SE440615B - Forfarande for framstellning av en form for metallgjutning med en matare, formorgan for utforande av forfarandet samt matarinsats for anvendning i forfarandet - Google Patents

Description

8100572-0 10 15 20 25 30 35 2 Ett annat slags matarinsatser, särskilt sådana som sluts medelst en vägg vid ena änden, har positiv ändring av vidden från basen upp till huven, d.v.s. den yttre diametern blir större nedifrån och uppåt, varför de inte kan användas för efterföljande insättning i den omvända överflaskan.

Uppfinningen syftar till att skapa ett nytt förfarande för framställning av en metallgjutform av finfördelat form- material, såsom formsand, vilket gör det möjligt att sätta in en matarinsats lätt och så att insatsen förblir säkert på plats i ett förformat hålrum. I Uppfinningen erbjuder ett förfarande för framställning av en metallgjutform med en matare, vid vilket en matarinsats sätts in i ett hålrum i formen, vilket bildas genom att man placerar ett hålrumsformorgan i en kropp av partikelformigt formningsmaterial, packar materialet omkring formorganet och tar ut formorganet. Förfarandet kännetecknas av att formorganet utförs med övermått i förhållande till insatsen, som skall mottas i hålrummet, och har ett eller flera uttag, varigenom hålrummet formas med åtminstone en inskjutande åsliknande bild- ning av formningsmaterial för gripande av insatsen när detta mottas däri, varjämte formorganet har negativ ändring av vid- den nedifrån och uppåt.

När sådana föremål som matarinsatser tillverkas i större mängder med en bestämd nominell storlek, d.v.s. höjd och diameter, avviker hylsorna i praktiken från den nominella storleken. Sådana insatser kan i alla fall användas, förut- satt att de kan sättas in i de formhålrum, som skall motta dem, och att de stannar kvar sedan de har satts in.

Genom att kontrollera och anteckna den verkliga höjden och diametern hos en insats av viss nominell storlek under produktionen kan man beräkna standardavvikelsen i höjd och diameter från medelvärdena för dessa parametrar hos denna hylsa.

Uppfinningen avser även ett för förfarandets genom- förande lämpat formorgan, vars utsida har flera radiellt åt- skilda spår sträckande sig mellan formorganets övre och undre ände och vars ytterdiametrar är större än motsvarande genom- 10 15 20 25 30 35 81Û0572“0 3 snittliga ytterdiametrar plus tre gånger standardavvikelsen för de matarínsatser de skall användas med. Pâ så sätt blir formorganets ytterdiameter större än ytterdiametern hos de matarinsatser som skall sättas in i hålrummen. Insatsernas kvarhållning i hålrummen betingas av greppet på matarinsatsens utsida av de sandåsar som formas av formorganets urtag. Detta medför en klämverkan, enär enligt uppfinningen de cirklar, som kan geometriskt inskrivas innanför urtagens bottnar, har diametrar som är mindre än motsvarande genomsnittliga ytter- 1 diameter minus tre gånger standardavvikelsen hos de matarin- satser som skall användas.

Enligt ett föredraget kännetecken har formorganet vid sin övre ände en upphöjd rand, som är så dimensionerad, att det sålunda utförda formorganets totala höjd är större än medelhöjden plus tre gånger standardavvikelsen hos de verk- liga matarinsatser, som skall användas. Efter insättning av matarinsatsen kvarstår sålunda ett ringformigt hålrum, vari sand som kan ha lossnat under insättningen av matarinsatsen, kan falla utan att på något sätt hindra det önskade placerings- djupet för matarinsatsen.

Enligt ett annat föredraget kännetecken för uppfin- ningen har formorganet vid sin övre ände en ringformig försänk- ning, som är så dimensionerad, att formorganets höjd upp till den ringformiga försänkningens bas är mindre än medelhöjden minus tre gånger standardavvikelsen hos de verkliga matar- insatser som skall användas.

Vid användning av ett sådant formorgan bildas det efter formningen en ringformig ås av formmaterialet. Denna ås har sådant djup, att den berör även den lägsta eller kortaste insatta insatsen vid dess övre ände, och när längre matar- insatser insätts, blir dynan delvis komprimerad. En tätninga- anordning erhålles med detta arrangemang.

Ett annat exempel på ett formorgan enligt uppfin- ningen kännetecknas av att den ringformiga försänkningen an- sluter till en yta, som ligger ovanför den ringformiga för- sänkningens nivå, varigenom formorganets höjd upp till denna yta är större än medelhöjden plus tre gånger standardav- LPOOIïÉi uuAuïv 8100572-'0 10 15 20 25 30 35 H vikelsen hos de verkliga matarinsatser, som skall användas.

På så sätt ernås en ytterligare matarvolym vid användning av matarinsatser, som är öppna upptill, medan vid användning av en matarinsats med sluten övre ände en luftspalt kvarstår mellan ytan och översidan av matarinsatsens ändvägg.

Uppfinningen avser också en matarinsats av exotermt,a@tamt och värmeisolerande eller värmeisolerande material. Enligt uppfinningen utmärkes en sådan matarinsats av att dess utsida från basen till övre änden visar negativ ändring av vidden med en vinkel av 2 - 200 med avseende på vertikallinjen. Före- trädesvis är den smalnande matarinsatsens inre och yttre yta parallella med varandra. I ett annat utförande har insatsen också ett förhållande höjd till diameter (med avseende på den lägsta inre diametern) inom området 1:1 - 1,6:1.

I ett annat utförande utmärkes en matarinsats enligt uppfinningen av att den har en sluten övre ände, vari är anordnad ett blint urtag,som reducerar överändens tjocklek och möjliggör reglerad luftning av mataren.

Enär hålrummet är överdimensionerat med ett bestämt belopp, bildas det vid insättning av en matarinsats flera luftrum, som skiljs från varandra av de vertikala sandåsarnaw och är förbundna med varandra av spalten vid hålrummets botten.

Detta har flera fördelar. gången tillomgivande formmaterial eller formsand och ökas För det första reduceras värmeöver- matarinsatsens modulförstärkningsfaktor. För det andra kan det i luftrummen inrymda luftsyret leda till minskning av den nödvändiga mängden oxidationsmedel i insatsmaterialet eller tändnings- och förbränningshastígheten hos exoterma insatser ökas vid bibehållande av samma mängd oxidationsmedel. Vidare minskas övergången av fukt till matarinsatsen i ràsandformar.

Därigenom blir tändnings- och förbränningsegenskaperna hos exoterma insatser mera enhetliga. företrädesvis förekommer en kragkärna vid undre änden av matarinsatsen, och kärnan har större ytterdiameter än matarinsatsen, så att det av formorganet bildade hâlrummet kan.slutas av kragkärnans framskjutande kant. Genom att välja lämpliga dimensioner för kragkärnan kan man bringa denna att sluta det av formorganet bildade hålrummet. 10 15 20 25 30 35 810057241 5 Formorganet enligt uppfinningen kan framställas av varje lämpligt material som bibehåller sin form under form- framställningen.

Uppfinningen äskådlíggöres av bifogade ritningar.

Figur 1 visar ett tvärsnitt genom en sluten smalnande matarinsats med kragkärna.

Figur 2 visar ett snitt genom en smalnande öppen matar- insats med kragkärna.

Figur 3 är en planvy av ett formorgan.

Figur 4 visar ett snitt efter linjen A - B i figur 3.

Figur 5 visar schematiskt en matarinsats med krag- kärna insatt i en gjutform.

Figur 6 visar schematiskt en matarinsats utan krag- kärna insatt i en gjutform.

Figur 7 visar ett hålrum för senare insättning av en matarinsats, vilket är format medelst ett formorgan enligt uppfinningen.

Figur 8 är analog med figur 7, men visar en med kragkärna försedd matarinsats insatt i sandformens hålrum.

Enligt figur 1 har en matarinsats 1 en sluten övre ände 2 och en genom limning fastsatt kragkärna H, vars yttre diameter är större än matarinsatsens 1 yttre diameter. Som följd därav har kragkärnan H en utskjutande rand H' i förhål- lande till matarinsatsen 1.

I figur 2 visas en matarinsats 1a, som är öppen upp- till och varpå en kragkärna 4 kan fästas, såsom antydes i återgivningen enligt figur 2.

Matarinsatsen 1 eller la är gjord av exotermu exo- termt och värmeisolerande eller värmeisolerande material. Krag- kärnorna H är gjorda av eldfast material.

Som framgår av figurerna 1 och 2 har respektive matarinsats yttre yta en negativ ändring av vidden från undre änden mot övre änden med en vinkel av 2 - 20OC med av- seende på lodlinjen. Vidare är den smalnande matarinsatsens inre och yttre ytor parallella med varandra.

Förhållandet mellan höjd och diameter hos matarinsat- sen 1 eller la ligger inom området 1:1 till 1,6:1 med av- ¿.pOOHll seende på den understa innerdiametern.

~QUAUTY Mar 10 15 20 25 30 35 8100572-0 6 I exemplet enligt figur 1 har matarinsatsen 1 en sluten övre ände 2, och i denna slutna övre ände år åtmin- stone ett blint urtag 11 anordnat, vilket minskar den övre ändens 2 tjocklek. Medelst ett eller flera sådana blinda ur- tag möjliggöres en reglerad luftning av matarinsatsen. formorgan 5, varvid snitt efter linjen A - B I figurerna 3 och 4 visas ett vänstra halvan av figur H återger ett i figur 3 och högra halvan av figur H vy. återger en utvändig Fórmorganet enligt figurerna 3 och 4 har en smalnande form motsvarande formen av matarinsatserna 1 och la enligt figurerna 1 och 2, men formorganets 5 yttre diameter är större än de respektive genomsnittliga ytterdiametrarna plus tre gånger standardavvikelsen hos de matarinsatser som skall an- vändas. På så sätt säkerställes, att formorganet 5 ställe på sin höjd eller längd.hax~en ytterdiameter, som är större än ytterdiametern hos den matarinsats som efter form- ningen skall insättas eller indrivas i det vid användning av vid varje formorganet 5 bildade hålrummet.

Formorganets 5 utsida har flera runt omkretsen för- delade urtag 6, som sträcker sig från formorganets övre ände mot dess undre ände. Urtagen 6 bildar åsar av formsanden. Ur- tagens 6 djup är sådant,att de cirklar, som geometriskt kan inskrivas inom urtagens baser har diamerrar mindre än motsvar- ande genomsnittliga ytterdiametrar minus tre gånger standard- avvikelsen hos de matarinsatser som skall användas. På så sätt blir de i hålrummet medelst urtagen 6 formade åsarnas höjd alltid sådan, att en i hålrummet insatt matarinsats grips av åsarna. Matarinsatsen hålls fast av sandåsarna med tillräcklig kraft för abtmotstå hårdhänt behandling, som skulle kunna skilja insatsen från hålrummet.

En upphöjd rand 7 förekommer på formorganets 5 övre ände och är så dimensionerad, att det sålunda bildade form- organets totala höjd är större än medelhöjden plus tre gånger standardavvíkelsen hos de matarinsatser som skall användas.

Med "medelhöjd" hos matarinsatsen avses medelhöjden hos matar- insatser av en särskild typ. Därför har formorganet 5 en till- 10 15 20 25 30 35 8100572-0 7 lagd längd eller är överdimensionerad med avseende på läng- den eller höjden av den matarinsats som skall insättas. Efter insättníngen av matarinsatsen blir det därför kvar ett tomt ringformigt hålrum, vari sand som lossnar under insättningen av matarinsatsen kan falla. Detta säkerställer, att matar- insatsen alltid är fixerad på önskat djup.

En ringformig försänkning 7a finns innanför randen 7 och är så dimensionerad, att formorganets 5 höjd upp till den ringformiga försänkningens 7a bas är mindre är medel- höjden minus tre gånger standardavvikelsen hos de matarin- satser 1, la, som skall användas. Till följd därav bildas det en ringformig sanddyna i det av formorganet 5 bildade häl- rummet, och dynans höjd är tillräcklig för att dynan skall komma i kontakt med övre änden av även den kortaste eller lägsta matarinsatsen. Med detta arrangemang ernàs en tätning, sär- skilt i fallet med öppna matarinsatser eller vid användning av slutna insatser, som har försetts med lufthäl i gjuteriet, så att när insatserna används och fylls med metall denna inte kan flyta uppifrån bakom hylsorna.

Den ringformiga försänkningen 7a ansluter vid sin insida tillenryta 8, som ligger ovanför den ringformiga för- sänkningens nivå. Formorganets höjd till denna yta är större en medelhöjden plus tre gånger standardavvikelsen hos de matarinsatser 1, la som skall användas. Med "medelhöjd" förstås återigen medelhöjden hos en särskild typ av matarinsats. Se- dan matarinsatsen 1 eller la har satts in i det bildade hål- rummet, finns det således kvar en luftspalt eller ett luft- rum mellan insatsens övre ände och mot insatsen stående yta.

Figur 5 är en schematísk återgivning, som visar ett medelst ett formorgan 5 enligt uppfinningen format hålrum 9, vari en matarinsats 1 har satts in. Det inses, att matar- insatsen 1 på sin utsida är i intim kontakt med de âsar, som har bildats på det förformade hålrummets 9 inre yta medelst urtagen 6 i formorganet. Dessutom är matarinsatsens 2 ändvägg 2 i kontakt med den den ringformiga dyna som har bildats av formorganets 5 ringformiga försänkning 7a. Mellan den insatta matarinsatsens 1 utsida och det förformade hälrummets 9 vägg DPOOR ___ flU^_l1IY______ 8100-572-0 10 15 20 25 30 35 8 finns det flera luftrum, vilka skiljs från varandra av de vertikala åsarna, men alla är inbördes förbundna medelst det ringformiga luftrum, som bildats i det förformade hâlrummet 9 av formorganets 5 rand 7. Dessutom finns det ett luftrum mellan matarinsatsens 1 ändvägg 2 och det förformade hålrummets mot- stående ändvägg, såsom även framgår av figur 5.

I exemplet enligt figur 5 används en matarínsats 1 med kragkärna LL. Eftersom kragkärnans ll diameter, såsom be- skrivs ovan, är större än matarinsatsens 1 understa yttre diameter, bildas det en tätning mellan kragkärnans 4 utskjut- ande rand 4' och, enligt figur 5, undre änden av det förforma- de.hälrummets 9 vägg, när matarinsatsen 1 sätts in i det för- formade hâlrummet 9.

Figur 6 är en med figur 5 analog vy, men en matar- insats 1, som inte har någon kragkärna, är insatt. För att man skall få en tätning mellan insatsens 1 utsida och undre änden av det förformade hålrummets 9 vägg vid användning av en sådan matarinsats, är formorganets 5 undre ände så snävt ut- formad, att när en matarinsats 1 insätts, en tätningskontakt ernâs mellan matarinsatsens utsida och det förformade hälrum- mets 9 vägg.

Figur 7 är en schematisk vy av en sektion av en sand- form med ett förformat hâlrum 9 i packad formsand 10 och med sandåsar 11 formade av formorganets 5 urtag 6. En ringformig ås 12 är utforamd av randen 7, hâlrummet 7a och ytan 8 hos formorganet 5.

Figur 8 är en med figur 7 analog vy, där en matar- insats 1 har satts in i det förformade hâlrummet 9. Det framgår, att under insättningen av matarinsatsen 1 sandågapna 11 har i viss mån komprimerats eller klämts ihop, så att en tät passning är åstadkommen mellan matarinsatsens 1 utsida och âsarna 11.

Vid 13 visas den del av sandåsarna 11, varmed matarinsatsen inte kommer i kontakt. Sand 14, som har lossnat under insätt- ningen av matarinsatsen 1, har fallit ned i det beskrivna ring- formiga hålrummet, där den inte gör någon skada.

Figur 8 visar återigen tätningen vid det förformade hålrummets 9 vägg mellan kragkärnan H och den packade form- sanden 10. ÜPÛÛT f auAuïv s, 10 15 20 25 30 8100572-0 9 Som nämnt kan matarinsatserna bestå av exotermt, exotermt och värmeisolerande eller värmeisolerande material.

Exempel på sådana material anges nedan.

Exemgel 1 Exoterma matarinsatser framställdes med följande sam- mansättning i vikt: Silikasand 51,5 % Aluminiumspån 25,0 % Natriumkryolit 5,0 % Lerbindemedel 2,0 % Hartsbindemedel 3,5 % Natriumnitrat 12,0 % Materialen blandades med 3 - H viktprocent vatten och pack- ades i kärnlådor genom rammning för hand eller med en kärn- skjutmaskin. De "råa" hylsorna togs ut ur kärnlådorna och torkades vid 180OC. Hylsorna hade en densitet av 1,3 g/cm3.

Exemyel 2 Exoterma och värmeisolerande matarinsatser fram- ställdes med följande sammansättning i vikt: Aluminiumpulver och ~spån 24,0 % Borsyra 1,0 % Natriumkryolit 7,0 % Hartsbindemedel 6,9 % Järnoxid 11,0 % Silíkasand 17,0 % Alumina 18,5 % Organiska fibrer 3,6 % Lätt silika 11,0 % En uppslamning av materialen framställdes i vatten. Form- organ för insatserna infördes i uppslamningen, och de fasta materialen i uppslamningen sögs fast på formorganen medelst tryck. Formorganen togs ut, och de "råa" matarinsatserna av- vattnades. Insatserna drogs sedan av från formorganen och torkdes vid 180°C. De hade en densitet av 0,85 g/cm3.

Exem2el_§ Värmeisolerande matarínsatscr framsLälldcs med följande sammansättning i vikt: ¿ s1oos72-n 10 Aluminium 5,5 % Alumina 13,0 % Hartsbindemedel 9,0 % Aluminiumsulfat 1,0 % 5 Kolloidal silikasol 6,5 % Aluminiumsilikatfibrer 6,0 % Silikafibrer 55,0 % Organiska fibrer 4,0 % Insatserna framställdes med den i exempel 2 beskrivna metoden. 10 De hade en densitet av 0,45 g/cms.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 8100572-0 11 PATENTKRAV

1 . förfarande för framställning av en' form för metallgjutning med en matare, varvid en matarinsats sätts in i ett hålrum i for- men, vilket bildas genom att man placerar ett hålrumsform- organ i en kropp av partikelformigt formmaterial, packar mate- rialet omkring formorganet och tar ut formorganet, k ä n n e- t e c k n a t av att formorganet är överdimensionerat i för- hållande till den insats som skall mottagas i hålrummet och har ett eller flera sådana urtag, att hålrummet utformas med åtminstone en inskjutande åsliknande bildning av formmaterial för gripande av insatsen, när detta mottas däri, och att formorganet har negativ ändring av vidden från den undre till den övre änden.

2. Formorgan för utförande av förfarandet enligt patent- kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att det smalnande form- organet(5)har ett eller flera radiellt åtskilda urfag Sträckanäe Sig från formorganets övre ände mot dess undre ände och att det smalnande formorganets (5) yttre diametrar är större än mot- svarande genomsnittliga ytterdiameter plus tre gånger standard- avvikelsen hos de matarinsatser som skall användas.

3. Pormorgan enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k- n a t av att de cirklar, som kan geometriskt inskrivas ymuufiör urtagens bottnar, har diametrar mindre än motsvarande genom- snittliga ytterdiametrar minus tre gånger standardavvikel- sen hos de matarinsatser (1, la) som skall användas.

H. Formorgan enligt patentkravet 2 eller 3, k ä n n e- t e c k n a t av att det vid övre änden har en förhöjd kant, som är så dimensionerad, att det sålunda utformade form- organets totala höjd är större än medelhöjden plus tre gånger standardavvikelsen hos de verkliga matarinsatser (1, la), som skall användas. enligt patentkravet H, k ä n n e t e c k- vid övre änden har en ríngformig försänk-

5. Formorgan av att det ning (7a), som är höjd upp till den mindre än medelhöjden minus tre gånger standardavvikelsen n a t så dimensionerad, att formorganets (5) ringformiga försänkningens botten är hos de verkliga matarinsatser (1, 1a), som skall användas. oupnoñll QUAUTY f*.a1oos?2-o 10 15 20 25 30 35 12

6. Formorgan enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k- n a t av attden ringformiga försänkningen (7a) ansluter till en ovanför den ringformiga försänkníngens nivå liggande yta ß), så att formorganets höjd upp till denna yta är större än medelhöjden plus tre gånger standardavvikelsen hos de verk- liga matarinsatser (1, la) som skall användas.

7. Pormorgan enligt något av patentkraven 2 - 6, k ä n- n e t e c k n a t av att för användning av matarinsatser utan kragkärnor formorganet (5) har sådan ytterdiameter nära undre'änden, att tätningskontakt ernâs mellan den insatta matarinsatsens undre ytterdiameter och undre diametern av det av formorganet bildade hålrmmnet vari insatsen skall in- sättas.

8. Matarinsats av exotermt, exotermt och värmeiso- lerande eller värmeisolerande material för användning i för- farandet enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a ti av att dess yttre yta från basen mot övre änden visar negativ ändring av vidden med en vinkel av 2 - 200 med avseende på lodlinjen.

9. Matarinsats enligt patentkravet 8, k ä n n e t e c k- n a d av att den smalnande matarinsatsens inre och yttre ytor är parallella med varandra.

10. Matarinsats enligt patentkravet 8 eller 9, k ä n n e- t e c k n a d av'abtförhållandet mellan höjd och diameter med avseende på den understa innerdiametern ligger inom området 1:1 - 1,6:1.

11. Matarinsats enligt något av patentkraven 8 - 10, k ä n n e t e c k n a d av att den har en sluten övre ände, variär anordnat ett blint urtag, som reducerar övre ändens tjocklek och möjliggör styrd avluftning av mataren.

12. Matarinsats enligt något av patentkraven 8 - 11, k ä n n e t e c k n a d av att den vid sin undre ände har en kragkärna, vars yttre diameter är större än matarinsatsens, så att det av formorganet (5) bildade hâlrummet kan tätas av kragkärnans (4) utskjutande kant (4'). lg flUAL/Tiy