FI78251C - Anordning och foerfarande foer gjutning av metall. - Google Patents

Description

78251

Laite .ja menetelmä metallin valamiseksi Tämä keksintö koskee metallivalulaitetta ja -menetelmiä ja erityisesti sellaista vastapainovoimalla ja oh-5 jauspaineella toimivaa metallivalulaitetta, joka on esitel ty US-patenteissa n:ot 3 863 706, 3 900 064 ja 4 112 997, jotka kaikki sisällytetään tähän viitteiksi.

Vaikka näissä patenteissa esitellyt laitteet ja menetelmät ovat olleet menestyksellisessä kaupallisessa käytössä 10 jo monien vuosien ajan, ei niitä käyttäen voi tehdä talou dellisesti valoksia tietyistä, korkean sulamispisteen omaa-vista metalliseoksista yli noin 19 mm:n seinäpaksuudella, koska US-patentin n:o 4 112 997 mukaisia seuloja ei voida käyttää, koska ne reagoivat näihin seoksiin, ja ilman seulo-15 ja nämä paksut valokset vaativat epätaloudellisen kovettumis-a jän.

Eräässä yrityksessä ratkaisun löytämiseksi on käytetty keraamisia kuulatakaiskuventtiilejä, mutta ne ovat osoittautuneet sekä epätaloudellisiksi että epäluotettaviksi monien 20 tällaisten metalliseosten kanssa, koska niillä on taipumus syövyttää keramiikkaa, mikä saa kuulan tarttumaan kiinni avoimeen asentoonsa, niin että sula metalli voi valua takaisin upokkaaseen ennen kovettumista, mikä pilaa valokset.

Täten keksinnön eräänä päätavoitteena on kehittää uu-25 si laite ja uudet menetelmät ohjauspaineella ja vastapaino- voimalla tapahtuvaa metallivalua varten, varsinkin tiettyjä korkean sulamispisteen omaavia metalliseoksia varten, niin että saadaan aikaan suhteellisten paksuseinäisten valosten taloudellinen valu näistä seoksista.

30 Keksinnön mukaisesti tähän on päästy kehittämällä va- lulaite, joka sisältää kaasua läpipäästävän muotin, jossa on pystysuora kanava, jonka avoimen alapään kautta syötetään sulaa metallia muottionteloon, upokkaan, joka pitää sisällään sulan metallin, jonka pinta sijaitsee muotin alla, voimalait-35 teen upokkaan ja muotin siirtämiseksi suhteellisesti pois 2 78251 toisistaan ja toisiaan kohti sulan metallin syöttämiseksi upokkaasta muotin avoimeen alapäähän, ja painelaitteen ohjaus-paineen kohdistamiseksi muottiin ja upokkaaseen, niin että saadaan sula metalli täyttämään muottiontelon pystysuoran kana-5 van kautta, ja jolle on tunnusomaista, että se koostuu jäykästä pysyvästi kokoon puristettavissa olevasta täyttöputkesta, joka on liitetty tiiviisti muotin pystysuoran kanavan avoimeen alapäähän, sen alapään ulottuessa pystysuoraan alaspäin kohti upokasta, ja täyttöputken puristuslaitteesta, joka on sijoi-10 tettu muotin ja upokkaan välille täyttöputken selektiiviseksi pysyväksi puristamiseksi kokoon sen sulkemiseksi muottiontelon täyttämisen jälkeen sulan metallin estämiseksi valumasta takaisin muotista upokkaaseen, kun muottia ja täyttöputkea siirretään suhteellisesti upokkaasta poispäin.

15 Po. keksinnön menetelmien mukaisesti siirretään täyttö- putkea ja muottia suhteellisesti kohti upokasta täyttöputken alapään siirtämiseksi sulan metallin pinnan alle, ohjauspaine kohdistetaan muottiin ja upokkaaseen, niin että sula metalli saadaan täyttämään muottiontelon täyttöputken kautta, ja sit-20 ten täyttöputki puristetaan pysyvästi kokoon sen sulkemiseksi, mieluummin hitsaamalla niin että sula metalli ei voi valua takaisin muottiontelosta upokkaaseen, kun muottia ja täyttöputkea liikutetaan suhteellisesti pois upokkaasta.

Keksinnön edellä mainittujen ja muiden tavoitteiden se-25 littämiseksi lähemmin viitataan nyt sen parhaina pidettyjen ; toteutusmuotojen seuraavaan, yksityiskohtaiseen kuvaukseen ja oheisiin piirustuksiin, joissa: kuviot 1, 2 ja 3 esittävät kaaviomaisia läpileikkausku-vantoja sivulta keksinnön laitteesta näyttäen perättäiset vai-30 heet keksinnön menetelmien toiminnassa.

Piirustukset näyttävät pystysuorasti liikutettavalle tuelle 14 asennetun jaettavan ja tiivistettävän kuormitusosas-ton 12. Kuormitusosaston 12 yläseinässä on liitäntä ohjauspai-nelaitteeseen 16, ja sen muottia tukevassa alaseinässä on . 35 keskiaukko 18 kaasua läpipäästävän, yleisnumeron 20 osoitta- 3 78251 man muotin tukemiseksi, joka muotti voi olla mainituissa patenteissa esiteltyä vaippatyyppiä, jossa on pystysuora kanava 22, jonka avoimen alapään 24 kautta syötetään sulaa metallia muottionteloihin 26. Upokas 30, joka pitää sisällään 5 sulaa metallia muodostaen sulan metallin paljaan yläpinnan 32, on sijoitettu kuormitusosaston 12 alle. Ohjauspainelai-tetta 16 voidaan käyttää valikoivasti tavalliseen tapaan oh-jauspaineen kohdistamiseksi osastoon 12 ja muottiin 20 suhteessa upokkaaseen 30, niin että saadaan sula metalli täyttä-10 mään muottiontelot 26 muotin pystysuoran kanavan 22 kautta.

Liikutettavaan tukeen 14 kytketyn hydraulisylinterin 34 avulla siirretään suhteellisesti upokasta 30 ja osastoa 12 muotin 20 kera kohti toisiaan ja pois toisistaan valikoivasti nostamalla tai laskemalla osastoa 12 muotin 20 kera.

15 Po. keksinnön mukaisesti on kehitetty yleisnumeron 40 osoittama ontto, jäykkä, irroitettava, pysyvästi kokoonpuris-tettavissa oleva kertakäyttöön tarkoitettu metallintäyttöputki, jossa on levitetty yläosa muodostuen säteettäisesti ulospäin suuntautuvasta ylemmästä liepeestä 42, josta ulottuu pystysuo-20 rasti alaspäin alaosa 44. Ylempi lieve 42 on sijoitettu tii-vistävästi säiliön 12 muottia tukevan alaseinän ja muotin 20 alapään välille sen aukon 24 ympärille ja alaosa 44 ulottuu säiliön 12 keskiaukon 18 läpi ja pystysuorasti alaspäin siitä kohti upokkaassa 30 olevan sulan metallin pintaa 32. Täyt-25 töputken puristuslaite, jonka voi muodostaa vaakasuorasta siirrettävä puristuselementti 50, jota käyttää hydraulisylin-teri 52, joka on asennettu pystysuorasti siirrettävän tuen 14 alapäähän ja jota vastapäätä on vaste 54, joka sekin on asennettu tuelle 14, on sijoitettu osaston 12 ja upokkaan 30 30 välille, niin että osa 50 ja vaste 54 ovat täyttöputken 40 alaosan 44 vastakkaisilla puolilla alaslasketussa asennossa, kuten piirustukset näyttävät, täyttöputken 40 alaosan 44 kokoonpuristamiseksi valikoivasti sen sulkemiseksi pysyvästi sen jälkeen, kun muotin ontelot 26 on täytetty 35 valmiiksi, niin että estetään sulaa metallia virtaamasta 4 78251 takaisin upokkaaseen 30, kun säiliötä 12 yhdessä muotin 20 ja täyttöputken 40 kanssa liikutetaan ylöspäin, suhteellisesti poispäin upokkaasta. Ainakin täyttöputken 40 alaosa 44 kokoonpuristettavaa metallia, niin että sen muotoa voidaan 5 pysyvästi muuttaa siirtämällä puristuselementtiä 50 kohti vastetta 54 pysyvästi kokoonpuristetun osan 56 aikaansaamiseksi, kuten kuviot 2 ja 3 näyttävät, sen onton sisätilan sulkemiseksi pysyvästi sulan estämään metallin virtauksen sen kautta, jopa senkin jälkeen, kun puristuselementti 50 on vedetty talo kaisin kuvion 3 mukaisesti. Käytännössä tapahtuu useimpien täyttöputkimetallien kanssa täyttöputken puristetun osan 56 kiinnihitsaus puristuselementin 50 ja vasteen 54 vaikutuksesta, jolloin hitsaus pysyy metallisesta täyttöputkesta 40 nopeasti tapahtuvan lämmön menetyksen johdosta.

15 Käytössä suoritetaan keksinnön mukaisissa menetelmissä ensin täyttöputken 40 alaosan 44 sijoitus avoimen säiliön 12 ala-aukon 18 kautta, niin että sen levitettyä yläosaa 42 tukee säiliön 12 alaseinä ja sen alaosa 44 ulottuu pystysuorasti alaspäin kohti upokasta 30, välimatkan päässä upokkaassa 30 20 olevan sulan metallin pinnasta 32 tämän yläpuolella. Sitten asetetaan muotti 20 levitetyn täyttöputkiosan 44 yläpinnalle, niin että sen avoin alapää 24 on samankeskinen täyttöputken 40 kanssa, niin että täyttöputki on liitetty vaihtokelpoisesti ja tiiviisti muotin pystysuoran kanavan 22 avoimen alapään 24 25 ja säiliön ala-aukkoa 18 ympäröivän alaseinän väliin. Sitten säiliö 12 suljetaan ja liitetään ohjauspainelaitteeseen 16.

Tämän jälkeen säiliötä 12 yhdessä muotin 20 ja täyttöputken 40 kanssa siirretään alaspäin käyttämällä hydrau-lisylinteriä 34 siirtämään täyttöputken 40 alapään upokkaas-30 sa 30 olevan sulan metallin pinnan 32 alle sulan metallin syöttämiseksi upokkaasta 30 täyttöputken 40 alapäähän kuvion 1 mukaisesti. Sitten alennettu ohjauspaine kohdistetaan säiliöön 12 ja siten muottiin 20 käyttämällä ohjauspai-nelaitetta 16, niin että saadaan sula metalli täyttämään 35 muotin ontelot 26 täyttöputken 40 ja keskeisen, pystysuoran muottikanavan 22 kautta.

5 78251

Kun muotin ontelot 26 on täytetty, käytetään vaaka-suorasti siirrettävää puristuselementtiä 50 hydraulisylin-terillä 52 sen siirtämiseksi vaakasuorasti kohti vastakkaista vastetta 54 täyttöputken 40 alaosan 44 vastakkaisella puo-5 lella, kuten kuvio 2 näyttää, täyttöputken 40 alaosan 44 ko-koonpuristamiseksi, niin että saadaan pysyvästi kokoonpuris-tettu osa 56, kuten kuviot 2 ja 3 näyttävät, sen onton sisätilan sulkemiseksi pysyvästi, mieluiten jopa sen jälkeen, kun puristuselementti 50 on vedetty takaisin, kuten kuvio 3 näyt-10 tää, sulan metallin takaisinvirtauksen estämiseksi upokkaaseen 30, kun säiliötä 12 yhdessä muotin 20 ja täyttöputken 40 kanssa siirretään ylöspäin, suhteellisesti poispäin upokkaasta 30. Kuten todettiin edellä, käytännössä täyttöputken puristetun osan 56 sisäseinät suljetaan hitsaamalla, puristuselementin ja 15 vasteen 54 toiminnan avulla kohdistamalla puristusvoima vain sekunnin tai kahden ajaksi, minkä jälkeen puristuselementti 54 vedetään takaisin, minkä jälkeen hitsaus pysyy, koska metallinen täyttöputki menettää lämpöä nopeasti. Tämä on erityinen etu, koska se lyhentää valujaksoon menevää aikaa ja 20 siten nopeuttaa tuotantoa.

Lopuksi säiliö 12 avataan ja täytetty muotti 20 sekä täyttöputki 40, jotka jähmettynyt metalli on kiinnittänyt yhteen, poistetaan ennen seuraavaa valujaksoa.

On tärkeää, että täyttöputken 40 metalli tai -seos 25 sopii yhteen valettavan metallin kanssa, joten ainakin joissakin tapauksissa voidaan käyttää samaa metalliseosta. Koska tämän tuloksena täyttöputken 40 alapää sulaa, kun se viedään upokkaassa 30 olevaan sulan metallin pintaan 32, voitaisiin käyttää hydraulisylinteriä 34 siirtämään säiliötä 12 edel-30 leen alaspäin muotin 20 täyttöjakson aikana, minkä jälkeen sen liike alaspäin voidaan lopettaa ja puristuselementtiä 50 voidaan käyttää puristamaan täyttöputki 40, minkä jälkeen täyttöputken 40 alapään jatkuvalla sulamisella ei ole merkitystä.

Vaihtoehtoisesti voi täyttöputkella 40 olla ohut ulom-35 pi keramiikkapäällinen, joka estää sulamisen, koska täyttöput- 6 78251 ki 40 on vain lyhyen ajan upotettuna sulaan metalliin, mutta joka ei häiritse putken kokoonpuristamista eikä hitsausta.

Toisena vaihtoehtona voi täyttöputken 40 alaosa, joka upotetaan sulaan metalliin, olla kokoonpuristettavan osan alla ke-5 ramiikka-ainetta, koska täyttöputken 40 alaosan ollessa upotettuna vain lyhyen ajan, on vain se osa täyttöputkesta 40, joka on todella upotettu, altis sulamiselle.

Olemme havainneet, että koska täyttöputken metallilla on lähes aina sulamispiste huomattavasti upokkaassa olevan me-10 tallin lämpötilan alapuolella, ja koska paljas täyttöputki sulaa nopeasti jos putki on liian ohut, putki menee kasaan ja prosessi ei toimi. Jos putki on liian paksu, metalli jähmettyy sisä- ja ulkopinnoille tehden myös prosessin epäkäytännölliseksi. Olemme määrittäneet, että käytännöllinen seinämän 15 vahvuus kertakäyttöiselle täyttöputkelle, halkaisijaltaan alueella 25-75 mm ja pituudeltaan 125-750 mm, on 1,5 - 4,6 mm. Tämä seinämän vahvuusalue on sopiva myös pysyvästi hitsatun puristus-kohdan muodostumiseen ja säilyttämiseen.

Olemme myös havainneet, että puristuskohdan etäisyyden 20 täytyy olla ainakin 1,5 kertaa putken halkaisijan suuruisella etäisyydellä putken yläpäästä ja liepeestä, niin että puris-tustoiminta ei väännä putken lievettä ja sallii sulan metallin juosta ulos sen ja läpäisevän muotin välisestä saumasta.

Joskin parhaina pidettyjen toteutusmuotojen tässä ku-25 vauksessa on viitattu vaippatyyppisiin muotteihin, jotka on esitelty patenteissa n:ot 3 863 706, 3 900 064 ja 4 112 997, on ajateltu, että myös muunlaisia, kaasun läpipäästäviä muotteja voisi käyttää keksinnön toteutuksessa, mm. tunnettuja, sidottuja tai ei-sidottuja hiekkamuotteja sekä niitä, joissa pa-30 kataan muovaushiekkaa polystyreenivaahtomallineen ympärille, jossa on valuaukko, ja sula metalli syötetään suoraan vaahtoon, joka haihtuu ja poistuu muovaushiekan kautta jättäen valoksen, joka on kopio vaahtomallineesta.

Keksinnön muut muunnokset sen ajatuksen ja patentti-35 vaatimusten määrittämän suojapiirin puitteissa ovat ilmeiset metallivalualan asiantuntijoille.

Claims (8)

1. Valulaite, joka käsittää kaasua läpipäästävän muotin (20), jossa on pysty-5 suora kanava (22), jolla on avoin alapää (24) sulan metallin syöttämiseksi muottionteloon (26), upokkaan (30), joka pitää sisällään sulan metallin, jonka pinta (32) sijaitsee muotin (20) alla, voimalaitteen (14,34) upokkaan (30) ja muotin (20) 10 siirtämiseksi suhteellisesti pois toisistaan ja toisiaan kohti sulan metallin syöttämiseksi upokkaasta muotin avoimeen alapäähän ja painelaitteen (16) ohjauspaineen kohdistamiseksi muottiin (20) ja upokkaaseen (30), niin että saadaan sula 15 metalli täyttämään muottiontelo (26) pystysuoran kanavan (22) kautta, tunnettu siitä, että valulaite käsittää jäykän, pysyvästi puristettavissa olevan täyttöputken (40), joka on liitetty tiiviisti muotin (20) pystysuoran kanavan (22) avoimeen alapäähän (24) sen alapään (44) 20 ulottuessa pystysuoraan alaspäin kohti upokasta (30), ja irrotettavissa olevan täyttöputken (40) puristus-laitteen (50,52,54), joka on sijoitettu muotin (20) ja upokkaan (30) välille täyttöputken selektiiviseksi pysyväksi puristamiseksi kokoon sen sulkemiseksi muottiontelon 25 (26) täyttämisen jälkeen sulan metallin estämiseksi valu masta takaisin muotista upokkaaseen, kun muottia ja täyttöputkea siirretään suhteellisesti upokkaasta poispäin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valulaite, joka lisäksi käsittää muotin (20) tukilaitteen, (14) jonka 30 alempi aukko sijaitsee muotin valukanavan (22) avoimen alapään (24) alapuolella, tunnettu siitä, että ko-koonpuristettava täyttöputki (40) käsittää säteittäisesti ulospäin suuntautuvan ylemmän liepeen (42), joka on kiinnitetty tiiviisti ja irrotettavasi! muotin (20) valukana-35 van (22) alemman avoimen pään (24), jonka se ympäröi, ja e 78251 muotin tukilaitteen (14) alemman aukon väliin, johon aukkoon on kiinnitetty täyttöputken (40) alaosa (44), joka ulottuu pystysuoraan alaspäin kohti upokasta (30), jolloin puristuslaite (50,52,54) on avattavissa täyttöputken va-5 pauttamiseksi sen irrottamista varten.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että täyttöputken seinän paksuus on 1,5-4,6 mm, ja että se on puristettu vähintään 1,5 kertaa putken halkaisijan suuruiselta etäisyydeltä sen ylä- 10 päästä.

4. Menetelmä valun suorittamiseksi kaasun läpipääs-tävässä muotissa (20), tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet: kaasun läpipäästävän muotin (20) käytön, jossa on 15 pystysuora valukanava (22), jonka avoimen alapään (24) kautta syötetään sulaa metallia muotin onteloon (26), upokkaan (30) käytön, Joka upokas pitää sisällään sulan metallin, jonka pinta sijaitsee muotin tukilaitteen alapuolella, 20 jäykän, pysyvästi kokoonpuristettavissa olevan täyttöputken (40) käytön, joka täyttöputki on liitetty tiiviisti muotin (20) pystysuoran valukanavan (22) alemman avoimeen alapäähän (24) sen alapään (44) ulottuessa pystysuoraan alaspäin kohti upokasta (30), 25 muotin (20) ja täyttöputken (40) siirtämisen suh teellisesti upokasta (30) kohti täyttöputken alapään siirtämiseksi upokkaassa olevan sulan metallin pinnan alle sulan metallin syöttämiseksi upokkaasta täyttöputken alapäähän (44), 30 ohjauspaineen kohdistamisen muottiin (20) ja upok kaaseen (30) niin, että saadaan sula metalli täyttämään muotin ontelo (26) täyttöputken (40) kautta, ja täyttöputken (40) kokoonpuristamisen ja sulkemisen muotin (20) ontelon (26) täyttämisen jälkeen, jotta estet-35 täisiin sulan metallin valuminen ontelosta takaisin upok- 9 78251 kaaseen (30), kun muottia (20) ja täyttöputkea siirretään suhteellisesti poispäin upokkaasta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä valun suorittamiseksi kaasun läpipäästävässä muotissa (20), 5 tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheet: muotin tukilaitteen (14) käytön, jonka alempi aukko sijaitsee valukanavan (22) avoimen alapään (24) alapuolella, jolloin jäykkä, pysyvästi kokoonpuristettavissa 10 oleva täyttöputki (40) on varustettu säteittäisesti ulospäin suuntautuvalla ylemmällä liepeellä (42), joka on kiinnitetty tiiviisti ja irrotettavasti muotin (20) valu-kanavan (22) alemman pään (24), jota se ympäröi, ja muotin tukilaitteen (14) alemman aukon väliin, johon aukkoon on 15 kiinnitetty täyttöputken (40) alaosa (44), joka ulottuu pystysuoraan alaspäin kohti upokasta (30), ja täyttöputken (40) ja muotin (20) irrottamisen tuki-laitteesta.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että täyttöputken (40) sisäseinämät hitsataan puristamalla pysyvästi yhteen täyttöputken pysyväksi sulkemiseksi.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 4-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että täyttöputkea (40) sula- 25 tetaan lämpötilassa, joka on alempi kuin upokkaassa (30) olevan sulan metallin lämpötila.

7 78251

8. Jonkin patenttivaatimuksen 4-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että täyttöputki (40) puristetaan vähintään 1,5 kertaa putken halkaisijan suurui- 30 seita etäisyydeltä sen yläpäästä. 78251 10