne tavallisesti muuttuu taas ja siinä on melko isokokoisia, umpimähkään suuntautuneita dendriitti-kiteitä.

Sen lisäksi, että dendriittikiteinen koko kasvaa janLiden suuntaus muuttuu valoksessa, vaihtelee myöskin metallin koostumus. Kuten edellä kerrottiin, muistuttaa metallin koostumus kylmävyöhykkeessä eniten sulan metallin koostumusta, kun taas ensimmäisessä kiteytyksessä hyljätyt aineosat keskittyvät yhä suuremmassa määrin keskustaa kohti. Viimeisenä jähmettyvä aine sisältää näin ollen eniten näitä aineosia, jotka ovat tulleet jatkuvasti hyljätyiksi kiteytysprosessissa. Tämä erottumistendenssi suurenee pitemmän jähmettymisajan myötä, niin että isommissa valoksissa on erotus pahempi kuin pienemmissä. Muoteissa valetuissa valoksissa on metallin kemiallinen koostumus sitä paitsi harvoin yhdenmukainen valoksen polkkileikkausalueilla,jotka tutkitaan välein valoksen koko pituudella. Kestovalu voi oleellisesti eliminoida tämän kemiallisen koostumuksen vaihtelun eri alueilla valoksen pituussuunnassa, mutta ulkopuolelta kohti keskipistettä ei voida välttää kemiallisen koostumuksen ja 3 57545 rakenteen vaihtelua, varsinkaan suurissa valoksissa.

Tämän vaihtelun vaikutuksen voittamiseksi ja vaadittujen mekaanisten ominaisuuksien kehittämiseksi on mahdollisesti pienennettävä valoksen poikkileikkaus-alaa valssaamalla tai pakottamalla. Valoksen alkuperäinen, isoja kiteitä sisältävä rakenne on murrettava valssaamalla tai pakottamalla valoksen koon pienentämiseksi noin 1:5-1:30 suhteessa, riippuen valoksen koosta ja metallin koostumuksesta. Lämpökäsittely, jolla saavutetaan koostumuksen yhdenmukaistuminen diffuusiolla, voi myös olla tarpeen tai suotava.

Sulan metallin muuttaminen valmiiksi tai myöskin puolivalmiiksi, valssatuiksi tuotteiksi, joiden tonniluku vuodessa on kohtalaisen suuri, edellyttää suuria sijoituksia valulaitoksiin, valssauslaitoksiin ja toistokuumennusuuneihin ja aiheuttaa suuria palkkakustannuksia sekä suuria polttoainekustannuksia monien töiden takia. Vaikka kestovalu on alentanut kustannuksia huomattavasti ei vain työvoimakustannuksia pienentämällä ja lisäämällä tuotosta, voidaan kestovalua käyttämällä valmistaa taloudellisesti pienemmän poikkileikkausalan omaavia valoksia, mikä eliminoi isojen harkkojen valssauksen tai valun puolivalmistekokoon ja -pituuksiin. Sijoitus- ja työkustannukset ovat silti suuria valmiin tuotteen tonnia kohti.

Puheena olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää parannettu menetelmä sulan metallin muuttamiseksi metallituotteiksi.

Tämän keksinnön mukaisesti on kehitetty menetelmä sulan metallin muuttamiseksi metallituotteiksi, jolle on tunnusomaista,'että metallikerroksia, joilla on sellainen paksuus, että ne nopean läpijähmettymisen seurauksena saavat pääasiassa valanteen tai jatkuvalla valulla valmistetun aihion hienokiteisen pintavyöhykkeen rakennetta muistuttavan hienorakeisen rakenteen ja tasalaatuisen koostumuksen koko poikkileikkausalueella, välittömästi jähmettymisen jälkeen yhdistetään ja puristetaan yhteen ei hapettavassa ilmakehässä toisiinsa päin olevien kosketuspintojen yhteensulattamiseksi yhtenäisen tuotteen aikaansaamiseksi, joka on puoli-valmista, jonka rakenne ja koostumus muistuttaa pääasiassa yksittäisten kerrosten rakennetta ja koostumusta, jolloin yhteenpuristamispaine sovitetaan kyseisessä korkeassa lämpötilassa vallitsevaan metallin plastisuuteen, ja että näin valmistettuun puolivalmisteeseen kohdistetaan sinänsä tunnettu käsittely, kuten kuumavals-saus, takominen, puristus tai suulakepuristus valmiiksi valssatun, taotun, puristetun tai suulakepuristetun tuotteen aikaansaamiseksi.

Keksinnössä on lisäksi kehitetty laite menetelmän toteuttamiseksi, joka laite on tunnettu yhdestä tai useista käytetyistä jäähdytyselimistä niiden jäähdytys-pinnan osalle levitetyn sulan metallin jäähdyttämiseksi, yhdestä tai useista jääh-dytyselinten jäähdytyspintoihin tiiviisti liittyvistä, sulaa metallia sisältävistä ja sulan metallin tuloaukolla varustetuista astioista tai säiliöistä, kaapimista jäähdytyspinnalle jähmettynyttä tai jähmettyneitä ja sen avulla sulasta metallista poistettuja metallikerroksia varten, ja elimistä jähmettyneen kerroksen tai kerrosten yhteenasettamiseksi ja yhteenpuristamiseksi toisiaan päin olevien kerros-pintojen sulattamiseksi yhteen yhtenäisen tuotteen aikaansaamiseksi.

11 57545

Sulan metallin voi jähmettää kosketuksessa kylmän pinnan kanssa ohueksi levyksi ja yhdistää yhden tai useamman samalla tavalla muodostetun kaistaleen tai levyn kanssa korkeassa lämpötilassa ja paineen alla ei-hapettavassa ympäristössä, jossa ne sulavat yhteen ja yhtyvät yhdeksi paksummaksi kaistaleeksi tai levyksi, jonka paksuus on hieman pienempi kuin eri kaistaleiden tai levyjen paksuuksien summa, mutta jolla on yksittäisten levyjen hyvät mekaaniset ominaisuudet ja kemiallinen yhdenmukaisuus. Tällaisen integroidun kaistaleen tai levyn voi sitten valssata verraten kevyillä ja harvoilla valsseilla valmiiksi tuotteeksi, esim. metalli-levyksi, jolla on mikä tahansa valittu paksuusnumero, Näin ei tarvitse valaa paksua valosta, jäähdyttää sitä jähmeään tilaan ja pienentää sitä raskaissa valssaus-laitoksissa ja monissa vaiheissa lopulliseen paksuuteen. Muitakin menetelmiä voi käyttää halutun yhdistetyn paksuuden saamiseksi kerrostamalla, esim. taivuttamalla levy itsensä päälle tai rullavalssaamalla se tiukasti joko pitkittäin tai poikittain itsensä päälle tai kiertämällä se tiukasti joko pitkittäin tai poikittain itsensä päälle tai kiertämällä yhteen useat litteäsivuiset kerrokset joksikin tankomaiseksi muodoksi.

Jotta keksintö ymmärrettäisiin paremmin ja jotta sen muut piirteet kävisivät ilmi, kuvataan keksintöä seuraavassa esimerkin muodossa viittauksin oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää pitkittäistä läpileikkauskuvantoa laitteen eräästä muodosta, jolla toteutetaan keksinnön mukainen menetelmä; kuvio 2 esittää kaavioineista perspektiivikuvantoa laitteen toisesta muodosta, jolla toteutetaan keksinnön mukainen menetelmä; kuviot 3~β esittävät kaaviomaisia poikkileikkauskuvantoja paksunnetun kappaleen valmistuksesta taivuttamalla litteä levy itsensä päälle, jolloin kuvio 3 esittää ohutta, litteää levyä, kuviot U ja 5 esittävät eri peräkkäisiä taivutus-vaiheita ja kuvio 6 näyttää, kuinka kerrokset ovat lopuksi toistensa päällä; ja kuvio 7 esittää perspektiivikuvantoa toisenlaisen laitteen osasta, jolla toteutetaan keksinnön mukainen menetelmä ja siinä näytetään, kuinka voidaan leikata osa jatkuvasti valmistetusta, ohuesta valoksesta ennalta määrättyyn pituuteen ja kiertää se tiukasti yhteen sulatettavaksi puolivalmiiksi yhdeksi kappaleeksi, jolla on pyöreä poikkileikkaus ja sulatettavaksi tai hitsattavaksi perifeerisesti uritetuissa valsseissa.

Kuviossa 1 näytetään tulenkestäväksi vuorattu astia 2, Valusangossa 3 on säädetty purkausaukko H, josta puretaan sulaa metallia astiaan 2 niin, että sulaa metallia 8 on tasaisella syvyydellä astiassa 2. Astian 2 yli ulottuu useita onttoja, vesijäähdytteisiä valsseja 5 ja kuviossa näytetään kolme valssia.

Jokainen valssi on sijoitettu niin, että sen akseli ja laakerit, joita osoittavat ympyrät 6 ja 7» ovat astiassa 2 olevan sulan metallin 8 pinnan yläpuolel- 5 57545 la· Jokaisen rullan 5 kehän alempi osa ulottuu sulan metallin pinnan alle.

Jokin sopiva väline ( ei näytetty) käyttää valsseja samalla nopeudella. Astian 2 päällä on koppa 9» niin että astian päällä voidaan ylläpitää ei-hapet-tava, inertieen kaasun tai tyhjön muodostama tila. Kunkin valssin pyöriessä muodostuu kunkin valssin pinnalla jatkuvasti metallikerros 10, jonka paksuus on 5 - noin 10 mm fä 12 mm tai jopa enemmän, ja tämän kerroksen koostumus vastaa yleisesti kylmävyöhykkeessä olevan metallin, kuten edellä kerrotiin.

Näin jokaisella valssilla muodostuneen kerroksen paksuus on riippusainen sulaan metalliin upotetun valssin kaarimaisen piimän pituudesta, valssit muodostavan metallin paksuudesta, valssin pyörimisnopeudesta ja sulan metallin kunnosta ylilämmön määrän suhteen ja metallin laadun suhteen.

Kun kuvion 1 laitteessa vasemalia oleva valssi pyörii, muodostuu sen päällä jähmettynyt metallikerros 10, joka tulee nostetuksi ylös astian sulasta metallista. Kaavin 11 poistaa tämän kerroksen, jota voi nyt pitää valoksena, valssin päältä ja muodostaa tuen vielä hauraalle valokselle, kun tämä liikkuu kohti valssin yläpäätä, joka on näytetty keskellä kuvion 1 laitteessa. Valos kulkee samanlaisen kerroksen 12 päälle, joka poistuu laitteen keskellä olevalta valssilta, jolloin ensiksi muodostetun valoksen kylmempi ja lujempi alapinta on kerroksen 12 kuumemman, juuri muodostetun yläpinnan päällä ja puristus-valssi 15 kohdistaa kevyen, tasaisen paineen, joka saa kaksi kerrosta sulautumaan tai hitsautumaan yhteen yhdeksi paksummaksi radaksi. Tämä paksumpi rata kulkee välikaapimen ja tuen 14 ylitse ja sitten jähmettyneen kerroksen 15 päälle rullan yläpään kohdalla, joka on oikealla kuvion 1 laitteessa, ja nyt yhdistettyjen kahden ensimmäisen kerroksen kylmempi alapinta koskettaa nyt kerroksen 15 juuri muodostettuun pintaan. Jälleen tapahtuu sulautuminen puristusrullan 18 kohdistaman tasaisen paineen alla. Puristusrullat 13 ja 16 voivat olla lenekäyttäsiä tai ne voivat pyöriä pelkästään valoksen yläpään kanssa tapahtuvan kosketuksen avulla. Valos 17, joka nyt käsittää kolme erikseen muodostettua kerrosta, jotka on viety yhteen niiden jätettyä sulan metalli-massan, josta ne ovat lähtöisin, kulkee kaapimen 16 ylitse ja ulos ohjaimen 19 kautta laitteen purkauspäässä, joka ohjain on kopan 9 jatke. Ohjain, jonka läpi valos kulkee, estää ilmaa virtaamasta kopan alla olevaan tilaan tai iner-tistä tai ei-hapettavaa kaasua poistumasta. Kopassa on johto 20, jonka kautta voidaan poistaa ilmaa kopasta tai jonka kautta syötetään inertietä kaasua. Kukin purietusvalsel 13,16 on varustettu paineensäätövälineellä 13', 16·.

Jokainen vesijäähdytteinen valssi 3 voidaan varustaa välineellä 21, joka asettaa irrotusainekerroksen valssin pinnalle ja joka on toisen rullan muodossa, joka sijaitsee valssin 3 alastulevan pinnan vieressä. Uusi sula metalli, joka tulee sisälle astiaan 2, nousee aukkojen 22 kautta, jotka ovat valepohjassa 23 6 57545 valssien alla,jossa tulenkestävät estolevyt 24 pitävät kuonan tai pinnan epäpuhtaudet poissa paikasta,jossa eri valssit menevät sulaan metalliin.

Kun valos on tullut ulos ohjaimesta 19» on suotavaa viedä se pienentävän valssauslaitteen 29 läpi riittävän välimatkan päässä valulaitteesta, jotta metalli ehtii jäähtyä normaaliinvalssauslämpötilaan. Tästä valssista sen voi jäähdyttää puolivalmiiksi tuotteeksi tai sen voi valssata heti vakniiseen tilaan. Kuviossa 1 näytetään valssi 29 aivan ohjaimen 19 ulostuloaukon vieressä. Vaikka valssiteline voi sijaita näin, on selvää, että se voi sijaita huomattavan kaukana ohjaimen 19 ulostuloaukosta.

Vaikka kuvioissa on näytetty kolme valssia, voidaan useampiakin käyttää.

On myöskin ymmärrettävä, että monta kapeaa kaistaletta voidaan muodostaa vierekkäin yhdellä tai useammalla valssilla ja ne voi myöhemmin sulattaa yhteen tankojen muodostamiseksi. Lisäksi on ymmärrettävä, että vaikka juuri kuvattu laite sisältää valssit, koska nämä ovat yksinkertainen esimerkki laitteesta, jossa on jatkuvasti liikkuva, jäähdytetty pinta, joka on valssin pinta, voidaan jossain määrin tuotteesta riippuen myös käyttää jäähdytettyjä, päättömiä hihnoja tai jatkuvasti peräkkäin olevia jäähdytettyjä muottielementtejä, jotka on järjestetty samalla tavalla kuin telaketjunosat. Laitteen kaikissa näissä eri muodoissa muodostetaan kuitenkin valokset erikseen astiassa olevasta sulasta nesteestä ja sitten ne viedään yhteen ja jähmetetään astian sulan nesteen pinnan yläpuolella, tai sen jälkeen, kun valokset ovat kulkeneet muulla tavoin pois kosketuksesta sulan metallimassan kanssa, josta ne muodostetaan.

Joskin kylmävyöhykkeen paksuudeksi on määritetty 9-12 mm eri terästen kohdalla, voidaan tarvittaessa muodostaa alle 9 am paksuisia kerroksia ja jähmettää ne tai yli 12 mm paksuisia kerroksia. Mikäli ylitetään 12 mmtn maksimiini t ta, saattavat jotkut edut mennä hukkaan tuotteen laadun suhteen, mutta koska ei ole käytännöllistä valaa jatkuvasti alle 100 mm paksuisia kaistaleita, voidaan varmistaa parannettu tuote ja eliminoida kustannukset,jotka aiheutuvat siitä, että aloitetaan paljon paksummalla valoksella, esim. tavanomaisessa valussa kestovalamalla tehdyllä kaistalella, ja myöhemmin valssataan se valmiiksi tuotteeksi. Toisin sanoen, yhtenäisen rakenteen muodostaminen kerroksista, joiden paksuus voi ylittää kylmävyöhykkeen paksuuden voi olla taloudellisempaa ja tuote voi olla parempi kuin tavanomaisessa käytännössä, jossa aluksi valetaan paksu kappale, joka työstetään ohueksi tuotteeksi.

Kuvio 2 näyttää laitteen, jolla toteutetaan menetelmä sulan metallin , muuttamiseksi tankokappaleeksi. Siinä on yksi ontto, vesijäähdytteinen valssi 50 suunniteltu pyörimään tulenkestäväksi vuoratussa astiassa 31# jossa on sulaa metallia muuttumattomalla syvyydellä, jota syötetään syöttövälinmel-lä, jota ei ole näytetty, mutta joka voi olla esim. samanlainen kuin kuvion 1 7 57545 näyttämän laitteen valueanko 3. Valssin 30 kehän alaosa on upotettu sulaan metalliin. Samoin kuin kuviossa 1 mikä tahansa sopiva käyttömekanismi (ei näytetty) käyttää tätä valssia 30.Selvyyden vuoksi ei kuviossa 2 näytetä koppaa, jolla tavallisesti ylläpidetään säädetty,inertinen tila tai tyhjö sulan metallin päällä.

Valssin 30 pinnassa on muodostettu peräkkäisiä kohoumia ja uria, niin että metallin jähmettyessä valssin päällä muodostuu valos 32, jossa on peräkkäin vastakkaisia tasopintoja 33» jotka on yhdistetty toisiinsa valoksen kohoumien ja urien kohdalla. Toisin sanoen, sen sijaan että muodostettaisiin kerroksia tai yksittäisiä valoksia kokonaan toisistaan erillään niin kuin kuvion 1 esittämässä laitteessa, muodostetaan valos, joka käsittää monta osittain erillistä kerrosta, jotka onyhdistetty kerrotulla tavdla kohoumien ja urien kohdalla. Kun valos poistuu vesijäähdytteisen valssin luota se kulkee kohti puristuslaitetta, jossa on kaksi pystysuoraa väissä 34 ja jossa osittain erillisten kerrosten useat tasopknat 33 pakotetaan ja puristetaan toisiaan vasten ja sulatetaan yhteen tankokappaleen 35 muodostamiseksi, jonka voi vielä pienentää valmiiksi tuotteeksi tai joka voi muodostaa puoleksi valmiin tuotteen, joka muutetaan myöhemmin valmiiksi. Kaavinta, jota ei ole näytetty, mutta joka voi olla samanlainen kuin kuvion 1 näyttämät, voidaan käyttää valoksen tukemiseksi, kun ee poistetaan valssilta 30. Irrotusainetta voidaan myös panna valsseille samalla tavalla kuin vesijäähdytteisille valsseille kuvion 1 näyttämässä laitteessa.

Kuvion 1 näyttämän laitteen ja kuvion 2 näyttämän laitteen toiminnan aikana valos muodostuu jatkuvasti.

Kuvioissa 3-6 näytetään toinen menettely, jossa viedään yhteen yhden valoksen yhdistetyt poimut tai osat ja joka on samanlainen kuin kuvion 2 mukainen. Tässä muunnokäessä muodostetaan litteä valos vesijäähdytteisellä valssilla tai muulla jäähdytetyllä, liikkuvalla osalla ja valos poistetaan myöhemmin valssilta tai liikkuvalta osalta. Kuviossa 3 näytetään tällainen litteä valos 40. Kuten kuviossa 4 näytetään, pidetään valoksen keskiosa 41 litteänä, kun taas sivureunat 42, jotka ovat yhtä leveät kuin keskiosa, käännetään ylös valoksen kummallakin puolella. Toinen sivuosa taivutetaan sisälle keskiosan päälle kuvion 5 mukaisesti ja sitten taitetaan kuvion 6 mukaisesti toinen sivuosa sisälle ensimmäisen päälle ja sitä puristetaan tasaiset! kosketuspintojen sulattamleeksi yhteen. Tämän prosessin voi suorittaa jatkuvilla pituuksilla tai katkaisemalla jatkuvasti tehty valos ennalta määrätyn pituuden omaavikei kappaleiksi. Kun näin muodostettu, yhdistetty valos 43 on jäähtynyt normaaliin valssauslämpötilaan, sen voi valssata pienentävässä valssa-uslaitokseeea kuvion 1 mukaisesti.

8 57545

Kuviossa 7 leikataan samanlainen litteä valos kuin kuviossa 3 joko poikittain tai pituussuunnassa haluttuun kokoon ja sitten se kierretään tiukasti yhteen, kuten kohdassa 30, ja syntynyt pyöreä kappale viedään uritettujenvalssien 31 välistä, jotka kohdistavat riittävän paineen metallin ollessa vielä kuuma kiemuroiden sulattamiseksi yhteen yhdeksi umpinaiseksi tai putkimaiseksi kappaleeksi, jota voidaan jäähtymisen jälkeen vielä valssata tai työstää.

Tässä selityksessä kuvattuihin menetelmiin liittyviä mittoja, lämpötiloja ja paineita voidaan muuttaa eikä nttkä voi näin ollen määrittää tarkasti. Asiantuntijan oletetaan kykenevän määrittämään parametrit määrättyä prosessia varten kohtuullisen kokeilun jälkeen. Joissakin tapauksissa on ehkä käytettävä lisälämpöä puristuksen, taittamisen tai kiertämisen yhteydessä, jotta saataisiin aikaan erillisten valosten tai saman valoksen kerrosten tai poimujen tai kierrettyjen alueiden yhteensulaminen. Oheisten piirustusten esimerkkinä näyttämässä, yhdistetyssä tuotteessa on näytetty viivat, joiden kohdalla kosketuspinnat yhtyvät,mutta käytännössä tämä kerros, rakenne ei ole ehkä näkyvä.

On kuitenkin huomautettava, että metallin jähmettyessä nestemäisestä jähmeään tilaan saavat jotkut metallit plastilliset ominaisuudet vain muutamaa astetta jähmettymislämpötilaa alemmassa lämpötilassa, kun taas muiden kohdalla lämpötila-alue voi olla J.00°C tai suurempi, ehkä iopa 200°C, jähmeän tilan ja hyvien plastillisten ominaisuuksien kehittymisen välillä. Valosten kerrosten hitsautuminen tai sulautuminen tai yhteneminen voi tapahtua jähmeässä vaiheessa tai sen lähellä, so. silloin, kun se on ilmeisesti jähmeä vaikka huonon plastillisuuden takia jokin juokseva metalli saattaa vielä olla dendriit-tirajojen välissä. Hitsautuminen, sulautuminen tai yhdentyminen tapahtuu toisin sanoen tavallisesti lämpötilan yläpuolella, jossa metallin plastillisuus on riittävä normaalia valssausta varten. Kerrokset ensimmäisinä yhteenpurista-vien puristusvalssien kohdistaman paineen tulisi yleisenä sääntönä aikaansaada kahden tai useamman kerroksen muodostaman, yhdistetyn kappaleen pdcsuuden pieneneminen alueella 0,2-2 #. Noin 0,10 C sisältävä vähähiilinen teräs kehittää nopeasti hyvät plastilliset ominaisuudet jähmeää tilaa alemmassa lämpötilassa ja siihen voidaan monissa tapauksissa kohdistaa paine poikkileikkauk-senpienentämiseksi 20 11a, kun metalli puristetaan yhtenäiseksi kappaleeksi, kun sitä vastoin paljon epäpuhtauksia, kuten S,P, Cu, Sn jne. sisältävän teräksen plastillisuus on huono jopa 130° jähmeää tilaa alemmassa lämpötilassa eikä se kestä yli 0,3 n pienentämistä. Thteensulamisen aikaansaavan paineen tulisi siksi olla sellainen, että paksuuden pienennys on vain riittävän suuri hyvän sitoutumisen aikaansaamiseksi, so. noin + 2 i» metallin toleranssista riippuen. Jos paine ylittää nämä kriittiset rajat, niin tiivistetyssä tuotteessa on heikkoja alueita tai sisäisiä vikoja. Kun onsaavutettu normaali valseauelämpötila, voidaan yhdistettyä valosta pienentää jopa 20 $ tai enemmän 9 57545 paksuuden osalta vainyhdessä valssauksessa.

Ei ole vaikeaa ymmärtää, että jos esim. kolme kerrostaloista jokaisella on kyhfivyöhykkeen paksuus, esim. 10 mm, yhdistetään yhdeksi JO mm:n kappaleeksi ja pienennetään 20 ^ verran puolivalmiiksi tuotteeksi niin sen muuttamiseksi levymetalliksi, jonka paksuus n:o on esim. 10 tai 20, vaaditaan paljon pienempi työmäärä kuin useiden senttimetrien paksuisen valoksen vals-saamisekei samaan paksuusnumeroon, eikä tässä prosessissa tarvita suurta lämpötyöstöä, koska metalli on kokonaan tai suurelta osin metallia, jolla on kylmävyöhykkeen paksuus on kiderakenne sekä koostumus, kuten edellä on selitetty.

Joskin tämä keksintö käsittää nimenomaan menetelmän ja laitteen, jossa yhdellä valssilla muodostunut kerros kerrostetaan ensimmäisestä valssista jonkin matkan päässä olevalla ja sen kanssa samansuuntaisesti pyörivällä valssilla muodostuneen kerroksen pintaan, keksintöä voidaan soveltaa mihin tahansa menetelmään, missä kaksi vastakkaiseen suuntaan pyörivää valssia uppoaa sulaan metallimassaan ja kummallakin valssilla muodostuneet jähmettyneet mutta kuumat erilliset metallikerrokset puristushitsataan yhteen valssien välisessä aukossa. Näin muodostuneeseen yhdistettyyn kaksikerroksiseen levyvalokseen voidaan kuten tässä on esitetty, puristuehitsata lisää kuorikerroksia, jos tarvitaan suurempaa paksuutta.

Claims (13)

10 57545

1. Menetelmä sulan metallin muuttamiseksi metallituotteiksi, tunnet-t u siitä, että metallikerroksia, joilla on sellainen paksuus, että ne nopean läpijähmettymisen seurauksena saavat pääasiassa valanteen tai jatkuvalla valulla valmistetun aihion hienokiteisen pintavyöhykkeen rakennetta muistuttavan hie-norakeisen rakenteen ja tasalaatuisen koostumuksen koko poikkileikkausalueella, välittömästi jähmettymisen jälkeen yhdistetään ja puristetaan yhteen ei hapettavassa ilmakehässä toisiinsa päin olevien kosketuspintojen yhteensulattamiseksi yhtenäisen tuotteen aikaansaamiseksi joka on puolivalmiste, jonka rakenne ja koostumus muistuttaa pääasiassa yksittäisten kerrosten rakennetta ja koostumusta, jolloin yhteenpuristamispaine sovitetaan kyseisessä korkeassa lämpötilassa vallitsevaan metallin plastisuuteen, ja että näin valmistettuun puolivalmisteeseen kohdistetaan sinänsä tunnettu käsittely, kuten kuumavalssaus, takominen, puristus tai suulake-puristus valmiiksi valssatun, taotun, puristetun tai suulakepuristetun tuotteen aikaansaamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhteenpuristaminen suoritetaan lämpötilassa, joka on metallin normaalin valssaus-lämpötilan yläpuolella paineessa, joka aiheuttaa kerrosten yhteenlasketussa paksuudessa enintään 2 % pienenemisen.

3- Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kerrosten paksuus on enintään 12 mm ja että kerrokset on valmistettu samasta sulasta metallista. H. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että useita samanaikaisesti valettuja kerroksia yhdistetään ja puristetaan yhteen niiden yhteensulattamiseksi kosketuspinnoista.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yksi kerros liitetään yhteen taivuttamalla sen osia päällekkäin minkä jälkeen ne puristetaan yhteen toisiaan päin olevien kosketuspintojen yhteensulattamiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yksi kerros liitetään yhteen muodostamalla siihen laskoksia, minkä jälkeen laskok-set puristetaan yhteen toisiaan päin olevien kosketuspintojen yhteensulattamiseksi.

7· Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liikkeessä olevalle jäähdytyspinnalle, osittain valetaan tai se peitetään sulalla metallilla ja että jäähdytyspinnalle jähmettynyt kerros poistetaan, joka kerros sen jälkeen kun se on irrotettu jäähdytyspinnalta taitetaan kokoon tai yhdistetään yhteen tai useampaan samalla tavalla muodostettuun kerrokseen ja puristetaan niiden kanssa yhteen yhteensulautumisen aikaansaamiseksi kosketuspinnoissa. ” 57545

8. Laite jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi myöhempää kuumavalssausta tai takomista varten tarkoitettujen puolivalmisteiden muodossa olevien metallituotteiden valmistamiseksi, tunnettu yhdestä tai useista käytetyistä jäähdytyselimistä (5) niiden jäähdytyspinnan osalle levitetyn sulan metallin (8) jäähdyttämiseksi, yhdestä tai useista jäähdytyselinten jäähdy-tyspintoihin tiiviisti liittyvistä, sulaa metallia sisältävistä ja sulan metallin tuloaukolla varustetuista astioista tai säiliöistä (2), kaapimista (11, 1U, 1Ö) jäähdytyspinnalle jähmettynyttä tai jähmettyneitä ja sen avulla sulasta metallista poistettuja metallikerroksia (10, 12, 15) varten, ja elimistä (13, 16) jähmettyneen kerroksen tai kerrosten yhteenasettamiseksi ja yhteenpuristamiseksi toisiaan päin olevien kerrospintojen sulattamiseksi yhteen yhtenäisen tuotteen aikaansaamiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että jääh-dytyspintana on pyörivän lieriömäisen, jäähdytyskanavilla varustetun kappaleen (5) vaippapinta.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että jäuh-dytyselimenä on päätön nauha.

11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että jääh-dytyselin on muodostettu päättömäksi nauhaksi nivelletyistä jäähdytyslevyistä.

12. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että yh-teenpuristamiselimet on muodostettu valsseista tai rullista (13, 16).

13. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että sulaa, metallia sisältävä astia (2) tai säiliö on yhteinen kahdelle tai usealle jäähdytys-elimelle (5)· 57545