NO179066B - Fremgangsmåte for stöping av metall i en sandform, samt sandform for utförelse av fremgangsmåten - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for tilførsel av metall til flere hulrom i en etasje i en sandform, særlig med flere etasjer, og hvor metallet tilføres under lavt trykk via en støpesjakt, minst en mellomliggende kanal og innløp for å tilføre metall til flere hulrom i samme etasje i en sandform ved støping av metall under lavt trykk, idet tilførselen foretas via en støpesjakt og i det minste en mellomliggende kanal, samt innløpene til hulrommene.

Oppfinnelsen angår dessuten en sandform for utførelse av fremgangsmåten, av den type som omfatter en støpesjakt og minst en etasje hvor det finnes flere hulrom som kommuniserer med innløp som er forbundet med støpesjakten ved hjelp av minst en mellomliggende kanal.

Den teknikk som utnytter støping under lavt trykk (se f. eks de franske patentskrifter 2.295.808, 2.367.566 og 2.556.996) er særlig fordelaktig fremfor støping som utnytter tyngde-kraften, for fremstilling av metallgjenstander med liten veggtykkelse og/eller sammensatt form og/eller store dimensjoner. Trykket som utøves på metallet som et resultat av innsprøyting av en gass i en tett beholder som inneholder det flytende metall kan reguleres valgfritt for å få metallet til å trenge inn i alle partier av hulrommene.

Ifølge kjent teknikk forbinder en eneste mellomliggende kanal i hver etasje i formen, eller to diametralt motstående mellomliggende kanaler, støpesjakten med alle innløpene i vedkommende etasje.

Denne løsning har følgende ulemper:

(1) Dersom støpestykkene har langstrakt, sammensatt form og er anordnet "anføttes" i hver etasje i formen, vil ikke innløpene være symmetrisk anordnet i forhold til tilfør-selskanalene, og antall innløp fra en gitt kanal kan variere fra et hulrom til et annet i den samme etasje. Utfyllingen av de to hulrom blir da ikke likeverdig. (2) En eneste kanal med stort tverrsnitt kan føre til at det skapes turbulens i strømmen av metall, og som følge av dette, erosjon av sand og innestengning av luftblærer, hvilket skader de oppnådde støpestykkers kvalitet. Dessuten går det med mye metall for å fylle en sådan kanal. (3) I det tilfelle at formen har flere etasjer, vil det pga den mellomliggende kanals store tverssnitt ikke være mulig å oppnå rask stigning av metallet opp til toppen av støpesjakten, og fyllingen skjer da i virkeligheten over en etasje av gangen, hvilket ikke gjør det mulig å trekke alle fordeler av støping ved lavt trykk. (4) Når trykket oppheves etter at metallet i innløpene har størknet og derved danner propper (se tidligere nevnte franske patentskrift 2.295.808), vil det metall som fortsatt er i den mellomliggende kanal representere et forholdsvis stort volum som er betydelig avkjølt og returnerer til støpesjakten. Ved den etterfølgende støping blir derved det metall som først stiger opp i støpesjakten mindre varmt, hvilket vil redusere visse støpestykkers kvalitet. Av samme grunn er det nødvendig å fjerne en større mengde metall for hver støping.

Foreliggende oppfinnelse har derfor som formål å overvinne disse ulemper. Dette oppnås ved hjelp av en fremgangsmåte som ifølge oppfinnelsen har som særtrekk at utelukkende de innløp som munner ut i det samme hulrom gis tilførsel gjennom hver me11omliggende kana1.

Andre særtrekk ved utførelsesformer av fremgangsmåten er:

at den mengde flytende metall som tilføres tilpasses for å fremtvinge en oppstigning av dette metall over alle de

mellomliggende kanaler, og

at tilførselstrykket til formen opprettholdes inntil metallet i alle mellomliggende kanaler har størknet, og

at trykket deretter minskes.

Sandformen i henhold til oppfinnelsen har som særtrekk at alle de innløp som gis tilførsel gjennom samme mellomliggende kanal munner ut i det samme hulrom.

Ytterligere særtrekk ved utførelsesformer av sandformen er:

at hulrommene kommuniserer med hver sin av to mellom liggende kanaler som befinner seg på hver sin side av

støpesjakten,

at summen av tverrsnittsarealet til de mellomliggende kanaler i en etasje er betydelig mindre enn

tverrsnittsarealet til støpesjakten, og

at den har flere etasjer.

Et utførelseseksempel på en sandform i henhold til oppfinnelsen skal i det følgende beskrives under henvisning til vedføyde tegninger, på hvilke: Fig. 1 skjematisk viser et vertikalt snitt gjennom en støpeanordning som omfatter en sandform i henhold

til oppfinnelsen,

fig. 2 viser sandformen som utnyttes i denne anordning sett

i snitt langs linjen II-II i fig. 3, og

fig. 3 viser sandformen i snitt langs linjen III-III i fig. 2.

Anordningen vist i fig. 1 omfatter en beholder 1 som danner et rom eller forrådskammer for det flytende metall 2, et stativ 3 og en sandform 4. Anordningen anvendes for støping under lavt trykk av en smelte (av støpejern eller kulegrafittjern) i sandformen 4. Når det gjelder sandformens innvendige utforming kan denne være identisk med den som er beskrevet i nevnte franske patentskrift 2.295.808.

Beholderen 1, som står fast, omfatter et øvre deksel 5 som er festet på avtettende måte ved sine lang- og sidevegger ved hjelp av passende midler (ikke vist). Et støpeboss 6 går igjennom en åpning 7 i dekselet 5. Dette boss 6 har et rør-formet nedre parti 8 med en ytre diameter som tilsvarer diameteren av åpningen 7, samt et øvre parti 9 med i hovedsak stumpkonisk form, og som med sin store plane underside 10 er tettende anordnet mot omkretsen av åpningen 7. En pakning 11 som består av asbesttau er lagt inn i en uttagning i bossets underside 10. Gjennom bosset 6 går det et stigerør 12 for det smeltede material, neddykket i smeiten i nærheten av bunnen av beholderen 1, idet det øvre parti av røret 12 munner ut i midten av bosset 6 og i plan med dettes plane overside.

Beholderen 1 er forbundet med en trykkgasskilde 13 via en ledning 14, idet kommunikasjonen mellom beholderen 1 og trykkgasskiIden 13 eller atmosfæren tilveiebringes ved hjelp av en passende innretning 15 på utsiden av beholderen. Et manometer 16 muliggjør overvåkning av det trykk som hersker inne i beholderen under støpingen.

Stativet 3 oppviser stolper 17 som i sin nederste ende er utstyrt med hjul 18 som hviler på to skinner 19. Den øvre ende av stolpene 17 er forbundet med hverandre ved hjelp av et tak 2 0 som bærer en nedoverrettet stempel/sylinderinnretning 21, hvis stempelstang 22 i sin nedre ende er hengselforbundet med en holdeeplate 23.

Stolpene 17 oppviser også hver sin krave 24, på hvilken det er anordnet en skruelinjeformet fjær 25. En horisontal bæreplate 26 kan forskyves vertikalt langs et parti av stolpene 17, og som befinner seg ovenfor kravene 24, idet denne platen 2 6 ligger an mot den øvre ende av fjærene 25 og holdes oppe av disse. Når det ikke virker noe trykk mot platen 2 6 befinner den seg i et øvre nivå over oversiden av bosset 6. I bæreplaten 26 er det anordnet en sirkulær åpning 2 7 som har en diameter stor nok til å slippe bosset 6 igjennom.

Støpeformen 4 er en massiv sandform med flere etasjer, f. eks tre etasjer, som vist i fig. 2. Den har en vertikal støpesjakt 28 med et sirkulært tverrsnitt som omtrent tilsvarer tverrsnittet til stigerøret 12. Denne sjakt 28 har åpning på undersiden, som oppviser en uttagning 2 9 med en stumpkonisk form, for samvirke med det motsvarende parti på bosset 6. Den strekker seg en viss lengde i retning av støpeformens øvre utside.

De tre etasjer er identiske, og utformingen av hver etasje fremgår av fig. 3. Fra støpesjakten 28 fører det fire horisontale mellomliggende kanaler, hvorav to kanaler 3OA rager parallelt med hverandre i en første retning, og de to andre kanaler 3OB rager i motsatt retning og er likeledes innbyrdes parallelle. Hver kanal 30B rager i forlengelsen av en kanal 3OA. Etasjen omfatter også to langstrakte hulrom 31 som er identiske og er anordnet hode mot fot, dvs symmetrisk i forhold til en vertikal akse X-X i støpesjakten. Hvert hulrom som befinner seg på henholdsvis den ene og annen side av støpesjakten 28, mates ved hjelp av tre innløp. I det foreliggende eksempel er det for hvert hulrom et innløp 32A på en side av støpesjakten og to innløp 32B på den annen side. Innløpet 32A forbinder hulrommet med en kanal 3OA og de to innløp 32 forbinder hulrommet med en kanal 3OB som befinner seg i forlengelsen av kanalen 30A. Hver kanal 30A eller 30B forbinder støpesjakten bare med et eneste hulrom 31. Ved å betrakte hele etasjen (fig. 3) fremgår det at innløpene som kommuniserer med et av hulrommene og er anordnet for å gi nødvendig tilførsel av metall til hulrommet, er plassert i forskjellig avstand fra aksen X-X og befinner seg av denne grunn ikke overfor innløp som kommuniserer med det andre hulrom.

Kanalene 3OA og 3OB har et relativt lite tverrsnitt, ettersom hver av disse bare kommuniserer med et lite antall innløp. Uttrykt mer presist er summen av de mellomliggende kanalers tverrsnitt i en etasje betydelig mindre enn tverrsnittet av støpesjakten 28, f. eks 10 % mindre. Dersom kanalene har variabelt tverrsnitt, er det deres inngangstverrsnitt som tilfredsstiller denne betingelse.

Virkemåten for anordningen er som følger: stativet 3 fjernes fra beholderen 1 og et passende tettemiddel 33 for avtetting mot smeiten anordnes på bunnen av uttagningen 29 i støpeformen 4. Etter at stativet 3 er flyttet på skinnene 19 således at det kommer over beholderen 1 med den flytende smelte og bosset 6 befinner seg innrettet etter uttagningen 2 9 i formen, plasseres formen 4, som i hvert hulrom inneholder en kjerne (ikke vist), på bæreplaten 2 6 sentrert i forhold til åpningen 27 i denne. Sylinder/stempelinnretningen 21 utøver en forskyvning således at formen 4 som er festet til platen 23 senkes ned på bæreplaten 26 som understøttes av fjærene 25. Ved denne operasjon sammenklemmes tettemidlet 3 3 mellom bunnen av uttagningen 2 9 og bosset 6, således at tett forbindelse mellom støpesjakten og stigerøret sikres.

Ved å betjene innretningen 15 forbindes beholderen 1 med trykkgasskiIden 13. Trykket som virker på den frie overflate av smeiten presser denne opp i røret 12. Smeiten fyller støpesjakten 28, kanalene 3OA og 3OB samt hulrommene 31 i formen. Trykket opprettholdes i en tid som bestemmes ut ifra dimensjonene og formen av støpestykkene. Den flytende smelte i støpesjakten 2 8 utgjør et forråd for etterfylling av hulrommene, for å kompensere for krympningen. Etter at smeiten i innløpene og de mellomliggende kanaler har størknet, bringes gasstrykket i beholderen 1 tilbake til atmosfærisk trykk ved å betjene innretningen 15, og den flytende smelte som befinner seg i sjakten 2 8 samt i røret 12 synker ned i beholderen 1 ved evakuering av de to kanaler.

Virkningen av stempelinnretningen 21 opphører deretter, og støpeformen 4 og bæreplaten 2 6 skilles fra bosset 6 under påvirkning av fjærene 25, og hele stativet 3 fjernes horisontalt fra beholderen 1 på skinnene 19.

Takket være den overfor angitte dimensjonering av kanalene 30A, 3OB og tilførsel av passende gassmengde gjennom ledningen 14, stiger det flytende metall raskt i sjakten 28 og det oppnås en statisk metallhøyde som er tilstrekkelig til å mate hvert hulrom hver for seg via hvert sitt par av kanaler 3OA og 3OB. Dette gjør det mulig å oppnå en balansert og samtidig fylling av alle hulrommene, det være seg i en etasje eller i hele formen. Siden de mellomliggende kanaler er trange, be-grenses den mengde metall som avsettes i dem, hvilket på den ene side fører til minimal fjerning av metall for hver støping og på den annen side bedre kontrollert og roligere fylling av hulrommene. Dette gir en forbedring av støpestykkenes kvalitet.

Det skal også bemerkes at ved å bruke de mellomliggende kanaler som stengsel, unngås all tilbakeføring til beholderen av metall som er betydelig avkjølt, uten at utnyttelsen av metallet reduseres. Dette er meget fordelaktig med hensyn til reproduserbarheten av støpebetingelsene. Ved den etter-følgende støping fordeles dessuten det metall som er ubetyde-lig avkjølt og befinner seg i støpesjakten i alle hulrommene i formen, og den termiske balanse er særlig fordelaktig.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for tilførsel av metall til flere hulrom (31) i en etasje i en sandform (4), særlig med flere etasjer, og hvor metallet tilføres under lavt trykk via en støpesjakt (28), minst en mellomliggende kanal (3OA, 3OB) og innløp (32A, 32B), karakterisert ved at utelukkende de innløp (32A, 32B) som munner ut i det samme hulrom (31) gis tilførsel gjennom hver mellomliggende kanal (3OA, 3OB).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den mengde flytende metall som tilføres tilpasses for å fremtvinge en oppstigning av dette metall over alle de mellomliggende kanaler (3OA, 3OB).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at tilførselstrykket til formen opprettholdes inntil metallet i alle mellomliggende kanaler (3OA, 3OB) har størknet, og at trykket deretter minskes.

4. Sandform for utførelse av fremgangsmåten ifølge hvilket som helst av kravene 1 - 3, og som er av den type som omfatter en støpesjakt (28) og minst en etasje hvor det finnes flere hulrom (31) som kommuniserer med innløp (32A, 32B) som er forbundet med støpesjakten ved hjelp av minst en mellomliggende kanal (3 OA, 3 OB) , karakterisert ved at alle de innløp (32A, 32B) som gis tilførsel gjennom samme mellomliggende kanal (3OA, 3OB) munner ut i det samme hulrom (31) .

5. Sandform ifølge krav 4, karakterisert ved at hulrommene (31) kommuniserer med hver sin av to mellomliggende kanaler (3OA, 3OB) som befinner seg på hver sin side av støpesjakten (28).

6. Sandform ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at summen av tverrsnittsarealene til de mellomliggende kanaler (3OA, 3OB) i en etasje er betydelig mindre enn tverrsnittsarealet til støpesjakten (28).

7. Sandform ifølge krav 4-6, karakterisert ved at den har flere etasjer.