FI96098C - Menetelmä, muotti ja laitteisto metallin pienpainevalua varten - Google Patents

Description

“ 96098

Menetelmä, muotti ja laitteisto metallin pienpainevalua varten Tämä keksintö koskee metallin valua pienpaineella 5 yksiaukkoisessa hiekkamuotissa. Se koskee ensisijaisesti menetelmää metallin valamiseksi pienpaineella yksiaukkoisessa hiekkamuotissa, joka käsittää alaspäin avoimen valu-kuilun, vähintään yhden muottipesän ja valukanavia, jotka yhdistävät valukuilun tähän muottipesään tai näihin muot-10 tipesiin, menetelmää, joka on tyyppiä, jossa valukuilun alapää yhdistetään sulan metallin syöttöputken yläpäähän ja metallia nostetaan tähän putkeen ja kuiluun, kunnes muottipesä tai muottipesät täyttyvät valukanavien kautta.

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

Kuitenkin kysymyksen ollessa tietorakenteisista 25 kappaleista on todettu esiintyvän eräitä valuvikoja, jotka liittyvät täyttymiseen, esimerkiksi rakkuloita (toisin sanoen ilmakuplasulkeutumia).

Keksinnön tarkoituksena on kehittää edelleen pien-painevalutekniikkaa tällaisten vikojen esiintymistiheyden 30 vähentämiseksi.

Tätä varten keksinnön kohteena on edellä kuvattua tyyppiä oleva valumenetelmä, joka on tunnettu siitä, että ainakin yhdessä vaiheessa valua metallin virtausta hidastetaan sen kulkiessa toiminnassa olevissa valukanavissa.

35 Erään toteutusmuodon mukaan syöttöputkeen ohjataan sulan metallin syöttövirta, joka on sovitettu aikaansaa- -*« - 96098 2 maan metallin nousemisen toiminnassa olevien valukanavien yläpuolelle.

Keksinnön kohteena on myös yksiaukkoinen hiekka-muotti, jolla on tarkoitus päästä samoihin päämääriin.

5 Tämä muotti, joka on tyyppiä, joka käsittää alaspäin avoimen valukuilun, vähintään yhden muottipesän ja valukana-via, jotka liittävät valukuilun tähän muottipesään tai näihin muottipesiin, on tunnettu siitä, että toiminnassa olevien valukanavien poikkileikkausaloj en summa on ainakin 10 yhdessä vaiheessa valua suurempi kuin valukuilun poikki-leikkausala tai ainakin suunnilleen yhtä suuri kuin tämä ala.

Kun kysymyksessä on erityisesti monikerroksinen muotti, kaikkien valukanavien poikkileikkausalojen summa 15 voi olla suurempi kuin valukuilun poikkileikkausala tai ainakin suunnilleen yhtä suuri kuin tämä ala.

' Tarkemmin sanottuna, jos muottipesät ovat jakautu neina n kerrokseen, valukuilun poikkileikkausala voi olla (n - 1) kerroksen valukanavien poikkileikkausalojen summan 20 ja kaikkien valukanavien poikkileikkausalojen summan väliltä.

Jos muotissa on valukanavaryhmiä, joista kutakin syöttää mieluiten yksi välikanava, jokaisen välikanavan poikkileikkausala on vähintään yhtä suuri kuin valukana-25 vien, joita se syöttää, poikkileikkausalojen summa.

Keksinnön kohteena on vielä metallin valamiseen pienpaineella tarkoitettu laitteisto, joka muodostaa tällaisen muotin erään sovelluksen. Laitteisto on tyyppiä, joka käsittää valusangon, josta lähtee ylöspäin avoin su-30 lan metallin syöttöputki, valusankoon yhdistetyn paine-. kaasun lähteen, vähintään yhden yksiaukkoisen hiekka- muotin, joka käsittää alaspäin avoimen valukuilun, vähintään yhden muottipesän ja valukanavia, jotka liittävät valukuilun tähän muottipesään tai näihin muottipesiin, ja 35 laitteita, joilla valukuilun alapää saadaan sovitetuksi syöttöputken aukkoon, ja joka laitteisto on tunnettu sii- :: · 3 96098 , . * , ·

f*' . . · N

tä, että toiminnassa olevien valukanavien poikkileikkaus-alojen summa on ainakin yhdessä vaiheessa valua suurempi kuin valukuilun poikkileikkausala tai ainakin suunnilleen yhtä suuri kuin tämä ala.

5 Seuraavassa kuvataan keksinnön sen suojapiiriä ra joittamattomia toteutusesimerkkejä viitaten liitteenä oleviin piirustuksiin, joissa: kuvio 1 esittää kaavamaisesti pystyleikkauksena erästä keksinnön mukaista valulaitteistoa; 10 kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä toista muot tia, jota voidaan käyttää kuvion 1 mukaisessa laitteistossa, leikkauksena kuvion 3 viivan II-II kohdalta; ja kuvio 3 on leikkauskuva tästä muotista kuvion 2 viivan III-III kohdalta.

15 Kuviossa 1 esitetty laitteisto käsittää tilan 1, joka muodostaa sulan metallin valusangon eli varaston 2, ' muotin tukikehikon 3 ja hiekkamuotin 4. Sitä käytetään valuraudan (harmaan valuraudan tai pallografiittivalu-raudan), teräksen tai jonkin runsasseosteisen teräksen 20 valamiseen pienpaineella muotissa 4. Tämän muotin sisärakennetta lukuunottamatta laitteisto on samanlainen kuin edellä mainitussa julkaisussa FR-A-2 295 808 kuvattu.

Kiinteä valusanko 1 käsittää yläkannen 5, joka on kiinnitetty tiiviisti sen sivuseinämiin ja lukittu sopi-25 villa elimillä (ei esitetyillä). Muotin portti 6 menee kanteen 5 tehdyn aukon 7 läpi. Tämä muotin portti 6 käsittää putkimaisen alaosan 8, jonka ulkoläpimitta vastaa aukon 7 läpimittaa, ja yleismuodoltaan katkaistun kartion muotoisen yläosan 9, joka lepää tasaisella suurella kanta-30 osallaan 10 tiiviisti aukon 7 kehällä. Asbestinauhan muodostama tiiviste 11 on sovitettu muotin portin kantaan 10 tehtyyn uraan. Muotin portin 6 läpi menee tulenkestävää ainetta oleva kanava tai syöttöputki 12, joka uppoaa valurautaan valusangon 1 pohjan lähelle; kanavan 12 yläosa 35 avautuu muotin portin 6 keskikohtaan sen tasaisen yläpinnan tasolla.

Λ 96098

Valusanko 1 on liitetty painekaasun lähteeseen 13 putkella 14, jolloin valusangon 1 saattaminen yhteyteen painelähteen 13 tai ilmakehän kanssa tapahtuu jonkin sopivan valusangon ulkopuolella olevan laitteen 15 avulla.

5 Manometrilla 16 voidaan valvoa valusangon sisällä vallitsevaa painetta valun aikana.

Kehikko 3 käsittää pystypylväitä 17, jotka on varustettu alapäästään pyörillä 18, joita kannattaa kaksi kiskoa 19.

10 Pystypylväitä 17 yhdistää niiden yläpäästä katto 20, joka kannattaa sylinteriä 21, joka menee alaspäin ja jonka männän varsi 22 kannattaa sen alapäähän nivellettynä tukilevyä 23.

Pystypylväissä 17 on myös kussakin rengas 24, jota 15 vasten on kierukkajousi 25. Vaakasuora kannatinlevy 26 pääsee liukumaan pystysuunnassa pystypylväiden 17 renkait-' ten 24 yläpuolella olevaa osaa pitkin; tämä levy 26 nojaa jatkuvasti jousien 25 yläpäähän ja ne kuormittavat sitä ylöspäin. Kun levyyn 26 ei kohdistu mitään alaspäin suun-20 tautuvaa puristusta, se on tasolla, joka on muotin portin 6 yläpinnan tasoa korkeammalla. Levyyn 26 on tehty pyöreä aukko 27, jonka läpimitta on riittävä muotin porttia 6 varten.

Muotti 4 on yksiaukkoinen massiivinen muotti, joka 25 on tehty ainakin kaksiosaiseksi. Tämä muotti käsittää va-lukuilun 28 ja neljä muottipesää 29, joista kukin liittyy kuiluun 28 valukanavalla 30 ja jotka ovat jakautuneina kahteen kerrokseen.

Valukuilu 28 on pystysuuntainen ja sen pyöreä poik-30 kileikkaus on suunnilleen samankokoinen kuin syöttöputken . 12. Se on alapäästään avoin ja siinä on tila 31, joka on laajenevan katkaistun kartion muotoinen ja yhtyy muotin portin 6 muotoon. Se ulottuu tietylle etäisyydelle muotin yläpinnasta.

35 Mainitut neljä valukanavaa 30 ovat keskenään saman suuntaiset ja jokseenkin vaakasuorat. Niiden poikkileik- 5 96098 • l · Τ'- . . *-) kaus on suorakulmainen ja tämän poikkileikkauksen määrittäminen selitetään tuonnempana.

Laitteisto toimii seuraavasti: kun kehikko 3 on loitonnettu valusangosta 1, jokin sopiva tulenkestävää 5 ainetta oleva tiiviste 32 sovitetaan muotin 4 tilan 31 pohjaan. Muotti 4, jonka jokaisessa muottipesässä on ei esitetty keerna, sovitetaan levylle 26 ja keskiöidään sen aukkoon 27, sitten kehikko 3 viedään kiskoilla 19 sulaa valurautaa sisältävän valusangon 1 yläpuolelle siten, että 10 muotin portti 6 on muotin tilan 31 kohdalla. Sylinteri 21 työnnetään tällöin ulos, jolloin se levyn 23 välityksellä painaa muottia 4 ja sen kannatinta 26 alaspäin jousien 25 voimaa vastaan. Tällä toimenpiteellä puristetaan tiiviste 32 tilan 31 pohjan ja muotin portin 6 väliin ja saadaan 15 tiivis liitos valukuilun ja syöttöputken välille.

Sitten valusanko 1 yhdistetään painelähteeseen 13 ' laitteen 15 avulla. Valuraudan vapaaseen pintaan kohdis tuva paine saa sen nousemaan putkeen 12. Valurauta täyttää muotin kuilun 28, valukanavat 30 ja muottipesät 29. 20 Painetta ylläpidetään määrätyn ajan valmistettavien kappaleiden koosta ja muodosta ja niiden valukanavasysteemeistä riippuen. Kuilu 28 toimii tänä aikana varastona tai syöt-tökupuna, joka tuo muottipesiin lisää sulaa valurautaa korvaamaan kutistumat. Sitten valukanavat 30 jähmettyvät, 25 kaasun paine lasketaan takaisin normaaliarvoon valusangos-sa 1 laitteen 15 avulla ja kuilussa 28 ja putkessa 12 oleva sula valurauta palaa takaisin valusankoon 1, jolloin nämä molemmat kanavat tyhjentyvät.

Tällöin sylinterin 21 vaikutus lakkaa, muotin ja 30 sen kannattimen 26 muodostama yksikkö loittonee portista 6 . jousien 25 vaikutuksesta ja koko kehikko 3 loittonee vaa kasuoraan valusangosta kiskoja 19 pitkin.

Edellä oleva selitys on samanlainen kuin tekniikka, jota kuvataan edellä mainitussa julkaisussa FR-A-2 295 808 35 ja tiiviste 32 voi olla samanlainen kuin tässä julkaisussa kuvattu.

'''·'· ·,' h 6 96098 Tämän keksinnön mukaan valukuilun 28 poikkileik-kausala on yhden kerroksen valukanavien 30 poikkileik-kausalojen summan ja kaikkien valukanavien poikkileik-kausalojen summan väliltä. Tällöin kun putkesta 14 syöte-5 tään sopivalla syöttönopeudella kaasua, metalli nousee kuiluun 28 aikaansaaden metallin pinnan riittävän staattisen korkeuden kunkin kerroksen kohdalla ja metallin paine alenee sen tunkeutuessa valukanaviin. Tällä tavoin saadaan aikaan monikerrosvalu ja samalla taataan metallin säännön-10 mukainen virtaus ja siten sulan metallin kulusta aiheutuvan hiekan eroosion väheneminen niin valukanavissa kuin itse muottipesissäkin. Ilmakuplasulkeutumien vaara metallissa ja kutistumien esiintymisen vaara saadaan minimoiduksi. Lopputulokseksi saadaan virheettömämpiä kappaleita. 15 Kuvioissa 2 ja 3 osittain esitetty muotti käsittää myös kaksi muottipesää 29 kerrosta kohti. Tässä tapaukses-' sa kuitenkin kutakin muottipesää syöttää useampi valukana- va 30 ja välikanavat 33 yhdistävät kuilun 28 vastaavasti kahteen näistä valukanavista. Edellä kuvatun muottipesien 20 rauhallisen täyttymisen säilyttämiseksi kunkin välikanavan 33 poikkileikkausala on suurempi kuin valukanavien, joita tämä välikanava syöttää, poikkileikkausalojen summa.

\ Silloin kun muottipesät ovat suurikokoisia, jolloin kutakin muottipesää syöttää useampi valukanava kuten kuvi-25 oissa 2 ja 3, saattaa tapahtua, että ensimmäisen tai en- • # simmäisten kerrosten valukanavat jähmettyvät, ennen kuin metalli on ehtinyt valukuilun yläpäähän. Tällöin muotin ontelot (valukuilu, välikanavat, valukanavat) mitoitetaan siten, että nimenomaan toiminnassa olevien (toisin sanoen 30 ei tyhjien eikä jähmettyneiden) valukanavien poikkileikkausalojen summa on joka hetki suurempi kuin valukanavan poikkileikkausala.

Claims (10)

1. Menetelmä metallin valamiseksi pienpaineella yksiaukkoisessa hiekkamuotissa, joka käsittää alaspäin 5 avoimen valukuilun (28), vähintään yhden muottipesän (29) ja valukanavia (30), jotka yhdistävät valukuilun tähän muottipesään tai näihin muottipesiin, ja joka menetelmä on tyyppiä, jossa valukuilun alapää yhdistetään sulan metallin syöttöputken (12) yläpäähän ja metallia nostetaan tä-10 hän putkeen ja kuiluun kunnes muottipesä tai muottipesät täyttyvät valukanavien kautta, tunnettu siitä, että ainakin yhdessä vaiheessa valua metallin virtausta hidastetaan sen kulkiessa toiminnassa olevissa valukana-vissa (30).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että syöttöputkeen (12) ohjataan sulan ' metallin syöttövirta, joka on sovitettu aikaansaamaan tä män metallin nousemisen toiminnassa olevien valukanavien (30) yläpuolelle.

3. Yksiaukkoinen hiekkamuotti, joka on tarkoitettu metallin valamiseen pienpaineella ja joka käsittää alaspäin avoimen valukuilun (28), ainakin yhden muottipesän (29) ja valukanavia (30), jotka yhdistävät valukuilun tähän muottipesään tai näihin muottipesiin, tunnettu 25 siitä, että toiminnassa olevien valukanavien (30) poikki-leikkausalojen summa on ainakin yhdessä vaiheessa valua suurempi kuin valukuilun (28) poikkileikkausala tai ainakin suunnilleen yhtä suuri kuin tämä ala.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen muotti, jossa on 30 useita muottipesiä (29), tunnettu siitä, että . kaikkien valukanavien (30) poikkileikkausalojen summa on suurempi kuin valukuilun (28) poikkileikkausala tai ainakin suunnilleen yhtä suuri kuin tämä ala.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen muotti, jossa 35 muottipesät (29) ovat jakautuneina n kerrokseen, tunnettu siitä, että valukuilun (28) poikkileikkausala 96098 on (n - 1) kerroksen valukanavien (30) poikkileikkausalojen summan ja kaikkien valukanavien poikkileikkausalojen summan väliltä.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 3-5 mukainen muot-5 ti, jossa on valukanavaryhmiä (30), joita syöttää kutakin yksi välikanava (33), tunnettu siitä, että kunkin välikanavan (33) poikkileikkausala on vähintään yhtä suuri kuin sen syöttämien valukanavien (30) poikkileikkausalojen summa.

7. Laitteisto metallin valamiseksi pienpaineella yksiaukkoisessa hiekkamuotissa, joka laitteisto käsittää valusangon (1), josta lähtee ylöspäin avoin syöttöputki (12), valusankoon yhdistetyn painekaasun lähteen (13), vähintään yhden yksiaukkoisen hiekkamuotin (4), joka kä-15 sittää alaspäin avoimen valukanavan (28), vähintään yhden muottipesän (29) ja valukanavia (30), jotka liittävät va-' lukuilun tähän muottipesään tai näihin muottipesiin, ja laitteita (21) valukuilun alapään sovittamiseksi syöttö-putken aukkoon, tunnettu siitä, että toiminnassa 20 olevien valukanavien (30) poikkileikkausalojen summa on ainakin yhdessä vaiheessa valua suurempi kuin valukuilun (28) poikkileikkausala tai ainakin suunnilleen yhtä suuri kuin tämä ala.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, 25 tunnettu siitä, että kaikkien valukanavien (30) • · · poikkileikkausalojen summa on suurempi kuin valukuilun (28) poikkileikkausala tai ainakin suunnilleen yhtä suuri kuin tämä ala.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laitteisto, 30 tunnettu siitä, että valukuilun (28) poikkileikkausala on (n - 1) kerroksen valukanavien (30) poikkileik-kausalojen summan ja kaikkien valukanavien poikkileikkaus-alojen summan väliltä.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 7-9 mukainen lait-35 teisto, tunnettu siitä, että kunkin välikanavan (33) poikkileikkausala on vähintään yhtä suuri kuin sen syöttämien valukanavien (30) poikkileikkausalojen summa. · «M t III· lii M . 9 96098 <\v' · ' ·Γ