NO871670L - Innretning for stoeping av store og smaa gjenstander av aluminiumlegeringer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en apparatur for støping av tynne komponenter med store dimensjoner av aluminiumlegeringer .

I dag blir visse komponenter som f.eks. veggplater og motorrammer fremstilt fra maskinsveisede stålplater.

Ved hjelp av å lette de involverte komponenter har fagmannen for å kunne produsere dem vært ført til å fatte interesse for andre materialer enn stål og også mere spesielt å se på aluminiumlegeringer.

Fordi de angjeldende komponenter ikke generelt er flate og kan ha et tverrsnitt med varierende tykkelse og/eller ha projiserende eller hevede deler slik som kantdeler, ribber eller finner, er det å forme dem basert mere på økonomisk synspunkt ved støpingen enn prosedyrer som involverer mekanisk transformering slik som valsing, stansing, pressing osv.

Når imidlertid de angjeldende komponenter har relativt store dimensjoner og liten tykkelse, tykkelser på f.eks. 2 til 3 mm, gir støping av slike komponenter grunn til problemer med henblikk på tilmåting av materialet som mer eller mindre er forbundet med total oppfylling av formen ved hjelp av flytende metall, spesielt når støpingen gjennomføres ved bruk av en permanent form eller en sandform som mates med flytende metall ved hjelp av tyngdekraften.

Det er riktig å si at løsninger allerede er foreslått for å løse dette problem. Således beskriver f. eks. FR-PS 1 178 083 at bruken av en form tildannet av et sintret porøst materiale, anbragt i en innelukning hvori det dannes et relativt undertrykk eller som omfatter sugeåpninger slik at, idet det flytende metall innføres i formen pga. tyngdekraften, det atmosfæriske trykket tillater at metallet perfekt passer seg til den indre konfigurasjon av formen gjennom hvis porer luften som tidligere fylte formen, slipper ut. Det er således uten vanskelighet mulig å produsere komponenter som perfekt reproduserer konfigurasjonen av formhulrommet".

Imidlertid medfører bruken av en form hvis skall er tildannet i sin helhet av et sintret porøst materiale, betydelige vanskeligheter, spesielt når støpekomponentene har vesentlige størrelse, uansett arten av det porøse materiale som brukes.

Hvis således materialet som benyttes er et sintret metall er det for å oppnå en egnet grad av dimensjonen nøyaktigehet av komponentene, nødvendig å gjennomføre en maskinbearbeiding på formen før den benyttes, noe som har til konsekvens at det kan føre til blokkeringer av porene og således dårlig sugevirkning med henblikk på luft. I tillegg tillater slik maskinering ikke at man overvinner problemet med nøyaktighet helt og holdent da i de fleste tilfeller de sintrede metaller har en tendens til å undergå deformasjon i varm tilstand.

Hvis formen er av porøst keramisk materiale ligger vanskelig-hetene i den dårlige motstandsevne mot termiske sjokk i denne type materialer.

Av denne grunn har foreliggende søkere for å overvinne disse mangler forsket og kommet frem til en apparatur som, innen rammen av støping i en permanent form som mates ved hjelp av tyngdekraften og som fikseres med henblikk på en innelukning hvori en utsparing er tildannet,karakterisert vedat formen er laget av et materiale som benyttes ved støping under atmosfærisk trykk og at den er gjennomhullet i det indre og i det minste over en del av tykkelsen med hull deri det er innsatt plugger av porøst materiale.

Oppfinnelsen benytter således prosedyren for støping i en permanent form under et undertrykk slik som angitt i FR-PS 1 178 083 men skiller seg fra denne ved to vesentlige karakter-istika: på den ene side er formen ikke tildannet ved et porøst materiale men av et konvensjonelt materiale som benyttes i støpeprosesser med avkjølt form der det ikke er noen innelukning og der formen arbeider ved atmosfærisk trykk. Et slikt materiale som f. eks. kan være et perlitisk lamellært støpejern er betydelig billigere enn ethvert annet porøst materiale og har, ved siden av et godt motstandsnivå mot termiske sjokk, også en bra grad av dimensjonsstabilitet i varm tilstand; - på den andre side er formen gjennomhullet til det indre, dvs. mot den side der den er i kontakt med metallet som støpes, med hull hvis lengde kan være lik eller fortrinnsvis noe mindre enn formens tykkelse. Tilpasset i hullene er plugger av porøst materiale som kan være av et sintret materiale eller av keramisk materiale. Fortrinnsvis benyttes plugger av sintret rustfritt stål. Pluggene overfører undertrykket i omhyIlingene på meget nøyaktige punkter i det indre av formen.

Der pluggen ikke tar opp hele tykkelsen av formen er den forbundet med innelukningen ved hjelp av hullet hvori den er tilpasset ved hjelp av en munning som er tilveiebragt bak den porøse plugg og som står i forbindelse med innelukningen som er i undertrykkstilstand for derved å være istand til også å overføre undertrykket. Det sistnevnte arrangement gjør det mulig å redusere mengden involvert porøst materiale.

Pluggene har fortrinnsvis en diameter som er mindre enn 20 mm og det har derfor et meget lite kontaktareal med det støpte metall slik at bearbeidingsproblemer som oppstår i former som helt og holdent er porøse, ikke inntrer.

Hullene er helt og holdent anbragt på lokasjoner i formen som er fjernest fra matepunktet da det generelt er der luften under de verste omstendigheter fjernes. Hva angår det antall hull som er nødvendig for å oppnå de beste resultater avhenger dette selvfølgelig av formens dimensjoner. Imidlertid er det funnet at et overflateareal av hull som er nærmest mulig 50$ av overflatearealet av den formede komponent, var meget egnet.

Hva angår undertrykket angår dette av dimensjonene på formen, komponentens form, antallet og arrangementet av plugger. Verdiområdet som benyttes er derfor meget generelt og ligger mellom 1 x IO<5>og 1 x 10<3>Pa.

Innelukningen kan helt omgi formen eller på den annen side kan den bestå av to separate deler som hver er forbundet med en halvskall del av formen på en slik måte at det så er mulig etter ønske å danne undertrykket på den ene eller andre av de to flater formen omfatter, eventuelt på begge.

Undertrykket tildannes vanligvis på det tidspunktet der formen mates med metall men den kan skiftes med henblikk på tiden og vil fortrinnsvis inntre litt etter dette tidspunkt.

Kretsen for å bringe apparaturen under undertrykk kan kontrolleres avhengig av tilmatning til formen ved hjelp av overvåking og regulering som er kjent i andre henseende.

Oppfinnelsen vil forstås bedre under henvisning til de ledsagende tegninger som er et vertikalsnitt av en støpeappa-ratur og en krets for å bringe denne under undertrykk.

Vist i den ledsagende tegning er en form (1) og en øvre formdel (3) som, ifølge oppfinnelsen, har porøse passasjer (4) som strekker seg gjennom hele tykkelsen av formen i den viste utførelsesform. Formdelene 2 og 3 er partielt separert fra hverandre ved et gap (5) eller et hulrom som har en form tilsvarende formen til komponenten som skal støpes. Formhulrommet er forbundet med et matesystem for flytende metall som består av en støpebeholder (6) som er gjennomhullet i bunnen med en munning som eventuelt kan lukkes ved hjelp av en stoppestav (7) og som er forlenget med et ledningssystem (8) som går gjennom den øvre formdel så langt som til formhulrommet og er utstyrt med en sonde (9) for å detektere passasjen av metall derigjennom.

Tegningen viser også den undertrykksskapende krets som i retning nedstrøms omfatter en vakuumpumpe (10), en tank (11) med store dimensjoner og utstyrt med et reguleringsmanometer (12), en manuell ventil (13), en elektrisk drevet ventil (14), en kontrollerbar tidsbryter (15) som er forbundet med sonden (9) og et ledesystem (16) som står i forbindelse med innelukningen (17) som i det herværende tilfelle dekker kun toppen av den øvre formdel.

I drift der de to deler av formen er tilpasset hverandre er rommet (17) forbundet med den undertrykksskapende krets der ventilen (13) er åpen og den elektriske drevne ventil (149 er lukket. Undertrykksventilen som kreves er vist ved det regulerende mannometer (12) og pumpen (10) startes. Viseren på tidsbryteren (15) settes så til det tidsrom som skal gå med mellom den tid der sonden (9) detekterer ankomsten av metall og det tidsrom der rommet (17) og i korrelasjon dermed formhulrommet (5) bringes under undertrykk.

Metallet helles så i beholderen (6) og stopperens stav (7) heves; ankomsten av metall i kretsen (8) detekteres via sonden (9) og et signal overføres til tidsbryteren (15). Når den tid som angis av bryteren (15) er forbi åpnes den elektriske ventil (8). Luften som inneholdes i rommet (17), passasjene (8) og formen (5) slipper så ut via ledningssys-temet (16) og metallet fyller så progressivt formhulrommet inntil de minste små utsparinger.

Tidsbryteren (15) kan eventuelt inkludere en andre viser som kontrollerer lukning av den elektriske drevne ventil (14) etter at undertrykket er lagt på et ønsket tidsrom.

Etter at komponenten har størknet åpnes formen, komponenten fjernes og installasjonen er ny for en ny støping.

Den ovenfor beskrevne apparatur kan anvendes for en komponent som støpes horisontalt men det skal være klart at den også kan anvendes for vertikalstøpte komponenter.

Oppfinnelsen kan illustreres ved følgende brukseksempel:

En komponent av typen "motorblokk" med en total lengde på 145 mm og bredde på 154 mm og med ribber som måler fra 10 til 35 mm i høyden, består av en aluminiumlegering av typen "ASI0G", og støpes i en form som omfatter en todelt støpeform av stål. Den øvre formdel ble gjennomhullet med 20 hull med en diameter på 10 mm. Et undertrykk på ca. 5 x IO<4>Pa ble lagt på i 0,12 sek. etter det tidspunkt metalltilmatningen begynte.

Det oppnådde resultat var en komponent som helt ut var en sann gjengivelse av formen til formhulrommet og hadde ingen indre eller ytre defekter.

Claims (7)

1. Apparatur for støping av tynne komponenter med store dimensjoner fra aluminiumslegeringer omfattende en tyngdekrafts-tilmatet form (1) som er fiksert med henblikk på et rom (7) der det dannes et undertrykk, karakterisert ved at formen tildannes av et materiale som brukes ved støping under atmosfærisk trykk og at dette er gjennomhullet i det indre over en del på minst tykkelsen med hull inn i hvilke det er satt inn plugger (6) av porøst materiale.

2. Apparatur ifølge krav 1, karakterisert ved at det porøse materiale består av sintret rustfritt stål.

3. Apparatur ifølge krav 1, karakterisert ved at diameteren for hvert hull er mindre enn 20 mm.

4 . Apparatur ifølge krav 1, karakterisert ved at hullene er anordnet på punkter som er anbragt i avstand fra formmatepunktet.

5 . Apparatur ifølge krav 1, karakterisert ved at det areal hullene representerer er høyst 50$ av overflatearealet for den støpte komponent.

6. Apparatur ifølge krav 1, karakterisert ved at det relative undertrykk dannes tidligst på det tidspunkt formen fylles med metall.

7. Apparatur ifølge krav 1, karakterisert ved at undertrykket tildannes ved hjelp av en pumpe (10) ved hjelp av en tank (11) med store dimensjoner og utstyrt med et mannometer (12) som styrer drift av pumpen, et ledningsnett utstyrt med en ventil (13), en elektrisk drevet ventil (14) idet dennes åpning reguleres via en tidsbryter (15) hvis drift er forbundet med et signal som avgis av en sonde (9) som detekterer den tid ved hvilken formen tilmåtes med metall.