FI63531C - Foerfarande foer framstaellning av en form med ett blindhuvud under anvaendning av vakuumformning och en form - Google Patents

Description

TSST»n Tftl KUULUTUSJULKAISU , 4ΒΓφ W <11> UTLÄGGNI NQSSKRIFT 6 3 5 3 1 C Patentti myönnetty 11 07 1983 *2|A« Patent oeddelat ^ ; (51) Kv.ik.3/Ii*t.ci.3 B 22 C 9/08 SUOMI—FINLAND CM) Paunttihtkumut —· PmncaMMcninf 7θθθ8ΐ (22) Hik.ml.p»Jv« — Ameknlnpdag 11.01.78 * * (23) Alkupilv·—GUtighmdag 11.01.78 (41) Tullut julklMks) — Bllvlt off*ntll| , r q,

Patentti- ja rekisterihallitus .... , _. . , . , (+4) Nlhtlvilulpenon ji kuuLfulkaiajn pvm. — n_

Patent· och registerstyrelsen ' ' An*6kan utiagd och uti.ikriftM pubiicurad 31.03 ·Ö3 (32)(33)(31) Pyydetty «uoikuus — Baglrd priorket 13.07.77

Japani-Japan(JP) 83032/77 (71) Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha, 5-1, Marunouchi 2-chome,

Chiyoda-ku, Tokyo, Japani-Japan(JP) (72) Hiroshi Matsuura, Takehara-sjii, Hiroshima-ken, Japani-Japan(JP) . (7M Oy Kolster Ab (5^ ) Menetelmä umpikuvulla varustetun muotin valmistamiseksi tyhjiö-kaavausta käyttämällä ja muotti - Förfarande för framställning av en form med ett blindhuvud under användning av vakuumfo mining och en form

Tyhjiökaavattua muottia käyttävässä valumenetelmässä ilman-pitävä suoja-aine (esim. muovikalvo) asetetaan päällysteenä mallineen tai profiilin pinnalle sekä kaatokanavan, painukuvun ja mahdollisen umpukuvun pinnalle. Kun peitetty malline on sijoitettu ennalta määrättyyn asentoon ylempien ja alempien valukehysten tai valumuottien sisälle, jotka jälkimmäiset kytketään tyhjennysmeka-nismiin, syötetään valukehyksiin rakeinen, tulenkestävä aine (esim. valuhiekkaa), joka ei sisällä sideainetta. Sitten tämän valuhiekan sisältävien valukehysten ylä- ja alapinnat suljetaan tiiviisti il-manpitävällä suoja-aineella ja kehyksissä olevan hiekan väleihin kohdistetaan tyhjiö tyhjennyslaitteen avulla, joka voi esim. käsittää tyhjiöpumpun kytkettynä valukehysten tyhjennysaukkoihin.

Näin valuhiekka tulee kootuksi ja sullotuksi yhteen mallinetta ympäröivän ilmakehän paineen ja tyhjiön välisen paine-eron vaikutuksesta. Näin muodostuu valuhiekassa mallinepinta, jonka muoto vastaa 63531 mallineen muotoa, ja suoja-ainekalvo tulee adsorboiduksi malline-pinnalle. Jos nyt malline irrotetaan valukehyksistä ja valuhiekan raot pidetään tyhjiön alaisina, niin saadaan tyhjiömuotoiltu muotti, jolla on sama muoto kuin mallineella sekä kaatokanava, syöttö-kupu jne. Tämän jälkeen saadaan mallineesta valos kaatamalla sulaa metallia muotin muodostettuun onteloon.

Tällaisen valumenetelmän tunnetuissa muodoissa käytetään normaalisti syöttökupua, jolla syötetään sulaa metallia valokseen jäähdytyksen aikana kutistumisen ottamiseksi huomioon, ja tästä puhutaan nyt kuvioon 1 viitaten. Tämä kuvio näyttää ylemmän 1 ja alemman valukehyksen 1', jotka ovat erotettavissa ja joista kummallakin on tyhjennysmekanismi. Valukehyksiä 1, 1' varten on vastaavat tyhjennysaukot 2, 2', jotka kytketään tyhjennysvälineeseen (ei näytetty) esim. tyhjiöpumppuun. Kuvion 1 mukaisesti tyhjennys-suodattimet 3, 3' ovat vastaavissa valukehyksissä. Valukehykset täytetään rakeisella, tulenkestävällä aineella 4, esim. valuhiekalla, jossa ei ole sideainetta ja sen pinnat verhotaan ilmanpitä-vällä suoja-aineella 5, esim. muovikalvolla. Mallineen poiston jälkeen jäävä ontelo 6 johtaa kaatokanavaan 7 sekä syöttökupuihin 8 ja 9. Syöttökupu 9 on erityisen syvä ja sitä käytetään yleensä silloin, kun on valettava muodoltaan monimutkainen valos.

Jäähdytyksen aikaisen ns. syöttövaikutuksen lisäksi alan aikaisemmat syöttökuvut 8 ja 9 estävät ontelon 6 vääristymisen päästämällä ilmakehän ilmaa ontelon läpi, vaikka ilmanpitävä kalvo 5 (joka imeytyy verhoavasti ontelon 6 sisä- eli mallinepinnalle mainitun tyhjiön vaikutuksesta) sulaisi sulan metallin lämmön vaikutuksesta, kun metalli kaadetaan kaatokanavan 7 läpi.

Alan aikaisemmalla tyhjiömuotoilulla muotilla on kuitenkin seuraavat huonot puolet: 1) koska hyvin syvän syöttökuvun takia tarvitaan paljon enemmän sulaa metallia kuin mitä syötetään valokselle jäähdytyksen aikana, vähenee valutyön tuotos huomattavasti, 2) koska ilmanpitävien muovikalvojen venymisraja usein ylitetään jos mallineen pinta on verhottu vain yhdellä kalvolla, on syöttökupua 9 varten alamalline verhottava erikseen ilmanpitävällä muovikalvolla, joka kytketään ilmanpitävästi päämallineen verhoavaan kalvoon, niin että on tehtävä paljon enemmän työtä, mikä lisää kustannuksia, 3) riippuen syvän syöttökuvun 9 sijainnista se voi joskus häiritä ylimääräistä tyhjennysputkea 21 tms., joka kuuluu valu-kehykseen 1, niin että tämän rakennetta on ehkä muutettava.

63531

Keksinnön eräs tavoite on kehittää valumenetelmä/ jossa käytetään tyhjiökaavattua muottia, jossa on syöttökupu, jolla voidaan poistaa alan aikaisemmin kuvatun menetelmän haitat tai oleellisesti vähentää näitä.

Keksinnön mukainen menetelmä on täsmällisesti sanottuna tunnettu siitä, että kalvo muovataan peittämään koko malline, umpikupu mukaan luettuna, että ilmakehän paineella toimiva keerna ja ilma-kanava yhdistetään suoraan umpikuvun yläosaan ja että seuraavaksi sinänsä tunnettuina vaiheina suoritetaan täyttö valuhiekalla, tiivistetään valuhiekka täryttämällä, asetetaan valuhiekalla täytetyn muotin yläpinnalle kalvo sekä tyhjennetään valuhiekalla täytetyssä muotissa oleva tila.

Keksinnön mukainen muotti on puolestaan täsmällisesti sanottuna tunnettu siitä, että umpikuvussa on ilmakanava ja kartio-mainen osa sen yläosassa, joka kartio-osa on sovitettu ulottumaan kohtaan, joka on sen tason alla, jonne sula metalli ulottuu valamisen jälkeen, jolloin sulan metallin ja kartio-osan välisestä kosketuksesta johtuen muotin tulenkestävä aine tulee lämmön kyl-lästämäksi umpikuvun ympärillä pyrkien hidastamaan umpikuvussa olevan metallin kovettumista.

Keksinnön ymmärtämisen helpottamiseksi ja sen muiden yksityiskohtien selittämiseksi kuvataan seuraavassa sen mukaisen valu-menetelmän erästä parhaana pidettyä toteutusmuotoa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaaviomaista kuvantoa alan aikaisemmasta menetelmästä tyhjiökaavattujen muottien muotoilua varten, kuvio 2 esittää kaaviomaista läpileikkauskuvantoa parhaana pidetystä toteutusmuodosta, ja kuviot 3, 4, 5 ja 6 esittävät kaaviomaisia läpileikkaus-' kuvantoja parhaana pidetyn toteutusmuodon erilaisista muunoksista.

Kuvion 2 mukaisesti rakeinen, tulenkestävä aine 4, jossa ei ole sideainetta esim. valuhiekka, on sijoitettu valukehyksiin ja ilmanpitävä suoja-aine 5, esim. muovikalvo, toimii tulenkestävän aineen pintojen verhouksena. Kun hiekka on sullottu verhotun mallineen ympärille, poistetaan malline, jolloin jää ontelo 6, ja valukehysten ja niiden osien eri rakenteet, toiminnat ja keskinäiset rakenteelliset suhteet ovat oleellisesti samat kuin alan aikaisemmassa, edellä kuvatussa muotissa, joka kuvaus liittyi kuvioon 1 (samanlaisille osille on annettu samat viitenumerot).

63531

Urapikupu 10 muodostetaan ontelon 6 vieressä ja sopivassa kohdassa umpikuvun 10 yläosassa (mieluiten korkeammassa kohdassa) on kartio-osa 11, joka sojottaa alaspäin. Tämä kartio-osa on tehty siten, että se suorittaa samat tehtävät ja sillä saavutetaan Selmat edut kuin hyvin tunnetulla ilmakehän paineella toimivalla keernalla (ns. "William1in" keernalla).

Umpikuvussa 10 on ilmareikä 12 yhteydessä ulkoilman kanssa ja reikä 12 ja kartio-osa 11 sijaitsevat kuvion mukaisesti. Nämä osat ovat valukehyksen sisällä, jolla on tyhjennysmekanismi, jota on kuvattu kuvioon 1 viitaten.

Kun sulaa metallia kaadetaan kuvatun, tyhjiökaavatun muotin onteloon 6 kaatokanavan kautta (ei näytetty kuviossa 2), tämä sula metalli täyttää ontelon, umpikuvun 10 ja ilmareiän 12. Kun ontelossa oleva valos alkaa jäähtyä ja siten kutistua, tulee kuitenkin sulaa metallia syötetyksi umpikuvusta 10 valokseen. Tällöin umpikuvun 10 yläpäässä olevan kartio-osan 11 kärkipää on niin terävä, että sulan metallin lämpö kyllästää termisesti muotin aineen (esim. valuhiekan). Joten kun valos alkaa kovettua, pysyy metalli kartio-osan 11 ympärillä sulana, ja koska valuhiekan sisällä valltisee sisäinen paine (suuruusluokassa -400 mmHg), tapahtuu sulan metallin syöttöä paineen alaisena valokseen. Näin muodostuu asteittain jäähtyvä imuonkalo kaulan yläpuolella umpikuvussa 10 ja lopulta se laajenee tilavuuteen, joka on yhtä kuin kokonaiskutistumisvolyymi. Näin valmistuu virheetön valos ontelossa 6 ilman sellaisia vikoja kuin imuonkalot. Kun sula metalli kaadetaan ontelo-osaan 6, sisäpintoja verhoava, ilmanpitävä suojakalvo 5 sulaa sulan metallin lämmön vaikutuksesta, niin että paine-ero kalvon poikki valuhiekan 4 ja ontelon 6 välissä tasoittuu, jolloin ontelon 6 muodonmuutos normaalisti voisi tapahtua. Mutta koska ilmakehän paine kohdistuu onteloon 6 ilmareiän 12 ja umpikuvun 10 välityksellä, voidaan edellä mainittu paine-ero säilyttää, jolloin vaara ontelon 6 muodonmuutoksesta tulee poistetuksi.

Kuvion 3 näyttämässä muunnoksessa sijaitsee ilmakehän paineella toimiva valusydän (William'in valusydän) 13 sopivassa kohdassa umpikuvun 10 ylimmän pisteen kohdalla ja sen jälkeen, kun ilmareikä 12 on muodostettu erikseen ja verhottu ilmanpitävällä suojakalvolla, liitetään tämä kalvo ja umpikuvun 10 verhoava, ilmanpitävä suojakalvo yhteen teipillä 14. Kun käytetään ilmakehän paineella toimivaa keernaa 13, kuten tehdään kuvion 13 toteutusmuodossa, on etuna hyvin pieni vaara tämän osan vääristymisestä, mikä 635 31 johtuu siitä, että keerna 13 ei voi vääristyä, koska se on tehty sideaineen sisältävästi hiekasta (esim. öljyhiekasta tai CO2 hiekasta).

Toisessa, kuvion 4 näyttämässä muunnoksessa ilmakehän paineella toimiva keerna 13 sijaitsee umpikuvussa 10 alapäässä ja suunnattuna yhteen ilmareiän 12 kanssa lisäputken 16 kautta. Ilma-reiän muodostaa putki 15, joka on liitetty lisäputkeen 16 teipillä 17. Tässä muunnoksessa on etuna se, että koska sulaa metallia ei tule putkeen 15, paranee valutyön tuotos vastaavasti. Ja koska tässä muunnoksessa sulaa metallia ei voi valua yli ilmareiän kautta valukehyksen pinnalle (mikä sulattaisi ilmanpitävän suojakalvon, joka verhoaa kehyksen ulkopinnan), on etuna se, että tyhjiö valu-hiekan sisällä ei muutu.

Kuvio 5 näyttää toisenlaisen muunnoksen, jossa umpikuvun tilavuus on pieni (minkä johdosta ilmakehän paineella toimiva va-lusydän 13 on myös pieni). Keernan 13 sijainti on sama kuin kuviossa 4, mutta lisäputkea 16 ei käytetä tässä. Kun tällöin keerna 13 on sijoitettu umpikuvun yläpään kohdalle se verhotaan ilmanpi-tävällä suojakalvolla samalla kun verhotaan mallineen pinta. Ulkoilman syöttöputki 15 sijoitetaan sen jälkeen, kun on leikattu pois ilmanpitävä suojakalvo keernan 13 yläpäässä ja sitten ne liitetään yhteen teipillä 18.

Kuvio 6 näyttää vielä toisenlaisen muunnoksen, jossa ilmakehän paineella toimiva keerna 13, joka on samanlainen kuin kuviossa 5, on varustettu ohjaimella 19, joka ottaa vastaan putken 15 alapään. Tällä on se etu, että kun valuhiekkaa on pantu valukehyk-seen, ei teippi 18 yksinään estä muodonmuutosta.

On ilmeistä, että käyttämällä keksinnön mukaista valumenetelmää tehostuu sulan metallin syöttövaikutus umpikuvusta suuresti. Näin ollen on odotettavissa sulan metallin riittävää syöttöä umpikuvun volyymin ollessa pieni eikä sula metalli voi valua yli ilmareiän kautta. Tällä on se käytännöllinen etu, että ei vain raaka-ainetuotos parane, vaan lisäksi on vaara pieni viallisten valosten valmistumisesta.

Claims (6)

63531 6

1. Menetelmä umpikuvulla (10) varustetun muotin valmistamiseksi tyhjiökaavausta käyttämällä, tunnettu siitä, että kalvo (5) muovataan peittämään koko malline, umpikupu (10) mukaan luettuna, että ilmakehän paineella toimiva keerna (11, 13) ja ilmakanava (12) yhdistetään suoraan umpikuvun yläosaan ja että seu-raavaksi sinänsä tunnettuina vaiheina suoritetaan täyttö valuhiekalla (4), tiivistetään valuhiekka (4) täryttämällä, asetetaan valuhiekalla (4) täytetyn muotin yläpinnalle kalvo (5) sekä tyhjennetään valuhiekalla (4) täytetyssä muotissa oleva tila.

2. Muotti, joka on muotoiltu tyhjiön avulla ja jossa on umpikupu (10), tunnettu siitä, että umpikuvussa (10) on ilmakanava (12) ja kartiomainen osa (11, 13) sen yläosassa, joka kartio-osa on sovitettu ulottumaan kohtaan, joka on sen tason alla, jonne sula metalli ulottuu valamisen jälkeen, jolloin sulan metallin ja kartio-osan välisestä kosketuksesta johtuen muotin tulenkestävä aine tulee lämmön kyllästämäksi umpikuvun (10) ympärillä pyrkien hidastamaan umpikuvussa olevan metallin kovettumista.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen muotti, tunnettu siitä, että ilmakanava (12) on välimatkan päässä kartio-osasta (11, 13).

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen muotti, tunnettu siitä, että kartio-osa (13) käsittää keernan, joka sijaitsee samalla suoralla ilmakanavan (12) kanssa.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen muotti, tunnettu siitä, että keerna on varustettu ohjaimella (19), että lisäputki (15) on sovitettu ulottumaan muotin läpi ja sijoitettu ohjaimelle ja että lisäputki on sovitettu muodostamaan ilmakanavan.

6. Patenttivaatimuksien 2-5 mukainen muotti, tunnet-t u siitä, että kartio-osa (11, 13) on ilmakehän paineella toimiva keerna.