FI82620B - Maskin foer tryckgjutning foer metalldelar innehaollande eventuellt keramikfibrer. - Google Patents

Description

82620

Mahdollisesti keraamisia kuituja sisältävien metallikappalei-den painevalukone Tämä keksintö koskee varsinkin alumiinin ja litiumin seoksia tai magnesiumin seoksia olevien metallikappaleiden painevalu-konetta, ja mainitut seokset sisältävät mahdollisesti keraamisia kuituja.

Kestomuottivalun asiantuntija tuntee hyvin metallikappaleiden painevalumenetelmät, joissa käytetään varsinkin kylmäkammio-koneita, joissa juoksevassa tilassa oleva, muotin kiinteään säiliöön viety seos pakotetaan männällä valumalliin suhteellisen lyhyessä ajassa.

2

Mahdollisesti yli 10 MPa ylittävän paineen käyttö varmistaa senjälkeen juoksevan seoksen syötön kappaleeseen sen jähmettymisen aikana.

Tällaisilla menetelmillä päästään hyvin mittatarkkoihin kappaleisiin, joiden pinnanlaatu on erittäin hyvä, mikä tekee mailia dolliseksi jatkossa välttää turvautumista leikkaavaan työstöön.

: : Lisäksi syöttökupujen jääminen pois johtaa paljon parempaan tuloskertoimeen kuin painovoimaisesti tapahtuvassa valussa. Lo-puksi ei ole välttämätöntä tehdä lämpökäsittelyjä puolivalmiiden valukappaleiden hyvien mekaanisten ominaisuuksien vuoksi.

Kaikki nämä edut tekevät painevalusta yhä enemmän käytetyn menetelmän varsinkin kevytmetallien, kuten alumiinin ja magnesiumin valimoissa.

Tiettyjä hankaluuksia on kuitenkin ilmennyt ulotettaessa tämä ,· valumenetelmä uusiin tuotteisiin, esimerkiksi alumiini-litiu- min seoksiin, tiettyihin magnesiumin seoksiin ja komposiitti-. tuotteisiin, jotka näiden metallien lisäksi sisältävät keraa misia kuituja.

2 82620

Itse asiassa tiedetään, että alumiinin-litiumin ja magnesiumin seokset ovat erityisen herkkiä hapettumaan ja että kuitu-metalli sidos komposiiteissa voi heikentyä paljon metalleissa olevien oksidien tai muiden ympäristön vaikutuksesta syntyvien yhdisteiden läsnäolosta.

Mutta suurin osa kylmäkammioon perustuvista painevalukoneista ei tähän mennessä ole ottanut huomioon tätä valettujen tuotteiden ja ilman välistä vuorovaikutusta.

Niinpä esimerkiksi US-patentissa 4 088 178 kuvatussa painevalu-koneessa metallin syöttäminen säiliöön tapahtuu erottamalla ruiskutusjärjestelmä muotista, kallistamalla se sitten pysty-tason suhteen ja täyttämällä säiliö valukauhan avulla. On ilmeistä, että tällä tavoin toimimalla ei voida saada siistejä kappaleita helposti hapettuvista seoksista lähtemällä.

Mainittua patenttia aiemmin oli jo US-patentti 3 058 179, aivan-eri tarkoituksessa, toteuttanut koneen, joka osittain ratkaisee. . vuorovaikutusongelman. Itse asiassa säiliötä syötetään tässä il-maverhon suojassa juoksevaa, valettavaa metallia sisältävään tiiviiseen astiaan työntyvän putkiston välityksellä, jonka yläosassa on paineistetun inerttikaasun sisääntuloputki, jonka kaasun avulla synnytetään ylipaine nesteen pinnalle sen siirtä- ... miseksi säiliöön. Tällä järjestelyllä vältetään juoksevan metallin kosketus ilmakehän kanssa säiliön täyttöhetkellä, mutta keskinäisen vuorovaikutuksen ongelmaa ei ratkaista siitä huolimatta. Itse asiassa koska mäntä siirtyy säiliössä ylöspäin va-lumallissa olevan metallin kokoonpuristamiseksi, siinä säiliössä oleva ilma, jossa mäntä liukuu ja joka ympäröi männän vartta, joutuu kosketuksiin nesteestä säiliöön viedyn putken kanssa. Koska sillä hetkellä putkessa oleva metalli alkaa vir- _ rata takaisin astiaa kohti, se hengittää tätä ilmaa ja hapettuu näin.

Eräs toinen, vielä huolestuttavampi ongelma on seuraava: koska 3 82620 männän siirtymisnopeus on tehty suureksi (yli 0,5 m/sek), putken joutuminen kosketuksiin männän sylinterin ilmakehän kanssa on hyvin nopeaa sillä tavoin, että alussa metalli ei ole vielä aloittanut virtaustaan takaisin astiaa kohti kun tämä kosketuksiin joutuminen tapahtuu. Se johtaa siis metallin valumiseen sylinterin sisälle, mikä vaarantaa nopeasti männän hyvän toiminnan ja johtaa useimmiten koneen pysähtymiseen. Näiden vaikeuksien torjumiseksi on hakija etsinyt ja löytänyt uuden koneen.

Se osuu US-patentin 3 058 179 puitteisiin, toisin sanoen se yhdistää painevalulaitteeseen metallin syöttämisen sellaisen putkiston välityksellä, joka työntyy astiaan, josta kaasun paineen P2 voima pakottaa metallin säiliötä kohti. Sille on tunnusomaista, että mainittu putkisto on varustettu yhdestä kohtaa säiliön viereistä seinämäänsä inerttikaasun sisäänsyöttöaukolla ja taskulla, joissa vallitsee paine , joka riippuu männän paikasta ja paineesta Näissä olosuhteissa, jos oletetaan, että muotti on valmis syöttöä varten, valaminen tapahtuu seuraavalla tavalla: inerttikaa-su puhalletaan paineella P^ putkistoon. Koska mäntä on siis ala-asennossaan, säiliön ja putkiston välillä on yhteys ja tämä kaasu voi levitä aina valumalliin asti puhdistaen sen näin sen sisältämästä ilmasta.

: Senjälkeen synnytetään ylipaine astiassa olevan metallikylvyn pinnalle. Jotta metalli nousisi putkistoon, on siis tämän ylipaineen P2 oltava suurempi kuin P^. Senjälkeen kun metalli on täyttänyt putkiston ja säiliön, nousee mäntä nopeasti varmistaakseen metallin kokoonpuristamisen. Niin pian kuin mäntä peittää putkiston ja säiliön välisen yhteysaukon, mikä ilmaistaan tunnusteluelimen tai jonkinlaisen ilmaisimen avulla, puhalletaan välittömästi kaasua siten, että P1 tulee suuremmaksi kuin P2. Tällä hetkellä metalli pakotetaan takaisin astiaa koh-: ti ja metallin valuminen sylinteriin päin estetään hetkellä, : jolloin männän varsi ilmestyy aukon tasolle. Tämä kaasu täyt tää silloin koko metallin väliin jääneen tilan ja sen paine 4 82620 pakottaa takaisin ilman, joka on peräisin männän sylinteristä. On huomattava, että männän pituuden on oltava suurempi kuin sen aukon korkeus, joka yhdistää putkiston säiliöön, jotta metalli ajautuisi takaisin ennenkuin sylinteri yhdistetään putkistoon. Jatkossa, kun mäntä laskee uudelleen ja paljastaa aukon, heikolla paineella puhallettu kaasu johtuu säiliöön ja estää avoimesta muotista tulevan kaasun sisäänpääsyn, ja näin tapahtuu siihen asti, kunnes Ρ2Ση arvo, joka on laskettu Oraan metallin astiaan paluun helpottamiseksi, nousee jälleen uuden valujakson käynnistämiseksi.

Toisaalta on kaasun puhalluskohtaan järjestetty taskun tapainen, joka on sijoitettu putkiston yläosaan ja jonka sisäpuolella ylläpidetään kaasupatjaa metallin puhallusjärjestelmään pääsyn estämiseksi. Tämä tasku on varustettu sondilla, joka ilmaisee kaasupatjan paksuuden epänormaalin pienenemisen ja ohjaa silloin aukeamaan erillisen venttiilin, jolle on annettu tehtäväksi varmistaa sopivan paksuuden ylläpitämiseen tarvittavan paineen täydentäminen.

Paineiden ja P2 välinen sopiva ero aikaansaadaan differen-tiaalimanometrin avulla, jota ohjaa millainen tahansa tunnus-teluelin tai paikanilmaisin ja joka vaikuttaa sopivien venttiilien avautumiseen ja sulkeutumiseen.

P2:n arvon täytyy olla ainakin yhtä suuri kuin sen metallo-staattisen paineen arvo, joka metallilla on mallisyvennystä täyttäessään. Mitä tulee arvoon Ρ^-Ρ2» se on luokkaa 0,01 MPa.

Keksintö kuvataan liitteenä olevien piirustusten avulla, jotka esittävät: kuvio 1 pystysuuntaisen aksiaalileikkauksen valulaitteistosta, kuvio 2 kaavion laitteistosta kaasun syöttämiseksi astiaan ja putkistoon.

Kuviossa 1 erotetaan pystysuuntaisen painevalukoneen kiinteä li s 82620 alalevy 1 ja liikkuva ylälevy 2. Näiden levyjen välissä sijaitsee muotti 3, jossa on mallisyvennys 4. Alalevyssä on ruis-kutuslaite, jonka muodostaa säiliö 5, jossa liukuu toimilaitteen 18 edestakaisliikkeeseen panema, varren 7 tukema mäntä 6. Mainittu säiliö on yhdistetty aukon 8 välityksellä putkistoon 9, joka työntyy tiiviiseen astiaan 12 sijoitetussa upokkaassa 11 olevaan valettavan metallin kylpyyn 10, joka astia voidaan paineistaa kaasun sisäänsyöttöputken 13 kautta metallin syöttämiseksi putkiston 9 kautta kohti säiliötä 5. Keksinnön mukaan puhalletaan inerttikaasua sisään kanavistoon 14 putkiston 9 eräässä kohdassa 15 paineella, joka on riippuvainen astiassa tunnusteluelimellä 17 ilmaistun männän asennon funktiona vallitsevasta paineesta ja jota voidaan ohjata säätävällä diffe-rentiaalimanometrilla 16.

Kuviosta 2 löytyvät kuvion 1 elementit, nimittäin säiliö 5, mäntä 6, männänvarsi 7, aukko 8, putkisto 9, metallikylpy 10, upokas 11, astia 12, kaasun tuloputki 13, kanavisto 14, sisään-puhalluskohta 15, manometri 16 ja tunnusteluelin 17.

Näiden elementtien ohella ovat mukana kaikki ne, jotka tekevät . mahdolliseksi laitteiston toimimisen. Ne ovat kaasun kiertosuun- ; nassa -kaasun sisäänsyöttöputkessa 13: -korkeapaineen poistoventtiili 20 -alipaineen poistoventtiili 21 -sähkökäyttöinen venttiili 22, joka varmistaa joko kaa-• sun kulun astian suuntaan tai ilman pääsyn astiaan -virtausnopeuden säädin 23 -takaiskuventtiili 24 -kanavistossa 14: -korkeapaineen poistoventtiili 25 -alipaineen poistoventtiili 25 -sähkökäyttöinen 2-tieventtiili 27 : -sähkökäyttöinen 3-tieventtiili 28, joista yksi tie on yhteydessä ilmakehään. Tämä venttiilikytkentä tekee 6 82620 mahdolliseksi säätää putkistossa vallitsevaa painetta P1 suhteessa säiliössä vallitsevaan paineeseen Έ>2 diffe-rentiaalimanometrin 16 avulla.

Itse asiassa jos P^ on oikea, nämä kaksi venttiiliä ovat kiinni, jos P.j on liian heikko, venttiili 27 on auki ja ilman pääsy venttiiliin 28 on suljettu. Jos P1 on liian voimakas, venttiili 27 on kiinni ja ilman pääsy venttiiliin 28 on auki.

-sähkökäyttöinen venttiili 29, jonka aukaiseminen tekee mahdolliseksi puhalletun kaasun suuren virtausnopeuden -virtausnopeuden säädin 30 -takaiskuventtiili 31 -virtausmittari 32 -sähkökäyttöinen venttiili 33, joka varmistaa puhalletun kaasun pysähtymisen tai kulun kohti kohtaa 15 -sähkökäyttöinen venttiili 34 yhdessä virtausnopeuden säätimen 35 kanssa, joka sisäänpuhalletun kaasun kierron heikkenemisen seurauksena avautuu ainoastaan, jos sondi 36 osoittaa metallin nousun kohdan 15 tasolle ja vaaran kanaviston tukkeutumisesta.

Valujakson aikana laitteisto toimii seuraavalla tavalla: : 1) Kun muotti on avattu kappaleen irrottamiseksi, astia on il- - kehän paineessa venttiilin 22 kautta, mäntä on ala-asennossa, venttiili 29 suljettu, differentiaalimanometri 16 asennossa P^ > P2 sillä tavoin, että heikko kaasuvirta tulee kohtaan 15 nopeussäätimen 30 ja venttiilin 33 kautta.

2) Muotti suljetaan uudestaan, se on valmis uutta ruiskutusta varten. Mainittujen elementtien tila pysyy samana niin, että kaasu pyyhkäisee mallisyvennystä ja ajaa sieltä ilman pois.

3) Kun on annettu ruiskutuskäsky, venttiili 33 sulkeutuu eristäen kammion 15, mikä kumoaa ehdon P^ > P2 kun taas venttiili 29 avautuu. Venttiili 22 varmistaa kaasun kulun astiaa kohti ja saa aikaan sulan metallin nousun säiliötä kohti. Koska mäntä lähtee nousemaan, venttiili 29 auki ollessaan on vai- 7 82620 miina varmistamaan kaasun paineen P1 > P^ riittäväksi estämään metallin joutumisen kaasun puhalluspiiriin muodostamalla suojapatja kohtaan 15.

4) Siitä lähtien kun mäntä sulkee aukon 8, on venttiili 33 auki, jolloin P^ tulee suuremmaksi kuin ja kiihdyttää metallin paluuta astiaa kohti, jotta estettäisiin metallin vuotaminen sylinteriin hetkellä, jolloin männän varsi ilmestyy aukon 8 tasolle, ja mainitusta sylinteristä lähtöisin olevan ilman sisääntulo.

5) Mäntä jatkaa etenemistään ylöspäin kappaleen jähmettymisen aikana, kun taas venttiilin 22 kautta päästetään ilmaa P2:n saa~ miseksi alenemaan. P^:tä vaihdellaan ?2:n funktiona siten, että P.j > P2 jatkuvasti.

6) Venttiilien pysyessä samassa asennossa avataan muotti ja mäntä noustessaan pakottaa pois ruiskutustabletin.

7) Mäntä palaa ala-asentoon. Hetkellä, jolloin se paljastaa aukon 8, venttiili 29 sulkeutuu, jolloin säädin 30 varmistaa heikon kaasunpaineen säiliön puhdistamiseksi.

Valujakso on käynnistynyt uudelleen.

" On selvä, että kaikki nämä operaatiot on tehty automaattisiksi käyttäen alan ammattimiehen hyvin tuntemia säätö- ja valvonta-laitteita.

Claims (4)

8 82620

1. Kylmäkammiopainevalukone mahdollisesti keraamisia kuituja sisältävien metallikappaleiden valmistamiseksi, joka kone muodostuu kiinteästä alalevystä (1) ja liikkuvasta ylälevystä (2), joiden väliin on sijoitettu valettavan kappaleen mallisyvennyksen (4) käsittävä muotti (3), jolloin mainittu alalevy on varustettu ruiskutuslaitteella, jonka muodostaa säiliö (5), jossa liukuu varren (7) tukema mäntä (6), ja mainittu säiliö on aukon (8) välityksellä yhteydessä putkeen (9), joka työntyy valettavan sulan metallin kylpyyn (10), joka on tiiviissä astiassa (12), ja mainittu astia voidaan paineistaa paineeseen P2 kaasun syöttöaukon (13) kautta metallin panemiseksi liikkeelle kohti säiliötä, tunnettu siitä, että tarkoituksena välttää sulan metallin vuotaminen männän varren päälle ja ilman pääsy sisään putkeen (9) on putki varustettu säiliön (5) viereisen seinänsä yhdessä kohdassa (15) inerttikaasun sisäänsyöttöaukolla (14) ja taskulla, jossa vallitsee paine Pj_, joka riippuu männän (6) paikasta ja paineesta P2·

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kone, tunnettu siitä, että P2 on suurempi kuin P^ metallin säiliöön ja mallisyven-nykseen syöttämisen aikana ja P^ muuttuu suuremmaksi kuin P2 hetkellä, jolloin mäntä nousuliikkeensä aikana peittää aukon (8).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kone, tunnettu siitä, että Ρ^:η arvoa pienennetään hetkellä, jolloin mäntä las-kuliikkeensä aikana paljastaa aukon (8), ja näin jatketaan kunnes P2 kasvaa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kone, tunnettu siitä, että paineiden P^ ja P2 väliset erot aikaansaadaan diffe-rentiaalimanometrin (16) avulla, jota ohjaa tunnusteluelin (17). g 82620