SE452959B - Forfarande for framstellning av gjutstycken av gjutjern och kokillmaskin for genomforande av forfarandet - Google Patents

Description

452 959 värme, som skall avgivas av gjutstycket. I kylkammaren bildas kring gjutstycket en likformig luftspalt, som tillsammans med kylkammarens väggar utgör ett termiskt motstånd, som förhindrar att gjutstycket kyles brant. Sedan gjutstycket hållits (fått stå) i kylkammaren tills det stelnat fullständigt och sedan gjutstycket värmebehandlats (glödgats), avlägsnas det från kyl- kammaren.

Den spontana eller valfria ändringen av den isärförbara kylkammarens temperatur i beroende av ändringen i den smälta metallens inmatníngstempo leder emellertid till att värmeväx- lingsförhållandena mellan gjutstycket och kylkammaren ändras.

När den smälta metallens inmatníngstempo eller -hastighet ökar, blir kammarens temperatur högre, vilket gör värmeväxlingen mindre intensiv, varför gjutstycket stelnar långsamt. Kvalite- ten hos ett dylikt gjutstycke är likvärdigt med den hos ett gjutstycke, som framställts i en gjutform av sand, eftersom det förstnämnda gjutstycket uppvisar grovkornig struktur med dåliga hâllfasthetsegenskaper. Om inmatningstempot minskas, blir kam- marens temperatur lägre, varför värmeväxlingen mellan kammaren och gjutstycket blir intensivare. Gjutstycket stelnar snabbare, varigenom dess ythårdhet ökas, vilket gör mekanisk bearbetning av gjutstycket svår på grund av att cementit, som förekommer i gjutstyckets ytskikt, icke sönderdelas fullständigt.

En för genomförande av detta kända förfarande avsedd kokillmaskin innefattar dels under en kokill liggande plattor (s.k. underkokillsplattor) med kokillens delar och med mekanis- mer för förflyttning av underkokillsplattorna, dels bottenplat- tor för uppbärande av gjutkärnor, dels en anordning för fram- matning av bottenplattorna och dels en för kylning av gjutstyc- ken avsedd kylkammare med ytor, som är avsedda att avskärma det värme, som skall strålas av gjutstycket. Denna kända kokill- maskin kan innefatta flera kamrar för kylning av gjutstycken, vilka, var och en, är löstagbara och uppbäres av den för fram- matning av bottenplattor avsedda anordningen, som utgöres av en i ett horisontellt plan sluten transportör eller en i ett hori- sontellt plan roterbart bord. Sedan en ytkantzon bildats på 452 959 gjutstycket, vilken ytkantzon kan bibehålla gjutstyckets form, isärföres kokillens s.k. formbildande delar (formningsdelar), samtidigt som gjutstycket, som vilar på bordets bottenplatta, omges (omgripes) medelst kylkammarens delar, varefter gjut- stycket tillsammans med bottenplattan bortföres från metall- gjutningszonen. Sedan gjutstycket fått stå i kylkammaren tills det stelnat fullständigt och kantzonen glödgats av sig själv, isärföres kammarens delar, varefter gjutstycket avlägsnas från kammaren.

Kylkammarens isärförbara delar åstadkommer emellertid icke den önskade konstanta temperaturen i kammaren. När den smälta metallens inmatningstempo ökas eller minskas, uppvärmes respektive kyles kammarens väggar till en temperatur, som är högre respektive lägre än en temperatur, som erfordras för att kunna säkerställa de optimala värmeväxlingsförhållanden mellan kammarens väggar och gjutstycket, under vilka gjutstycket er- håller struktur av hög kvalitet. Genom att denna kända kokill- maskin ínnefattar flera isärförbara kamrar med mekanismer för förflyttning av kamrarna samt organen för bortförande av gjut- stycken från bottenplattorna kompliceras dessutom det vridbara bordets eller den horisontella transportörens konstruktiva ut- formning, samtidigt som deras underhåll blir svårare att ut- föra. Vidare är den yta, som upptages av det vridbara bordet eller den horisontella transportören, tämligen stor.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett sådant förfarande och en sådan kokillmaskin för framställning av gjutstycken av gjutjärn, vid vilket res- pektive i vilken gjutstyckena kyles på ett sådant sätt, att gjutjärnet i gjutstycket erhåller den förutbestämda strukturen, samtidigt som kokillmaskinens konstruktion blir enklare och dess funktionssäkerhet blir högre.

Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning me- delst ett förfarande för framställning av gjutstycken av gjut- järn, vid vilket smält metall införes (ihälles) i en kokill, den införda smälta metallen hålles i kokillen tills gjutstyc- kets ytkantzon formats, gjutstycket utdrages ur kokillen och 452 959 kyles i en kammare med ytor, som är avsedda att avskärma det värme, som skall strålas av gjutstycket, varvid förfarandet en- ligt föreliggande uppfinning utmärker sig av att temperaturen hos kylkammarens värmeavskärmningsytor är med 500-600°C lägre än gjutstyckets yttemperatur, varigenom man kan förinställa en konstant värmeväxlingskoefficient mellan gjutstycket och kyl- kammaren, vilket med andra ord innebär att gjutstycket stelnar med den optimala hastigheten och erhåller den önskade struktu- ren och hårdheten.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning kan genom- föras medelst en kokillmaskin, som innefattar dels under en ko- kill liggande plattor (s.k. underkokillsplattor) med kokillens delar och med mekanism för förflyttning av underkokillsplattor- na, dels bottenplattor för uppbärande av gjutkärnor, dels en anordning för frammatning av bottenplattorna och dels en för kylning av gjutstycken avsedd kammare med ytor, vilka är avsed- da att avskärma det värme, som strålas av gjutstycket, varvid kokillmaskinen enligt föreliggande uppfinning utmärker sig av att kammaren för kylning av gjutstycken är genomgående, är för- sedd med kända organ för uppvärmning och automatisk konstant- hållning av temperaturen inom förutbestämda gränser samt är an- ordnad orörligt i förhållande till underkokillsplattorna ovan- för anordningen för frammatning av bottenplattorna, vilken an- ordning utgöres av en vertikalt sluten stegtransportör, som uppbär stelt fästa s.k. innermantlar (hållare), i vilka botten- plattorna är radiellt förflyttbart anordnade, under det att un- derkokillsplattorna är ledbart förbundna med kokillens delar.

Genom att den enligt föreliggande uppfinning föreslagna kokillmaskinen innefattar den orörliga kylkammaren, som är an- ordnad ovanför anordningen för förflyttning av bottenplattorna, kan man använda sig av en vertikalt sluten transportör, som ic- ke kräver någon mekanism för avlägsnande av gjutstycken.

Tack vare att kylkammaren är försedd med uppvärmnings- organ samt organ för korrektion av temperaturen i kylkammaren, kan den i kylkammaren uppträdande temperaturen konstanthållas vid ett erforderligt värde, som är med 500-600°C lägre än gjut- 452 959 styckets yttemperatur. Härigenom kan man säkerställa de enligt de använda processtekniken nödvändiga värmeväxlingsförhållande- na mellan kylkammaren och gjutstycket. Genom att bottenplattor- na är horisontellt förflyttbara i innermantlarna (hållarna) kan kokillens delar och bottenplattan hopbyggas (hopmonteras) nog- grant, vilket medverkar till att gjutstycket erhåller regelbun- den geometrisk form och förhindrar att den smälta metallen läc- ker ut vid de ställen, där kokillens delar är förbundna med (skarvade mot) bottenplattan.

Tack vare att kokillens delar är ledbart förbundna med underkokillsplattorna, kan kokillen hopbyggas noggrant, vilket bidrar till att gjutstycket får noggrannare dimensioner och geometrisk form samt till att minska bearbetningsmån för meka- nisk bearbetning av gjutstycken.

Det är lämpligt, att kokillmaskinen enligt föreliggande uppfinning är försedd med två par av underkokillsplattor, vilka är avsedda att växelvis sammanföra kokillens delar på botten- plattan i inmatningszonen för smält metall och vilka är anord- nade på båda sidor om den vertikalt slutna stegtransportören och lutar en vinkel av 450 mot stegtransportörens centrumlinje.

Detta gör det möjligt att öka kokillmaskinens processkapacitet och förbättra de erhållbara gjutstyckenas kvalitet, eftersom kokillens delar - ifall kokillmaskinen endast innefattar ett kontinuerligt afixfiande par av underkokillsplattor - kommer att överhettas, när inmatningstempot för smält metall ökas (dvs. när smält metall inmatas snabbare i kokillen), varför värmeväx- lingsförhållandena mellan gjutstycket och kokillen störes och gjutstycket med högre temperatur införes i kylkammaren, vilket i sin tur rubbar värmeväxlingsförhållandena mellan gjutstycket och kylkammarens ytor. Detta försämrar gjutstyckets kvalitet genom att dess metallstruktur försämras. Genom att kokillmaski- nen enligt föreliggande uppfinning innefattar två par av under- kokillsplattor med kokillens delar växelvis deltagande i inmat- ningsförloppet för smält metall säkerställes de optimala värme- växlingsförhållandena mellan gjutstycket och kokillen. Gjut- stycket med förutbestämd temperatur inmatas alltså i kylkamma- 452 959 ren, varför det - efter avslutad värmeväxling mot kylkammarens ytor - får den förutbestämda strukturen och hårdheten. Samti- digt erhåller kokillens delar högre beständighet, eftersom de icke överhettas tack vare att kokillens delar växelvis deltar i inmatningsförloppet för smält metall i kokillen.

Tack vare att paren av underkokillsplattor lutar i en vinkel av 450 mot transportörens centrumaxel kan gjutstycket transporteras medelst transportören mellan kokillens i neutralt läge befintliga sidodelar.

Det är lämpligt, att mekanismen för förflyttning av underkokillsplattorna innefattar dels ledande parallellogram- länksmekanismer, vilka, var och en, är förbundna med under- kokillsplattan och ett stativ, dels en vertikalt orörligt an- ordnad s.k.tvåslagstryckcylinder (tryckcylinder avsedd att ut- föra två slag) och dels två par av hävstänger, vilka är i vart- dera paret symmetriskt fästa vid tryckcylinderns kolvstång ut- efter isärföringscentrumaxlarna för kokillens delar och vilka är ledbart förbundna med var sin av de ledade parallellogram- länksmekanismerna medelst dragstänger med reglerbar längd, var- vid varje par av hävstänger är inriktat i ett vertikalt plan i motsatt riktning.

Den enligt föreliggande uppfinning föreslagna mekanis- men för förflyttning av underkokíllsplattorna är enkel att fram- ställa och arbeta med. Genom att denna förflyttningsmekanism drives av en enda tryckcylinder förflyttas de båda paren av un- derkokillsplattor synkront med varandra, varjämte de inställes noggrant i neutralläget, vari gjutstycket transporteras medelst transportören från inmatningsstationen för smält metall till kylkammaren.

Förfarandet och kokillmaskinen enligt föreliggande upp- finning gör det alltså möjligt att framställa gjutstycken, vil- kas utsida uppvisar regelbundna geometriska former och dimen- sioner, vilket minskar bearbetningsmån för mekanisk bearbet- ning. De så framställda gjutstyckenas hållfasthet och densitet är 15-20% respektive 0,2-0,3% högre än hållfastheten respektive densiteten hos gjutstycken framställda genom gjutning av smält 452 959 metall i sandgjutformar.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 schematiskt visar en uppifrån sedd vy av kokillmaskinen enligt föreliggande uppfin- ning med ett par av underkokillsplattor, fig 2 schematiskt vi- sar en uppifrån sedd vy av den i fig 1 visade kokillmaskinen med två par av underkokillsplattor med det ena paret sammanfört på bottenplattan, fig 3 visar ett snitt längs linjen III-III genom den i fig 1 visade kokillmaskinen, fig 4 visar ett snitt längs linjen IV-IV genom den i fig 1 visade kokillmaskinen, fig 5 visar ett snitt längs linjen V~V genom den i fig 2 visade kokillmaskinen, fig 6 visar två par av underkokillsplattor i neutralt läge, fig 7 visar en uppifrån sedd vy av de båda, i fig 6 visade paren av underkokillsplattor i neutralt läge, fig 8 visar en tidpunkt, när det ena paret av underkokillsplattor är sammanfört vid bottenplattan och det andra paret av underko- killsplattor är isärfört, och fig 9 visar ett snitt längs lin- jen IX-IX i fig 8.

Det enligt föreliggande uppfinning föreslagna förfaran- det för framställning av gjutstycken av gjutjärn genomföras på följande sätt.

Smält metall inmatas i en kokill och hålles (får stå) i denna tills en kantzon (ett skal) formats, vilken kantzon kan bibehålla' gjutstyckets form, varefter kokillens delar isär- föres. Härvid bildas cementit i kantzonen, samtidigt som denna formas.

Gjutstycket införes därefter i en kylkammare så, att en spalt kvarlämnas mellan gjutstycket och kylkammarens väggar, vilket medverkar till att det värme, som skall strålas av gjut- stycket, "avskärmas" (spalten förhindrar att värmet från gjut- stycket intensivt inverkar på kylkammarens väggar).

Gjutstyckets yttemperatur utgör vid den tidpunkt när kokillens delar isärföres 960-980°C. Temperaturen hos kylkamma- rens värmeavskärmningsytor upprätthålles så att den är 500- 600°C lägre än gjutstyokets yttemperatur, vilket gör det möj- ligt att åstadkomma sådana värmeväxlingsförhållanden, som med- ...-............,... 452 959 verkar till att gjutstycket erhåller perlítisk struktur och icke blekes (uppvisar oblekt utsida). ' Ifall skillnaden mellan gjutstyckets yttemperatur och värmeavskärmningsytornas temperatur är lägre än 500°C, uppvärms gjutstyckets kantzon till en temperatur av upp till 1130°C un- der inverkan av gjutstyckets s.k. inre värme, vilket i hög grad fördröjer härdningen (stelnandet) av gjutstyckets innerskikt.

Detta medverkar till att gjutstycket erhåller förhöjd ferrit- halt och grovkornig struktur med grövre grafitinneslutningar.

Vid en dylik uppvärmning av gjutstyckets kantzon föreligger dessutom risken att kantzonen deformeras under inverkan av det statiska trycket hos den smälta metallpelaren i gjutstyckets ostelnade inre del.

Om temperaturskillnaden är högre än GOOOC, fördröjes sönderdelningen av cementiten i gjutstycket, varvid förrådet av gjutstyckets invändiga värme icke blir tillräckligt för att ce- mentiten skall kunna sönderdelas fullständigt. Gjutstyckets kantzon uppvärms endast till en temperatur av 1010°C. I dylika gjutstycken kvarhålles 6-7% cementit.

Sedan gjutstycket hållits i kylkammaren tills det stel- nat fullständigt och sedan det glödgats, avlägsnas det från kylkammaren.

Kokillmaskinen för genomförande av förfarandet enligt föreliggande uppfinning innefattar dels ett stativ 1 (fig 1 och 2), dels en enhet 2 för inmatning av smält metall, som inne- fattar underkokillsplattor 3 med anordning för förflyttning av dessa och med en kokills 4 delar, dels bottenplattor 5 (fig 3) för uppbärande av gjutkärnor 6, dels en för frammatning av bot- tenplattor avsedd anordning, som har formen av en vertikalt sluten stegtransportör 7 av i och för sig känd konstruktion, och dels en kylkammare 8 (fig 1 och 2), som är anordnad ovanför transportören 7 orörligt i förhållande till underkokillsplat- torna 3.

Inmatningsenheten 2 för smält metall kan innefatta ett par av underkokillsplattor 3, vilka är anordnade på båda sidor om transportören 7, såsom visas i fig 1, eller två par 9 och 10 452 959 (fig 2) av underkokillsplattor 3, vilka är avsedda att växelvis sammanföra kokillens 4 delar på bottenplattan 5 i inmatnings- zonen för smält metall och vilka är anordnade på båda sidor om transportören 7 och lutar en vinkel av 450 mot transportörens 7 centrumaxel.

Kylkammaren 8 (fig 1 och 2) är genomgående och har for- men av en U-formad tunnel, som är orörligt fäst vid stativet 1 efter inmatningsenheten 2 ovanför transportörens 7 övre hori- sontella löpdel. Kylkammarens 8 ändytor är försedda med flygel- dörrar 11, vilka är anordnade att endast öppna i transportörens 7 rörelseriktníng och att återgå till utgångsläget medelst fjädrar 12. Flygeldörrarna 11 är avsedda att minska konvektiva strömmar i kylkammaren 8. Kylkammaren 8 är infodrad medelst eldfast tegel, som bildar ytor 13, vilka är avsedda att "av- skärma" det värme, som skall strålas av gjutstycket. Kylkamma- ren 8 är försedd med kända organ 14 och 15 för uppvärmning res- pektive automatisk konstanthållning av temperaturen inom förut- bestämda gränser, nämligen att organet 15 är avsett att kon- stanthålla ytornas 13 temperatur vid ett värde, som är 500- 600°C lägre än gjutstyckets yttemperatur, vilket medverkar till att åstadkomma de optimala värmeväxlingsförhållandena.

Den vertikalt slutna stegtransportören 7 innefattar vagnar 16 (fig 3 och 4), pà vilka är stelt fästa s.k. inner- mantlar eller hållare 17, i vilka bottenplattorna 5 är radiellt förflyttbart anordnade. Bottenplattornas 5 radiella rörelse i innermantlarna 17 möjliggöres genom att diametern hos inner- mantelns 17 (fig 3) hàlrum 18, vari bottenplattan 5 är anord- nad, är större än bottenplattans 5 diameter. Innermanteln 17 är försedd med ett invändigt ringformat utsprång 19, som är avsett att förhindra att bottenplattan 5 lossnar från hàlrummet 18, när innermantlarna 17 övergår till att röra sig på transportö- rens 7 undre löpdel.

Ovanför transportörens 7 undre löpdel är på en med sta- tivet 1 ledbart förbunden platta 20 (fig 4) anordnad tryck- cylinder 21, som är avsedd för förflyttning av stegtransportö- ren 7. Vid tryckcylinderns 21 kolvstàng 22 är fäst ett spärr- 452 959 10 organ (en spärrtapp) 23, som är avsedd att bringas i ingrepp med transportörens 7 vagnar 16. När kolvstången 22 drages in, förflyttas transportören 7 ett stegavstånd, varefter kolvstång- en 22 skjutes ut och spärrtappen 23 bringas i ingrepp med den nästföljande vagnen 16. För att tryckcylindern 21 skall kunna repareras lättare är den utformad så, att tryckcylindern 21 tillsammans med plattan 20 kan vridas kring den ledade förbind- ningslänkens vertikala centrumaxel.

Underkokillsplattorna 3 i det ena paret (fig 1) eller i de båda paren 9 och 10 (fig 2) är ledbart förbundna med ko- killens 4 delar, vilket möjliggörs genom att varje under- kokillsplatta 3 är försedd med en vertikal axel (axeltapp) 24 (fig 3, 5-9), under det att kokillens 4 del är försedd med axiella övre och undre hål, i vilka axeln.%4är anordnad. Kokil- lens 4 del kan alltså vridas i horisontalplanet kring axeln 24 i förhållande till underkokillsplattan 3.

Om kokillmaskinen innefattar ett enda par av under- kokillsplattor, såsonl framgår av fig 1, kan anordningen för förflyttning av underkokillsplattorna 3 utgöras av en valfri känd anordning av detta slag, exempelvis av en anordning av länk- eller ledorganstyp, som säkerställer att kokillens 4 de- lar sammanföres och isärföres synkront med varandra på botten- plattan 5 i inmatningszonen för smält metall.

Om kokillmaskinen innefattar tvâ par 9 och 10 av under- kokillsplattor 3, vilka är anordnade såsom framgår av fig 2, innefattar anordningen för förflyttning av underkokillsplattor- na 3 en ledad parallellogramlänksmekanism och en hävstångsmeka- nism. Den ledade parallellogramlänksmekanismen är uppbyggd av två parallella dragstänger 25 (fig 5 och 6), vilkas ena ändar är ledbart fästa vid stativet 1 och vilkas andra ändar är led- bart förbundna med underkokillsplattorna 3.

Hävstångsmekanismen innefattar en vertikal, på stativet 1 stelt fäst s.k. tvåslagscylinder 26, vars kolvstång 27 upp- bär en vid denna fäst hylsa 28 med två par 29, 30 av på hylsan 28 symmetriskt fästa hävstänger, vilka är anordnade utefter isärföringscentrumaxlarna för kokillens 4 delar i vartdera pa- 452 959 11 ret av underkokillsplattor. Centrumlinjerna för vartdera paret 29 och 30 av hävstänger är vinkelräta mot varandra. Vartdera paret av hävstänger är inriktat i vertikalplanet i motsatt riktning, vilket med andra ord innebär att det ena paret av hävstänger är riktat uppåt från hylsan 28, under det att det andra paret av hävstänger är riktat nedåt. Hävstängernas ändar är ledbart förbundna med dragstänger 31 med reglerbar längd, vilka, i sin tur, med sina andra ändar är ledbart förbundna med en av dragstängerna 25 hos de ledade parallellogramlänksmeka- nismerna för varje underkokillsplatta 3. Den motsatta (motrik- tade) inriktningen av hävstångsparen i. vertikalplanet säker- ställer att de med var sitt hävstångspar förbundna paren av underkokillsplattor rör sig i motsatta riktningar, när tryck- cylinderns kolvstång rör sig i vardera riktningen. Om det ena paret av underkokillsplattor isärföres, sammanföres det andra paret av underkokillsplattor säkert. Ifall det ena paret av underkokillsplattor befinner sig i sitt sammanförda gränsläge, intar det andra paret det isärförda gränsläget, och omvänt. När kolvstången 27 intar ett läge, vari den är utskjuten ett avstånd lika med halva slaglängden, befinner sig samtliga underkokillsplattor 3 i neutralt läge, nämligen att de befinner sig på lika stora avstånd från bottenplattans centrumlinje, varvid det ena paret från sitt sammanförda gränsläge bringats närmare neutralläget och det andra paret av underkokillsplattor bringats närmare neutralläget från sitt isärförda gränsläge.

Vid ett dylikt läge hos paren av underkokillsplattor överföres gjutstycket medelst transportören 7 från inmatningsstationen för smält metall till kylkammaren 8.

Kokillmaskinen fungerar på följande sätt.

Innan smält metall inmatats i kokillen 4, är kokillens 4 (fig 2) på det första paret 9 av underkokillsplattor 3 fästa delar sammanförda pá bottenplattan 5, som är anordnad i den på transportörens 7 vagn 16 fästa innermanteln 17. Det andra paret 10 av underkokillsplattor 3 med kokillens 4 på respektive plat- tor 3 fästa delar befinner sig i sitt isärförda gränsläge. Den vertikala tvåslagstryckcylinderns 26 kolvstång 27 (fig 5) intar det undre gränsläget. 452 959 12 Smält metall inmatas i kokillens 4 hålrum på i och för sig känt sätt genom den ihåliga kärnan 6. Därefter hålles den smälta, i kokillen 4 ihällda metallen i kokillen 4 tills gjut- styckets yttre, mot kokillen 4 vända kantzon (skal) formats, vilken kantzon kan bibehålla gjutstyckets form. Tryckcylinderns 26 kolvstång 27 (fig 6) utför därefter en första rörelse i riktning uppåt ett avstånd lika med kolvstångens 27 halva möj- liga slaglängd. Samtidigt bortföres paret 9 av underkokills- plattor med kokillens 4 på dessa plattor ledbart fästa delar - genom förflyttning av hävstängerna 29, 30 och dragstängerna 31, 25 från gjutstycket till neutralläget, medan paret 10 av under- kokillsplattor från sitt isärförda ändläge sammanföra till neutralläget (fig 7).

Samtidigt drages kolvstången 22 (fig 4) in i den hori- sontella tryckcylindern 21 och förflyttar transportörens 7 vag- nar 16 ett avstånd lika med steglängden medelst spärrtappen (spärrorganet) 23, som bringas att samverka med vagnen 16 på transportörens 7 undre löpdel. Kolvstången 22 skjutes därefter ut, samtidigt som spärrtappen 23 bringas i ingrepp med den ef- terföljande vagnen 16. Vagnen 16 med gjutstycket införes i kyl- kammaren 8, samtidigt som den isärför flyglarna hos kylkamma- rens 8 flygeldörr 11, vilka därefter återgår till utgångsläget under inverkan av fjädrarna 12. Den nästföljande vagnen 16 med den på dess bottenplatta 5 placerade kärnan 6 matas sedan fram till inmatningsstationen för smält metall.

Därefter rör sig den vertikala tryckcylinderns 26 kolv- stång 27 (fig 8) i riktning uppåt till sitt övre ändläge, sam- tidigt som paret 9 av underkokillsplattor isärföres från neutralläget till ändläget, medan paret 10 av underkokillsplat- tor sammanföres (fig 8 och 9). Det andra paret 10 av underko- killsplattor sättes alltså i funktion, samtidigt som det första paret 9 av underkokillsplattor kyles, vilket förhindrar att ko- killens 4 delar överhettas, varigenom kokillmaskinens produk- tionskapacitet ökar.

Smält metall inmatas därefter i kokillen 4 och hålles i denna tills gjutstyckets kantzon formats, vilken kantzon kan 452 959 13 bibehålla gjutstyckets form. Därefter rör sig kolvstàngen 27 i tryokcylindern 26 i riktning nedåt ett avstånd lika med kolv- stångens 27 halva slaglängd, samtidigt som paret 10 av under- kokillsplattor isärföres till neutralläget och paret 9 av un- derkokillsplattor sammanföres till neutralläget (såsom framgår av fig 7).

Kolvstången 22 drages in i den horisontella tryckcylin- dern 21 och förflyttar transportören 7 en enda steglängd. Den nästföljande vagnen 16 med gjutstycket införes i kylkammaren 8, där gjutstycket kyles under de kylförhållanden, som avses en- ligt förfarandet enligt föreliggande uppfinning. Sedan gjut- stycket lämnat kylkammaren 8, faller gjutstycket vid det stäl- le, där transportörens 7 övre löpdel passar i dess undre löp- del, ned till en upptagningsränna och avlägsnas. är kokillens 4 delar sammanföres, kan bottenplattorna 5 inställas av sig själva i vagnens 16 ínnermantel 17 under in- verkan av kokillens delar, vilket säkerställer noggrann hop- sättning (hopmontering) av kokillen 4.

Om kokillmaskinen enligt föreliggande uppfinning inne- fattar ett enda par av underkokillsplattor, såsom framgår av fig 1, fungerar den på samma sätt som den ovan beskrivna ko- killmaskinen med två par av underkokillsplattor, om man endast betraktar verkningssättet hos ettdera paret av underkokills- plattor.

Uppfinningen belyses nu närmare nedan medelst följande exempel på genomförande av förfarandet för framställning av gjutstycken av gjutjärn.

Man framställde ett ämne till en cylinderhylsa för en traktormotor genom gjutning av smält metall i en ofärgad, vat- tenkyld kokill av gjutjärn med en begynnelsetemperatur av 50- 6o°c.

Den smälta metallens temperatur konstanthölls inom gränserna av från 1300 till 1310°C, varvid den smälta metallen hölls i kokillen tills en kantzon med en tjocklek av 2,5 mm formats. Gjutstycket inplacerades därefter tillsammans med bot- tenplattan i kylkammaren av den typ, som kokillmaskinen enligt 452 959 14 föreliggande uppfinning innefattar.

Temperaturen hos gjutstyckets ytskikt var - vid den tidpunkt, när kokillens delar isärfördes - 970°C. Temperaturen hos den smälta metallfasen i gjutstycket var 1190°C.

Samtliga processparametrar hölls konstanta. Man ändrade endast temperaturen hos kylkammarens väggar.

Exempel 1 Skillnaden mellan gjutstyckets yttemperatur och kyl- kammarens väggtemperatur var 450°C (dvs. kylkammarens yttempe- ratur var lika med 97o°c - 4so°c = s2o°c). via kylkammarens ut- lopp utgjorde gjutstyckets yttemperatur 1130°C.

Gjutstyckets ytterskikt innehåller 10% ferrit, vilket med andra ord innebär att det så framställda gjutstycket kasse- ras i överensstämmelse med de krav, som ställes på gjutstycken av detta slag. Högre temperaturer hos kylkammarens värmeav- skärmningsytor leder till att gjutstyckena deformeras.

Exempel 2 Temperaturskillnaden var 500°C, dvs. kylkammarens vägg- temperatur utgjorde 470°C. När gjutstycket lämnade kylkammaren, uppvisade gjutstyckets yta en temperatur av 1070°C. I gjut- styckets ytterskikt upptäcktes härigenom icke s.k. struktur- mässigt fri cementit (gjutstyckets ytterskikt var icke blekt).

Det så framställda ämnet uppvisade en hårdhet av 210-215 HB.

Exempel 3 Temperaturskillnaden utgjorde 600°C, nämligen att kyl- kammarens väggtemperatur var 370°C. Vid kylkammarens utlopp uppvisade gjutstycket en yttemperatur av 1050°C. Cementit upp- täcktes icke i gjutstyckets ytterskikt. Ämnets hårdhet var 227- 229 HB. 452 959 15 Exempel 4 Temperaturskillnaden utgjorde 650°C, dvs. kylkammarens väggtemperatur var 320°C. Gjutstyckets yttemperatur vid kyl- -kammarens utlopp var 101006. Gjutstyckets ytterskikt innehöll 6-7% strukturmässigt fri cementit. Gjutstyckets in- och utsida uppvisade en hårdhet av 220-223 HB respektive 255-260 HB, vil- ket gjorde mekanisk bearbetning av ämnet svår.

Under de för exempel 1 typiska temperaturmässiga pro- cessförhållandena deformeras alltså gjutstyckets kantzon i ofta förekommande fall, vilket leder till riskfyllda drifttillstànd hos kokillmaskinen (den smälta metallen hamnar på kokillmaski- nens konstruktionsdelar). De temperaturmässiga, enligt exempel 4 valda processförhållandena leder till att ämnet blir svårt att bearbeta mekaniskt, eftersom det har förhöjd hårdhet.

Hårdheten hos ytskikten hos gjutstycken framställda me- delst kokillmaskinen enligt föreliggande uppfinning ligger sä- kert inom gränserna av mellan 21O och 240 HB, vilket med andra ord innebär att dylika gjutstycken uppfyller de krav, som ställts på ämnen till cylinderhylsor för förbränningsmotorer, samtidigt som de bearbetas mekaniskt tämligen väl.

Gjutstyckena saknar några inre spänningar, eftersom de stelnar samtidigt som de krymper fritt. Icke heller innehåller gjutstyckena strukturmässigt fri cementit. Cylinderhylsornas (gjutstyckets) utsida utsättes praktiskt taget icke för kavita- tion, eftersom gjutstyckets ytterskikt uppvisar glödgníngs- struktur (mjukglödgad struktur med punktformiga grafitinneslut- ningar).

De medelst förfarandet enligt föreliggande uppfinning framställda gjutstyckenas brottsyta är ljusgråfärgad i gjut- styckskroppens huvuddel och är mörkfärgad i ytkanten hos gjut- styckets mjukglödgade ytskikt.

Claims (5)

1152 959 '16 P a t e n t k r a v

1. Förfarande för framställning av gjutstycken av gjut- järn, vid vilket förfarande smält metall inmatas i en kokill, den smälta, i kokillen inmatade metallen hålles i kokillen, tills gjutstyckets ytkantzon formats, och gjutstycket avlägsnas från kokillen och kyles i en kammare (8) med ytor (13), som är avsedda att "avskärma" det värme, som skall strålas av gjutstycket, k ä n n e t e c k n a t a v att temperaturen hos kylkammarens (8) värmeavskärmningsytor (13), hålles hela tiden vid ett värde, som är 500-600°C lägre än gjutstyckets yttemperatur.

2. Kokillmaskin för genomförande av förfarandet enligt patentkravet 1, vilken innefattar ett stativ (1), sk underkokills- plattor med kokilldelar (4) och anordningar för förflyttning av plattorna (3), bottenplattor (5) för uppbärande av gjutkärnor (6), en anordning för frammatning av bottenplattorna (5), en för kyl- ning av gjutstycken avsedd kylkammare (8) med ytor (13), som är avsedda att "avskärma" det värme, som skall strålas av gjutstycket och organ (14 och 15) för uppvärmning och respektive automatisk konstanthållning av temperaturen till ett värde, som är 500-600°C lägre än gjutstyckets yttemperatur, k ä n n e t e c k n a d a v att den innefattar två par (9, 10) underkokillplattor avsedda att växelvis sammanföra kokilldelar (4) på bottenplattan (5) i inmatningszonen för smält metall, varvid paren av underkokillplattor är anordnade på ömse sidor om anordningen (7) för frammatning av bottenplattorna i 450 vinkel mot dennas längdaxel, och att kyl- kammaren (8) är fast placerad ovanför frammatningsanordningen.

3. Maskin enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d a v att underkokillplattorna (3) är ledbart förbundna med kokill- delarna (4).

4. Maskin enligt patentkravet 2 eller 3, k ä n n e - t e c k n a d a v att anordningen för frammatning av botten- plattorna (5) utgöres av en stegvis arbetande transportör (7), vilken uppbär stelt fästade innermantlar (17), i vilka botten- plattorna (5) är monterade radiellt rörliga.

5. Maskin enligt något av patentkraven 2-4, k ä n n e - t e c k n a d a v att anordningen för förflyttning av under- kokillplattorna innefattar dels ledade parallellogramlänksmeka- nismer, vilka, var och en, är förbundna med underkokillplattan (3) och stativet (1), dels en vertikalt och orörligt anordnad sk två- 452 959 '17 slagstryckcylinder (26) och dels tvâ par (29 och 30) av hävstänger, vilka är symmetriskt fästa vid tryckcylinderns (26) kolvstång (27) utefter isärföringscentrumaxlarna för kokilldelarna (4) i varje par och är ledbart förbundna med de ledade parallellogramlänks- mekanismerna medelst dragstänger (31) med reglerbar längd, varvid varje par (29 och 30) av hävstänger är inriktat i vertikalplanet i motsatt riktning.