FI69972B - Kontinuerlig metallgjutning - Google Patents

Description

69972

Yhtäjaksoinen metallivalu

Nyt selostettava keksintö koskee sileän ja kauniin pinnan käsittävän metallivalanteen yhtäjaksoista 5 valumenetelmää.

Yhtäjaksoisena valuna valmistetussa metallivalan-teessa ei ole yleensä täysin sileää pintaa, vaan se on epätasainen ja haljennut usein joistakin kohdista. Tämä johtuu siitä, että kaikissa tavanomaisissa yhtäjaksoi-10 sissa valumenetelmissä käytetään kylmää valumuottia, johon muodostuu valanteen pinnan rajaava kiinteä pintakerros (kuori). Muotin sisäpinnan ja pintakerroksen väliin syntyy kitkaa valanteen mennessä muotin läpi. Jos valanne, jonka pinta on viallinen, joutuu välittömästi 15 muotoiltavaksi, esim. taottavaksi tai valssattavaksi, lopulliseen tuotteeseen jää paljon virheitä. Tämän vuoksi valanteen pinta-on ensin puhdistettava, ts. siitä on poistettava valukuori, ja jos valanteessa on syvä halkeama, sitä ei voida käyttää, vaan se on sulatettava 20 uudestaan.

Tavanomaisessa, kylmää valumuottia käyttävässä yhtäjaksoisessa valuprosessissa valanne tulee ulos yleensä muotin pohjan kautta. Jos valettavan metallin muodostama kiinteä pintakerros tarttuu muotin sisäpintaan, 25 valanne ei pääsekään siirtymään muotin poistoaukkoon vaan valanteeseen tulee halkeama. Mikäli tällainen halkeama syntyy muotin poistoaukon kohdalla, kiinteän pintakerroksen ympäröimä sula metalli tulee ulos muotin pohjan kautta. Tätä ilmiötä nimitetään "läpimurroksi" 30 (breakout). Se estää valamisen jatkamisen ja muodostaa myös vakavan työturvallisuutta vaarantavan tekijän. Läpimurto tapahtuu nimenomaan sellaisessa metallissa tai seoksessa, jolla on laaja jähmettymislämpötila-alue.

Sen vuoksi valmistettaessa valanteita yhtäjaksoisena 35 valuna tällaisesta metallista, esim. valuraudasta tai fosforipronssista, joudutaan käyttämään väliprosessia, ___ —ι 2 69972 jossa sulan metallin annetaan jähmettyä kokonaan muotissa. Tämä on kuitenkin hyvin hankala menetelmä ja vie paljon aikaa.

Tämänkertainen keksintö koskee siis uutta valu-5 menetelmää,johon ei liity em. epäkohtia ja jolla pysty tään valmistamaan yhtäjaksoisena valuna sileän ja kauniin pinnan käsittävä valanne valmistuskapasiteetin pysyessä kuitenkin koko ajan korkeana ja läpimurtovaaran eliminoituessa kokonaan. Tarkemmin sanottuna keksinnön 10 mukaan on kehitetty yhtäjaksoinen metallivalumenetelmä, johon kuuluu sulan metallin syöttäminen valumuottiin, jossa on sulan metallin syöttöaukko ja valanteiden pois-toaukko. Muotin sisäseinämän pinnan lämpötila ylittää valettavan metallin jähmettymislämpötilan, niin että 15 sulan metallin pinta muotin poistoaukossa voi olla pai neeltaan suunnilleen nolla mallitangon (dummy bar), jonka lämpötila on sulan metallin jähmettymislämpötilaa alhaisempi, joutuessa kosketukseen sulan metallin pinnan kanssa muotin poistoaukossa ja siirtyessä pois siitä, 2o jolloin mallitangon päähän muodostuu jatkuvana toimin tona jähmettynyt metallirunko.

Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan suorittaa yhtäjaksoista valua alaspäin, ylöspäin sekä vaaka-tai muuhun suuntaan, niin että saadaan valanne, joka 25 on tavanomaista metallia tai seosta ja joka on poikki leikkaukseltaan levy, tanko, putki tai jokin muu profii li. Valanteen pinta on sileä ja kaunis eikä työturvallisuutta vaarantavia tekijöitä esiinny valun aikana.

Keksinnön eräänä tarkoituksena on saada aikaan 30 uusi menetelmä, jolla valmistetaan yhtäjaksoisena valuna erittäin helposti ja tehokkaasti ilman em. läpimurto-vaaraa metallivalanne, jossa on sileä ja kaunis pinta.

Lisäksi keksinnöllä pyritään valmistamaan metal-livalanteita, jotka ovat poikkileikkaukseltaan tankoja, 35 levyjä, putkia tms. ja joiden pintaa ei käytännöllisesti katsoen tarvitse kuoria.

3 69972

Edelleen keksinnön tarkoituksena on valmistaa taloudellisesti metallivalanteita, joilla on ns. yksisuuntainen syyrakenne (unidirectional columnar structure). Nämä keksinnön mukaiset tavoitteet ja edut käyvät 5 selville seuraavasta yksityiskohtaisesta selostuksesta, joka koskee keksinnön pääperiaatetta ja erilaisia rakenteita .

Kuvat 1(a) ja 1(b) ovat keksinnön pääperiaatetta havainnollistavia kaavioita, 10 kuva 2 on pystyleikkaus laitteesta, jota käytetään keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseen ylöspäin suuntautuvassa yhtäjaksoisessa valussa, kuva 3 on pystyleikkaus toisesta laiterakenteesta, jota käytetään keksinnön mukaisen menetelmän soveltami-15 seen ylöspäin suuntautuvassa yhtäjaksoisessa valussa, kuva 4 on pystyleikkaus laitteesta, jota käytetään keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseen vaakasuun-taan tapahtuvassa yhtäjaksoisessa valussa, ja kuva 5 on pystyleikkaus laitteesta, jota käytetään 20 keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseen alaspäin suuntautuvassa yhtäjaksoisessa valussa.

Kuva 1(a) esittää tilannetta juuri ennen keksinnön mukaisen yhtäjaksoisen valun aloittamista, ja kuva 1(b) havainnollistaa tilannetta valun alkamisen jälkeen. Ku-25 vat 1(a) ja 1(b) esittävät alaspäin suuntautuvaa valua varten tarkoitettua muottia 1, jossa on kuumennin. Lisäksi näissä kuvissa näkyy sula metalli 2, mallivalanne 1. -tanko 3, joka liikkuu pystysuunnassa ao. käyttölaitteen avulla (ei kuvassa). Edelleen kuvissa 1(a) ja 1(b) 30 nähdään yhtäjaksoisena valuna valmistettava valanne 4 ja 5, jolla mallitanko tai yhtäjaksoisesti valettu valanne j äähdytetään.

Muotin 1 sisäseinämä kuumennetaan kuumentimella sulan metallin jähmettymislämpötilaa korkeammaksi ja 35 sula metalli 2 syötetään muottiin 1. Sulan metallin 2 paine on nolla tai suunnilleen nolla muotin 1 alapäässä 4 69972 X, joka rajaa poistoaukon. Sula metalli voidaan syöttää muottiin esim. kuvassa 5 näkyvällä systeemillä. Tähän kuuluu lappoputki, jonka toinen pää on upotettu sulaan metalliin sulatusuunissa. Putken toinen pää on yhdistet-5 ty muottiin. Muotin poistoaukko on samalla tasolla uunis sa olevan sulan metallin pinnan kanssa.

Mallitanko 3 pannaan muotin 1 alapäähän (kuva 1 (a)) ennen sulan metallin 2 syöttämistä muottiin 1. Koska sulaan metalliin 2 koskettavan mallitangon 3 yläpään 10 lämpötila on sulan metallin 2 jähmettymislämpötilaa al haisempi, muotissa 1 oleva sula metalli 2 alkaa jähmettyä muotin 1 keskiosassa, mutta ei muotin 1 kuuman sisäsei-nämän kohdalla. Kun mallitankoa 3 siirretään alaspäin muotin 1 alapäästä jäähdytyslaitteen 5 ollessa toimin-15 nassa, jähmettynyt metallirunko 1. valanne 4 kasvaa as teittain ja tulee yhtäjaksoisena toimintona ulos muotista 1 kuvan 1(b) esittämällä tavalla. Koska muotin sisä-seinämän lämpötila on metallin jähmettymislämpötilaa korkeampi, muotissa ei muodostu valanteeseen sen kehä-20 pinnan rajaavaa kiinteää pintakerrosta (kuorta), vaan tämä syntyy heti muotin poistoaukon alapuolella, niin että valanteeseen tulee erittäin sileä pinta.

Keksinnön erään tärkeän näkökohdan mukaan sulan metallin paine pidetään muotin pohjan poistoaukossa lä-25 hellä nollaa, koska sula metalli työntyy ulos, jos kiin teä pintakerros ei muodostu valanteeseen suunnilleen 1 mm päässä muotin poistoaukon alapuolella.

Keksinnön mukaan on myös tärkeää ohjata sopivalla tavalla sulan metallin lämpötilaa sekä valanteen jääh-30 dytys- ja ulostulonopeutta. On nimittäin erittäin tär keää, että valanteen jäähdytys- ja ulostulonopeuden välillä on riittävä tasapaino. Jos valanne jäähdytetään liian nopeasti sen ulostulonopeuteen verrattuna, sula metalli jähmettyy muotissa ja valanteen kiinteä pinta-35 kerros tarttuu muottiin. Valanteeseen tulee tällöin huo no pinta, joka vahingoittaa muotin sisäseinämää ja tekee 5 6S972 lisäksi mahdottomaksi valanteen helpon irrottamisen muotista. Näiden epäkohtien poistamiseksi muottiin onkin järjestetty kuumennin, joka pitää muotin sisäseinä-män sopivassa lämpötilassa.

5 Ko. epäkohtien eliminoimiseksi on lisäksi syytä tehdä muotin sisäseinämä jonkin verran kaltevaksi pois-toaukon suuntaan. Valanne saadaan tällöin pois muotista tämän sisäseinämää vahingoittamatta myös silloin, kun mallitanko on jäähdytetty liian nopeasti. Sula me-10 talli ei pääse tällöin myöskään jähmettymään kiinni muotin pintaan.

Keksinnön tekijä on suorittamissaan kokeissa todennut, että sulan metallin paineen ollessa muotin pois-toaukossa alle 196 Pa , yhtäjaksoinen valu voidaan 15 suorittaa ilman em. läpimurtoa ylöspäin tai alaspäin tapahtuvana toimintona melkein kaikkien metallien ja seosten ollessa kyseessä. Lisäksi on todettu, että sulalle metallille voidaan vaakasuorassa valussa käyttää jopa 490 Pa painetta, jos metallin jähmettyneen 20 sydämen annetaan muodostua pääosaltaan muotissa.

Muotti voidaan tehdä grafiitista tai ao. tulen-kestomateriaalista, jossa on pääasiassa oksidia, esim. piidioksidia, aluminiumoksidia, beryllium-, magnesium-tai toriumoksidia, tai sellaisesta tulenkestomateriaalis-25 ta, jonka pääosana on jokin nitridi, esim. boori- tai piinitridi ja myös piikarbidista sekä sopivasta tulen-kestometallista, esim. platinasta, volframista, tanta-lista tai jonkin tällaisen metallin seoksesta. Myös lasimuottia voidaan käyttää valettaessa alhaisen sula-30 mispisteen omaavaa metallia, esim. tinaa.

Metalli, jonka sulamispiste on n. 500°C (sinkki-lyijy, kadrium, tina tai näiden seos), ja metalli, jonka sulamispiste on n. 1 000° C (esim. kupari, alumiini, magnesium! tai näiden seos), voidaan valaa 35 avonaisessa tilassa muotissa, joka on tehty grafiitista, 6 69972 piikarbidista , boorinitridi s tä, aluminiumoksidista, piidioksidista, magnesiumoksidista tai melkein kaikista maista oksideista tai nitrideistä.

Muotin kuumennin voi olla tavallinen vastuskuumen-5 nuselementti, joka on tehty esim. kromiraudasta, kromi- nikkelista, volframirenium- tai platinarodiumseoksesta, molybdeenista, platinasta, tantalista tai piikarbidista. Kuitenkin valettaessa valurautaa tai terästä tai muuta sellaista metallia tai seosta, jonka sulamispiste on 10 korkea, muotti ja kuumennin on suojattava hapettumisel ta tai kuumassa ilmassa tapahtuvalta särkymiseltä sopivalla inertillä kaasulla, esim. typellä, argonilla tai heliumi1la.

Mallitanko ja muotista tuleva yhtäjaksoisena va-15 lettu valanne jäähtyvät riittävästi vapaassa ilmassa, jos valanne on alhaisen sulamispisteen omaavaa metallia tai tällaisen metallin seosta. On kuitenkin hyvä käyttää painekiertojäähdytystä veden tai jonkin kaasumaisen jäähdytysaineen avulla, jos valanne on sellaista metal-20 lia, jolla on keskisuuri sulamispiste. Tällaisia metal leja ovat alumiini, magnesium ja kupari tai näiden seos. Painekiertojäähdytystä on syytä käyttää myös silloin, kun valanne on korkean sulamispisteen omaavaa metallia, esim. rautaa, terästä tai näiden seosta.

25 Ylöspäin suuntautuvassa valumenetelmässä valmis tetun valanteen vesijäähdytystä varten on mahdollista käyttää jäähdytyslaitetta, jossa on ylöspäin käännetty suutin. Tämä on suunnattu valanteen kehäpintaan ja puhaltaa siihen ylöspäin suuntautuvan painevesisuihkun, 30 niin että vesi ei pääse putoamaan sulaan metallipintaan.

Kuvassa 2 nähdään esimerkkinä vesijäähdytteinen ja ylöspäin suuntautuva yhtäjaksoinen valulaite, jossa on inertin kaasun suojaama muotti. Muotin 22 yläpäässä on ulompi kehäreuna, joka estää sulan metallin virtaami-35 sen ulos muotista. Sähkövastuskuumennin 23 on upotettu muotin 22 sisäseinällään. Muotti 22 on upotettu melkein 7 69972 kokonaan sulaan metalliin 25 sulametalliuunissa 24.

Sulan metallin 25 pinta pidetään uunissa vakiokorkeu-della syöttämällä sulaa metallia ohjattuna toimintona syöttöputkea 26 pitkin. Vesijäähdytyslaite 28 on vuo-5 rattu eristävällä tulenkestomateriaalilla 27 ja sijoi tettu uunin 24 päälle sekä jaettu kahteen pystysuunnassa toisistaan erillään olevaan osaan (kuva 2). Jäähdytysvesi syötetään alaosan läpi ja poistetaan yläosan kautta. Alaosassa on vedentuloaukko 29, jonka läpi pai-10 nevesi syötetään jäähdytyslaitteeseen, ja poistoaukko 35, jonka kautta ylöspäin suunnattu vesisuihku ohjataan mallitangon 32 tai yhtäjaksoisesti valetun valanteen 34 kehäpintaan. Vesi liikkuu ylös tangon 32 tai valanteen 34 pintaa pitkin ja putoaa säiliöön 36, joka on 15 jäähdytyslaitteen 28 yläosassa. Säiliön tyhjentäminen tapahtuu aukosta 37.

Uunissa 24 on tuloaukko 30 inerttiä kaasua, esim. typpeä, argonia tai heliumia varten. Kaasu syötetään uuniin 24 aukosta 30, niin että kaasun paine pysyy uunis-20 sa ilmanpainetta korkeampana ja muotin 22 umpärille tulee inertistä kaasusta koostuva kerros. Kitkarulla-pari 33 ohjaa mallitangon 32 pystyliikettä ja valanteen 34 ylöspäin tapahtuvaa poistamista valulaitteesta. Uunissa 24 on tukiosa 38, joka pitää muotin 22 paikallaan.

25 Kuvan 2 mukaisessa laitteessa muotti on upotettu sulaan metalliin, niin että muotin sisäseinämän lämpötila pysyy metallin jähmettymislämpötilaa korkeampana. Muottia ei jouduta kuitenkaan aina upottamaan ylöspäin suuntautuvaa yhtäjaksoista valua suoritettaessa. Esi-30 merkiksi voidaan käyttää sellaista uunia, jossa on eril linen sulametallivyöhyke ja valuvyöhyke, ja liittää ulkopuolelta kuumennettu valumuotti valuvyöhykkeeseen/ niin että sula metalli voidaan syöttää paineisena säi-liövyöhykkeestä muottiin. Tämäntyyppinen laite esitetään 35 esimerkkinä kuvassa 3.

69972

Kuvassa 3 on sulalle metallille tarkoitettu uuni 41, jossa on sulametallivyöhyke 42 ja valuvyöhyke 43, joka on suljettua tyyppiä. Muotti 50, jossa on ulkopuolinen kuumennin 45, on sijoitettu valuvyöhykkeen 43 päälle 5 keskelle po. vyöhykettä. Muotti 50 on avonainen molem mista pystysuunnassa toisistaan erillään olevista päistään. Muotin alapäässä oleva aukko 51 on yhdistetty sulan metallin poistoaukkoon 52, joka on sijoitettu valu-vyöhykkeen 43 päälle. Mallitanko 53 liikkuu pystysuun-10 nassa kitkarullaparin 49 avulla, joka on liitetty ao.

käyttölaitteeseen (ei kuvassa). Mallitanko 53 on kosketuksessa muotissa olevaan sulaan metalliin ja nostaa asteittain ylöspäin yhtäjaksoisesti valettua valannetta 46 .

15 Kuvan 3 mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että siinä on sulametallivyöhyke 42, jossa sulan metallin pinta voidaan pitää sopivalla korkeudella, niin että metalli pystytään syöttämään muottiin tietyllä paineella. Tämä helpottaa tuntuvasti suhteellisen pienen 20 poikkileikkauspinnan käsittävän valutuotteen valmista mista. Esimerkkinä voidaan mainita levy tai lankaharkko, jonka halkaisija on hyvin pieni. Po. laitteen etuna on lisäksi se, että muotti 50 on helppo irrottaa korjausta varten, koska se on uunin ulkopuolella.

25 Muottia 50 voidaan kallistaa jonkin verran, niin että mallitanko pystyy nostamaan valanteen ylöspäin kaltevaa rataa pitkin. Tämän järjestelyn ansiosta ei mal-litangon ja valanteen vesijäähdytyslaitetta käytettäessä tarvitse pelätä jäähdytysveden virtaavan alas muo-30 tissa olevan sulan metallin päälle.

Kuvassa 4 nähdään esimerkkinä laite, jolla suoritetaan yhtäjaksoinen valu vaakasuuntaan. Laitteessa on muotti 61 ja tähän liittyvä sähkövastuskuumennin 62. Muottisyvennyksen 61 yläpää on samalla korkeudella su-35 lametalliuunissa 63 olevan sulan metallin 64 pinnan kanssa. Uunissa 63 on sulan metallin syöttöputki 65 ja 9 69972 ylivirtausaukko 66 ylimääräistä metallia varten, niin että uunissa olevan sulan metallin pinta saadaan pysymään aina vakiokorkeudella. Tällöin sulan metallin paine on enintään 490 Pa muotin poistoaukon alapäässä. Jäähdytyslaite 5 67 suihkuttaa vettä, joka jäähdyttää mallitangon 68 tai yh täjaksoisesti valetun valanteen 69. Muotin 61 ja jäähdytys-laitteen 67 välissä on seinämä 70, joka estää veden roiskumisen muottiin 61 ja muotin jäähtymisen. Kitkarullapari 71 ohjaa mallitangon 68 vaakaliikettä ja valanteen 69 poista-10 mistä muotista 61. Vaikka kuvassa 4 näkyvä muotti on vaaka- asennossa, se voidaan myös sijoittaa alaspäin kaltevaan asentoon, jolloin jäähdytysvesi ei pääse suuntautumaan muottiin. Sulan metallin jähmettymisen tarkkailemiseksi muotti 61 voidaan muodostaa ilman yläpuoliskoa. Tällä rakennevaihtoehdol-15 la ei ole vaikutusta kuumennuselementtien 62 ja muotin 61 vä liseen sovitukseen eikä jähmettymisen lopputulokseen.

Seuraavassa selostetaan keksinnön soveltamista alaspäin suuntautuvaan yhtäjaksoiseen valuun. Sula metalli syötetään lappoputkea pitkin muottiin, niin että sulan metallin paine 20 muotin poistoaukossa on suunnilleen nolla. Tällainen laite estetään esimerkkinä kuvassa 5.

Kuvassa 5 nähdään muotti 81, jossa on kuumennin, ja lap-poputki, jonka toinen pää on yhdistetty muottiin 81 ja toinen pää on upotettu sulaa metallia 84 sisältävään uuniin 83. Kuu-25 mennin 85 on sähkövastuskuumennin, joka pitää muotin 81 sisä- seinämän pohjan sulan metallin jähmettymislämpötilaa korkeampana. Mallitanko 86 on kiinnitetty muotin 81 alapäähän ja sitä siirretään alaspäin kitkarullaparin 88 avulla. Jäähdytys tapahtuu vesisuihkulla jäähdytyslaitteesta 87, jolloin sileän 30 ja kauniin pinnan käsittävä valanne muodostuu yhtäjaksoisena valuna mallitangon 86 päällä.

Lappoputki 82 on varustettu ilmanpoistoventtiilillä 90 ja uunissa 83 on ylivirtausaukko 91. Venttiili 90 avataan ja ylivirtausaukko 91 suljetaan alettaessa syöttää sulaa metallia 35 muottiin 81 lappoputkea 82 pitkin. Sulan metallin pinnan nous tessa uunissa 83 sula metalli täyttää putken 82 ja tulee muottiin 81.Tämän jälkeen venttiili 90 sulkeutuu ja ylivirtausaukko 10 69972 91 avautuu, niin että sulan metallin 84 pinta saadaan alemmaksi ja pysymään samalla korkeudella muotin 81 alapään kanssa. Mallitangon 86 laskiessa asteittain alaspäin valanne voidaan valaa yhtäjaksoisena valuna ilman em.

5 läpimurtovaaraa. Lappoputki 82 on peitetty eristeellä, johon voidaan tarvittaessa järjestää kuumennan.

Keksinnön mukaisessa prosessissa sula metalli on suunnilleen nollapaineinen muotin poistoaukossa pieniä valutuotteita lukuunottamatta, joista voidaan mainita 10 esimerkkinä halkaisijaltaan pieni valssilanka tai hyvin ohut levy. Näitä valmistettaessa sula metalli on muotin poistoaukossa mieluimmin jonkin verran paineistettu. Tällöin ei tarvitse pelätä sulan metallin läpimurtoa. Koska muotin sisäseinämän lämpötila on sulan metallin jäh-15 mettymislämpötilaa korkeampi, metalli ei muodosta muottiin kiinteää pintakerrosta, vaan käytettävästä metallista tai seoksesta riippumatta saadaan pinnaltaan sileä ja kaunis valanne. Koska kiinteä pintakerros (kuori) ei tartu muotin sisäseinältään, keksintöä voidaan soveltaa 20 edullisesti sellaisten muodoltaan suhteellisen yksinkertaisten valanteiden valmistamiseen, joita voidaan tehdä kaikissa tavanomaisissa yhtäjaksoisissa valuprosesseissa, ja myös valmistettaessa valanteita, joissa on suhteellisen monimutkaiset poikkileikkaasmuodot ja jotka voi-25 daan toimittaa valuprosessista välittömästi myyntiin.

Keksinnön mukaisella valumenetelmällä pystytään valmistamaan valanne, jossa on yksisuuntainen, pylväsmäinen rakenne, ts. valanteen "syyt" ovat yksisuuntaiset (unidirectionally colomnar fiber structure). Tämä mene-30 telmä on sen vuoksi hyvin edullinen valmistettaessa mag-neettivalanteita, piiteräslevyjä ja eutektisia yhdistelmä- tai vastaavia tuotteita, jotka edellyttävät tällaista yhteen suuntaan jähmetettyä rakennetta. Tällä menetelmällä voidaan myös valmistaa ruostumattomasta teräk-35 sestä (myös muut metallit tai seokset ovat mahdollisia) 11 69972 sellaisia levyjä, putkia, profiileja tai vastaavia tuotteita, joita on vaikea muotoilla. Kun metallitankoa pyöritetään oman akselinsa ympäri silloin, kun se siirtyy pois muotista, pystytään valamaan lanka tai 5 tai tanko, joka on kierretty pituussuuntaa, esim. beto-niraudoituksessa käytettävä tankomateriaali.

Keksinnön mukaan pystytään myös valamaan yhtäjaksoisena toimintona korkean sulamispiteen omaava ns. superseosvalanne, jossa on yksisuuntainen syyrakenne, 10 esim. kaasuturpiinin siipi, ja käyttämään po. prosessia tuntuvasti parempana vaihtoehtona sellaisen tavanomaisen menetelmän tilalla, jossa on jäähdytyslohko ja kuuma yläpää tulenkestomuottia varten, jossa po. tuotteet valetaan yksitellen. Seuraavat esimerkit havainnol-15 listavat suositettavaa menetelmää metallivalanteiden yhtäjaksoista valua varten keksinnön mukaisesti.

Esimerkki I

Lieriömäinen grafiittimuotti, jonka sisähalkaisi-ja oli 12 mm, ulkohalkaisija 20 mm ja korkeus 30 mm ja 20 joka oli avonainen ylä- ja alapäästään, kiinnitettiin ylöspäin suuntautuvaa yhtäjaksoista valua suoritettavaan laitteeseen (kuvan 2 mukainen rakenne), niin että sen yläpää oli samalla kohdalla sulametalliuunissa olevan sulan metallin pinnan kanssa. Metalli oli 5 % fosfori-25 pronssia, joka sisälsi 94,75 painoprosenttia kuparia, 5 painoprosenttia tinaa ja 0,25 painoprosenttia fosforia. Metallin lämpötila oli 1,100°C. Metallia syötettiin jatkuvana toimintona uuniin muotista poistuvan yhtäjaksoisesti valetun metallin määrää vastaavasti, niin että 30 metallin paine muotin poistoaukossa saatiin pysymään suunnilleen nollana. Muotin ympärillä oli typpikerros ja muotti kuumennettiin siihen upotetulla platinalanka-kuumentimella, niin että sen sisäseinämän lämpötila oli 1,100°C. Ruostumatonta terästä oleva mallitanko, jonka 35 halkaisija vastasi suunnilleen muotin sisähalkaisijaa, tuli kosketukseen muotissa olevan sulan metallin pinnan 12 69972 kanssa. Tämän jälkeen mallitankoa nostettiin ylöspäin 15 mm minuutissa ja vettä suihkutettiin 100 cm^ minuutissa 100 mm sulan metallin pinnan yläpuolelle, jolloin yhtäjaksoisena valuna muodostui mallitangon alapäässä 5 fosforipronssitanko, jossa oli hyvin sileä ja kaunis pinta.

Esimerkki 2

Lieriömäinen sirkoniumoksidimuotti, jonka sisähal-kaisija oli 5 mm, ulkohalkaisija 12 mm ja korkeus 30 mm 10 ja joka oli avonainen ylä- ja alapäästään, kiinnitettiin ylöspäin suuntautuvaa yhtäjaksoista valua suoritettavaan laitteeseen (kuvan 3 mukainen rakenne), niin että sen yläpää oli hieman alempana kuin sulametalliuunissa olevan sulan metallin pinta, jolloin metallin paine muotin 15 poistoaukossa oli 196 Pa . Rautasulate, jossa oli 3,8 painoprosenttia hiiltä ja 1,8 painoprosenttia piitä, pidettiin 1200°C:ssa ja sitä syötettiin uuniin jatkuvana toimintona, niin että syöttömäärä vastasi muotista yhtäjaksoisena valuna poistuvan metallin määrää.

20 Muotti kuumennettiin siihen upotetulla platina- lankakuumentimella, niin että sen sisäseinämän lämpötila oli 1200°C. Teräksinen mallitanko, jonka halkaisija vastasi suunnilleen muotin sisähalkaisijaa, tuli kosketukseen muotissa olevan sulan metallin pinnan kans- 25 sa. Mallitankoa nostettiin sitten ylöspäin 10 mm minuu- 3 tissa ja vettä suihkutettiin 50 cm minuutissa 120 mm sulan metallin pinnan yläpuolelle, jolloin mallitangon alapäässä muodostui yhtäjaksoisena valuna halkaisijaltaan 5 mm valurautalanka, jonka pinta oli hyvin sileä 30 ja kaunis.

Esimerkki 3

Boorinitridimuotti, jossa oli suorakulmainen syvennys (korkeus 3 mm, leveys 20 mm ja seinämävahvuus 3 mm), kiinnitettiin yhtäjaksoista valua vaakasuunnassa 3 5 suorittavaan laitteeseen (kuvan 4 mukainen rakenne).

is 69972

Muotin lämpötila pidettiin siihen upotetulla kuumenti-mella 680°C:ssa. Sulaa alumiinia (99,9 % Ai), jonka lämpötila oli 700°C, syötettiin yhtäjaksoisena toimintona säiliöuunista muottiin, niin että syöttömäärä vas-5 tasi muotista yhtäjaksoisena valuna poistuvan metallin määrää, jolloin alumiinin paine muotin poistoaukossa oli suunnilleen nolla. Valutuote siirtyi pois muotista vaakasuunnassa nopeuden ollessa tällöin 60 mm/min. Jäähdyttäminen tapahtui vedellä, jonka syöttönopeus oli 600 3 10 cm /min, 50 mm päässä muotin poistoaukosta. Valmis tuote oli alumiininauha, jonka vahvuus oli 3 mm ja leveys 20 mm. Nauhan pinta oli sileä ja kaunis.

Esimerkki 4

Pylväsmäinen, halkaisijaltaan 12 mm sydän, joka 15 oli ruostumatonta terästä, pantiin onttoon lieriömäiseen muottiin (ruostumatonta terästä). Muotin seinämä-vahvuus oli 1,5 mm ja sisähalkaisija 16 mm. Valulaittee-na käytettiin kuvan 5 mukaista, alaspäin suuntautuvaa yhtäjaksoista valua suorittavaa laitetta. Krominikkeli-20 kuumennin, joka oli upotettu muottiin, piti sen lämpötilan 240°C:ssa. Sulaa (99,9 % Sn), jonka lämpötila oli 270°C, syötettiin jatkuvana toimintona muottiin syöttö-määrän vastatessa tällöin muotista yhtäjaksoisena valuna poistuvan metallin määrää, jolloin tinan paine muo-25 tin poistoaukossa oli suunnilleen nolla. Valutuote poistui muotista alaspäin 4 0 mm/min nopeudella. Jäähdytys-ilmaa puhallettiin valutuotteeseen 50 1/min 20 mm päässä muotin poistoaukosta. Näin valetun tinaputken pinta oli todella hyvä.

Claims (13)

1. Yhtäjaksoinen metallivalumenetelmä, tunnettu siitä, että siihen kuuluu: 5 sulan metallin syöttäminen muottiin, jossa on tulo- ja poistoaukko, siten että sulan metallin paine muotin poistoaukossa pysyy suunnilleen nollana ja muotin sisäseinämän lämpötila on korkeampi kuin metallin jäh-mettymislämpötila; 10 lämpötilaltaan em. jähmettymislämpötilaa alhai semman mallitangon saattaminen kosketukseen sulan metallin kanssa muotin poistoaukossa, ja mallitangon siirtäminen pois poistoaukosta, jolloin jähmettynyt metallirunko muodostuu yhtäjaksoisena 15 valuna mallitangon päähän.

1« 69972

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mallitanko siirretään ylöspäin em. paineen ollessa tällöin 0 - 196 Pa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että mallitanko siirretään alaspäin em. paineen ollessa tällöin 0 - 196 Pa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mallitanko siirretään vaakasuunnassa em. paineen ollessa tällöin 0 - 490 Pa.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin muotin poistoaukossa oleva em. sisäseinämä kuumennetaan siihen upotetulla kuumentimella, niin että po. kohtaan saadaan metallin jähmettymislämpötilaa korkeampi lämpötila.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sula metalli syötetään muottiin lappoputkella, jonka toinen pää on upotettu sula-metalliuunissa olevaan sulaan metalliin.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että nestemäistä tai kaasumaista jäähdytysainetta tai sen seosta syötetään malli- 69972 tankoon tai jähmettyneeseen metallirunkoon, niin että sen lämpötila saadaan pysymään em. jähmettymislämpötilaa alhaisempana.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että nestemäistä jäähdytysai- netta tai kaasua ja nestettä sisältävää jäähdytysaine-seosta syötetään mallitankoon tai em. jähmettyneeseen runkoon siten, että jäähdytysaine jää kosketukseen mal-litangon tai jähmettyneen rungon pinnan kanssa ja siir-10 tyy siihen suuntaan, johon mallitanko tai jähmettynyt runko liikkuu pois muotista.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muotin em. aukko on peitetty jollain inertillä kaasulla.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muotin sisäseinämä on muodostettu jonkin verran kaltevaksi poistoaukkoon päin.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että käytetään useita muotteja 20 ja vastaavaa määrää mallitankoja.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mallitanko pyörii oman akselinsa ympäri, kun se siirtyy pois muotin kohdalta.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että jähmettynyt runko muodos taa kiinteän pintakerroksen (kuoren) välittömästi tultuaan ulos muotin poistoaukosta. 69972