FI96097B - Menetelmä, muotti ja laitteisto metallin pienpainemonikerrosvalua varten - Google Patents

Description

96097

Menetelmä, muotti ja laitteisto metallin pienpainemoni-kerrosvalua varten Tämä keksintö koskee metallin valua pienpaineella 5 monikerroksisessa yksiaukkoisessa hiekkamuotissa. Se koskee ensisijaisesti menetelmää yksiaukkoisen monikerroksisen hiekkamuotin muottipesien syöttämiseksi valettaessa metallia pienpaineella, syötön tapahtuessa valukuilun kautta ja kussakin kerroksessa ainakin yhden välikanavan, 10 joka lähtee tästä kuilusta, ja valukanavien, jotka yhdistävät tämän kanavan muottipesään tai kuhunkin muottipe-sään, kautta.

Pienpainevalutekniikka (katso esimerkiksi hakijan patenttijulkaisut FR-A-2 295 808, 2 367 566 ja 2 556 996) 15 on erityisen edullinen painovoiman avulla tapahtuvaan valuun verrattuna valmistettaessa ohutseinämäisiä ja/tai muodoltaan monimutkaisia ja/tai suurikokoisia metallikap-paleita. Metallin aikaansaamaa painetta, joka seuraa kaasun suihkuttamisesta juoksevan metallin sisältävään tii-20 viiseen valusankoon, voidaan nimittäin säädellä toivomusten mukaan niin, että metalli saadaan työntymään muotti-pesien kaikkiin koloihin.

Klassisessa tekniikassa muotin kussakin kerroksessa yksi poikkileikkaukseltaan suuri välikanava tai kaksi 25 poikkileikkaukseltaan suurta diametraalisesti vastakkaista välikanavaa yhdistää valukuilun kerroksen kaikkiin valu- kanaviin.

Tähän menettelytapaan sisältyy haittoja, jotka liittyvät kanavan tai kanavien suureen poikkileikkaus-30 alaan.

1) Metallivirrassa syntyy voimakkaita pyörteitä, .... mikä edistää hiekan eroosiota ja ilmakuplasulkeutumien syntymistä valuun valmistettujen kappaleiden virheettömyyden kustannuksella.

35 2 960 97 2) Metallia ei saada nousemaan nopeasti valukuilun yläpäähän saakka ja sen täyttyminen tapahtuu itse asiassa kerroksittain, jolloin kaikkia pienpainevalun etuja ei saada hyödynnetyksi.

5 3) Kun paine lasketaan, valukanavien, jotka muodos tavat suljinelimet (katso edellä mainittu FR-A-2 295 808), jäähdyttyä välikanavassa oleva metalli, joka edustaa suhteellisen suurta huomattavasti jäähtynyttä tilavuutta, palaa valusankoon. Seuraavassa valujaksossa juuri tämä jääh-10 tyneempi metalli nousee ensimmäisenä valukuiluun, mikä huonontaa tiettyjen valukappaleiden laatua. Samasta syystä joudutaan metallin ylimäärä siirtämään jokaisessa valujak-sossa.

Keksinnön tavoitteena on tuoda korjausta näihin 15 haittoihin. Tätä varten keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että sulan metallin virtausmäärää pienennetään kussakin kerroksessa välikanavien tulokohdassa.

Muiden tunnusmerkkien mukaan: sulan metallin painetta alennetaan sen tultua väli-20 kanaviin, erityisesti sen tullessa sisään valukanaviin; syöttöputkeen ohjataan sulan metallin syöttövirta, joka on sovitettu aikaansaamaan tämän metallin nousun kaikkien välikanavien yläpuolelle; muotin syöttöpainetta pidetään yllä, kunnes kaikki 25 välikanavat ovat jähmettyneet, sitten tämä paine lasketaan.

Keksinnön kohteena on myös yksiaukkoinen hiekka-muotti, joka on tarkoitettu tällaisen menetelmän toteuttamiseen. Tämä muotti, joka on tyyppiä, joka käsittää valu-30 kuilun ja ainakin kaksi kerrosta, joissa kummassakin on vähintään yksi muottipesä, jota syötetään valukanavien ·· kautta, jotka liittyvät valukuiluun vähintään yhden väli- kanavan kautta, on tunnettu siitä, että kunkin kerroksen välikanavien tulokohdan poikkileikkausalojen summa on sel-35 västi pienempi kuin valukuilun poikkileikkausala.

3 96097

Muiden tunnusmerkkien mukaan: valukanavien, joita syötetään samasta välikanavas-ta, poikkileikkausalojen summa on vähintään yhtä suuri kuin tämän välikanavan tulokohdan poikkileikkausala; 5 jokaista muottipesää syötetään vähintään kahdesta välikanavasta, jotka menevät molemmin puolin valukuilua; kunkin kerroksen välikanavien tulokohdan poikki-leikkausalojen summa on pienempi kuin 10 % valukuilun poikkileikkausalasta.

10 Keksinnön kohteena on vielä laitteisto metallin valamiseksi plenpainevalulla yksiaukkoisessa monikerroksisessa hiekkamuotissa, joka laitteisto on tyyppiä, joka käsittää valusangon, josta lähtee ylöspäin avoin syöttö-putki, valusankoon yhdistetyn painekaasun lähteen, vähin-15 tään yhden yksiaukkoisen hiekkamuotin, joka käsittää alaspäin avautuvan valukuilun ja vähintään kaksi kerrosta, joista kummassakin on vähintään yksi muottipesä, jota syötetään valukanavista, jotka on liitetty valukuiluun vähintään yhden välikanavan kautta, ja laitteita, joilla valu-20 kuilun alapää saadaan sovitetuksi syöttöputken aukkoon, ja joka laitteisto on tunnettu siitä, että kunkin kerroksen välikanavien tulokohdan poikkileikkausalojen summa on selvästi pienempi kuin valukuilun poikkileikkausala.

Seuraavassa kuvataan keksinnön eräs sen suojapiiriä 25 rajoittamaton toteutusesimerkki viitaten liitteenä oleviin *** piirustuksiin, joissa: kuvio 1 esittää kaavamaisesti pystyleikkauksena erästä keksinnön mukaista valulaitteistoa; kuvio 2 esittää tässä laitteistossa käytettävää 30 muottia leikkauksena kuvion 3 viivan II-II kohdalta; ja kuvio 3 on leikkauskuva kuvion 2 viivan I1I-XII ·· kohdalta.

Kuviossa 1 esitetty laitteisto käsittää tilan 1, joka muodostaa sulan metallin valusangon eli varaston 2, 35 muotin tukikehikon 3 ja hiekkamuotin 4. Sitä käytetään 4 96097 valuraudan (harmaan valuraudan tai pallografiittivalurau-dan), teräksen tai jonkin runsasseostelsen teräksen valamiseen plenpalneella muotissa 4. Tämän muotin sisärakennetta lukuunottamatta laitteisto on samanlainen kuin edel-5 lä mainitussa julkaisussa FR-A-2 295 808 kuvattu.

Kiinteä valusanko 1 käsittää yläkannen 5, joka on kiinnitetty tiiviisti sen sivuseinämlln ja lukittu sopivilla elimillä (ei esitetyillä). Muotin portti 6 menee kanteen 5 tehdyn aukon 7 läpi. Tämä muotin portti 6 käsit-10 tää putkimaisen alaosan 8, jonka ulkoläpimitta vastaa aukon 7 läpimittaa, ja yleismuodoltaan katkaistun kartion muotoisen yläosan 9, joka lepää tasaisella suurella kannallaan 10 tiiviisti aukon 7 kehällä. Asbestinauhan muodostama tiiviste 11 on sovitettu muotin portin kantaan 10 15 tehtyyn uraan. Muotin portin 6 läpi menee tulenkestävää ainetta oleva kanava tai syöttöputki 12, joka uppoaa valurautaan valusangon 1 pohjan lähelle; kanavan 12 yläosa avautuu muotin portin 6 keskikohtaan sen tasaisen yläpinnan tasolla.

20 Valusanko 1 on liitetty painekaasun lähteeseen 13 putkella 14, jolloin valusangon saattaminen yhteyteen pai-nelähteen 13 tai ilmakehän kanssa tapahtuu jonkin sopivan, valusangon ulkopuolella olevan laitteen 15 avulla. Mano-metrilla 16 voidaan valvoa valusangon sisällä vallitsevaa 25 painetta valun aikana.

“ Kehikko 3 käsittää pystypylväitä 17, jotka on va rustettu alapäästään pyörillä 18, joita kannattavat kaksi kiskoa 19.

Pystypylväitä 17 yhdistää niiden yläpäästä katto 30 20, joka kannattaa sylinteriä 21, joka menee alaspäin ja jonka männän varsi 22 kannattaa sen alapäähän nivelletty-·· nä tukilevyä 23.

Pystypylväissä 17 on myös kussakin rengas 24, jota vasten on kierukkajousi 25. Vaakasuora kannatinlevy 26 35 pääsee liukumaan pystysuunnassa pystypylväiden 17 renkait- 5 96097 ten 24 yläpuolella olevaa osaa pitkin; tämä levy 26 nojaa jatkuvasti jousien 25 yläpäähän ja ne kuormittavat sitä ylöspäin. Kun levyyn 26 el kohdistu mitään alaspäin suuntautuvaa puristusta, se on tasolla, joka on muotin portin . 5 6 yläpinnan tasoa korkeammalla. Levyyn 26 on tehty pyöreä aukko 27, jonka läpimitta on riittävä muotin porttia 6 varten.

Muotti 4 on yksiaukkoinen massiivinen monikerroksinen, esimerkiksi kolmikerroksinen muotti, kuten kuviossa 2 10 on esitetty. Se käsittää pystysuuntaisen valukuilun 28, jonka pyöreä poikkileikkaus on suunnilleen samankokoinen kuin syöttöputken 12. Tämä valukullu on alapäästään avoin ja siinä on tila 29, joka on laajenevan katkaistun kartion muotoinen ja yhtyy muotin portin 6 muotoon. Se ulottuu 15 tietylle etäisyydelle muotin yläpinnasta.

Kolme kerrosta ovat samanlaiset ja kunkin kerroksen rakenne näkyy kuviosta 3. Valukuilusta 28 lähtee vaakasuoraan kaksi kanavaa 30A ja 30B, jotka ovat toistensa jatkeina molemmin puolin kuilua 28. Kerroksessa on vielä 20 kaksi samanlaista pitkänomaista muottipesää 31. Kumpaankin muottipesään, jotka ovat molemmin puolin kuilua 28, syöttö tapahtuu kolmen valukanavan kautta. Esitetyssä esimerkissä kutakin muottipesää varten on yksi valukanava 32A kuilun toisella puolella ja kaksi valukanavaa 32B kuilun 25 toisella puolella. Mainitut kolme valukanavaa 32A yhdistävät muottipesät kanavaan 30A ja mainitut kolme valukanavaa 32B yhdistävät ne kanavaan 30B. Tällä tavoin kumpikin kanava 30A tai 30B yhdistää valukuilun kaikkiin kuilun 28 samalla puolella oleviin valukanaviin ja osallistuu siis 30 kerroksen kummankin muottipesän syöttöön.

Kanavien 30A ja 30B poikkileikkausala on suhteelli- * » .. sen pieni. Tarkemmin sanottuna yhden kerroksen välikana- vien 30A, 30B poikkileikkausalojen summa on selvästi pienempi kuin valukuilun 28 poikkileikkausala, esimerkiksi 35 pienempi kuin 10 % mainitusta poikkileikkausalasta. Jos 6 96097 kanavien poikkileikkaus vaihtelee, -tämän ehdon täyttää niiden tulokohdan poikkileikkausala.

Lisäksi valukanavien, joita syöttää sama välikana-va, poikkileikkausalojen summa on vähintään yhtä suuri 5 kuin tämän kanavan tai sen tulokohdan poikkileikkausala.

Laitteisto toimii seuraavasti: kun kehikko 3 on loitonnettu valusangosta 1, jokin sopiva tulenkestävää ainetta oleva tiiviste 33 sovitetaan muotin 4 tilan 29 pohjaan. Muotti 4, jonka jokaisessa muottipesässä on ei 10 esitetty keerna, sovitetaan levylle 26 ja keskiöidään sen aukkoon 27, sitten kehikko 3 viedään kiskoilla 19 sulaa valurautaa sisältävän valusangon 1 yläpuolelle siten, että muotin portti 6 on muotin tilan 29 kohdalla. Sylinteri 21 työnnetään tällöin ulos, jolloin se levyn 23 välityksellä 15 painaa muottia 4 ja sen kannatinta 26 alaspäin jousien 25 voimaa vastaan. Tällä toimenpiteellä puristetaan tiiviste 33 tilan 29 pohjan ja muotin portin 6 väliin ja saadaan tiivis liitos valukuilun ja syöttöputken välille.

Sitten valusanko 1 yhdistetään painelähteeseen 13 20 laitteen 15 avulla. Valuraudan vapaaseen pintaan kohdistuva paine saa sen nousemaan putkeen 12. Valurauta täyttää muotin kuilun 28, kanavat 30a ja 30B ja muottipesät 31. Painetta pidetään yllä määrätyn ajan valmistettavien kappaleiden koosta ja muodosta riippuen. Kuilu 28 toimii 25 tänä aikana varastona tai syöttökupuna, joka tuo muotti-pesiin lisää sulaa valurautaa korvaamaan kutistumat. Sitten valukanavat ja välikanavat jähmettyvät, kaasun paine lasketaan normaaliarvoon valusangossa 1 laitteen 15 avulla ja kuilussa 28 ja putkessa 12 oleva sula valurauta pa-30 laa takaisin valusankoon 1, jolloin nämä molemmat kanavat . tyhjentyvät.

Tällöin sylinterin 21 vaikutus lakkaa, muotin ja sen kannattimen 26 muodostama yksikkö loittonee portista 6 jousien 25 vaikutuksesta ja koko kehikko 3 loittonee 35 vaakasuoraan valusangosta kiskoja 19 pitkin.

7 96097

Kanavien 30A, 30B edellä mainitun mitoituksen ansiosta ja kun putkesta 14 syötetään sopivalla syöttöno-peudella kaasua, sula metalli nousee nopeasti kuiluun 28, kunkin kerroksen kanavissa muodostuu metallin staattinen , 5 paine ja vastaava kanavapari 30A ja 30B syöttää kunkin kerroksen molempia muottipesiä. Tällä tavoin saadaan kaikki muottipesät täytetyiksi yhtäaikaa niiden muodosta riippumatta. Lisäksi välikanavien kapeus rajoittaa niissä vir-taavan metallin virtausmäärää, mikä johtaa toisaalta eri 10 kerrosten kunkin muottipesän paremmin hallittuun, rauhallisempaan ja toistettavaan täyttymiseen ja toisaalta metallin mahdollisimman vähäiseen siirtymiseen kussakin va-lujaksossa. Tätä edistää vielä sulan metallin paineen aleneminen sen tullessa valukanaviin, mikä johtuu niiden 15 edellä mainitusta mitoituksesta. Lopputuloksena on valettujen kappaleiden virheettömyyden paraneminen.

Metallin paineen alenemista voidaan erään muunnelman mukaan edistää suurentamalla välikanavien poikkileikkaus-alaa ylävirrasta alavirtaan päin mentäessä.

20 Huomattakoon vielä, että käyttämällä välikanavia sulkueliminä vältetään metallin palaaminen erityisesti jäähtyneenä valusankoon metallin hyötysuhdetta huonontamatta. Tämä on erittäin edullista valuolosuhteiden toistettavuuden kannalta. Lisäksi valukuilussa oleva hieman 25 jäähtynyt metalli jakaantuu seuraavassa valujaksossa muotin kaikkiin muottipesiin.

. * » 1

Claims (13)

1. Menetelmä yksiaukkoisen monikerroksisen hiekka-muotin (3) muottipesien (31) syöttämiseksi valettaessa 5 metallia pienpaineella, syötön tapahtuessa valukuilun (28) ja kussakin kerroksessa vähintään yhden tästä kuilusta lähtevän välikanavan (30A, 30B) ja tämän kanavan muotti-pesään tai kuhunkin muottipesään yhdistävien valukanavien (32A, 32B) kautta, tunnettu siitä, että sulan 10 metallin virtausmäärää pienennetään kussakin kerroksessa välikanavien (30A, 30B) tulokohdassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulan metallin painetta alennetaan sen tultua välikanaviin (30A, 30B).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulan metallin painetta alennetaan sen tullessa valukanaviin (32A, 32B).

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syöttöputkeen (12) 20 ohjataan sulan metallin syöttövirta, joka on sovitettu aikaansaamaan tämän metallin nousemisen kaikkien välikanavien (30A, 30B) yläpuolelle.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muotin (3) syöttöpai- 25 netta pidetään yllä, kunnes kaikki välikanavat (30A, 30B) « · ovat jähmettyneet, sitten tämä paine lasketaan.

6. Yksiaukkoinen hiekkamuotti jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, joka muotti käsittää valukuilun (28) ja ainakin kaksi kerrosta, 30 joissa kummassakin on vähintään yksi muottipesä (31), jota syötetään valukanavien (32A, 32B) kautta, jotka liittyvät • valukuiluun vähintään yhden välikanavan (30A, 30B) kautta, tunnettu siitä, että kunkin kerroksen välikanavien (30A, 30B) tulokohdan poikkileikkausalojen summa on sel- 35 västi pienempi kuin valukuilun (28) poikkileikkausala. 9 96097

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen hiekkamuotti, tunnettu siitä, että valukanavien (32A, 32B), joita syötetään samasta välikanavasta (30A, 30B), poikkileik-kausalojen summa on vähintään yhtä suuri kuin tämän väli- . 5 kanavan tulokohdan poikkileikkausala.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen hiekkamuotti, tunnettu siitä, että jokaista muottipesää (31) syötetään vähintään kahdesta välikanavasta (30A, 30B), jotka menevät molemmin puolin valukuilua (28).

8 96097

9. Jonkin patenttivaatimuksen 6-8 mukainen muot ti, tunnettu siitä, että kummankin kerroksen vä-likanavien (30A, 30B) tulokohtien poikkileikkausalojen summa on pienempi kuin 10 % valukuilun (28) poikkileik-kausalasta.

10. Laitteisto metallin valamiseksi pienpainevalul- la yksiaukkoisessa monikerroksisessa hiekkamuotissa, joka laitteisto käsittää valusangon (1), josta lähtee ylöspäin avoin syöttöputki (12), valusankoon yhdistetyn painekaasun lähteen (13 ), vähintään yhden yksiaukkoisen hiekkamuotin 20 (4), joka käsittää alaspäin avoimen valukuilun (28) ja vähintään kaksi kerrosta, joista kummassakin on vähintään yksi muottipesä (31), jota syötetään valukanavista (32A, 32B), jotka on liitetty valukuiluun vähintään yhden väli-kanavan (30A, 30B) kautta, ja laitteita (21), joilla valu-25 kuilun alapää saadaan sovitetuksi syöttöputken aukkoon, • · tunnettu siitä, että kunkin kerroksen välikanavien (30A, 30B) tulokohdan poikkileikkausalojen summa on selvästi pienempi kuin valukuilun (28) poikkileikkausala.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, 30 tunnettu siitä, että valukanavien (32A, 32B), joita syötetään samasta välikanavasta (30A, 30B), poikkileikkausalojen summa on vähintään yhtä suuri kuin tämän väli-kanavan tulokohdan poikkileikkausala.

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen lait-35 teisto, tunnettu siitä, että jokaista muottipesää 10 96097 (31) syötetään vähintään kahdesta välikanavasta (30A, 30B), jotka menevät molemmin puolin valukuilua (28).

13. Jonkin patenttivaatimuksen 10 - 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kummankin ker-5 roksen välikanavien (30A, 30B) tulokohtien poikkileikkaus-alojen summa on pienempi kuin 10 % valukuilun (28) poikki-leikkausalasta. > · · Il Huilii lii il! i 11 96097