NO142076B - Fremgangsmaate til fremstilling av perpropionsyreopploesninger - Google Patents

Description

Apparat for vakuunistøpning av metaller.

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for vakuumstøpning av smeltete metaller.

Fjernelsen av gassformete skadelige komponenter fra smeltete metaller beteg-nes vanligvis som «avgassing». Hittil ble denne avgassing utført på konvensjonell måte ved hjelp av flere metoder, nemlig «dråpe-avgassings-metoden» og «resirku-

lasj ons-metoden».

I konvensjonelle apparater som nå brukes ved «dråpe-avgassings-metoden» oppstår problemer forbundet med oppnå-elsen av et tilstrekkelig høyt vakuum. En hurtig og tilstrekkelig evakuering av gas-

ser fra støpeformen og avgassingskamme-

ret krever meget effektive tetningsmidler og pumper med stort volum. Da vakuumet må opprettholdes i hele den tid i hvilken metallet helles i støpeformen, finnes det et tidsrom, hvor tetningsmidlene kan være utsatt for temperaturer som virker skade-

lig på disse midler. Dessuten opptrer problemer forbundet med den dimensjonene utvidelses-ustabilitet av de overflater som understøtter tetningsmidlene. Denne dimensjonene ustabilitet frembringes av varmesjokket fra det hele smeltete metall som strømmer inn i formen, og den forårsaker en forskjellig utvidelse av delene. En annen vanskelighet er forbundet med ut-skiftingen av tetningen når suksessive ingots støpes kontinuerlig i et stålstøperi. Denne kontinuerlige arbeidsmåte kan kre-

ve anvendelsen av et støpeutstyr med en slik konstruksjon at det hurtig kan mon-teres og tettes på en hvilken som helst se-

rie av ikke ensartede støpeformer med grov

overflate for å lette etter ønske fremstil-lingen av enten store smie-ingots eller små valseingots. Det eksisterende utstyr til-fredsstiller ikke disse krav.

Det er et formål for oppfinnelsen å an-vende nevnte dimensjonene utvidelses-ustabilitet av delene i et vakuumstøpeap-parat på en slik måte at de resulterende krefter øker lukningen eller tetningen mellom et avgasningskammer og en form.

I henhold til det foran anførte er apparatet av den art som tjener til vakuum-støpning av smeltet metall, og hvilket apparat er utstyrt med et avgasningskammer som kan gjøres tett like overfor en form ved hjelp av en tettende eller lukkende forbindelse og nevnte avgasningskammer er anordnet for å kunne helle det smeltede material fra en støpeøse gjennom kamme-

ret og inn i formen, og apparatet i henhold til oppfinnelsen er karakterisert ved at formen på dens toppoverflate eller sete for avgasningskammeret er utstyrt med en fordypning eller renne, inneholdende den lukkende forbindelse og at en bøyelig eller elastisk tetningsmantel strekker seg nedover fra avgasningskammeret og inn i rennen eller fordypningen, hvorved som følge av varmeutvidelsen som resulterer fra støp-ningen den lukkende forbindelse bringes til å bli presset i tett lukkende forhold til den elastiske tetningsmantel og formen. Den tettende forbindelse kan fordelaktig dekomponeres til et residium ved de temperaturer som blir nådd etter at støpnin-gen er avsluttet. Den tettende forbindelse bør være tilstrekkelig flytende for å hefte til metalloverflaten av avgassingskamme-

ret og støpeformen, og også for å herdne når den blir brakt i berøring med metall-overflater som er opphetet til temperaturer opp til 200° C og å danne en hård, de-formerbar fast bøyelig harpiks som er kraftig festet til nevnte overflater, og i sin herdete tilstand kan motstå dekomponer-ing opp til temperaturer på minst 315° C i en begrenset tid svarende til støpetiden, og deretter kan dekomponeres til en tørr, pul-verformet masse som lett kan fjernes fra støpeformen.

Det er en fordel ved oppfinnelsen at den tilveiebringer et usedvanlig høyt vakuum av mindre enn 1 mikron absolutt trykk som avleses før støpningen av det smeltede metall. Det vil forståes at når støpningen begynner, vil de i mikron be-regnete absolutte trykk stige midlertidig fra 1 mikron til så høye verdier som f. eks. 300—500 mikron. Deretter, når støpningen fortsetter i en støpningstid som kan ut-gjøre fra 1 minutt til 10 minutter, vil tryk-ket hurtig synke i samsvar med oppfinnelsen til verdier betydelig under 300—500 mikron, f. eks. synke til 200 mikron og helt ned til 50 mikron eller selv mindre. Sist-nevnte mikronavlesning er lavere enn optimale mikronavlesinger oppnådd med konvensjonelt utstyr, som utgjør fra 700 til 2000 mikron. Som et resultat herav er det nye apparat meget nyttig for oppnåelse av en effektiv støpning av høylegerte metaller.

For å lette forståelsen av oppfinnelsen skal den klargjøres nærmere i forbindelse med de hosføyede tegninger. Fig. 1 er et vertikalsnitt av et vakuum-støpningsapparat, som er særlig egnet for støpning av et antall ingots fra en støpe-øse. Fig. 2 er et fragmentarisk perspektivriss som viser klarere tetningsmidlet. Fig. 3 er et perspektivriss av en støpe-form. Fig. 4 er et fragmentarisk grunnriss som ytterligere viser den ekspanderbare tetning. Fig. 5 er et tverrsnitt etter linjen 5—5 på fig. 4.

Det er ved utførelsen av oppfinnelsen funnet at en effektiv tettende forbindelse tilveiebringes av en tre-komponent-blanding av (A) en glycidyl-polyether med lav molekyl vekt, (B) et kondensasjonsprodukt av denne polyether med en glycol og (C) et herdemiddel. Komponenten (A) frem-stilles ved å omsette en toverdig fenol med epiklorhydrin for å danne en glycidyl-polyether med gjennomsnittlig molekylvekt på ca. 350 til 450 F. Komponenten (B) er et reaksjonsprodukt av denne glycidyl-polyether med en glycol, såsom ethylenglycol, for å danne et produkt med en molekylvekt på ca. 350 til 450. Komponenten (C) er

et herdemiddel som forårsaker bindinger

mellom epoksyforbindelsene. Det foretruk-ne herdemiddel er en blanding av et pri-mært herdemiddel av pyromellitisk dian-hydrid og et sekundært herdemiddel om-fattende ett eller flere organiske syrean-hydrider.

Når man ønsker å nedsette herdnings-tiden, kan man sette til blandingen forskjellige velkjente herdnings-akseleratorer. Til disse hører alfamethylbenzyldimethyl-amin, n-butylamin, pyridin og N-methyl-pyridin. De brukes i katalytiske mengder fra 0,5 til 3 % beregnet på vekten av har-pikser i blandingen.

I tillegg til disse grunn-ingredienser ei-det fordelaktig å tilsette til blandingen forskjellige fyllmidler for å fylle den, innstille viskositeten, øke varmeledningsevnen og derved å oppnå en jevnere herdning og minske varmeutvidelseskoeffisienten. Til de fyllmidler som kan brukes hører alminium, jern, kobber, aluminiumoksyd, silicium-dioksydpulver, glimmer og asbest. Fiber-aktige materialer, såsom fin asbest, har en tendens til å binde harpiksen sammen og motvirke forskjellen mellom varmeutvidelsen av harpiksen og det belagte metall. Mengden av fyllmidlet kan variere fra noen få prosent til tre eller fire ganger harpiks-vekten.

Fig. 1 viser en støpeøse 1 og et avgasningskammer 2 som er anordnet på en form 3 utstyrt med en fordypning eller renne 4,

som inneholder en lukkende forbindelse. En ela:stisk eller bøyelig tetningsmantel 5 strekker seg nedover fra avgasningskammeret I! og er ført inn i fordypningen 4.

Stgipeøsen 1 er av vanlig art og er utstyrt med en bunnutløpsåpning 6 såvel som en regulerbar stoppeinnretning 7. Smeltet metall ledes fra støpeøsen 1 inn i avgas-ningskEimmeret 2. Avgasningskammeret er utstyrt med en bunnstøpeøse 8, som er utstyrt med en ildfast utforing.

Avgasningskammeret 2 kan ha hvilken som helst ønsket form. Som vist på tegnin-gen omfatter kammeret 2 en rørformet bæredel 9, som har en form svarende til formen av toppen av støpeformen 3. Den nedre kant av bædedelen 9 hviler på et sete 10 eller en toppdel 10 på støpeformen 3. En bøyelig metallmantel 5 er festet tii undersiden av avgasningskammeret 2. Mantelen 5 kan hensiktsmessig være utstyrt med korrugeringer, som strekker seg perpendikulært til omkretsen av mantelen slik som vist nærmere på fig. 4 og 5. Den bøyelige eller elastiske mantels nedre kant er innleiret i den tettende forbindelse 11 som befinner seg i fordypningen eller rennen 4, som setet 10 på formen 3 er utstyrt med.

Mantelen strekker seg helt rundt formen og danner en ettergivende tetnings-vegg som kan utvides ved utvidelseskrefter som resulterer fra støpevarmen.

Bæredelen 9 er anordnet på innsiden av tetningsmantelen 5 slik at den beskytter mantelen mot de høye temperaturer som hersker inne i støpeformen og avgasningskammeret under støpningen.

På figurene 4 og 5 er tetningsmantelen 5 vist i større målestokk. De brutte linjer viser de forandringer som finner sted med hensyn til stillingen av fordypningen eller rennen 4, tetningsforbindelsen 11 og mantelen 5 under støpeintervallet.

Mantelen 5 er konstruert av en bøyelig stålplate som er korrugert langs vertikale foldelinjer som vist på fig. 2. På grunn av denne korrugering og av den brukte stål-type kan mantelen bøyes i to retninger. Den kan bøyes slik at dens omkretsdimen-sjon øker med økningen av omkretsen av støpeformrennen 4. Også bunnkanten av mantelen kan bøyes innover eller utover i forhold til toppkanten. Begge disse forandringer er vist med brutte linjer i tillegg til den utvidelse som selve forbindelsen undergår.

Det har vist seg at kombinasjonen av forbindelsen, fordypningen eller rennen og mantelen tilveiebringer optimale tetnings-resultater. Idet mantelen utvider seg, fortsetter den å opprettholde et forankret forhold til bunnen av tetningsforbindelsen i rennen, mens den samtidig virker som et forsterkningsmedium for tetningsforbindelsen, og nedsetter de spenninger som dannes i selve den tettende forbindelse.

Det vil forståes at så snart et vakuum frembringes i avgassingskammeret, utøver atmosfæretrykket en kraft mot mantelens ytterside og mot den del av den tettende forbindelse som ligger mellom mantelen og ytterkanten av rennen. Dette skjer samtidig med at formen utvider seg og søker å strekke tetningslegemet i den tid i hvilken tetningen er utsatt for økende høye temperaturer. Således virker forskjellige de-formasjonskrefter på tetningslegemet, og den korrugerte mantel utøver både en sta-biliserende og kompenserende virkning. Forankringen ved den nedre enden av mantelen blir særlig viktig på grunn av de eksisterende trykkbetingelser. I visse tilfeller kan den nedre kant av mantelen væ-re understøttet på bunnen av rennen, og i andre tilfeller kan mantelen anordnes litt i avstand fra rennens bunn.

Apparatet vist på fig. 1 omfatter et toppelement 12 bestående av et legeme av

ildfast materiale som er anbrakt i den øvre del av formen 3, og som er tettet ved å

stampe stålull 13 i et trangt rom mellom

den indre overflate av formen 3 og den

ytre overflate av toppelementet 12. Det vil

sees at toppelementet 12 omfatter et materiale med betydelig tykkelse som strekker seg under setet 10 av støpeformen 3, og

derved tilveiebringer toppelementet 12 en varmeisolasjon og beskytter den øvre overflate av støpeformen 3, hvor den tettende forbindelse 11 er anbrakt.

For å anbringe den tettende forbindelse 11 blir en viss mengde av forbindelsen i flytende tilstand innført rundt stø-peformrennen 4, slik at den vesentlig fyl-ler dette rom. Mens forbindelsen ennå er i myk, flytende tilstand, anbringes tetningsmantelen 5 slik i tetningsmaterialet at bæredelen 9 av avgassingskammeret hviler på toppoverflaten 10 av støpeformen. Det vil sees at den nedre kant av tetningsmantelen 5 er fullstendig innleiret i forbindelsen og strekker seg under overflaten 10 av formen i en betydelig utstrekning. Imidlertid rager elementet 12 ut under bunnen av rennen 4, slik at den ovenfor nevnte varmeisolerende og beskyttende virkning opprettholdes rundt toppen av støpeformen. Ved på en slik måte å bruke en varmeskjermlng og et isolerende medi-um, forhales varmestrømningen fra det smeltede metall til den tettende forbindelse.

Som nevnt tidligere, blir den tettende forbindelse herdet ved temperaturer av 37 til 200° C, og disse temperaturer kan i mange tilfeller være til stede i støpefor-men som allerede har vært brukt og er blitt kold. Hvis formen ikke befinner seg i denne delvis opphetede tilstand på grunn av at man lot den avkjøle seg i lengre tid, kan man opphete formen. Man kan f. eks. bruke en konvensjonell gassbrenner som er anbrakt rundt den ytre side av formen. Så snart forbindelsen er fullstendig herdnet, er apparatet i stand til å oppta smeltet metall.

Etter at støpeprosessen er avsluttet lar man støpeformen og avgasningskammeret forbli på plass inntil metallet i støpefor-men er fullstendig størknet. Dette kan kre-ve 1 time eller mer for en ingot veiende 2—4 tonn. I løpet av denne tid øker varmen fra det størknende metall temperaturen av støpeformen til 537 til 815° C og dekompo-nerer den tettende forbindelse 11 til et

pulver. Når ingoten er fullstendig fjernet

fra formen, er forbindelsen helt dekompo-nert. Etter fjernelsen av ingoten kan rennen 4 blåses ut eller børstes lett, og den

kan da oppta igjen et tetningsmiddel når

den er tilstrekkelig kold.

Claims (8)

1. Apparat for vakuumstøpning av

smeltede metaller, hvilket apparat er utstyrt med et avgasningskammer som kan gjøres tett like overfor en form ved hjelp av en tettende eller lukkende forbindelse og nevnte avgasningskammer er anordnet for å kunne helle det smeltede material fra en støpeøse gjennom kammeret og inn i formen, karakterisert ved at formen (3) er utstyrt med en fordypning eller renne (4), inneholdende den lukkende forbindelse (11), på formens toppoverflate eller sete (10) for avgasningskammeret (2), og at en bøyelig eller elastisk tetningsmantel (5) strekker seg nedover fra avgasningskammeret (2) og inn i rennen eller fordypningen (4) hvorved som følge av varme-utvidelsen som resulterer fra støp-ningen den lukkende forbindelse (11) bringes til å bli presset i tett lukkende forhold til den elastiske tetningsmantel (5) og formen (3).

2. Apparat som angitt i påstand 1, karakterisert ved at et toppelement (12) er anordnet på innsiden av avgasningskammeret (2) og delvis inn i formen (3) i en slik stilling at den beskytter den lukkende forbindelse (11) mot den varme som utstråles av strømmen av smeltet me- tall.

3. Apparat som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at den lukkende mantel (5) er korrugert for å øke dens elastisitet eller bøyelighet.

4. Apparat som angitt i en av påstan-dene 1 til 3, karakterisert ved at avgasningskammeret (2) er understøttet eller befinner seg på formen (3) ved hjelp av en rørformet bæredel (9) som hviler på nevnte toppoverflate eller sete (10) slik at mantelen (5), som omgir bæredelen (9), frigjøres fra langsgående trykk.

5. Apparat som angitt i en av påstan-dene 1 til 4, karakterisert ved at mantelen (5) ender like ovenfor bunnen av fordypningen eller rennen (4).

6. Apparat som angitt i en av påstan-dene 1 til 5, karakterisert ved at den tettende eller lukkende forbindelse omfatter en blanding av (A) en glycidylpoly-ether med lav molekylvekt, (B) et kondensasjonsprodukt av denne polyether med en glykol og (C) et herdemiddel.

7. Apparat som angitt i påstand 6, karakterisert ved at forholdet mellom 20 komponentene (A) og (B) varierer fra — 80 til — . ... 12 88

8. Apparat som angitt i påstand 6 eller 7, karakterisert ved at herdemid-let (C) er en blanding av pyromellittsyre-anhydrid med en eller flere organiske syre-anhydrider.