FI66551C

FI66551C - PROTECTION OF METALS WITH A GASGENOMSLAEPPLIGA FORMAR

Info

Publication number: FI66551C
Application number: FI793036A
Authority: FI
Inventors: George D Chandley; Richard L Sharkey
Original assignee: Hitchiner Manufacturing Co
Priority date: 1978-10-02
Filing date: 1979-10-01
Publication date: 1984-11-12
Also published as: CA1146717A; FR2452986B1; IN155806B; FR2437901A1; GB2035165B; SE444124B; FI66551B; AU527558B2; DE2939974A1; BR7906311A; DE2939974C2; SE7907847L; CA1153865A; IT7968900A0; YU238779A; AU5133779A; GB2035165A; FR2437901B1; FR2452986A1; FI793036A

Description

- rwi rt1. KUULUTUSJULKAISU . _ JSpi w ^1) UTLÄCGNINCSSIUIIFT 66551- rwi rt1. ANNOUNCEMENT. _ JSpi w ^ 1) UTLÄCGNINCSSIUIIFT 66551

Jgg C ^ Patentti oy!;r:r.s?Uy 1Z 11 1934 ^ ^ (S1) K*Jt/totCt3 B 22 D 18/06 SUOMI-FINLAND 793036 (n) HillAmBlml—l·· 01.10.79 (13) Clfclilfcilrft 01.10.79 (41) TwM* Bg«W» 03.04.80 PMMtti- μ rtktorthftllMM fin -f 1 L—Τ|"**τ*ι— i in 7, 07 84Jgg C ^ Patentti oy!; R: rs? Uy 1Z 11 1934 ^ ^ (S1) K * Jt / totCt3 B 22 D 18/06 SUOMI-FINLAND 793036 (n) HillAmBlml — l · · 01.10.79 (13) Clfclilfcilrft 01.10.79 (41) TwM * Bg «W» 03.04.80 PMMtti- μ rtktorthftllMM fin -f 1 L — Τ | "** τ * ι— i in 7, 07 84

PitMt- och mlrterrtywlww 1 * Mm *» 31.07.04 (32)(33)(31) Ρχτ«·βχ·η*«Α—tortut 02.10.78, 12.09.79 USA(US) 947621, 75169 (71) Hitchiner Manufacturing Co., Inc., Milford, New Hampshire, USA(US) (72) George D. Chandley, Amherst, New Hampshire, Richard L. Sharkey,PitMt- och mlrterrtywlww 1 * Mm * »31.07.04 (32) (33) (31) Ρχτ« · βχ · η * «Α — tortut 02.10.78, 12.09.79 USA (US) 947621, 75169 (71) Hitchiner Manufacturing Co., Inc., Milford, New Hampshire, USA (72) George D. Chandley, Amherst, New Hampshire, Richard L. Sharkey,

Amherst, New Hampshire, USA(US) (74) Oy Kolster Ab (54) Menetelmä metallin valamiseksi kaasualäpäisevissä muoteissa -Förfarande f5r gjutning av metal 1 i gasgenomsläppliga formar Tämän keksinnön kohteena on menetelmä metallin valamiseksi jäykässä, itse kantavassa, kaasua läpäisevässä, alhaisessa lämpötilassa sidotussa hiekkamuotissa, johon on sijoitettu ainakin yksi muottionkalo, jossa on valukanava, joka lähtee onkalosta ja jonka avoin alapää päättyy muotin alapintaan, jossa menetelmässä kehitetään alipaine muotin yläpintaan, valukanavan avoin alapää upotetaan alla olevan sulan metallin pinnan alle muottionkalon täyttämiseksi sulalla metalilla.The present invention relates to a method for casting metal in a rigid, self-supporting, gas-permeable, low-temperature mold The present invention relates to a method for casting metal in a rigid, self-supporting, gas-permeable mold at a low temperature in a gas-permeable mold. in a bonded sand mold disposed with at least one mold cavity having a casting channel exiting the cavity and having an open lower end terminating in the lower surface of the mold, the method creating a vacuum on the upper surface of the mold, the open lower end of the casting channel being immersed below the molten metal surface.

Vaikkakin menetelmät, jotka esitetään US-patenteissä 3 863 706 ja 3 900 064 ovat useita vuosia olleet menestyksellä kaupallisessa käytössä, on käynyt ilmi, että kun niitä käytetään kaasualäpäisevissä, alhaisessa lämpötilassa sidotuissa hiekkamuo-teissa korkeaa lämpötilaa kestävien keraamisten muottien sijasta, joissa käytettäviksi ne alunperin oli tarkoitettu, esiintyy tiettyjä ongelmia.Although the methods disclosed in U.S. Patents 3,863,706 and 3,900,064 have been commercially successful for several years, it has been found that when used in gas permeable, low temperature bonded sand molds instead of the high temperature resistant ceramic molds in which they were originally used. was intended, there are certain problems.

2 66551 Näitä ongelmia esiintyy, koska vaikka alhaisessa lämpötilassa sidotut hiekkakuorimuotit, kuten Croning-tyyppiset, joissa hiek-kajyvät tai samankaltaiset hiukkaset sidotaan yhteen pienellä suhteellisella määrällä epäorgaanista tai orgaanista, plastista, lämmössä tai kemiallisesti kuivuvaa, hartsia tai vastaavaa materiaalia, ovat paljon halvempia valmistaa kuin keraamiset muotit, on niissä keraamisiin muotteihin verrattuna kaksi merkittävää varjopuolta sikäli, että niiden muottionkalon sisäpinta on suhteellisen pehmeä ja ne kuluvat myös nopeasti loppuun korkeissa lämpötiloissa, koska niiden alhaisessa lämpötilassa kovettuvat sideaineet hajoavat lämpötiloissa,jotka ovat alhaisempia kuin sula valumetalli, erityisesti rautametalleja valettaessa.2 66551 These problems occur because, although low temperature bonded sand shell molds, such as Croning-type, in which sand-flowing or similar particles are bonded together with a small relative amount of inorganic or organic, plastic, thermally or chemically dry, resin or similar material, are much cheaper to manufacture. than ceramic molds, they have two significant drawbacks compared to ceramic molds in that their inner surface of the mold cavity is relatively soft and also wears out rapidly at high temperatures because their low temperature curing binders decompose at temperatures lower than molten cast metal, especially when casting ferrous metals.

Sikäli kun kysymyksessä on ensimmäinen varjopuoli, läpäisee sula metalli noiden patenttien tekniikan edellyttämässä voimakkaassa tyhjiössä, jota tarvitaan sulan metallin nostamiseksi ylös pitkin yhtä pitkää, pystysuoraa nousua, josta se virtaa monikertaisiin muottionkaloihin pystysuorien valuaukkojen kautta, alhaisessa lämpötilassa sidotun hiekkamuotin pehmeän muottipinnan siinä määrin, että valun laatua ei voida hyväksyä.In the case of the first shadow side, the molten metal passes through the strong vacuum required by those patents to lift the molten metal up along an equal length of vertical rise from which it flows into multiple mold cavities through vertical casting openings in a low temperature bonded sand mold. quality is unacceptable.

Mitä toiseen varjopuoleen tulee, on johtuen siitä, että alhaisessa lämpötilassa sidotun hiekkamuotin kestoikä ennen sen turmeltumista on mitattavissa sekunneissa, kun ollaan tekemisissä sulan rautametallin kanssa, valun jähmettymiseen jäävä aika noissa patenteissa usein pituudeltaan sellainen, että alhaisessa lämpötilassa sidottu hiekkamuotti kuluu loppuun, ennenkuin sula metalli on valuonkaloissa riittävästi jähmettynyt.As for the other downside, due to the fact that the service life of a low temperature bonded sand mold before it is damaged is measurable in seconds when dealing with molten ferrous metal, the time to solidification of casting in those patents is often such that the low temperature bonded sand mold expires before is sufficiently solidified in casting fish.

Johtuen näistä ongelmista ei monissa tapauksissa, erityisesti rautametalliosia valettaessa, voida käyttää alhaisessa lämpötilassa sidottuja hiekkamuotteja noiden patenttien tekniikalla, vaan niiden sijasta on käytettävä paljon kalliimpia keraamisia kuori-muotteja, jotta saataisiin aikaan hyväksyttäviä valoksia.Due to these problems, in many cases, especially when casting ferrous metal parts, low temperature bonded sand molds cannot be used by the technique of those patents, but much more expensive ceramic shell molds must be used instead to provide acceptable lights.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että muotti irroitetaan kosketuksesta alla olevaan sulan metallin pintaan, ennen kuin muotti pettää.The method according to the invention is characterized in that the mold is detached from contact with the underlying molten metal surface before the mold fails.

Tapauksessa, jossa sula metalli on rautamelli, joka on kuumennettu ainakin 1093°C lämpötilaan, on edullista, että muotti pidetään kosketuksessa alla olevan sulan metallin pintaan alle 30 sekuntia.In the case where the molten metal is an iron melt heated to a temperature of at least 1093 ° C, it is preferred that the mold be kept in contact with the surface of the underlying molten metal for less than 30 seconds.

3 665513 66551

Olemme nimittäin havainneet, että käytettäessä jäykkää, vapaasti seisovaa, alhaisessa lämpötilassa sidottua hiekkamuottia, jossa on yksi tai useampia muottionkaloita, joissa valukanavat tai osat valukanavista ovat poikkeuksellisen ahtaita, toisin sanoen, niiden suurin leveys tai halkaisija on alle 19,05 mm ja mieluimmin alle 12,7 mm, jähmettyvät sulan metallin ohuet osat suhteellisen ahtaissa valoaukoissa nopeasti sen jälkeen kun muottionkalot ovat täyttyneet sulalla metallilla muotissa vallitsevan alipaineen johdosta, koska muotit eivät ole lämmitettyjä ja ovat huoneen lämpötilassa, mutta vain lyhyeksi aikaa, ennenkuin ne sulavat uudelleen allaolevassa altaassa olevan sulan metallin lämmön johdosta.Namely, we have found that when using a rigid, free-standing, low-temperature bonded sand mold with one or more mold cavities in which the casting channels or parts of the casting channels are exceptionally narrow, i.e. with a maximum width or diameter of less than 19.05 mm and preferably less than 12 .7 mm, thin portions of molten metal solidify in relatively narrow light apertures rapidly after the mold cavities are filled with molten metal due to vacuum in the mold because the molds are not heated and are at room temperature but only for a short time before re-melting the molten metal in the pool below. due to heat.

Olemme havainneet että tämä lyhyt vaihe, jolloin valukanavat ovat jähmettyneet, tekee mahdolliseksi nostaa nopeasti muottia, niin että se ei ole kosketuksessa allaolevan sulan metallin pintaan, siitäkin huolimatta, että sula metalli ei muottionkaloissa olisikaan täysin jähmettynyt, ennenkuin jähmettynyt metalli ahtaissa valukanavissa sulaa uudelleen ja päästää muottionkaloissa olevan sulan metallin valumaan takaisin altaaseen. Erityisesti olemme havainneet, että valettaessa korkeassa lämpötilassa sulavia metalleja, kuten lämpötilassa 1100°C tai yli, valettavia rautametalleja, voidaan siirtämällä nopeasti muotti eroon allaolevasta sulasta metallipinnasta, sen jälkeen kun metalli ensin on alkanut jähmettyä valukäytävien ahtaissa osissa, estää lämmön enempi siirtyminen muottiin ja muotin kestoaika pitenee riittävästi, niin että valokset muottionkaloissa ehtivät jäähtyä. Se mahdollistaa myös epätavallisen lyhyen valuaikajakson, mikä alentaa tuotantokustannuksia .We have found that this short step, when the casting channels are solidified, makes it possible to quickly raise the mold so that it does not come into contact with the molten metal surface below, even though the molten metal in the mold fish is not fully solidified before solidified metal melts again in narrow casting channels. the molten metal in the mold cavities run back into the pool. In particular, we have found that when casting high melting metals such as ferrous metals at 1100 ° C or above, the mold can be rapidly moved away from the underlying molten metal surface after the metal has first started to solidify in tight portions of the casting passages. the duration is extended sufficiently so that the lights in the mold fish have time to cool. It also allows for an unusually short casting period, which lowers production costs.

Jos muottien onkalot ovat suhteellisen pieniä, niin että sisäpaksuus on alle 12,7 mm, olemme todenneet, että sulan metallin täyttäminen ja jähmettyminen sekä muottionkalossa että siihen liittyvässä ahtaassa valukanavassa tai sen osassa tapahtuu riittävän nopeasti, niin että muotti voidaan poistaa, ennenkuin se pettää. Jos muottionkalot ovat suurempia, voidaan ainakin metalleilla, jotka eivät kutistu jähmettyessään, käyttää useampaa kuin yhtä ahdasta valukanavaa, jotta muottionkalo täyttyisi nopeammin, niin että muotti voidaan irroittaa, ennenkuin se pettää.If the mold cavities are relatively small so that the inner thickness is less than 12.7 mm, we have found that the filling and solidification of molten metal in both the mold cavity and the associated narrow casting channel or part thereof occurs quickly enough to remove the mold before it fails. If the mold cavities are larger, more than one narrow casting channel can be used, at least for metals that do not shrink when solidified, so that the mold cavity fills more quickly so that the mold can be removed before it fails.

Jos valetaan metalleja, jotka kutistuvat jähmettyessään tai jos muottionkalot ovat suuria, niin että sisäpaksuus on yli 12,7 mm, 4 66551 joita ei voida täyttää keksinnön valukanavien ahtaitten osien kautta, ennenkuin muotti alkaa turmeltua, voidaan käyttää umpi-kupua yhden tai useamman pystysuoran valukanavan ja muottionkalon välillä, niin että ainakin osa umpikuvussa ja muottionkalossa olevasta metallista pysyy sulana ja virtaa muottionkalocn, sen jälkeen kun muotti on erotettu allaolevasta sulan metallin pinnasta.If metals are cast which shrink as they solidify or if the mold cavities are large so that the internal thickness is more than 12.7 mm, 4 66551 which cannot be filled through the narrow parts of the casting channels of the invention before the mold begins to deteriorate, a closed dome can be used for one or more vertical casting channels. and the mold cavity so that at least a portion of the metal in the closed cavity and the mold cavity remains molten and flows into the mold cavity after the mold is separated from the underlying surface of the molten metal.

Kun tavanomaista jäykkää, vapaasti seisovaa alhaisessa lämpötilassa sidottua hiekkamuottia siten, kuin tämän keksinnön menetelmä edellyttää, olemme todenneet, että pisin sallittu upo-tusaika, eli pisin aika, jonka muotti saa olla kosketuksessa alla-olevaan sulan metallin pintaan, ennenkuin valukanavien ahtaissa osissa oleva jähmettynyt metalli sulaa uudelleen tai muotti alkaa pettää, riippuu suuresti lämpötilasta, jossa allaoleva sula metalli on pidettävä.With a conventional rigid, free-standing low temperature bonded sand mold as required by the method of this invention, we have found that the longest allowable immersion time, i.e., the longest time the mold is allowed to contact the molten metal surface below, before solidification in narrow portions of casting channels the metal melts again or the mold begins to fail, depending largely on the temperature at which the underlying molten metal must be kept.

Jos kysymyksessä ovat rautametallit, kuten valurauta ja teräs, jotka valetaan yli 1100°C lämpötilassa, on aika suhteellisen lyhyt, enimmillään noin 30 sekuntia, niin että tarkoituksenmukaisiksi on todettu upotusajat, jotka eivät ylitä 5-15 sekuntia. Jotta myös estettäisiin tunkeutuminen onkalon pintaan pitäisi käyttää vain 0,07-0,21 barin alipainetta rautametallin nostamiseksi muot-tionkaloihin enintään 150-200 mm:n korkeudelle säiliössä olevasta sulan metallin pinnasta. Jos metallin sulamispiste on alhaisempi, kuten kuparilla ja alumiinilla sekä niiden seoksilla, voidaan käyttää pitempiä aikoja suurempia muottionkalon korkeuksia.In the case of ferrous metals, such as cast iron and steel, which are cast at temperatures above 1100 ° C, the time is relatively short, at most about 30 seconds, so that immersion times not exceeding 5-15 seconds have been found appropriate. In order also to prevent penetration into the surface of the cavity, only a vacuum of 0.07-0.21 bar should be used to raise the ferrous metal into the mold cavities to a maximum height of 150-200 mm from the surface of the molten metal in the tank. If the melting point of the metal is lower, such as with copper and aluminum and their alloys, higher mold cavity heights can be used for longer periods of time.

Keksintömme on tehnyt mahdolliseksi tuottaa korkealuokkaista valua, erityisesti rautametalleista, käyttäen erittäin yksinkertaista ja taloudellista tekniikkaa, mistä on seurauksena tuotantokustannusten olennainen aleneminen.Our invention has made it possible to produce high-grade castings, especially from ferrous metals, using a very simple and economical technique, which results in a substantial reduction in production costs.

Jotta keksintömme ylläolevia ja muita ominaisuuksia voitaisiin täydellisemmin selittää, viitataan nyt seuraavaan keksinnön suosittujen suoritusmuotojen selitykseen, joka liittyy oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on kaavamainen, osittain leikattu, sivukuva muotista ja laitteesta keksinnön menetelmien noudattamista varten, kuvio 2 on leikattu sivukuva kuvion 1 laitteen kammio-osasta, kuvio 3 on kuvion 1 muotin yläkuva, kuvio 4 on osittain leikattu sivukuva kuvion 3 muotista, 5 66551 kuvio 5 on osittain leikattu kuvioiden 3 ja 4 muotista, asennettuna laitteen kammiolle, niin että muotin alapinta on säiliössä olevan sulan metallipinnan alapuolella, kuvio 6 on sivupoikkileikkaus keksinnön mukaan valetusta metalliosasta, kuvio 7 on osittain leikattu sivukuva kuvion 1 muotin muunnoksesta, kuvio 8 on osittain leikattu yläkuva kuvion 7 muotista pitkin kuvion 7 viivaa 8-8, kuvio 9 on osittain leikattu sivukuva kuvion 1 muotin eräästä toisesta muunnoksesta, ja kuvio 10 on osittain leikattu sivukuva kuvion 1 muotin eräästä muusta muunnoksesta.In order to more fully explain the above and other features of our invention, reference will now be made to the following description of preferred embodiments of the invention, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which Figure 1 is a schematic, partially sectioned side view of a mold and apparatus for following the methods of the invention; Fig. 3 is a top view of the mold of Fig. 1, Fig. 4 is a partially sectioned side view of the mold of Fig. 3, Fig. 5 is a partial sectional view of the mold of Figs. 3 and 4 mounted on the chamber of the device so that the bottom of the mold is below the molten metal surface Fig. 6 is a side cross-section of a cast metal part according to the invention, Fig. 7 is a partially sectioned side view of a mold modification of Fig. 1, Fig. 8 is a partially sectioned top view of the mold of Fig. 7 taken along line 8-8 of Fig. 7, Fig. 9 is a partially sectioned side view of another mold of Fig. 1; Fig. 10 is a partially sectioned s a side view of another modification of the mold of Figure 1.

Viitaten kuvioon 1 käsittää keksinnön laite yleensä jalustan 12, jolle on asennettu pylväs 14, jolle on asennettu mäntä ja sylinteri 16, koneellisesti pystysuunnassa liikkuvaksi, sekä vaakasuora varsi 18. Kammion 20, jota selitetään tämän jälkeen täydellisemmin, on asennettu kannattimella 19, joka lähtee alaspäin varren 18 vapaasta päästä sulaa metallia sisältävän säiliön yläpuolella.Referring to Figure 1, the device of the invention generally comprises a base 12 on which is mounted a post 14, on which is mounted a piston and a cylinder 16 for mechanically vertical movement, and a horizontal arm 18. The chamber 20, which will be described more fully hereinafter, is mounted on a downwardly extending support 19 the free end of the stem 18 above the container containing the molten metal.

Viitaten kuvioihin 3 ja 4 on jäykkä, vapaasti seisova, kaasua läpäisevä, alhaisessa lämpötilassa sidottu hiekkamuotti, jota merkitään yleisesti numerolla 30 ja jota kutsutaan tavallisesti Croning-kuorimuotiksi, tehty tekniikan tasossa hyvin tunnetuilla menetelmillä ja laitteilla hiekanjyvistä tai vastaavista hiukkasista sekä vähäisestä määrästä, tavallisesti noin 5 %, orgaanista tai epäorgaanista, lämmössä tai kemiallisesti kuivuvaa, sideainetta, levittämällä irtonaista hiekan ja sideaineen seosta erotustasona toimivalla metallipohjalevyllä oleville, lämmitetyille metalli-muottipuoliskoille, joille seos kovettuu jäykäksi, vapaasti seisovaksi kuorimuottipuoliskoksi, joka sitten irroitetaan metallimuot-tipuoliskosta ja pohjalevystä käyttöä varten.Referring to Figures 3 and 4, a rigid, free-standing, gas permeable, low temperature bonded sand mold, commonly referred to as 30, commonly referred to as a Croning shell mold, is made of sand grains or the like by a method and apparatus well known in the art. 5%, organic or inorganic, thermally or chemically drying binder, by applying a loose mixture of sand and binder to heated metal mold halves on a metal base plate acting as a separator, on which the mixture hardens from a rigid, free-standing shell mold half

Kuten kuviossa 4 näkyy, muodostuu muotti 30 kahdesta sellaisesta kuorenpuoliskosta, ylemmästä ja alemmasta, jotka sitten liimataan yhteen pitkin muotin vaakasuoraa erotustasoa 29, niin että syntyy yhtenäinen, kertakäyttöinen, jäykkä, vapaasti seisova muotti 30. Muotissa 30 on kehämäiset sivupinnat 32, jotka kulkevat pystysuorassa toisistaan pystysuorassa suunnassa erillään olevien ylä- 6 66551 pinnan 31 ja alapinnan 33 välillä, jotka ovat epäsäännöllisiä ja niiden ulkopinta on epätasainen, koska ne tehtiin yleisesti saman-paksuisena lämmitetyn mallin epäsäännölliselle pinnalle.As shown in Figure 4, the mold 30 is formed of two shell halves, the upper and lower ones, which are then glued together along the horizontal separating plane 29 of the mold to form a uniform, disposable, rigid, free-standing mold 30. The mold 30 has circumferential side surfaces 32 extending vertically vertically spaced apart between the upper surface 31 and the lower surface 33, which are irregular and have an uneven outer surface because they were made generally of the same thickness on the irregular surface of the heated model.

Muotin 30 kannattamiseksi ja alipaineen aikaansaamiseksi sen yläpinnalle 31, muodostetaan sen yläpinnan ulkoreuna puristamalla sitä, sen vielä ollessa plastinen, niin että syntyy jatkuva vaakasuora kehämäinen, tasainen tiivistyspinta 38, joka sopii tiivistämään vasten kammiota 20, kuten tämän jälkeen täydellisemmin selitetään.To support the mold 30 and provide a vacuum to its upper surface 31, the outer edge of its upper surface is formed by compressing it, while still being plastic, to form a continuous horizontal circumferential, flat sealing surface 38 suitable for sealing against the chamber 20, as will be described more fully hereinafter.

Ylä- ja alapinnan välissä on joukko yksittäisten osien muot-tionkaloita, jotka ulottuvat poikki muotin erotustasoa 29, kuten kuvioissa 3 ja 4 näkyy, kahden muottionkalon ollessa esitetty kuviossa 4. Muottionkalot voivat myös olla moninkertaisia, kuten tuonnempana yksityiskohtaisemmin selitetään. Kaupallisessa käytössä olisi sellaisten muottionkaloiden lukumäärä tavallisesti 6-20, ja kuviossa 3 näkyy seitsemäntoista. Tällaiset yksinkertaiset tai moninkertaiset osamuottionkalot on jaettu muotin 30 kehän sisäpuolelle olevalle vaakasuoralle alueelle, niin että joukko niistä on poikki muotin 30 pituutta ja leveyttä, sen ylä- ja alapintojen 31 ja 33 välissä. Onkalot 34 ovat vaakasuorasti toisistaan erossa vaakatasossa ja ulottuvat poikki erotustason 29. Kussakin muottionkalossa 34 on erillinen pystysuora valukanava 35, joka on yleisesti kohtisuora erotustasoon 29 ja joka lähtee tason alapuolelta, niin että sellaisten pystysuorien valuaukkojen 35 avoimet alapäät ovat toisistaan erillään sekä leveys- että pituussuunnassa ja päättyvät yleisesti vaakasuoraan tasoon, joka on erotustason 29 suuntainen, muotin 30 alapinnalle 33.Between the upper and lower surfaces there are a number of mold cavities of individual parts extending across the mold separation plane 29, as shown in Figures 3 and 4, with the two mold cavities shown in Figure 4. The mold cavities may also be multiple, as described in more detail below. In commercial use, the number of such mold fish would normally be 6-20, and Figure 3 shows seventeen. Such simple or multiple sub-mold cavities are divided into a horizontal area inside the circumference of the mold 30 so that a plurality of them are transverse to the length and width of the mold 30, between its upper and lower surfaces 31 and 33. The cavities 34 are horizontally spaced apart horizontally and extend across the separation plane 29. Each mold cavity 34 has a separate vertical casting channel 35 generally perpendicular to the separation plane 29 and extending below the plane so that the open lower ends of such vertical castings 35 are spaced apart in both width and length. and terminate in a generally horizontal plane parallel to the separation plane 29 on the lower surface 33 of the mold 30.

Kuten yllä on selitetty, on ainakin osan kustakin valukana-vasta 35 oltava suhteellisen ahdas ainakin toisessa suunnassa, enintään 19,05 mm ja mieluimmin enintään 12,7 mm, jotta kanava toimisi keksintömme mukaisesti. Nämä ahtaat kanavat tai kanavan osat ovat tarkoituksenmukaisesti pystysuoria ja poikkipinnaltaan pyöreitä, vaikka myös muita muotoja voidaan käyttää.As described above, at least a portion of each casting channel 35 must be relatively narrow in at least one direction, no more than 19.05 mm, and more preferably no more than 12.7 mm for the channel to function in accordance with our invention. These narrow channels or parts of the channel are expediently vertical and round in cross-section, although other shapes may be used.

Viitaten kuvioihin 1, 2 ja 5, muodostaa kammio 20 ainoan kannattimen muotin 30 pitämiseksi vasten kammiota 20 ja alipaineen aikaansaamiseksi tyhjiöpumpusta 24 sopivan venttiilin 26 ja letkun 28 kautta muotin yläpinnalle 31. Kuten kuviossa 2 voidaan, nähdä 7 66551 on kammion yläseinä yhdistetty kannattimen 19 alapäähän ja varustettu tulokanavalla 58, johon on liitetty tyhjiöletku 28 alipai-nen aikaansaamiseksi kammion 20 sisälle sekä muotin 30 yläpinnalle 30 tarvittaessa.Referring to Figures 1, 2 and 5, the chamber 20 forms the sole support for holding the mold 30 against the chamber 20 and providing a vacuum from the vacuum pump 24 through a suitable valve 26 and hose 28 to the upper surface 31 of the mold. As shown in Figure 2, the upper wall of the chamber is connected to the lower end and provided with an inlet passage 58 to which a vacuum hose 28 is connected to provide a vacuum inside the chamber 20 and to the upper surface 30 of the mold 30, if necessary.

Lisäksi on kammiossa 20 pohja-aukko, jonka määrittelee sen alaspäinsuuntautuva kehänmuotoinen ulkosenä 40 ulottuu alaspäin kammion yläseinästä 44 ja muodostaa kammion 20 sisäosan. Kuten parhaiten näkyy kuvioissa 2, 4 ja 5, voi ulkoseinän 40 alapää olla varustettu vaakasuoralla tiivistyspinnalla 42 kammion tiivistämiseksi pitkin muotin 30 vaakasuoraa ylätiivistyspinnan 38 kehää, niin että tiivistyspinta on yleisesti samanlaajuinen kuin muotin 30 vaakasuora alue, jossa muottionkalot ovat osan muotin 30 kehän-muotoisesta sivupinnasta 32 ja pohjapinnan 32 ulottuessa alaspäin kammion 20 ohi.In addition, the chamber 20 has a bottom opening defined by its downwardly directed circumferential protrusion 40 extending downwardly from the top wall 44 of the chamber and forming the interior of the chamber 20. As best seen in Figures 2, 4 and 5, the lower end of the outer wall 40 may be provided with a horizontal sealing surface 42 to seal the chamber along the horizontal periphery of the upper top sealing surface 38 so that the sealing surface is generally equal to the horizontal area of the mold 30. from the side surface 32 and the bottom surface 32 extending downwardly past the chamber 20.

Käytössä, kun kammio 20 on kuvio 1 esittämässä yläasennossa, sijoitetaan muotti 30 käsin tai automaattisesti niin, että sen kehänmuotoinen tiivistyspinta 38 on vasten kammion 20 tiivistys-pintaa 42. Sitten käytetään venttiiliä 26, niin että saadaan aikaan voima, joka pitää muottia 30 vasten kammiota 20 toiminta-asennossa ja muotin koko yläpinnalle 31 mieluimmin vain noin 0,07-0,21 barin alipaine kanavan 58 kautta, joka johtaa kammion 20 sisäosaan sekä muotin 30 yläpintaan 31 tiivistyspinnan 39 sisäpuolella ja muotin sille alueelle, jossa muottionkalot ovat.In use, when the chamber 20 is in the up position shown in Figure 1, the mold 30 is positioned manually or automatically so that its circumferential sealing surface 38 abuts the sealing surface 42 of the chamber 20. A valve 26 is then applied to provide a force that holds the mold 30 against the chamber 20 in the operating position and on the entire upper surface 31 of the mold, preferably only about 0.07-0.21 bar vacuum through the passage 58 leading to the interior of the chamber 20 and the upper surface 31 of the mold 30 inside the sealing surface 39 and the area of the mold cavities.

Työmäntää ja sylinteriä 16 käytetään sitten siirtämään kammiota 20, jonka alla muotti 30 on, alaspäin kohti säiliötä 22, jotta muotin 30 alapinta 33, jossa kaikkien pystysuorien valukana-vien avoimet alapäät ovat, painuisi säiliössä 22 olevan sulan metallin pinnan alle.The working piston and cylinder 16 are then used to move the chamber 20, under which the mold 30 is located, downwardly toward the container 22 so that the lower surface 33 of the mold 30 with the open lower ends of all vertical casting channels is pressed below the molten metal surface in the container 22.

Siten esitetään kuvioissa 7 ja 8 osa monionkaloisesta muotista, jota yleisesti merkitään numerolla 65 ja jossa on, kuten yllä on selitetty, sijoitettuna sen yläpinnan 67 ja alapinnan 69 välissä sekä sen kehänmuotoisen sivuseinän 71 sisäpuolella joukko moniosaisia muottionkaloita, joista yksi näkyy kuvioissa 7 ja 8.Thus, Figures 7 and 8 show a portion of a multi-cavity mold, generally designated 65, having, as described above, a plurality of multi-part mold cavities disposed between its upper surface 67 and lower surface 69 and within its circumferential side wall 71, one of which is shown in Figures 7 and 8.

Kukin moniosainen muottionkalo käsittää kaksi osaonkaloa 73 ja 75, joissa on vaakasuorat valusuppilot 77 ja 79 vastaavasti, jotka molemmat on yhdistetty keskellä olevaan umpikupuun 78, joka vuorostaan on liitetty ahtaaseen pystysuoraan valukanavaan 80.Each multi-part mold cavity comprises two sub-cavities 73 and 75 with horizontal casting hoppers 77 and 79, respectively, both connected to a central closed dome 78, which in turn is connected to a narrow vertical casting channel 80.

β 66551β 66551

Valusuppiloiden 77 ja 79 sekä umpikuvun 78 muotoa lukumäärää ja kokoa voidaan muuttaa riippuen kyseessä olevan valoksen muodosta ja koosta. Tämän keksinnön oppien mukaisesti on pystysuoran va-lukanavan 80 halkaisija noin 6,35-12,7 mm. Tietyissä olosuhteissa saatetaan tarvita useampia kuin yksi sellainen pystysuora valuka-nava.The number and size of the funnels 77 and 79 and the shape of the closed dome 78 can be changed depending on the shape and size of the light in question. According to the teachings of the present invention, the diameter of the vertical casting channel 80 is about 6.35-12.7 mm. Under certain conditions, more than one such vertical casting channel may be required.

Kuvioissa 7 ja 8 esitetynkaltaiset muotit ovat erityisen käyttökelpoisia valettaessa suuria kappaleita, joiden muottionka-lon mitat ylittävät 12,7 mm, koska muutoin saattaa jäädä liian vähän sulan metallin täydelliseen jähmettymiseen muotin osaonka-loissa, ennenkuin muotti pettää, erityisesti rautametalleilla.Molds such as those shown in Figures 7 and 8 are particularly useful for casting large bodies having mold die dimensions greater than 12.7 mm, as otherwise there may be too little left for complete solidification of molten metal in the mold cavities before the mold fails, especially with ferrous metals.

Myös valettaessa metalleja, jotka kutistuvat jähmettyessään, toimii umpikupu sulan metallin varastona metallin jähmettyessä osaon-kaloissa.Also when casting metals that shrink as they solidify, the solid dome acts as a reservoir for molten metal as the metal solidifies in some fish.

Käytössä täytetään muotti 65, kuten yllä on selitetty, ja muotti erotetaan yhteydestä säiliössä olevaan sulaan metalliin, niin pian kuin sula metalli on täyttänyt muottionkalot 73 ja 74 sekä umpikuvun 78 ja on jähmettynyt pystysuorassa valukanavassa 80. Metalli umpikuvussa 78 pysyys kuitenkin sulana riittävän pitkään sen jälkeen kun muotti 65 on erotettu yhteydestä säiliössä olevaan sulaan metalliin, niin että metallia syötetään muotti-onkaloihin 73 ja 75 niiden valusuppiloiden 77 ja 79 kautta jähmettymisen aiheuttaman kutistumisen korvaamiseksi muottionkalois-ta 73 ja 75. Tämän järjestelyn ansiosta voidaan muottijaksoaikaa lyhentää, niin että muotin ennenaikainen pettäminen vältetään. Jähmettymisen jälkeen jäävät erillään olevat metalliosaryhmät yhdistävine valusuppiloineen, umpikuvun osineen sekä valukanavi-neen hajonneeseen muottiin 65.In use, the mold 65 is filled as described above and the mold is disconnected from contact with the molten metal in the container as soon as the molten metal fills the mold cavities 73 and 74 and the solid dome 78 and solidifies in the vertical casting channel 80. when the mold 65 is disconnected from contact with the molten metal in the container so that the metal is fed to the mold cavities 73 and 75 through their casting hoppers 77 and 79 to compensate for the shrinkage caused by solidification from the mold cavities 73 and 75. This arrangement allows the mold cycle time to be shortened. avoided. After solidification, the separate groups of metal parts with their connecting casting funnels, closed dome parts and the casting channel remain in a broken mold 65.

Kuvioissa 9 esitetään monionkaloinen muotti 81, jonka yläpinnan 82 ja alapinnan 83 välissä on joukko muottionkaloita 84, joista kaksi näkyy kuviossa 9 ja jotka on koottu pystysuoran va-lukanavan 85 ympärille, jossa on ahtaat vaakasuorat valukanavat osat 86, jotka ovat keksinnönmukaisia ja jotka yhdistävät pystysuoran valukanavan 85 muottionkaloihin 84. Tämä järjestely on tyydyttävä, kun valetaan osia, joiden paksuudet eivät ylitä noin 12,7 mm, koska jähmettyminen tapähtuu välittömästi sekä muottionkaloissa 84 että valukanavan ahtaissa osissa 86, sulan metallin valuessa 9 66551 pystysuorasta valukanavasta 85, kun muotti 81 erotetaan yhteydestä allaolevaan sulan metallin pintaan erillisten valuosien aikaansaamiseksi.Fig. 9 shows a multi-cavity mold 81 having a plurality of mold cavities 84 between the upper surface 82 and the lower surface 83, two of which are shown in Fig. 9, assembled around a vertical casting channel 85 having narrow horizontal casting portions 86 according to the invention connecting the vertical 84. This arrangement is satisfactory when casting portions having thicknesses not exceeding about 12.7 mm because solidification occurs immediately in both the mold cavities 84 and the narrow portions 86 of the casting channel, with molten metal pouring 9 66551 from the vertical casting channel 85 when the mold 81 is separated. contact with the molten metal surface below to provide separate castings.

Kuvioissa 10 esitetään monionkaloinen muotti 90, jonka yläpinnan 92 ja alapinnan 94 välissä on joukko muottionkaloita 95, joissa kussakin on kaksi pystysuoraa valukanavaa 97 ja 98 suhteellisen suurien muottionkaloiden 95 täyttämiseksi keksinnön mukaisesti nopeammin ahtäitten pystysuorien valukanavien kautta, jptta muot-tionkalot täyttyisivät ja muotti voitaisiin irroittaa heti, kun metalli pystysuorissa valukanavissa jäähtyy ja ennenkuin muotti pettää. Tämäntyyppinen muotti on erityisen käyttökelpoinen valettaessa metalleja, joissa kutistumista ei tarvitse kompensoida, muoteissa, joissa on suuret osaonkalot, joita ei voida täyttää yhden ainoan ahtaan pystysuoran valukanavan kautta, ennenkuin muotti pettää.Figures 10 show a multi-cavity mold 90 having a plurality of mold cavities 95 between the upper surface 92 and the lower surface 94, each having two vertical casting channels 97 and 98 for filling relatively large mold cavities 95 in accordance with the invention more quickly through narrow vertical casting channels. as soon as the metal in the vertical casting channels cools and before the mold fails. This type of mold is particularly useful for casting metals where shrinkage does not need to be compensated, in molds with large partial cavities that cannot be filled through a single narrow vertical casting channel before the mold fails.

Keksintömme menetelmän muut suoritusmuodot, jotka ovat keksinnön hengessä ja puitteissa, ovat ilmeisiä niille, jotka ovat perehtyneitä metallivalutekniikkaan.Other embodiments of the method of our invention, which are within the spirit and scope of the invention, will be apparent to those skilled in the art of metal casting.