NO115010B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og anordning til fremstilling av en hul gjenstand.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og anordning til fremstilling av en

hul gjenstand av et materiale som smelter når

det varmes opp til en bestemt temperatur. Gjen-standen skal formes i en hul form som er åpen

i en ende, idet det i den hule form blåses opp

en boble av det nevnte materiale mens dette

befinner seg i smeltet tilstand. En slik fremstilling av hule gjenstander kan lett tilpasses

masseproduksjonsteknikk og automatisering.

Oppfinnelsen angår således i første rekke en

fremstilling av en hul gjenstand i en åpen, hul

matrise eller form, forsynt med luftehull, hvilken gjenstand fremstilles av et materiale som

kan smeltes når det underkastes bestemte fysiske og/eller kjemiske smeltebetingelser og er

i stand til å danne en utvidbar boble når materialet utsettes for virkningen av en gass under

trykk når materialet er i smeltet tilstand, ved

at en bestemt mengde av materialet utsettes for

de nevnte smeltebetingelser for å danne et bad av smeltet materiale, og den er i det vesentlige kjennetegnet ved følgende arbeidstrinn: anbringelse av matrisen eller formen slik at den opptar en boble der den åpne ende av matrisen dykker ned i det smeltede bad,

tilførsel av en på forhånd bestemt mengde gass under trykk gjennom et blåserør til et sted i badet, hvilket sted står i flukt med den åpne ende av matrisen og i en på forhånd bestemt avstand under overflaten av badet for derved å blåse en boble av smeltet materiale, hvilken boble legger seg mot innsiden av matrisen eller formen,

transport av matrisen bort fra badet og på-følgende uttagning fra matrisen av den hule gjenstand som er dannet i denne av boblen når den størkner.

For at oppfinnelsen lette skal forstås vil den i det følgende bli beskrevet nærmere under hen-visning til tegningen der: Fig. 1 er en skjematisk fremstilling av apparat som er anvendt under praktisering av fremgangsmåten til å blåse aluminium inn i en form. Fig. 2 til og med 5 er skjematiske frem-stillinger av en fremgangsmåte til fabrikasjon av en hul forseglet artikkel. Fig. 6 til og med 8 er skjematiske fremstil-linger av en fremgangsmåte til å fremstille en glassforet hul metallartikkel. Fig. 9 er et tverrsnittsriss av artikkelen som er dannet ved hjelp av fremgangsmåten vist på fig. 6 til og med 8. Fig. 2 er et skjematisk riss av en modifisert form for apparatet vist på fig. 1. Fig. 11 er et skjematisk riss av et apparat for kontinuerlig fremstilling av tynnveggede metallartikler;

fig. 12 er et planriss, sett ovenfra, av et forbedret blåserør og blåserørhode;

fig. 13 er et tverrsnittsriss langs linjene 2—2 (på fig. 12 er denne linje angitt som 13—13) på det forbedrete blåserør og blåserørhode.

Oppfinnelsens artikler vil lettere forstås ved hjelp av en beskrivelse av fremgangsmåten for fremstilling av disse. Det vises til fig. 1 hvor en mengde av en passende metallegering er smeltet i et kar 1 ved anvendelse av en varmekilde, ikke vist, for å holde legeringen i smeltet tilstand. En ende av et blåserør 2 er anbragt inne i det smeltede metall 3 og er utstyrt med et munnstykke eller åpning 4. Blåserørets andre ende er koplet til en kilde, ikke vist, av en passende sammenpresset gassblanding som inneholder oksygen. Munnstykket er anbragt i en på forhånd bestemt avstand X under det smeltede metalls overflate. Anbragt over blåserørmunn-stykket 4 er en form 5 som er åpen 1 sin nedre ende og lukket i sin øvre bortsett fra et luftehull 6. Formens åpne ende er nedsenket en mindre avstand ned i den smeltede legering. Når gass under trykk sendes inn i blåserøret 2, vil en boble av legeringen 3 dannes og vil utvides oppover og inn i formen 5's hule indre begrens-ninger inntil formen er fylt. Etter at formen er fylt av boblen tas gasstrykket bort, formen tas ut av det smeltede metall og den størknede hule artikkel fjernes fra den. Skjønt prosessen som er beskrevet ovenfor kan anvendes til fremstilling av hule artikler fra et hvilket som helst smeltbart materiale som er i stand til å danne en sammenhengende utvidbar boble når det utsettes for påvirkning av et trykkfluidum som beskrevet ovenfor, er det foretrukne materialet aluminiumlegering på grunn av dens bøyestyrke i forhold til vekt, dens lave smeltepunkt og dens lett dannbare oksyd. Dog, man har tenkt seg at andre materialer og metallegeringer så som kopper, titan, ikke eksplosiv magnesium og lignende kan anvendes i oppfinnelsens prosess. Legeringer som er i stand til å danne blåste artikler ved blåsing og stabilisering omfatter de legeringer som viser en lavere overflatespenning enn grunnmetallets overflatespenning. Det skal bemerkes at uttrykket «blåsing» er brukt her for å angi en prosess som ligner noe på glass-blåsing hvor man får en hul tynnvegget kon-struksjon. Metallegeringer hvori tilsetninger og legerende elementer så som gruppe VI elemen-tene som svovel, fosfor, andre metaller etc. er til stede i grunnmetallet, har i alminnelighet en redusert overflatespenning. Selvfølgelige kan til-setningene eller de legerende elementer være til stede i metallet før blåsingen eller innarbei-des under blåsingen av metallet fra den spesielle blåsegass som anvendes. For eksempel kan en svovelinneholdende gass som svoveldioksyd, hydrogensulfid, etc. skaffe overflatereduserende elementer. Metallegeringerkarakterisertav et område av konstitusjonell underkjøling kan blåses ved hjelp av oppfinnelsens prosess. Konstitusjonell underkjøling forårsakes normalt av nærværet av legeringselementer og tillater me-tallegeringen å underkjøles under dens teoretiske størkningspunkt på grunn av materialets legering.

Andre materialer som under eller etter blåsingen danner en overfladisk sammenhengende størknet fase på materialoverflaten, kan også anvendes i oppfinnelsens prosess. Spesielt er mange metallegeringer i stand til ved deres relativt høye smeltetemperaturer og over, hurtig å danne filmlignende overflatelag så som oksy-der. I praksis er de foretrukne metallegeringer de som er oksyderbare så som en aluminiumslegering som er utsatt for så å si øyeblikkelig oksydering når den i smeltet eller halvsmeltet stand utsettes for en gass så som oksygen som skaper et sammenhengende relativt tynt sterkt sammenhengende filmlignende lag av en me-tallegeringssammensetning så som en oksyd på boblens eller artikkelens overflate. Uttrykket filmligende karakteriserer spesielt den over-flatefilm som er dannet som kan være at en-eller flermolekyllag; f. eks. kan denne film være et enmolekyllag av en aluminiumoksyd.

Som angitt ovenfor er en aluminiumslegering av de foretrukne legeringer. Prøver har vist at mens aluminiumslegeringer så som ASTM 5051 og 5056 kan blåses ved hjelp av oppfinnelsens prosess, kan den resulterende artikkels sluttoverflate være kornet. Når ASTM 6061 aluminiumslegering ble anvendt var artikkelens overflate ujevn. Dog har man oppnådd meget tilfredsstillende resultater når man brukte ASTM 2024 aluminiumslegering. Denne legering er derfor den foretrukne legering hvor det er ønskelig å få frem et produkt som har en relativt glatt sluttoverflate så som en beholder for pakking av mat og drikkevarer. Denne legering er også en relativt mindreverdig kommersiell legering, hvis anvendelse vil resultere i besparelser ved fremstillingsomkostningene sammenlignet med anvendelsen av spesielt sammensatte legeringer.

Et spesifikt eksempel på anvendelsen av denne prosess, omfatter bruken av en sylindrisk støpejernsform hvori en hul artikkel ble blåst. Legeringen var ASTM 2024 aluminiumlegering og ble holdt i smeltet tilstand på ca. 650°C. Den formede artikkel hadde en diameter på 38 mm, en lengde på 63,5 mm og en veggtykkelse på ca. 1,27 mm. Den anvendte gass var en blanding ler vil deretter formes i matrisen i løpet av av 97 volumdeler nitrogen og ca. 3 volumdeler denne syklus.

oksygen. Kildens gasstrykk var ca. 25 mmHule og forseglede tynnveggede artikler er kvikksølv over atmosfæretrykk og gasstrykket blitt blåst av aluminiumlegering ASTM 2024 med ble holdt i ca. 1 sekund. Blåserørets munnstykke nerekomprimerte gasser som omfattet mono- og hadde en diameter på ca. 11 mm. Avstanden X polyatome uvirksomme og reaktive gasser så som var ca. 15 mm. Formens åpne ende var stukket nitrogen, argon, helium, oksygen, luft og blan-ned i den smeltede aluminium ca 10 mm. Det dinger fra ca. 1 til 3 deler oksygen til 100 deler bør her bemerkes at det er nødvendig å ned- nitrogen eller argon. Mengden av oksygen eller senke formens åpne ende tilstrekkelig meget til annet element eller materiale som skal reagere å hindre boblen fra å blåse ut rundt formen med den smeltede legering, behøver bare være istedenfor helt og holdent inn i formen. til stede i meget små mengder, tilstrekkelig til å

Trykket på gassen som sendes inn i blåse- skape eller danne et tynt sammenhengende kon-røret varieres i henhold til størrelsen på artik- tinuerlig mono molekylært filmlignede lag på kelen som skal blåses. Med andre ord, jo større boblens overflate. For eksempel inneholder artikkelen er, desto større er trykket. Enn videre uvirksomme gasser med høy renhet så som heli-når man blåser store gjenstander eller slike som um, argon og nitrogen tilstrekkelig oksygen til å har en uregelmessig eller usymmetrisk form, danne et aluminiumoksydlag. Således kan gas-har man funnet at det er fordelaktig å anvende ser som inneholder mindre enn 0.01 vektprosent et lite undertrykk på boblens utside, f. eks. av oksygen som en urenhet anvendes til å blåse alu-en størrelsesorden på 10 til 20 mm kvikksølv for miniumlegeringer.

den del eller deler av formen hvori det kan væreMetallegeringsboblen kan blåses i en oksy-vanskelig å blåse metallet på grunn av hele derende atmosfære så som luft eller inne i en størrelsen eller formen på sluttproduktet. Dette uvirksom atmosfære av nitrogen eller annen undertrykk vil ha en tendens til å trekke boblen gass. Skjønt et høyere oksygeninnhold enn det inn i formen og gassen suges ut ved luftehullet beskrevne kan anvendes, f. eks. har luft blitt an-22. Diameteren på munnstykket i blåserørets vendt som blåsegass, er dette ikke å anbefale. I utstrømningsende kan også varieres for å for- virkeligheten bør det bemerkes at når et høyt øke diameteren på den blåste boble. En varia- oksygeninnhold er til stede enten i blåsegas-sjon i temperaturen på det smeltede materiale sen eller i atmosfæren som omgir blåsingen, er eller i avstanden X, vil variere veggtykkelsen resultatet en meget anseelig oksydasjon av den på boblen eller artikkelen som dannes. Mer spe- smeltede legering, f. eks. i nærheten av eller på sifikt når den smeltede alminiumlegerings dens overflate. Denne oksyd bør fjernes før nes-temperatur så som ASTM 2024 som er anvendt te blåsesyklus for at den ikke skal tvinges inn i i prosessen er i den øvre ende på legeringens formen når boblen blåses. Enn videre, i og med smeltepunktområde, vil den smeltede legering dannelsen av dette oksydspill kommer i fradrag ha en lavere viskositet. Når boblen er dannet vil fra prosessens ytelse, er den uønsket fra et øko-den bestå av to lag oksyd på motstående sider nomisk standpunkt. Derfor er det å foretrekke å av et mellomliggende lag uoksydert legering, holde oksygeninnholdet i blåsegassen på et lavt Derfor når man blåser boblen og bruker smeltet nivå, tilstrekkelig til å utvirke oksydasjon på legering ved den nevnte høyere temperatur, har bobleflaten, men ikke synderlig ut over dette den uoksyderte legering en tendens til å renne innhold. Enn videre har gassen som er anvendt ut mellom de to lag oksyd med en resulterende til å blåse en metallegeringsboble i en utførelse meget tynn vegg i det ferdige produkt. Dog ved vært beskrevet som en «blanding» av en inert lavere temperaturer, vil legeringens medfølg- gass og oksygen. Uttrykket «blanding» anvendes ende høyere viskositet ha en tendens til å redu- bare for å angi at fritt oksygen er tilgjengelig for sere dreneringen og veggtykkelsen økes derved, den ønskede oksydering. Det må forstås at det

Som angitt, vil også avstanden mellom ikke er hensikten å begrense gassene til virkelige blåserørmunnstykket og den smeltede legerings blandinger, men ved dette uttrykk også innbe-overflate bestemme veggtykkelsen på sluttpro- fatte anvendelsen av væsker så som gasser som duktet. Man har funnet at det er nødvendig at karbondioksyd som ved oppvarming så som ved munnstykket er i det minste en viss minimums- kontakt med smeltet aluminium vil frigjøre til-avstand under den smeltede legerings overflate strekkelig oksygen slik at den resulterende gass for at en boble skal kunne dannes. For eksem- i kontakt med metallet under dannelse av boblen pel under utførelse av det spesifikke eksempel omfatter fritt oksygen.

som er beskrevet ovenfor, fant man at når X var Mange komprimerte blåsefluider kan anven-ca. 5 mm ville ikke boblen dannes riktig. Når des i oppfinnelsens prosess. Disse fluider kan om-avstanden X ble øket til 10 mm ble en enkel fatte inerte gasser som brukes først og fremst boble blåst inn i matrisen selv om dog gasstryk- til å blåse boblen før dens stabilisering eller ket ble holdt over en lengere tidsperiode. Nårstørkning, såvel som fluider som reagerer med avstanden X ble øket til 15 mm ble to eller tre det blåste materiale for å forme et filmlignende bobler blåst inn i matrisen etter hverandre. Re- overflatelag eller for å stabilisere materialet et-sultatet av de flere bobler er en øket veggtyk- ter eller under blåsingen. Passende fluider om-kelse . Det bør bemerkes at selv om dog gass- fatter væsker, gasser, faste stoffer som er gjort trykket holdes over et lengere tidsintervall, vil flytende, oppslemminger av væske og faste stof-bare et begrenset antall bobler, f. eks. to eller fer etc, eller blandinger av disse. I det spesielle tre blåses inn i matrisen og ikke noen flere bob- tilfelle med metallegeringer er stabilisering et

resultat av formforandringen av den flytende legering til fast form, denne stabilisering kan og-så oppnås eller økes ved kjemisk reaksjon av blå-sefluidet med den smeltede metallegering. Når visse materialer, andre enn metallegeringer anvendes, kan stabilisering av boblen være et resultat av eller hjelpes av polymerisering. Valget av det spesielle fluidum er derfor avhengig av materialet som skal blåses og den ønskede artikkel. Passende fluider kan omfatte gasser så som inerte gasser, karbondioksyd, karbonmonoksyd, hydrokarbongasser som metan og dets forbren-ningsprodukter, nitrogeninneholdende gasser som nitrogen og nitrogenoksyder, svovelinneholdende gasser som svoveldioksyd, hydrogensulfid, etc, hydrokarbonhalogener så som fluormetan, klormetan og etan, halogener som klor, brom, fluor, hydrohalogener så som hydrogenklorid, sjeldne jordhalider som germaniumklorid, me-tallorganiske forbindelser etc. Passende væsker kan omfatte væsker som silikonvæsker og poly siloksaner som forblir stabile ved den smeltede legerings temperaturer, eller væsker som ned-brytes slik at de danner blåsegasser eller reaktive elementer. Faste stoffer som er gjort flytende kan omfatte gasser som inneholder fint opp-delt metall, metalloksyd eller andre tilsetninger eller legerende elementer i den flytende strøm. Reaktive elementer eller materialer som kan brukes i blåsevæsken, omfatter gruppe VI elementer som oksygen, svovel, selen etc. som reagerer med gruppe III metallegeringer som aluminium.

Deth vil være åpenbart at i det beskrevne eksempel finner oksydasjonen av aluminiumar-tikkelens indre overflater sted på grunn av ok-sygenet i gassen som er anvendt til å blåse boblen. Hvis oksydasjon på utsiden av boblen er ønsket, vil dette finne sted når boblen kommer i kontakt med luften eller den oksygeninneholdende inerte atmosfære i formen når boblen blåses inn i matrisen. Det bør bemerkes at det er ønskelig å holde formen tørr når en glatt jevn ytre overflate er ønsket. For eksempel hvis vann skulle være til stede på formens indre overflater når boblen blåses, vil den varme legering for-dampe vannet. Hvis den ikke fjernes vil fuktig-hetens damptrykk ha en tendens til å deforme-re bobleveggen med det resultat at den ytre overflate på produktet vil være ujevn. I de fleste operasjoner vil en luftatmosfære gi tilfredsstillende forhold under blåseprosessen. Dog ved andre operasjoner hvor man anvender et reaktivt materiale, f. eks. en metallegering som magne-siumlegering eller slike legeringer som har en tendens til å få badets smeltede overflate til å oksydere altfor hurtig, slik at den er uøkonom-isk eller forstyrrer den effektive bruk av prosessen, kan en kontrollert atmosfære av nitrogen eller annen uvirksom gass som inneholder redusert eller lite oksygen, holdes rundt badet eller inne i formen.

Det vil således sees, at det ved hjelp av oppfinnelsens prosess, kan skaffes til veie en relativt tynnvegget hul artikkel på en måte som til-fredsstiller økonomi og enkel betjening. I tillegg gir artikkelen virkelige fordeler over vanlig støpt artikkel av tilsvarende type. Således i tilfelle med en artikkel blåst av metallegering, har denne artikkel en smidd eller valset artikkels egen-skap med en kornstruktur som er orientert og ik-ke tilfeldig som i en. støpt artikkel. En slik hul artikkel blåst av en metallegering med orienterte krystaller, har øket strekkstyrke og forlengelses-egenskap i forhold til støpte metallegeringsgjenstander. Denne blåseprosess og stabilisering ved temperaturreduksjon under legeringens smeltepunkt kan anvendes til å forme tallrike hule artikler som har en hvilken som helst ønsket re-gelmessig eller uregelmessig form så som beholdere, lampeholdere, askebegere, etc. Støpeformen kan være delt dvs. bestå av to eller flere støpe-formelementer for å gjøre det mulig å blåse artikler av hvilken som helst form hvor asymme-triske og/eller innviklede de kan være. Enn videre kan støpeformen som anvendes til å forme disse artikler også i seg selv være en hul gjenstand som skal belegges med en tynn fastsittende indre foring, f. eks. av metallegering eller av et hvilket som helst annet passende materiale. På denne måte kan andre hule gjenstander så som metall, glassaktige og glassartikler anvendes alene eller i en støtteform eller holder og en boble av smeltet materiale blåses inn i gjenstan-dens indre slik at det danner et fastsittende tynt filmlignende lag på artikkelens indre overflate.

Enn videre bør det bemerkes at fremgangsmåten egner seg for produksjon av forseglete hule artikler. Mer spesielt kan prosessen anvendes til å skaffe til veie f. eks. en sylindrisk hul artikkel som er lukket i begge ender. For denne del av oppfinnelsen blåses boblen på samme må-te som beskrevet ovenfor. Dog etter at væske-trykket er fjernet og før man løfter formen helt ut av den smeltede legering, plaseres en ikke gjennomhullet plate eller lignende under formens åpne ende. Denne plate bør dekke hele formens åpne ende. Formen og platen heves så sammen, hvorved platen sperrer inne et lag legering 1 formens nedre åpne ende. Tykkelsen på dette lag tilsvarer den avstand formen er nedsenket i det smeltede metall når platen bringes i kontakt med formen for å lukke dens åpne ende. Det må forstås at når ønsket kan formen løftes en del ut av det smeltede metall før platen plaseres under matrisens åpne ende for å danne en tynnere vegg. Ved avkjøling danner dette metallag en lukkeanordning eller vegg som går i ett med pro-duktets ellers åpne ende. Fremstillingen av hule, forseglede artikler er skjematisk illustrert på fig.

2 til og med 5. Fig. 2 illustrere blåsingen av en

aluminiumsboble 7 inn i den åpne ende på en form 5 ved hjelp av et komprimert fluidum i blåserøret 2. Munnstykket 4 på blåserøret 2 er plasert i en på forhånd bestemt avstand X under overflaten på den smeltede legering 3 og under formen 5's åpne ende, hvilken åpne ende er nedsenket et på forhånd bestemt stykke Y ned i den smeltede metallegering. Fig. 3 viser blåserøret 2 snudd eller beveget ut av en blåsestilling og dannelsen av en størknet hul blåst artikkel 8 med åpen ende og orientert korn på den indre overflate i formen 5. I den viste utførelse er formen 5 hevet vertikalt fra den tidligere nedsenk-

ede dybde Y til en redusert nedsenket dybde Z for å skaffe til veie et nedre lag av smeltet metallegering med på forhånd bestemt tykkelse ved formens 5's åpne ende. Hvis et tykkere lokk er ønsket, bør selvfølgelig avstanden Z økes. Det gassformede fluidum som er brukt til å blåse artikkelen 8 er innesperret i artikkelen 8, unn-tatt den del av gassen som har reagert med den smeltede legering i badet eller artikkeloverflaten eller som er blitt oppløst som en tilsetning eller legerende element i den smeltede legering. Derfor vil legeringens 3 overflate under formens 5 åpne ende være noe lavere enn det omgivende bads overflatenivå. Fig. 4 viser plaseringen av en ugjennomhul-let platedel under den åpne ende på formen 5 i badet og i en forseglende ansettelse mot denne ende. Platen 9 sperrer inne den på forhånd bestemte tykkelse av den smeltede legering 3 som et lokkfluidum 10 på artikkelen 8'. Som illustrert vil det komprimerte fludium som er brukt til å blåse boblen 7 og forme artikkelen 8 være delvis innesperret innenfor den ferdige hule forseglede artikkels 8' grenser. Om det ønskes kan det inne-sperrede fludium fjernes før man plaserer platen 9 under formen ved å heve formen ut av badet og så senke den til den på forhånd bestemte avstand Z. ■ Fig. 5 viser formen 5 og forseglingsplaten 9 tatt ut av legeringsbadet 3, hvilket tillater det nedre lag 10 med på forhånd bestemt tykkelse å størkne på grunn av reduksjonen i temperatur under dens smeltepunkt. Det nedre lag 10 avkjø-les i forseglede inngrep med resten av veggdel-ene i artikkel 8' slik at det dannes en hul forseglet artikkel.

I en annen av oppfinnelsens muligheter kan glassforede metallbeholdere blåses. I henhold til denne side ved oppfinnelsen plaseres en mengde glass på utstrømningsenden av blåserøret 2 og blåses på vanlig glassblåsemåte. Når glassboble-ne er blåst vil et tynt lag smeltet aluminium sit-te fast på boblen slik at som et sluttprodukt vil man ha fått et glasskår som utvendig er kledd med et tynt lag aluminium eller sett fra et annet synspunkt, er der skaffet til veie en glassforet aluminiumsbeholder.

Fremstillingen av glassforet metallbeholder er illustrert av fig. 6 til og med 9. Fig. 6 viser et blåserør 2 i et bad av smeltet legering 3, hvori en tilmålt glasskule 11 er plasert over blåserørets munnstykke 4, hvilket munnstykke er nedsenket i en på forhånd bestemt dybde X under badets overflate og under formen 5's åpne ende. Fig. 7 viser den glassforede metallkolbe 12 idet den blir blåst inn i formen 5, hvilken boble omfatter et indre lag av amorft halvsmeltet eller smeltet væske eller halvvæskeglass 13 med på forhånd bestemt tykkelse og et tynt fastsittende halvsmeltet eller smeltet lag av metallegering 14. Et hvilket som helst vanlig gassformet fluidum som er anvendt til å blåse glass på vanlig måte kan anvendes som blåsefluidum fordi dette fluidum ikke kommer i kontakt med den ytre legerings-foring eller badets legering. Fig. 8 viser dannelsen av den blåste glass pluss metallegeringstruk-tur 13 som føyer seg etter den indre form på formen 5. Som vist er formen hevet ut av badet hvilket resulterer i at glasset blir trukket ut i en meget tynn boble 15 som buler utover på grunn av blåsetrykket. Ved størkning ved avkjøling av formen 5 og den innelukkede artikkel 13, 14 bry-tes den tynnveggede boble 15 og artikkelens kan-ter i den åpne ende på formen 5 glattes ved hjelp av en flamme eller annen vanlig glatteanordning og artikkelen tas ut av formen. Fig. 9 viser en ferdig, sylindrisk glassforet aluminiumsleger-ingsbeholder som har et indre lag av glass 13 og et tynt ytre lag av aluminiumslegering 14 som ssnere kan forsynes med en ytre tynn oksydfilm.

Denne beholder kan deretter fores med et indre lag av en metallegering ved å anvende beholderen som er vist på fig. 9 som en form for en påfølgende blåseoperasjon for å fremstille en glassgjenstand som har tynne, indre og ytre lag av metallegering. Enn videre kan denne artikkel hvis ønsket også blåses og formes inne i en hul gjenstand f. eks. av plast, metall eller metall-legeringer for å danne en foring i denne. Glasset som blåses ved denne utførelse har et myknings-punkt som er under temperaturen på metall-legeringsbadet eller er i stand til å bringes i tilstrekkelig flytende tilstand til å blåses. Et hvilket som helst materiale så som plast med høyt smeltepunkt, metallegeringer, metall eller andre glassaktige amorfe materialer ved siden av glass som ikke blir påvirket av badets temperatur kan anvendes som den indre foring i artikler tilbe-redt på den foregående måte. Veggtykkelsen på det indre foringsmateriale og i noen grad på det ytre metallegeringslag kan kontrolleres av den anvendte materialmengde, dets natur og de anvendte blåsetrykk. Glassmetallegeringslagene som er formet ved hjelp av prosessen har en meget høy adhesjons- eller bindestyrke.

På fig. 11 er det vist et apparat til fremstilling av tynnveggede sylindriske beholdere, hvilket apparat omfatter: Komprimert oksygenkilde 16 og nitrogenkilde 17 hvor hver kilde har en in-dividuell konstant trykkgasstrømkontrollanord-ning eller reguleringsventil, henholdsvis 18 og 19. Disse ventiler er regulerbare, slik at de sør-ger for komprimert gasstrøm av det riktige forhold gassaktig blanding inn i en felles gasskanal 20, hvilken kanal inneholder i gasstrømforbin-delse en volumkrukke 21 som inneholder et tør-remiddel så som kalsiumklorid, magnesiumsul-fat, kalsiumoksyd etc. for å fjerne vann fra gassblandingen som går igjennom den og for å danne et gassblandingsreservoir, en trykkmålean-ordning så som et manometer 22 og en gasstrøm-kontrollanordning så som en elektrisk solenoid betjent gasstrømkontrollventil 23 som ved ener-gisering av solenoidspolen tillater passasje av en på forhånd bestemt mengde av gassblandingen inn i den felles gasskanal 20. Gasstrømssolenoid-ventilen reagerer på elektriske impulser som mottas fra en tidsinnstillingsanordning så som en elektrisk tidsinnstiller 24 som mates fra en strømforsyning 25 og er elektrisk koplet til ven-tilen 23's solenoid. Den felles gasstrømkanal 20 står i gasstrømforbindelse med en ende av et blåserør 26 og en gassvolumbeholder så som en volumkrukke 27 som danner et gassblandings reservoir og avdemper den periodiske innsprøyt-ning av gassblanding i blåserørhodet. Den andre ende av blåserøret 26 er utstyrt med en blåserør-hette 28 som vist på fig. 12 og 13, idet hettematerialet er silikonnitrid og den runde ring i den øvre overflate er laget av kopper. En alu-miniumlegeringsboble 29 er vist idet den blir blåst med boblens nedre del i fuktbar kontakt med den runde kopperring på blåserørets overflate. Kapillaråpningene i hetten 28 er anbragt i en kontrollert avstand under det øvre overflatenivå på det smeltede materiale 30 f. eks. aluminiumlegering som er i den oppvarmede ildfaste beholder 31.

En metallmatrise 33 som har en sylindrisk

formet indre hulning 34, bæres av et matrise-bæreapparat 32 og er nedsenket en viss avstand som tidligere beskrevet i den smeltede metall-legering. Matrisens nedre åpne ende 35 er nedsenket i metallbadet i en på forhånd bestemt vertikal dybde, mens den øvre ende er lukket eller delvis forseglet av et horisontalt metalldeksel-stykke 36 som perifert og i rommet holdes på plass av justerbare luftventileringsskruer 37 og 38 hvorved en relativt smal perifer øvre lufte-hullutstrømningsåpning 39 er skaffet til veie for utstøtning av luft fra matrisen når boblen ut-vider seg. To fremstikkende bærepinner 40 og 41 som stikker frem perpendikulært fra to teleskopiske deler 42 og 43 som sitter på et tverr-stykke 46 holder matrisen i stilling og hele matrisebæreapparatet 32 er montert for vertikal bevegelse på en vertikalt anbragt tannhjul og tannstang 47.

Den vertikale bevegelse av og stilling for matrisebæreapparatet 32 og matrisen 33 styres av drivanordning så som en elektrisk motor 48 som driver et tannhjul som står i inngrep med stangen 47. Den vertikale tannstang 47 bæres vertikalt av en hvilken som helst passende bære-konstruksjon ikke vist og samarbeider i sin nedre ende med en mekanisk stoppeanordning så som et perpendikulært fremstikkende horisontalt lokk 49 som begrenser nedoverbevegelsen for tverrbærestangen 46. For ytterligere å tillate regulering av den vertikale lengde på de teleskopiske rør som skal være ut og inntrekkbare, er det anordnet vertikale reguleringsanordninger så som gjengete reguleringsmuttere 50 og 51 som hver er montert på en vertikalt anbragt gjenget stang 52 og 53 som går igjennom tverrstangen og i sin nedre ende er festet til den øvre del av de glidbare teleskopiske deler 42 og 43. På denne måte danner den vertikale stoppeanordning en nedre vertikal begrensning for matrisebæreappa-ratets nedovergående bevegelse samtidig som del er skaffet til veie anordninger til å regulert matriseapparatets vertikale lengde og dervec variere matrisens nedsenkningsdybde i del smeltede legeringsbad.

Selvfølgelig kan fagfolk utføre modifika-sjoner på apparatet som er beskrevet så som i anvende øvre og nedre elektronisk koplede gren-sebrytere på tannstangen for å hindre for lan{ bevegelse oppover eller nedover av matrisebære konstruksjonen. Enn videre kan den elektriski motoranordning og tidsinnstillingsanordning være elektrisk sammenkoplet slik at de sørger for den på forhånd anordnede tidsrekkefølge-energisering av solenoidet og motoren så som først å energisere drivanordningen slik at den plaserer matrisen i den riktige nedsenkede stilling og deretter omtrent samtidig energiserer solenoidet til å slippe en riktig volumblanding av komprimerte gasser inn i blåserøret og derved utvirke blåsing av boblen inn i matrisén. Dette arbeid følges så av etterfølgende deenergisering av solenoidet for å ta bort gasstrykket og omtrent samtidig trekke tilbake matrisen ut av metallbadet og deretter gjenta denne operasjon for å gi kontinuerlig produksjon av aluminiumartikler.

Fig. 12 og 13 viser en forbedret blåserørs-hette 28 som er montert på uttaksenden på blåserøret 26 og omfatter på sin øvre overflate 54 en nedsenket ring 55 med på forhånd bestemt diameter. Inne i den runde ring 55 er det anbragt en serie av kapillaråpninger 56 a, b, c, d, e med relativt liten diameter, hvilke åpninger represen-terer den ene ende av en serie av langsgående rørformede passasjer 57 a, b, c, d, e, etc. hvis andre ende danner gasstrømforbindelse med munnstykket 58 på blåserøret. Kapillaråpningene er vanligvis fra 0,0254 til 0,254 mm f. eks. 1,006 mm, idet åpningenes antall og størrelse er avhengig av gassblandingens trykk og volum og den anvendte legerings overflatespenning.

-Hettematerialet, spesielt materialet innenfor den runde ring 55, og i særdeleshet materialet på dens overflate 54, bør være konstruert av et materiale som ikke kan fuktes av det smeltede materiale som skal blåses; dvs. der bør være liten eller ingen overflateadhesjon mellom det smeltede materiale og det spesielle faste materiale i hetten. Når ikke fuktbare faste materialer bringes i kontakt med den flytende fase vil det for-årsake dannelse av en konveks menisk på den mellomliggende flate mellom den faste og den flytende fase. Et passende ikke fuktbart hettemateriale for smeltet aluminiumslegering er f. eks. et kommersielt produkt kalt «Marinite» fremstilt av Johns Manville Co., Inc. hvilket materiale er et sementaktig fast ikke fuktbart materiale som omfatter et alkalisk jordsilikat med ca. 85 vektprosent kalsiumsilikat og ca. 15 vektprosent asbestfibre for å gi materialet ytter-1 ligere mekanisk styrke. Et annet passende ikke

fuktende materiale for smeltede metallegeringer er silisiumnitrid eller silisiumnitrid inneholdende materiale. Anvendelsen av hvilket som helst L materiale av denne natur tillater så uavbrutt strøm av den komprimerte gassblanding gjennom det rørformede blåserør 26 og kapillaråpningene J mens det smeltede materiale så som aluminiumlegering 2024 er hindret fra å flyte inn i disse fc ikke fuktbare kapillarer mellom blåseperioder.

Selvfølgelig bør diameteren på disse overflate-- åpninger være tilstrekkelig små til å hindre i det smeltede materiale fra å gå inn i de ikke - fuktbare kapillarer, på grunn av materialets så y som aluminiums manglende evne til tilstrekkelig - å fukte «Marinite» eller silikonnitrid og derved b strømme inn i kapillaråpningene og blåserrøret. Motsatt bør overflateperiferien eller den runde ring 55 være av et hvilket som helst materiale som kan fuktes av den spesielle metallegering som skal blåses og som fortrinnsvis ikke angripes hurtig av den. Hvis det smeltede materiale er aluminiumslegering vil passende materialer omfatte glass- kopper, stål eller andre passende materialer. Den på forhånd bestemte diameter for den runde ring 55 er valgt av den spesielle størrelse på boblen som er nødvendig for den spesielle prosess. Valget av den spesielle perifere formstørrelse eller diameter med en rund ring er en måte å begrense og kontrollere boblestørrelsen som skal dannes.

Ved bruk av dette apparat på fig. 11, regu-leres gasstrømventilene 18 og 19 slik at de gir en gasstrøm i gasskanalen 20 av en riktig gassblanding så som 100 deler nitrogen til 3 deler oksygen ved et på forhånd bestemt trykk, hvilket trykk som skal anvendes er avhengig av formens stør-relse så som fra 20 til 40 mm kvikksølv med en formstørrelse på ca. 56,7 til 170 gram og trykket måles ved hjelp av manometer 22. Det bør anvendes tilstrekkelig gasstrykk til å la metall-legeringsboblen som er dannet fylle formen full-stendig. Former med stort volum gjør det nød-vendig å anvende økede blåsetrykk. Tidsinn-stillingsanordningen 24 setter igang for en tidsperiode så som fra 0,53 sekunder, gasstrømven-tilen 23 som reagerer på det elektriske solenoid for å tillate innsending av en tilmålt mengde av den komprimerte gassformede blanding av oksygen og nitrogen med det riktige trykk inn i kanalen 20 og inn i den ene ende på blåserøret 26 og derfra til blåserørkapillarene for å blåse aluminiumsboblen 29. Før innføringen av gassblandingen i blåserøret energiseres drivanordningen 48 slik at den får matrisebæreapparatet 32 og matrisen 33 til å gå nedover i vertikal ret-ning til den mekaniske begrensningsstoppeknas-ten 49 og således senke ned den nedre ende av matrisen 33 til den riktige vertikale dybde i badet 30 av smeltet materiale f. eks. aluminiumlegering 2024. Med matrisen 33 i den riktige nedsenkede stilling og innrettet etter og over blåserørkapil-larene blåses aluminiumlegeringsboblen 29 ved innsprøytning av gassblandingen i blåserøret; på figuren er aluminiumsboblen vist idet den forlater badets overflate og den nedre ende på den delvis blåste boble er i fluktende kontakt med den runde ring 55 på blåserørhetten 28. Alu-miniumslegeringsboblen går så inn i matrisen og antar formen av støpeformens 33 indre overflate og fasong. Når boblen sveller og går inn i matrisen, drives luft som er inne i matrisehulningen 34 ut av denne gjennom den perifere lufthullut-støtningsåpningen 39. Etter at boblen er blåst og er gått inn i formen, eneriseres drivanordningen 48 igjen for å trekke matrisebæreapparatet 32 og matrisen 33 ut av badet 30 i en vertikal oppovergående bevegelse mens solehoidventilen 33 forblir deenergisert for å hindre blåsing av en ny aluminiumsboble uten at matrisen er i den riktige stilling. Den tynnveggede sylindriske alu-miniumskopp som er formet ved hjelp av prosessen fjernes så fra matrisen 33 ved å fjerne matrisedekslet 36 og støte artikkelen ut.

I operasjon tillater dette apparat kontinuerlig produksjon av metallegeringsgjenstander fra en eller flere matrisestøpeformer. I en kontinuerlig fremstillingsprosess er det ofte fordelaktig å skaffe til veie overflateoksydfjernende anordning så som en automatisk overflateskummer som til stadighet feier smeltens overflate fri for alt an-samlet metalloksyd frembragt ved at den varme metallegering er i kontakt med atmosfæren eller å utføre operasjonen i en inert gassatmosfære. Enn videre har man også funnet at det ofte er fordelaktig å kople luftehullåpningen sammen med en vakuumskapende kilde så som en va-kuumpumpe for å hjelpe til med den hurtige utstøtning av luften fra matrisen og for å øke avsetningen av den tynnveggede aluminiums-film. En kontinuerlig fremstillingsprosess for å forme metallegeringsartikler vil således omfatte: Plasere en metallegeringsboblemottagende anordning over et gassutstrømningsmunnstykke som er nedsenket i et smeltet metallegeringsbad; blås en oksygeninneholdende gassblanding gjennom gassuttaksmunnstykket og derved danne en metallegeringsboble inne i den boblemottagende anordning; stoppe strømmen av den oksygeninneholdende blanding til gassutstrømnings-munnstykket; fjerne den metallegeringsboblemottagende anordning og ta den fremstilte artikkel av denne og deretter gjenta disse trinn i rekkefølge.

Det bør bemerkes at prosessen ikke er begrenset til fremstilling av aluminiumlegerings-artikler; andre materialer inkludert legeringer av nikkel og titan og lignende kan også anvendes i denne prosess.

Fig. 10 viser en modifikasjon av anordningen, spesielt av støpeformen på fig. 1. og det vil være lett å forstå at denne modifikasjon også kan anvendes på støpeformen i anordningen vist på fig. 13. I denne modifiserte utførelse er støpe-formen 5' dannet av en nedre hylselignende formdel 60 som er montert i en fast stilling i forhold til beholderen 1 og en åpenendet formdel 59 som er glidbart, men tett anbragt på den nedre

del 60. Nedre del 60 er permanent nedsenket i den ønskede dybde Y i badet 3, mens øvre del 59 bare må bringes i en stilling hvor dens åpne ende er nær overflaten på badet 3 når en boble skal blåses inn i formen 5' ved å sende en gass under trykk gjennom blåserøret 2. På grunn av dette arrangement kan den øvre støpeformdel 59 således tas ut av den nedre del 60 ved en

vertikal oppovergående bevegelse for å fjerne den hule artkkel som er formet i den uten at noen nevneverdig mengde smeltet materiale hen-ger fast på den nedre ende av den øvre del 59, hvilket normalt vil være tilfellet med utførelsen på fig. 1 og 13, hvor etter at man har løftet formen ut av badet, smeltet materiale lett kan hen-ge fast på den nederste ringformede sone på formen som har vært nedsenket under blåsingen. Det må forstås at modifikasjonen som er vist på fig. 10 tillater at den ferdige artikkel kan fjernes lettere, og letter behandlingen av den bevegbare formdel fordi denne holdes fri for uønsket smeltet materiale i dens nedre ende mellom etter hinannen følgende bobleblåsinger.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av en hul gjenstand i en åpen hul matrise eller form, forsynt med luftehull, hvilken gjenstand fremstilles av et materialesom kan smeltes når det underkastes bestemte fysiske og/eller kjemiske smeltebetingelser og er i stand til å danne en utvidbar boble når materialet utsettes for virkningen av en gass under trykk når materialet er i smeltet tilstand, ved at en bestemt mengde av materialet utsettes for nevnte smeltebetingelser for å danne et bad av smeltet materiale, karakterisert ved følgende arbeidstrinn: gende arbeidstrinn: anbringelse av matrisen eller formen (5) slik at den opptar en boble der den åpne ende av matrisen (5) dykker ned i det smeltede bad (3), tilførsel av en på forhånd bestemt mengde gass under trykk gjennom et blåserør til et sted (4) i badet (3), hvilket sted står i flukt med den åpne ende av matrisen og i en på forhånd bestemt avstand under overflaten av badet (3) for derved å blåse en boble (7, fig. 2) av smeltet materiale,hvilken boble (8, fig. 3) legger seg mot innsiden av matrisen eller formen (5), transporten av matrisen (5) bort fra badet (3) og påfølgende uttagning fra matrisen av den hule gjenstand (8) som er dannet i denne av boblen når den størkner.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, der det bobledannende materiale er et metall, karakterisert ved at glassaktig materiale (11) med en smeltetemperatur som ikke er høyere enn, temperaturen for metallet, anbringes på det nevnte sted (4) i badet (3) før trykkflu-dium ledes til stedet (4) for derved å danne en boble (13) av det glassaktige materiale inne i boblen av metall, hvorved den resulterende hule gjenstand (fig. 9) omfatter et ytre metallag (14) og et indre lag (13) av glassaktig materiale.

3. Anordning til utførelse av den fremgangsmåte som er angitt i krav 1 og 2, omfattende en beholder for en smelte av bobledannende materiale og en form med åpen ende som er vendt nedad, karakterisert ved at formen (33) er festet til en del (47) som er vertikalt bevege-lig ved hjelp av betjeningsinnretninger (48) for etter valg å kunne forskyve formen fra en til-baketrukket stilling hvori den åpne ende (35) av formen er klar av det smeltede bad (30) og til en bobledannende stilling, hvori formens åpne ende er dykket et bestemt stykke ned i badet over et blåserør (26) som ender under badets overflate og under den åpne ende av formen (35) når denne er i bobleopptagende stilling (fig. 11).

4. Anordning som angitt i krav 3, karakterisert ved at utløpsenden av røret (26) er forsynt med en hette (28) som har minst en kapillartrykkvæskepassasje (57) i en hettevegg-del (54) som strekker seg over røråpningen og der den overflate av hetten som kommer i be-røring med det smeltede metall er av en slik natur at det ikke fuktes av smeiten, hvilken hette (28) har en ringformet overflatedel (55) som omgir passasjen og kan fuktes av det smeltede materiale (fig. 13).

5. Anordning som angitt i krav 3, karakterisert ved at den omfatter en platelik-nende lukkedel (9) som er innrettet til tett å lukke den åpne ende av formen etter dannelse av en boble i formen, og mens den åpne ende av formen holdes i en på forhånd bestemt dybde (Z) under badets overflate, slik at et bunnlag (10) av det smeltede materiale med en på forhånd bestemt tykkelse lukkes inne i formen i et område i tilsetning til formens åpne ende (fig. 5).