NO162847B - Fremgangsmaate og anordning for behandling av smeltet metall. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en anordning for behandling av smeltet metall som skal støpes under lavt trykk, for eksempel en smelte som skal tilføres tilsetninger.

Som kjent kan tilsetning til en smelte av lamellær grafitt eller kulegrafitt eller stavgrafitt utføres ved hjelp av en slik tilsetning som for eksemepl ferrosilisium, i form av pulver som innføres i en form, ved støpeteknikk med bruk av lavt trykk, det vil si den teknikk hvor smeiten innføres tvangsmessig i en form, ved at den stiger, under påvirkning av et forholdsvist lavt gasstrykk, i størrelsen 0,2 - 1,5 bar.

Det har lenge vært kjent at tilsetning til en smelte av ferrosilisium eller grafittiseringsprodukter har til formål å for-bedre grafittiseringen, det vil si dannelsen av fritt grafitt under størkningen av smeiten, for å oppnå gode fasthetsegen-skaper i det støpte produkt, og denne tilsetning er desto mere effektiv når den utføres like før støpingen, det vil si like før smeiten innføres i formen. Det har også vært utført tilsetning inne i formen. Virkningen av tilsetningen til smeiten er ikke varig, og har en tendens til å avta i løpet av noen minutter, slik at det må unngås for stor forsinkelse mellom tilsetningen og fyllingen av formen med smelte.

Det er dessuten kjent en fremgangsmåte for tilsetning som består i å benytte en tilsetning i form av en "endeløs" tråd. Tråden har den fordel at den er enkel å håndtere, og muliggjør mekanisk fremføring ved at den er viklet på en spole som tråden kan trekkes fra, for å sikre nøyaktig dosering av mengden av materialet som tilsettes, idet materialet smeltes i smeiten.

Fra FR-A-2.276.124 er det kjent en fremgangsmåte for tilsetning av et reaktivt material i form av et langstrakt element som opphenges inne i formen som det flytende metall som skal behandles fylles i. Når nivået av flytende metall stiger i formen , smelter det langstrakte, reaktive element i metallet som skal støpes, og det reaktive metall frigjøres i støpe-massen. Formen fylles med flytende metall ved hjelp av tyngdeekraften. Smeiten strømmer således nedover. Det er ikke noe problem å henge opp det reaktive, langstrakte element inne i formen. Dette kan utføres manuelt, og tilsetningen finner sted inne i formen.

FR-A-2.278.432 angår bruken av tilsetning i form av en "endeløs" tråd som er viklet på en spole, for å opphenges vertikalt i et basseng inne i formen. Dette basseng befinner seg i banen for det flytende metall som skal behandles, hvilken bane rager gjennom en kanal for smeiten som skal fylle hulrommet i formen, mellom den vertikale stråle av smelte og hulrommet i formen. På grunn av at det flytende metall strømmer hurtig gjennom det mellomliggende basseng for tilsetning, i hvilket den nedre ende av den opphengte tråd rager ned, er det vanskelig å oppnå god homogenitet ved tilsetningen i det flytende metall, det vil si i metallmassen som tilføres hulrommet i formen. Faren for mangelen på homogenitet for tilsetningen er desto større når hulrommet i formen er stort eller komplisert, særlig ved støping av små eller tynne deler. Størkningen av det flytende metall skjer så hurtig at den er fullført før tråden har kunnet oppløses fullstendig i det flytende metall, slik at tilsetningen er ufullstendig og heterogen.

Fra skriftet "Giesserei-Praxis", nr. 3, 10. februar 1982, sidene 29 - 36, er det kjent å tilføre tilsetninger i en smelte ved hjelp av en tråd som trekkes fra en spole, idet tråden tilføres langs aksen for strålen av smelte som strømmer ned i formen, og det er anordnet et støpebasseng eller en digel med stengeanordning.

Det er også tenkelig å oppnå en bedre homogenitet for tilsetningen ved at det flytende metall kommer i kontakt med tilsetningstråden langs en viss lengde av denne, like før innføringen i strålen av smelte vertikalt ned i formen.

Disse tre kjente eksempler tilsettes smeiten vertikalt ved hjelp av tyngdekraften, og ikke ved at den stiger vertikalt ved hjelp av lavt trykk for å fylle en form.

Problemet med tilsetning ved hjelp av en tråd ved bruk av teknikken med stigende smelte under lavt trykk oppstår fordi åpningen i formen for smeiten, som også måtte være åpningen for innføring av tråden, ikke er tilgjengelig. Denne åpning befinner seg i tett kontakt med en øvre stuss på en sjakt som smeiten kan stige opp i, eller på et rør som rager oppover fra digelen som står under trykk. Åpningen til formen er således ikke tilgjengelig for en tilsetningstråd som det er ønskelig å innføre. Dette problem gjelder også for former utstyrt med åpninger (hulrom i formen som kommuniserer med atmosfæren via sjakter) og for lukkede former (hulrom uten åpninger), som er uten kommunikasjon med atmosfæren.

Dessuten omfatter teknikken med stigende smelte under lavt trykk ingen støpekanal eller et basseng over hulrommet i formen for innføring av et tilsetningsmaterial.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er problemet med tilsetning ved hjelp av en tråd i en form av metall eller sand, eller delvis av metall og delvis av sand, løst i for-bindelse med teknikken med støpning under lavt trykk.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for behandling av flytende metall som skal støpes under lavt trykk, særlig for tilsetning i smeiten, ved at smeiten stiger opp i en form med et indre hulrom, og det flytende metall befinner seg i en digel under gasstrykk, som er anordnet under formen og kommuniserer med denne via en sjakt som er tett tilkoblet en fylleåpning for flytende metall i formen, og fremgangsmåten kjennetegnes ved at behandlingen av det flytende metall utføres ved hjelp av en tråd som henger gjennom hulrommet i formen, og har en lengde som er større enn høyden til formen, målt over en stuss som befinner seg mellom toppen av sjakten og innføringåpningen til formen, slik at det nedre parti av tråden som befinner seg under formen og utenfor denne henger ned i det flytende metall som skal behandles, med en bestemt lengde, hovedsakelig langs aksen til sjakten, at i en første fase befinner den nedre ende av tråden seg like over nivået av flytende metall i sjakten, at i en etterfølgende fase økes gasstrykket i digelen slik at nivået av flytende metall stiger opp til nivået for fylleåpningen til formen, at trykket og nivået for smeiten opprettholdes i nødvendig tid til behandling av det flytende metall, og at trykket i digelen økes, for å bringe det flytende metall inn i hulrommet i formen, for å fylle dette.

Oppfinnelsen omfatter også tilsetning av andre metaller og legeringer, slik som nevnt i det følgende, og dessuten andre behandlinger enn tilsetning, for eksempel desoksydasjon.

Oppfinnelsen angår dessuten en anordning for utførelse av fremgangsmåten, omfattende en digel for flytende metall under lavt gasstrykk, en form med et indre hulrom, anordnet over digelen, i kommunikasjon med denne via en sjakt som smeiten kan stige opp gjennom, idet en stuss befinner seg anordnet på en tett måte mellom den nedre åpning for fylling av formen og den øvre ende av sjakten, og anordningen kjennestegnes ved at formen i sitt øvre parti har en åpning langs den vertikale akse til sjakten, innrettet til innføring av en tråd for behandling av det flytende metall, hvilken åpning munner ut i hulrommet i formen.

I henhold til et annet trekk ved oppfinnelsen er tråden anordnet på en spole, og føres gjennom det øvre parti av formen, gjennom en åpning, og gjennom det nedre parti av formen, slik at den nedre ende av tråden føres gjennom den nedre vegg i formen, idet tråden således føres gjennom formen del for del.

Enten formen er av sand eller av metall, føres tråden gjennom et hull av det øvre parti av formen og inn i hulrommet i denne. Eventuell tetning mot luft i det ringformede rom mellom hullet og tråden kan gjøres på hvilken som helst måte. Med fremgangsmåten og anordningen i henhold til oppfinnelsen, og særlig når det gjelder tilsetning til smeiten ved hjelp av en tråd, kan det oppnås homogen tilsetning og hurtig tilførsel av smelte i formen etter tilsetningen, ved en støpeteknikk som benytter lavt trykk. Tilsetningsfasen varer bare i kort tid (noen sekunder), før innføringen av smeiten i formen, som også skjer hurtig, men varer i tilstrekkelig tid til fullstendig smelting av tråden som er neddykket i sjakten eller røret som smeiten stiger opp gjennom, slik at smeiten som skal tilføres formen er fullstendig tilsatt det ønskede materialet. Dessuten kan tiden for tilsetningen reguleres etter ønske.

Ved fremgangsmåten og i anordningen er det ikke det parti av tråden som rager gjennom hulrommet i formen som benyttes for tilsetning, men det parti som befinner seg under den nedre bunn i formen.

I henhold til kjent teknikk avhenger tilsetningen i formen av systemet for fylling av formen og strømningen av det flytende metall som skal tilføres tilsetning, og tilsetningen skjer samtidig med flytende metall ved hjelp av tyngdekraften, hvilket metall størkner i formen. Dette resulterer i en tilsetning som ofte blir ufullstendig og heterogen, på grunn av at det er for liten tid for tilsetningen.

Med den foreliggende oppfinnelse er det derimot tid til å oppløse det tilsatte material i det flytende metall, og det er tid til å fylle formen med metall som er tilsatt material, og disse to perioder, som følger hurtig etter hverandre, er inn-byrdes uavhengige, og kan varieres med hensyn til varighet.

Andre trekk og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse, under henvisning til de vedlagte teg-ninger, som illustrerer utførelsesformer av oppfinnelsen. Fig. 1 viser skjematisk og delvis i snitt en anordning for utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser skjematisk et snitt gjennom en sandform som kan

benyttes i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 3 viser skjematisk et snitt gjennom en metallform som

kan benyttes for gjennomføring av oppfinnelsen.

Fig. 4, 5, 6, 7 og 8 viser skjematisk og i snitt forskjellige faser ved støping under lavt trykk og tilsetning i henhold til oppfinnelsen. Fig. 9, 10, 11, 12 og 13 er diagrammer som illustrerer varia sjonene i gasstrykket i digelen, som funksjon av tiden, og tilsvarer de forskjellige faser som er vist i fig. 4, 5, 6, 7 og 8. Fig. 14 og 15 viser skjematisk og i snitt en variant av ut

nyttelsen av en tråd.

Fig. 16 og 17 viser diagrammer som illustrerer trykkvaria sjonene i digelen som funksjon av tiden, i de faser som er vist i fig. 14 og 15. Fig. 18 viser et snitt gjennom en form med åpninger, til bruk

i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 19 er et diagram som viser trykkvariasjonene i digelen

som funksjon av tiden, i anordningen vist i fig. 18. Fig. 20 viser et snitt gjennom en form i henhold til opp finnelsen, utstyrt med en kjerne, idet formen har vertikalt deleplan. Fig. 21 og 22 viser mikrofotografier i 100 ganger for størrelse, av en smelte av kulegrafitt som er tilført tilsetninger i henhold til henholdsvis tidligere kjent teknikk med støping under lavt trykk, og den foreliggende oppfinnelse.

Som vist i fig. 1 omfatter anordningen i henhold til oppfinnelsen en digel 1 som står under gasstrykk, samt en lukket form A som er anbragt på en stuss på digelen.

Digelen omfatter et mindre rom 2, som er nesten fullstendig lukket, samt en sjakt eller en kanal 3 som kommuniserer med rommet 2 via en åpning 4 ved bunnen av digelen 1. Det flytende metall M i digelen 1, som også befinner seg i sjakten eller kanalen 3, drives ved hjelp av gasstrykk fra en ledning 5, for eksempel luft eller argon eller nitrogen, idet ledningen munner ut i det øvre parti av rommet 2. Ledningen 5 kan også være tilkoblet et utløp via en ikke vist ventil. Tilførsel av flytende metall under trykk i digelen 1 skjer gjennom en stor åpning gjennom det øvre parti av rommet 2, og denne åpning stenges på en tett måte ved hjelp av et lokk 6.

Digelen 1 kan erstattes av en digel som omtrent ved midten har et oppover ragende rør for oppstigende smelte, og kan være utstyrt med et system for regulering av gasstrykket og nivået N av flytende metall M i det oppover ragende rør, slik som beskrevet i FR-A-2.367.566.

Sjakten 3 med akse XX har i sitt øvre parti en stuss 7 med form som en avkortet kegle. Denne stuss 7 er beregnet for anbringelse av åpningen i en form A, for å danne tett kontakt.

Formen A, for eksempel av to deler 8 og 9 som er sammenføyd i et horisontalplan, omfatter et hulrom 10 og en åpning 11 med konisk form, tilpasset for tetning mot stussen 7.

De to formdelene 8 og 9 er i tettende kontakt, og holdes sammen mot trykket i det flytende metall som søker å åpne hulrommet 10, ved hjelp av hvilke som helst passende midler, for eksempel en sperre i form av klammer 12 vist skjematisk i fig. 1.

Formen A er lukket i den forstand at den i sin nedre del 8 har en åpning 11 beregnet til å anbringes på stussen 7. Det øvre parti 9 har ingen åpning, idet den øvre vegg i hulrommet 10 er fullstendig lukket. I henhold til oppfinnelsen er den øvre vegg i delen 9 perforert i en åpning 9a for innføring av en metalltråd 13 for tilsetning, langs aksen XX til åpningen 11.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen omfatter midler for tilsetning, ved fremføring av tråden 13 for eksempel fra en spole 14.

I henhold til oppfinnelsen beveges tråden 13 del for del gjennom formen A, gjennom hulrommet 10, langs den vertikale aksen XX til sjakten eller røret 3 fra digelen 1. Tråden 3 beveges således gjennom den øvre vegg i hulrommet 10, gjennom delen 9 av formen A, og henger gjennom hulrommet 10 og åpningen 11, og henger vertikalt langs aksen XX under formen A, ned til en viss høyde, inne i sjakten 3. Tråden 13 har således en samlet lengde L under oversiden av formen A, og denne lengde er større enn høyden h til formen A, målt fra undersiden av stussen 7.

Lengden av tråden som henger ned under undersiden av den nedre del 8 av formen A er slik at tråden rager ned i det flytende metall inne i sjakten 3, og tilsvarer en mengde som er nød-vendig for å danne tilsetning til det flytende metall, som skal tilføres hulrommet 10 i formen. Lengden av tråden som er neddykket i det flytende metall utgjør lengden H i fig. 1.

Når formen A er av sand (fig. 2), rager tråden 13 gjennom toppen av den øvre del 9, gjennom et hull i toppen med dia-meter som tilsvarer diameteren til tråden 13.

Dersom formen A er av metall (fig. 1 og 3), har det øvre parti en åpning 9a for innføring av tråden 13 (fig. 1), eller det øvre parti har en åpning 15 som er lukket av et deksel 16 av sand eller annet ildfast material som bindes sammen av et bindemiddel, og i dekselet 16 er et hull 9a for tråden 13 (fig. 3).

Det flytende metall M kan være støpejern med kulegrafitt eller lamellær grafitt, eller et stål som skal desoksyderes eller en superlegering (det vil si en austenitisk legering som inneholder mer enn 20 % jern, samt nikkel og krom, eller nikkel, krom og kobolt, eller en legering som inneholder i det minste 20 % jern og som er basert på nikkel eller kobolt). Det flytende metall M kan også være aluminium eller en aluminium-legering, eller en kobberlegering.

Tilsetningstråden 13 er basert på et slikt produkt som ferrosilisium (7 5 %, idet resten er et bærematerial av stål), når støpejernet inneholder kulegrafitt eller er duktilt, og når støpejernet inneholder lamellær grafitt. Det kan også anvendes en tråd basert på ferrosilisium når det flytende metall M er stål. Tråden 13 kan også være en ståltråd som omgis av tilsetningsprodukter, eller en hul tråd, det vil si et rør-formet element som inneholder tilsetningsproduktet.

For behandling av støpejern kan tråden 13 være av magnesium, av en jernlegering med silisium og magnesium, av sjeldne jordarter, av titan og av vismut.

Når det flytende metall M som skal behandles (behandling ved desoksydasjon) er stål eller en superlegering, kan tråden 13 være av aluminium, av kalsiumkisel, silisium, mangan eller sjeldne jordarter.

I tilfellet med støpejern kan tråden 13 foruten ferrosilisium omfatte sjeldne jordarter, som forbedrer prosessen med om-dannelsen av det frie grafitt og dannelsen av runde partikler, og kan også inneholde vismut, som øker antall grafittpartikler. Når metallet M er aluminium, kan tråden 13 være av strontium eller natrium.

Virkemåte:

Ved hjelp av anordningen utføres behandlingen ved tilsetning og støpning på følgende måte, idet nivået N til smeiten i sjakten 3 varierer, ved hjelp av variasjon av gasstrykket i rommet 2, i henhold til et diagram for trykkvariasjoner beskrevet i FR-A-2.367.566: 1) Før tilsetningen: fremføring av tråden 13 til formen A (fig. 4 og 9).

Ved tiden t - 2 (fig. 9) er rommet 2 i digelen 1 ikke under trykk, og nivået N til smeiten M i sjakten 3 er lavt. Det er ikke smelte i formen A. Tråden 13 føres til formen A for eksempel ved hjelp av en spole.

2) Før tilsetningen: innføring av tråden 13 (fig. 5 og 10). Ved tiden t - 1 (fig. 10) er ikke rommet 2 under trykk. Nivået N er det samme som tidligere, men tråden 13 beveges del for del gjennom formen A langs aksen XX til sjakten 3, og henger ned i sjakten 3 med en lengde som tilsvarer den mengde av tråd som skal benyttes for tilsetning. Den

nedre ende av tråden 13 er nær nivået N, litt over dette.

3) Tilsetningsfase under et første trykk PO (fig. 6 og 11): Formen A befinner seg over stussen 7 på sjakten 3 slik som vist i fig. 1. I rommet 2 opprettes det over det flytende metall M et gasstrykk, med verdien PO. Dette første trykk bringer smeiten i sjakten 3 til nivået N, det vil si like under det øvre parti av sjakten 3, nær undersiden av formen A, det vil si nær hulrommet 10 i formen.

Tråden 13 er på plass i sjakten 3, langs aksen XX, og beveges del for del gjennom formen A, inntil tråden er neddykket en lengde H i sjakten 3, under nivået N. Dybden H tilsvarer den mengde av tråd som skal oppløses i smeiten M for å oppnå korrekt tilsetning i smeiten, som deretter størkner inne i hulrommet 10. Dersom mengden av tilsetning i lengden H er utilstrekkelig, kan det trekkes mer tråd 13 fra spolen 14, inntil mengden av tråd 13 som er oppløst i det flytende metall M er tilstrekkelig.

På dette stadium er prosessen i punktet a i diagrammet i fig. 11, idet trykket har steget etter linjen Oa, til trykket PO, som tilsvarer nivået NI.

Dette trykk PO opprettholdes i et tidsrom som tilsvarer linjen ab i diagrammet i fig. 11, inntil tråden 13 er neddykket i det flytende metall M med en lengde H og er oppløst fullstendig. Tidsrommet for opprettholdelse av trykket PO, som tilsvarer linjen ab, er ikke mer enn noen sekunder (2-3 sekunder i gjennomsnitt). Denne tiden kan varieres.

4) Støping (fig. 7 og 12):

Gasstrykket i rarmet 2 i digelen 1 økes fra trykket PO til trykket PC. Dette tilsvarer linjen PC i diagrammet i fig. 12. Trykkøkningen bevirker at det flytende metall M stiger opp i hulranmet 10 i formen (fig. 7), slik at dette fylles fullstendig. Tråden 13 er smeltet i hele det parti som er neddykket i sjakten 3, og når smeiten i sjakten 3 overføres til hulrommet 10, skjer en omrøring i smeiten og det tilsatte produkt, som oppløses, og det oppnås homogen tilsetning.

Støpetrykket PC opprettholdes i digelen 1 en viss tid, for å muliggjøre størkning av smeiten i hulrommet 10 i formen A. Denne opprettholdelse av trykket PC tilsvarer linjen cd i fig. 12. 5) Størkning av den støpte del og senkning av trykket for retur til nivået NI (fig. 8 og 13): Etter utløpet av størknetiden til den støpte del inne i formen A i løpet av tiden cd (denne tid finnes ved er-faring) senkes gasstrykket i rommet 2 i digelen 1 fra verdien PC, til et trykk POl, som er litt høyere enn det første trykket PO i fig. 11. Nivået i sjakten 3 er på nytt NI til tross for senkning av nivået i rommet 2, på grunn av at en viss mengde av smeiten er brukt ved støp ingen i hulrommet 10. Dette forbruk nødvendiggjør et første trykk POl som er høyere enn det første trykk PO. På diamgrammet i fig. 13 tilsvarer denne trykkminskning linjen de, og etterfølges av trykket POl langs linjen ef med trykket POl under fjernelsen av formen A som er be nyttet for støpning og anbringelse av en ny form A som skal fylles.

Når smeiten har størknet inne i hulrommet 10, etter at over-skuddet av smelte er kommet tilbake i sjakten 3, befinner tråden seg i den støpte del, i fast tilstand i den størknede del. Ved fjernelsen av formen A som er benyttet for støpning, kan tråden 13 kappes ved oversiden av formen A før fjernelsen, mens den støpte del tas ut av formen, og tråden 13, som even-tuelt kan rage ut fra utsiden av den støpte del kan likeledes kappes inntil denne.

Resultatet av tilsetningen (fig. 21 og 22):

Av et mikrofotografi av den støpte del som er tilført tilsetninger (fig. 22) fremgår at det finnes grafittpartikler som er meget jevnt fordelt, hvilket viser at grafittiseringen har vært ensartet, på grunn av tilsetningen i sjakten 3 (fig. 6 og 11), på grunn av innføring av smeiten med tilsetning kort tid etter tilsetningen (fig. 7 og 12), og uten fare for at virkningen av tilsetningen går tapt, og på grunn av omrøringen i smeiten og det tilsatte produkt, under innføringen av smeiten i hulrommet 10. I denne ferritiske struktur er densiteten til grafittpartiklene øket, og partiklene har ensartet størrelse. Densiteten og den ensartede størrelse gir høy homogenitet i strukturen til den støpte del.

For sammenligning kan betraktes et mikrofotografi av en støpt del med kulegrafitt, støpt etter den samme metode under lavt trykk, men med tilsetningen utført i henhold til en kjent fremgangsmåte, for eksempel ved at tilsetningen er tilført som pulver (for eksempel pulver av ferrosilisium) i hulrommet i støpeformen (fig. 21), og det fremgår at det i den ferritiske perlitiske struktur med i det minste 10 % perlitt finnes grafittpartikler. Men fordelingen og størrelsen av partiklene er vesentlig mindre, regelmessig enn i mikrofotografiet i fig. 22, på grunn av at det flytende metall og pulveret som er tilsatt inne i hulrommet 10 i formen danner en heterogen blanding, og det skjer ingen omrøring, idet det ikke finnes midler for å fordele pulveret jevnt inne i hulrommet 10. Mirkofotografiene vist i fig. 21 og 22 tilsvarer soner med samme tykkelse, større enn 5 mm.

Dessuten fremgår det lille innhold av perlitt, mindre enn

10 %, i strukturen dannet ved bruk av oppfinnelsen (fig. 22). Hva gjelder innholdet av perlitt i det tilfelle (som ikke gjelder for fig. 21 og 22) der avkjølingsforholdene for den støpte del fremmer dannelsen av en perlittisk struktur i metallet, har den tidligere kjente teknikk for tilsetning ingen virkning på denne normale tendens til dannelse av perlittisk struktur, i motsetning til fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse, som muliggjør minskning av perlittinnholdet i metallet.

Varianter:

I tilsetningsfasen, før hulrommet 10 fylles, kan det etter behov, det vil si dersom mengden av det tilsatte material er utilstrekkelig, innføres en ytterligere lengde av tråden i søylen av flytende metall i sjakten 3, ved å føre ned en slik lengde.

Etter tilsetningen kan tråden 13, i stedet for å befinne seg ubevegelig i formen A, slik at den er neddykket i smeiten som fyller hulrommet 10 (fig. 7 og 8), trekkes tilbake før det flytende metall M fyller hulrommet 10 (fig. 14 og 15).

Som vist i fig. 14 og 16, trekkes tråden 13 tilbake slik at den er over nivået for det flytende metall M i hulrommet 10. Det viste nivå N2 tilsvarer punktet bl med trykket Pbl i rommet 2, vist i diagrammet i fig. 16. Etter størkningen av smeiten i hulrommet 10 (fig. 15 og 17) befinner tråden 13 seg over formen A, nær denne, klar til å benyttes ved den etter-følgende tilsetning. Nivået NI holdes nær oppunder formen A, under trykket POl (fig. 17 er den samme som fig. 13). Men tråden 13 er ikke neddykket i den støpte del, og det er ikke nødvendig å kappe tråden, hvilket sparer tid.

Som en annen variant kan tråden 13 trekkes tilbake fra formen A også før fyllingen av formen starter.

Form med åpninger (fig. 18 og 19):

Dersom en form B omfatter åpninger 17 gjennom det øvre parti 9, slik at hulrommet 10 er åpent mot atmosfæren, og særlig en åpning 17 med akse XX langs aksen til åpningen lia for til-førsel av flytende metall, kan tråden 13 føres ned i formen B gjennom den aksiale åpning 17. Deretter økes trykket på følgende måte, i digelen, etter tilsetningen, for å fylle hulrommet 10 (fig. 19):

Punktet b i diagrammet i fig. 19 viser trykket ved en tid etter tilsetningen, og like før fyllingen av formen B.

Linjen bc illustrerer økning av trykket i rommet 2 i digelen 1 for å tilføre flytende metall i hulrommet 10 opp til den øvre vegg i formen B. Linjen ccl illustrerer opprettholdelsen av dette trykk inntil metallet har størknet i åpningene 17, hvilket omdanner formen B til en lukket form. Denne størkning skjer hurtig. Linjen ccl er derfor meget kort.

Den stigende linjen cl - c2 illustrerer økning av trykket i rommet 2 i digelen 1, for å bringe ekstra varm smelte inn i hulrommet 10 for å kompensere for tilbakestrømning og even-tuelt sug.

Resten av diagrammet i fig. 19: Nemlig linjen c2d, de og ef, er identisk med linjen cdef i fig. 13.

Vertikalform med kjerne (fig. 20):

Fig. 20 viser anvendelse av oppfinnelsen i en form C med vertikalt deleplan, langs aksen XX, og med et hulrom 18 og en kjerne 19 som har aksen XX som symmetriakse. Formen C, som for eksempel kan være et grenrør til bruk på en bilmotor, er av to deler 20 og 21 som er symmetriske om aksen XX og om det vertikale deleplan. De to delene 20 og 21 trykket mot hverandre, for eksempel ved hjelp av to presseplater 22, 23. Kjernen 19 er for eksempel opphengt i hulrommet 18 ved hjelp av en øvre holder 24.

Som i de ovenstående eksempler har formen C en aksial åpning 11b nederst. I denne åpning er en stuss 7 på digelen 1 anbragt.

Gjennom kjernen 19, for eksempel av støpesand, beveges tråden 13 del for del, langs aksen XX til sjakten 3. For å mulig-gjøre bevegelsen av tråden 13 har kjernen 19 fortrinnsvis en kanal 25 langs aksen XX. Som tidligere er det parti av tråden 13 som benyttes for tilsetning, ikke det parti som befinner seg i formen C, det vil si i kjernen 19, men det parti som er under formen C, og er neddykket i metallet M i sjakten 3 før metallet tilføres det ringformede støpehulrommet 18.

Tilsetningen og fyllingen av formen skjer slik som beskrevet ovenfor. Tråden 13 kan etterlates i det størknede metall inne i formen C eller tråden 13 kan trekkes tilbake når smeiten stiger i formen C, eller før formen C fylles.

Fordeler ved fremgangsmåten og anordningen i henhold til oppfinnelsen: Fordi en viss lengde H av tråden 13 føres ned i sjakten 3 i løpet av en tid som er representert med linjen ab (fig. 6 og 11), oppnås fullstendig oppløsning av tilsetningsproduktet i smeiten M som skal tilføres formen.

Virkningen av omrøringen i smeiten og i det tilsatte produkt under overføringen av smeiten fra sjakten 3 til hulrommet 10

i formen sikrer utmerket homogenitet av tilsetningen i metallet som fyller hulrommet 10.

Ved at tråden 13 trekkes fra en spole 14, kan tråden 13 føres ned i sjakten 3 for å smeltes, også dersom lengden H av tråden 13 ikke er en tilstrekkelig mengde som tilsetning til hele den smeiten som skal innføres i hulrommet 10.

Således kan mengden av tilsatt material bestemmes nøyaktig.

Tilsetningen til smeiten M under fasen med det første trykk Oab (fig. 6 og 11), det vil si i sjakten 3, før smeiten føres til hulrommet 10, muliggjør at tiden for tilsetning kan varieres etter ønske. Denne tid starter når tråden 13 føres ned i smeiten, og ender når det er konstatert fullstendig oppløsning av tråden 13 i smeiten M.

Ved at tråden 13 føres ned i sjakten 3 som har konstant, syl-indrisk tverrsnitt,er tilsatt material pr. volumenhet konstant og kvaliteten av tilsetningen er konstant og kan gjentas.

Fremgangsmåten med tilsetning kombinert med at smeiten stiger under påvirkning av lavt trykk muliggjør hurtig innføring av smeiten i hulrommet 10 i formen (fig. 15) uten tap av tid etter tilsetningen og uten at smeiten må beveges noen lang strekning, slik at det er sikkerhet for at det ikke tapes noe av tilsetningens virkning på smeiten, idet denne virkning har begrenset varighet.

Tilsetning i henhold til oppfinnelsen muliggjør minskning av innholdet av perlitt i strukturen til den støpte del, hvilket er fordelaktig for fremstilling av rørdeler for bilmotorer.

Fremgangsmåten og anordningen muliggjør fremstilling av

støpte deler i store serier og i høy fremstillingstakt, med et minimum av tid for tilsetningen. Tiden for tilsetning, som tilsvarer linjen Oab i fig. 11 er tiden for smelting av en bestemt lengde av tråden 13 i sjakten 3, idet formen allerede er på plass og i tett kontakt med stussen 7 på sjakten 3.

Denne fremgangsmåte, som er basert på tilsetning i det flytende metall (eller behandling av det flytende metall) som befinner seg i sjakten 3 og skal tilføres formen A, B, C, kan anvendes for støping av deler med en masse på noen kilo (for eksempel 4 kg). Etter en slik tilsetning eller behandling kan det for eksempel støpes eksosmanifolder for bilmotorer.

Fremgangsmåten for tilsetning og støpning muliggjør en jevnt fordelt tilsetning i både små deler og deler med komplisert form, og det oppnås en meget ensartet grafittisering på grunn av den jevnt fordelte tilsetning, ettersom tilsetningen i sjakten 3 skjer uavhengig av formen til delen som skal støpes

og fyllingen av formen med flytende metall.

Dersom tråden 13 ikke tilføres kontinuerlig fra en spole 14, eller dersom en metallisk form A ikke utstyres med et ildfast deksel 16 som tråden 13 kan føres gjennom, kan tråden 13 opphenges øverst i hulrommet 10, for eksempel ved at den øvre ende av tråden 13 bøyes til en krok og at det anordnes en liten ring øverst i hulrommet 10, slik at ringen og kroken er innstøpt i hulrommet etter at smeiten er størknet.

I dette tilfellet skal selvsagt tråden rage under bunnen i formen A, for å neddykkes i sjakten 3, slik som vist i fig. 1.

En slik opphengt tråd kan benyttes sammen med en lukket sandform A. Den eneste forskjell fra en metallform er at den øvre ende av tråden 13 kan være opphengt og festet i den øvre vegg i formen, for eksempel ved at tråden har en fortykning i form av en plan ring i et horisontalplan, liggende mot oversiden av formen, etter at tråden 13 er ført gjennom hulrommet i formen.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for behandling av flytende metall (M) som skal støpes under lavt trykk, særlig for å tilføre en tilsetning til smeiten, ved at smeiten bringes til å stige opp i en form (A, B, C) som har et indre hulrom (10), idet det flytende metall befinner seg i en digel (1) under gasstrykk, anordnet under formen (A, B, C), og kommuniserer med en sjakt (3) som rager oppover og er tett tilkoblet en åpning (11, lia, 11b) for fylling av formen (A, B, C) med flytende metall (M), karakterisert ved at behandlingen av det flytende metall (M) utføres ved hjelp av en tråd (13) som er opphengt gjennom hulrommet (10, 18), med en lengde (L) som er større enn høyden (h) til formen (A, B, C), målt fra en stuss (7) som er anordnet mellom toppen av sjakten (3) og fylleåpningen (11) til formen (A, B, C), slik at det nedre parti av

tråden (13) som befinner seg under formen og utenfor denne neddykkes i det flytende metall (M) som skal behandles, med en bestemt lengde (H), hovedsakelig langs aksen (XX) til sjakten (3), idet den nedre ende av tråden (13) i en første fase befinner seg like over nivået (N) av flytende metall (M) i sjakten (3), at gasstrykket i digelen (1) i en etterfølgende fase økes slik at nivået av flytende metall (M) stiger til nivået (NI) for fylleåpningen (11) til formen (A, B, C), at dette trykk og det nevnte nivå (NI) opprettholdes i tilstrekkelig tid for behandling av det flytende metall, og at trykket i digelen (1) økes til en verdi (PC) som er høyere enn det forutgående trykk (PO) for å bringe det flytende metall (M) opp i hulrommet (10, 18) i formen, for å fylle dette.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert ved at tråden (13) føres gjennom toppen av formen (A, B), ved at det anordnes en åpning (9a) i toppen, langs aksen (XX) til sjakten (3).

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert ved at det etter oppløsning av en viss lengde av tråden (13) i søylen av flytende metall (M) som befinner seg i sjakten (3) og før formen (A, B, C) fylles, innføres en ekstra lengde av tråden (13) i søylen av flytende metall (M).

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert ved at tråden (13) opphenges i det øvre parti av formen (A, B, C), ved at formen utnyttes for å holde den øvre ende av tråden (13) som rager under undersiden av formen.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert ved at tråden (13) er haket fast til toppen av formen (A, B,C) og rager under formen, idet det parti av tråden som befinner seg utenfor hulrommet (10, 18) i formen utnyttes for behandlingen.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at tråden (13) er festet til oversiden av formen (A) av sand ved hjelp av en utvidet ring i et horisontalplan, etter å ha vært ført gjennom det øvre parti av formen, og at tråden er ført gjennom bunnen av formen.

7. Anordning for gjennomføring av fremgangsmåten som angitt i hvilket som helst av kravene 1-6, omfattende en digel (1) for flytende metall (M) under lavt gasstrykk, en form (A, B, C) med et indre hulrom (10, 18), anordnet over digelen, i kommunikasjon med digelen via en sjakt (3) som rager oppover, en stuss (7) som er anordnet på en tett måte mellom en nedre fylleåpning (11) til formen (A, B, C) og den øvre ende av sjakten (3), karakterisert ved at formen (A, B, C) i sitt øvre parti har en åpning (9a, 25) langs den vertikale akse (XX) til sjakten (3), innrettet til innføring av tråden (13) for behandling av det flytende metall (M), hvilken åpning munner ut i hulrommet i formen (10, 18).

8. Anordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at åpningen (9a) for tråden (13) er dannet i et deksel (16) som er anordnet i en åpning (15) i det øvre parti av formen (A).

9. Anordning som angitt i krav 7, omfattende en form (C) med vertikalt deleplan liggende i aksen (XX) til sjakten (3), samt en kjerne (19) som er opphengt i det indre hulrom (18) i formen, karakterisert ved at kjernen (19) har en aksial kanal (25) for innføring av tråden (13).

10. Anordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at den er utstyrt med midler for tilførsel av en tråd (13) for behandling, for eksempel en spole (14) som er anordnet over formen (A, B, C), på hvilken tråden (13) er viklet.