PL40596B1

PL40596B1 -

Info

Publication number: PL40596B1
Application number: PL40596A
Authority: PL
Filing date: 1956-06-13
Publication date: 1957-10-15

Description

W odlewnictwie metali, zwlaszcza w odlew¬ nictwie stali znane Jest stosowanie nadlewów wlewów (verlorenen Kópfen) w celu otrzy¬ mania scislego odlewu. Przy takim sposobie wy¬ stepuje wskutek odpadków w postaci zwyklych nadlewów znacznie mniejsze wykorzystanie me¬ talu przy odlewach pojedynczych. Jednak spo¬ sób taki nie jest korzystny w praktyce, gdyz ilosc i cisnienie gazów, tworzacych sie w na- dlewach wlewka, nie moze byc odpowiednio regulowana. Wedlug znanych sposobów w ce¬ lu rozkladu cieplnego gazów w nadlewach wlewka stosuje sie materialy obce. Na przy¬ klad jako takie materialy stosuje sie sprosz¬ kowac weglan wapnia, w którym nastepuje cieplny rozklad pod wplywem ciepla roztopio¬ nego metalu. Ilosc wywiazujacego sie dwu¬ tlenku wegla waha sie wskutek bardzo utrud- nióBerkontroli i zlego regulowania odprowa- ciepla. Wskutek tego nie mozna utrzy- odpowiednie zadane cisnienie gazów, jak równiez opóznic wytwarzanie sie gazów.Stwierdzono równiez, ze na temperature wna- dlewie wlewka wywieraja wplyw dodatki wy¬ wiazujace cieplo, np. typu mieszanin termito- wych, nie mozna jednak i w ten sposób uzys¬ kac zamierzonych skutków. Jak juz wspomnia¬ no wyzej, do wywiazywania gazów w nadle- wie odlewu stosuje sie dodatki organiczne np. parafine. Ten sposób jest równiez niekorzyst¬ ny, gdyz przez dodatek takich materialów cisnienie gazów w nadlewie odlewu szybko wzrasta wskutek nadmiernego wydzielania sie gazów z takich materialów organicznych, wy¬ wierajacych szkodliwy wplyw na wlasciwosci odlewów, np. weglowodorów lub wodoru.Wynalazek dotyczy sposobu odlewania meta¬ li przy wytwarzaniu cisnienia gazów w nadle¬ wie odlewu, umozliwiajacy wytwarzanie gazów w ilosci z góry okreslonej. Dzieki temu w na¬ dlewie wytwarza sie cisnienie gazów dokladnie regulowane, co pozwala na zmniejszenie odpad¬ ków odlewanego metalu do minimum.W mysl wynalazku wytwarza sie w nadlewie odlewu gaz przy* uzyciu co najmniej dwóch takich materialów, które podczas odlewania powoduja przebieg w podniesionej temperatu¬ rze reakcji chemicznych wywiazujacych gazy.Takie materialy, wywiazujace gazy wskutek reakcji chemicznych, dobiera sie korzystnie tak, lub tez wprowadza sie takie dodatki two¬ rzace zuzle, aby temperatura krzepniecia pro¬ duktów reakcji powstalych przy wytwarzaniu gazów byla nizsza, niz temperatura odlewa¬ nia metalu. Wskutek tego skrzepniety produkt reakcji materialów wytwarzajacych gazy od¬ dziela sie w nadlewie odlewu na górnej po¬ wierzchni odlewanego metalu tak, iz odlew zostaje oczyszczony bez koniecznosci uzywa¬ nia jakichkolwiek materialów dodatkowych.Jako materialy wytwarzajace gazy korzystnie jest stosowac materialy, wywiazujace podczas reakcji dwutlenek wegla. Jako takie materia¬ ly mozna wymienic np. weglany metali alka¬ licznych i bezwodnik kwasu krzemowego np. kwarc sproszkowany. Mozna stosowac równiez np. mieszanine 'Weglanów alkalicznych i anhy- drydu kwasu borowego. Takie materialy wy¬ twarzajace gazy stosuje sie korzystnie w po¬ staci bardzo drobnego proszku, a manipulowa¬ nie nimi moze byc ulatwione, gdy stosuje sie je w przepuszczajacej gazy tubce, nie wydzie¬ lajacej gazów przy ogrzaniu. Korzystnie jest stosowac tubki azbestowe, które uprzednio poddaje sie wypalaniu w celu ich odgazowania.Takie tubki posiadajace otworki mozna wyra¬ biac równiez z metalu, fetory byc moze taki sam jak metal odlewany lub tez inny, lecz korzystnie o wyzszej temperaturze topnienia, niz metal odlewany. Korzystnie jest mieszani¬ ne wywiazujaca gazy przy zachodzeniu reakcji chemicznych, stosowac w postaci ksztaltek, np. tabletek tarczkowych, przy czym przez odpo¬ wiedni dobór liczby tabletek mozna ilosc wy¬ twarzajacych sie gazów, a wiec i cisnienie ga¬ zów w nadlewie odlewu obliczyc lub ustalic.Przy odlewaniu metali trudnotopliwych, np. przy wytwarzaniu odlewów staliwnych, które odlewa sie w temperaturze 1450—1500°C, prze¬ bieg reakcji wytwarzajacych gazy rozpoczyna sie burzliwie juz we wczesnym stadium odle¬ wania i w temperaturze topnienia materialów gazotwórczych, np. przy, uzyciu weglanu so¬ dowego w temperaturze 850°C. Wynika stad, ze w takich przypadkach korzystnie jest opóznic przebieg reakcji. Reakcje mozna najlepiej opóznic przez to, ze takie materialy wywiazu¬ jace gazy stosuje sie w tubkach lub oslonach zle przewodzacych cieplo, np. w tubkach azbe¬ stowych. Opóznienie przebiegu reakcji mozna osiagnac równiez w ten sposób, ze materialy wywiazujace gazy rozmieszcza sie w oslonie lub tubce tak, aby wymagany byl pewien czas do roztopienia co najmniej jednego z tych ma¬ terialów lub obydwóch oraz ich wzajemnego wymieszania i wejscia do reakcji. W takim przypadku cisnienie gazów wzrasta wolniej a dzialanie takich materialów trwa dluzej co jest wazne przy dluzszym, czasie chlodzenia wiekszych odlewów. Wytwarzanie sie gazów mozna jeszcze bardziej opózniac przez to, ze materialy reakcyjne stosuje sie nie tylko w stanie rozdzielonym, lecz co najmniej jeden z tych materialów umieszcza sie w osobnej otulinie lub oslonie w tubce, przy czym reak¬ cja odbywa sie tylko w chwili roztopienia otuliny lub oslony. Mozna wiec np. przy odle¬ waniu stali stosowac weglan alkaliczny w oslo¬ nie z blachy zelaznej, umieszczonej w gilzie naboju oraz sproszkowany dwutlenek krzemo stosuje sie w postaci pastylek zaopatrzonych w powloke. Powloka moze byc wykonana nie tylko z metali, lecz równiez z materialów ce¬ ramicznych. Mozna równiez stosowac kombi¬ nacje obydwóch materialów reagujacych. W ta¬ kim przypadku poczatek reakcji wywiazujacych gazy okresla sie przy najnizszej temperaturze topnienia czesci powloki.Sposób wedlug wynalazku jest lepiej wy¬ jasniony w zwiazku z rysunkiem, przedstawia¬ jacym przyklad wykonania.Fig. 1 przedstawia przekrój podluzny formy odlewniczej, a fig. 2, 3 i 4 przedstawiaja róz¬ ne ladunki gazotwórcze w przekroju podluz¬ nym. , Przestrzen otoczona piaskiem formierskim i stanowi znana forme odlewnicza 2. Piasek formierski umieszcza sie w znany sposób w skrzynce formierskiej, skladajacej sie z dwóch czesci 3, 3*. Jak uwidoczniono na ry¬ sunku nadlew 4 jest polaczony z forma odlew¬ nicza 2 kanalem 5. W górnej czesci nadlewu 4 jest umieszczony daszek metalowy 6, przez który przechodzi sztyft przymocowujacy 7 osa¬ dzony koncem w piasku formieTsfcim, przy czym ten sztyft sluzy nie tylko do przymoco¬ wywania daszka, lecz równiez i do utrzymy¬ wania ladunku gazotwórczego S. W podobny sposób ladunek gazotwórczy 8* jest zamocowa¬ ny w innym nadlewie 4* pod daszkiara $\ W przypadku stosowania kilku nadlewów kaz¬ da z nich zaopatruje sic w ladunek sazotwór- czy. Przez kanal wlewowy 0 doprowadza sse — 2 —do formy metal odlewany, prxy czym tak ta¬ mo doprowadza* sie metal przez kanaly 5 do nadlewów 4 i f, w których umieszcza tle la¬ dunki 8 i 8'. Na sciance nadlewu krzepnie na¬ tychmiast cienka warstwa odlewanego metalu.Tworzeniu sie takiej warstwy ulatwiaja rów¬ niez daszki Git?, które dobrze przewodza cie¬ plo; gazy wywiazujace sie w ladunkach 8 i 8' uchodza przez górna czesc nadlewu. Gazy wy¬ twarzaja sie w ladunkach z pewnym opóznie¬ niem, tak ze na sciance nadlewu moze tworzyc sie nie przepuszczajaca gazy skrzepnieta oslo¬ na metalowa. Wskutek tego wytwarza sie za¬ dane cisnienie gazów w miare reagowania la¬ dunku gazotwórczego tak, iz otrzymuje sie odlew wolny od likwacji.Na fig. 2, 3 i 4 przedstawiono trzy postacie wykonania ladunku gazotwórczego.Ladunek przedstawiony na fig. 2 posiada oslone azbestowa 10, w której znajduja sie pa¬ stylki 11, wykonane z mieszaniny dwóch czes¬ ci wagowo sproszkowanego dwutlenku krzemu i jednej czesci wagowo sproszkowanego weglanu sodowego. Oslona ladunku jest zamknieta po¬ krywa azbestowa 12. W przypadku calkowitego przebiegu reakcji z 1 g zawartosci ladunku wy¬ twarza sie ilosc gazów, wynoszaca w tempera¬ turze pokojowej okolo 100 cm*. Mozna wiec ilosc wypelnienia oslony ladunku gazotwórcze¬ go obliczyc tak, aby wytworzyc zadane cisnie¬ nie gazów. Cisnienie takie wynosi najlepiej np. 3__5 atm. i zalezne Jest od rodzaju odlewa¬ nego metalu i od wielkosci nadlewów, jak rów¬ niez od temperatury odlewania i ód szybkosci reakcji ladunku.Wedlug fig* 3 w oslonie azbestowej W umieszczono ladunek, skladajacy sie z praso¬ wanych pastylek 13 weglanu sodowego i ze znajdujacych sie pod nimi pastylek 14 ze sprosz¬ kowanego kwarcu. Ladunek jest od dolu zam¬ kniety pokrywka azbestowa 15.Wedlug fig. 4 w oslonie azbestowej 10 umieszczono sproszkowany weglan sodowy 16, znajdujacy sie w oslonie zelaznej 17, pod któ¬ ra znajduja sie pastylki 14 z kwarcu sprosz¬ kowanego. Ladunek jest zamkniety plytka az¬ bestowa 18.Takie ladunki gazotwórcze sa odmierzone tak, iz odpowiadaja one kazdorazowym Wy¬ maganiom. Ilosc gazotwórczego wypelnienia la¬ dunku mozna uprzednia dokladnie obliczyc ze wzgledu na zanik gazów i na zadane cisnienie gazów.Nacttew moze byc korzystnie dobrany o ta¬ kich wymiarach, iz jego objetosc wynosi oko¬ lo dwukrotna wartosc w stosunku do zmniej¬ szania sie odlewu* Przy odlewach o nis¬ kiej temperaturze topnienia, np* przy odlewa¬ niu aluminium, mozna cisnienie gazów wytwa¬ rzac przez reakcje weglanów lub dwuchromia¬ nów metali alkalicznych. Na przyklad tempe¬ rature topnienia dwuchromianu potasowego wynosi 393*C, a reakcja przebiega w tempera¬ turze okolo 400*0. Zamiast dwuchromianów mozna uzywac równiez metafosforanu alkalicz¬ nego, który wywiazuje w wysokiej temperatu¬ rze dwutlenek wegla, podobnie jak dwuchro¬ mian alkaliczny.W wyzej wspomnianym przykladzie zastoso¬ wano takie materialy, które wywiazuja podczas reakcji dwutlenek wegla. Mozne wytwarzac równiez inne gazy cisnieniowe, np, mole byc korzystne przy stopach magnezowych wytwa¬ rzanie gazów w postaci dwutlenku siarki, któ¬ ry mozna wytwarzac np. z metadwusiarczanu alkalicznego i dwuchromianu potasowego. Przy uzyciu mieszaniny gazotwórczej Na2COt mozna stosowac dodatki CaO, CaF, itp„ jako mate¬ rialy tworzace zuzle i obnizajace temperature topnienia.Zwiazki chemiczne biorace udzial w reak¬ cjach gazotwórczych stosuje sie w postaci wol¬ nej od wody krystalicznej. Celowe Jest rów¬ niez stosowanie zwiazków, które nie sa hygro- skopijne. Mozna np. jako materialy reakcyjne wytwarzajace dwutlenek wegla stosowac we¬ glan wapnia (CaCOs) i metafosforan olowiowy si okolo 800°C. Przy nizszej temperaturze odle¬ wania mozna stosowac zamiast metafosforanu olowiowego metafosforan sddowy (NaPOs, któ¬ rego temperatura topnienia wynosi okolo 617°C.Zamiast uzytego w powyzszym przykladzie we¬ glanu sodowego mozna stosowac weglan litu, którego zwiazek nie Jest hygroskopijny.Przepuszeeajaca gaz oslona moze byc wyko¬ nana równiez z materialu ceramicznego, przy czym oslona taka posiada pory lub odpowied¬ nie otworki przepuszczajace gazy, Ody materialy wytwarzajace gazy nie wypel¬ niaja calkowicie oslona ladunku, jak przed¬ stawiono na fig. 3 1 4, celowe jest te wolna przestrzen wypelnic welna azbestowa lub po¬ dobnym materialem, w którym umieszcza sie material gazotwórczy. -3 PL

Claims

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób odlewania metali, przy wytwarza¬ niu w formie odlewniczej co najmniej jed¬ nego nadlewu, w którym wytwarza sie podczas odlewania cisnienie gazów, zna¬ mienny tym, ze cisnienie gazów wytwarza sie za pomoca umieszczonych w nadlewie co najmniej dwóch takich materialów, któ¬ re podczas odlewania reaguja wzajemnie w podwyzszonej temperaturze powstajacej w nadlewie i wytwarzaja gazy.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako materialy wytwarzajace gazy za pomoca reakcji chemicznej stosuje sie takie materialy, które po reakcjach wytwarza¬ jacych gazy tworza mieszanine reakcyjna o nizszej temperaturze krzepniecia, niz temperatura krzepniecia odlewanego meta¬ lu, co ewentualnie mozna osiagnac przez dodanie materialów tworzacych zuzle.
3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze jako materialy wywiazujace gazy stosuje sie takie materialy, które podczas reakcji chemicznych wywiazuja dwutlenek wegla.
4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze jako materialy wywiazujace gazy sto¬ suje sie mieszanine weglanu alkalicznego i bezwodnika kwasu krzemowego.
5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze jako materialy wywiazujace gazy stosu¬ je sie weglan alkaliczny i bezwodnik kwa¬ su borowego.
6. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze jako materialy wywiazujace gazy stosu¬ je sie weglan alkaliczny i dwuchromian alkaliczny*
7. Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, ze przy odlewaniu stopów zawieraja¬ cych magnez cisnienie gazów wytwarza sie przez reakcje chemiczna w nadlewie wy¬ wiazujaca dwutlenek siarki.
8. Sposób wedlug zastrz. 1—7, znamienny tym, ze materialy tworzace gazy i biorace udzial w reakcjach.chemicznych stosuje sie w sta¬ nie sproszkowanym.
9. Sposób wedlug zastrz. 1—7, znamienny tym, ze* biorace udzial w reakcjach che¬ micznych materialy gazotwórcze stosuje sie w stanie rozdzielonym, najlepiej w postaci sprasowanych pastylek.
10. Sposób wedlug zastrz. 1^9, znamienny tym, ze materialy reakcyjne, wytwarzajace gaz przy reakcji chemicznej, stosuje sie w oslo¬ nie przepuszczalnej dla gazów.
11. Sposób wedlug zastrz. 10, znamienny tym, ze materialy wytwarzajace gazy przez reak¬ cje chemiczna stosuje sie w oslonie azbe¬ stowej*
12. Sposób wedlug zastrz. 10, znamienny tym, ze materialy wytwarzajace gazy przez reakcja chemiczna stosuje sie w oslonie metalowej, zaopatrzonej w otworki.
13. Sposób wedlug zastrz. 1—12, znamienny tym, ze materialy wytwarzajace gazy sto¬ suje sie w przepuszczajacych gazy oslonach lub gilzach, umieszczonych w górnej czes¬ ci nadlewu w formie odlewniczej.
14. Sposób wedlug zastrz. 1—13, przy zastoso¬ waniu formy piaskowej, znamienny tym, ze w górnej czesci nadlewu umieszcza sie daszek nieprzepuszczalny dla gazów, najle¬ piej daszek metalowy.
15. Sposób wedlug zastrz. 14, znamienny tym, ze oslony lub gilzy zawierajace materialy wytwarzajace gazy przymocowuje sie do daszku nieprzepuszczajacego gazy, umiesz¬ czonego w nadlewie*
16. Ladunek gazowy do wykonywania sposobu wedlug zastrz. 1—15, znamienny tym, ze zawiera w oslonie przepuszczalnej dla ga¬ zów co najmniej dwie skladajace sie z róz¬ nych materialów ksztaltki, przy czym z tych materialów przynajmniej jeden topi sie w temperaturze ponizej temperatury odle¬ wania ' oraz które reagujac wzajemnie wy¬ twarzaja gaz.
17. Ladunek wytwarzajacy gazy wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze wzajemnie reagujace materialy sa dobrane tak, iz podczas prze¬ biegu reakcji wytwarza sie dwutlenek we¬ gla.
18. Ladunek gazowy do wykonywania sposobu wedlug zastrz. 1—15, znamienny tym, ze zawiera w oslonie przepuszczajacej gazy co najmniej dwa rózne materialy, które sa oddzielone jeden od drugiego taka scian¬ ka posrednia np. scianka skorupowa, której temperatura topnienia lezy ponizej tempe¬ ratury odlewania, jednak jest wyzsza niz temperatura topnienia wyzej wymienionych materialów, które przy wzajemnym reago¬ waniu wytwarzaja gazy.
19. Ladunek gazowy wedlug zastrz. 16—18, znamienny tym, ze oslona jest wykonana z azbestu. Licencia Talalmany oka t Ertekesitó Vallalat Zastepca: Kolegium Rzeczników PatentowychDo opisu patentowego nr 40596 'SS//'///'///','//' A Fig. 1 Fig 2 Fig 3 Fig. 4 PL