SE452960B - Forfarande for framstellning av helgjutna gjutstycken av gjutjern och kokillmaskin for genomforande av forfarandet - Google Patents

Description

452 960 gjutstycket och kokillens delar, som bildas samtidigt som kokillens delar_isärföres, avsedd att tjänstgöra som ett värmemotstånd (termiskt motstånd), som reglerar gjutstyckets kylhastighet och-alltså medverkar till att gjutstycken utan blekta områden erhålles. Att spalten åstadkommas mellan gjut- stycket och kokillens delar inverkar positivt på kokillens beständighet eller, med andra ord, motståndskraft mot nötning, eftersom tiden för kokillens direkta kontakt med det heta gjutstycket minskas i detta fall. I ' Detta kända förfarande och denna kända kokillmaskin gör det emellertid endast möjligt att framställa ihåliga gjut- stycken under användning av gjutkärnor, varvid gjutstycket efter det att kokíllens delar isärförts förblir, i detta fall, hängande vid gjutkärnan, vars utskjutande del uppbäres av ett orörligt stödorgan och med sin yta icke bringas i kontakt med kokillens delar, varför kantzonen glödgas(mjukglödgas) av sig själv under inverkan av värmet hos gjutstyckets ostelnade (smälta)innerdel. Helgjutna gjutstycken av gjutjärn exempel- vis bromsskor är emellertid svåra att framställa medelst detta förfarande, eftersom man vid framstallning av dylika '~ gjutstycken icke använder gjutkärnor, varvid gjutstycket vid kylningen, när kokillens delar är isärförda, måste uppbäras av någon del av kokillen, vilket resulterar i okikformiga kylbetin- gelser för gjutstycket och följaktligen i att gjutstycket blekes vid den del av dess yta, därgjufietyexet är 1 kontext med kokillen. De blekta områdena uppvisar, som bekant, andra hård- hetsegenskaper, varför av dylika gjutstycken framställda ar- 452 960 betsstycken och detaljer blir svårare att bearbeta och an- vända. f Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande och en kokillmaskin för fram- ställning av nelgjutna gjutstycken av gjutjärn, vid vilket förfarande och i vilken kokillmaskin gjutstycket kyles på ett sådant sätt, att man kan framställa oblekta gjutstycken med likformig och förutbestämd struktur hos gjutjärnet.

(Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning me- delst ett förfarande för framställning av helgjutna gjutstyc- ken av gjutjärn, vid vilket förfarande dels smält metall in- matas i en kokill, dels den smälta, i kokillen införda me- tallen hålles i kokillen tills en ytkantzon bildas, vilken ytkantzon kan bibehålla gjutstyckets form, dels kokillens formande (formförinställande) sidodelar bortföres från gjut- stycket och dels gjutstycket kyles, varvid förfarandet en- ligt föreliggande uppfinning utmärker sig av att ytan av kantzonen (skalet) hos gjutstyckets undre del- samtidigt som gjutstycket kyles - uppvärmes genom minskning av värmeav- givningen från gjutstyckets yta under ett tidsintervall, un- der vilket 70-80 % cementit sönderdelas i kantzonen,_varefter ytan av kantzonen hos denna del av gjutstycket kyles genom ökning av värmeavgivningen från gjutstyckets yta under bort- ledningstiden (bortförseltiden) för den smälta metallfasens överhettningsvärme, varefter värmeavgivningen från kantzonens yta minskas på nytt under bortledningstiden för gjutstyckets stelningsvårme. 452 960 _ 4 _ Det är lämpligt, att värmeavgivningen från ytan av kant- zonen hos gjutstyckets undre del under sönderdelningstiden för 70-80 5 cementit i kantzonen och under bortledningstiden för gjutstyckets stelningsvärme är l,l-1,2 gånger intensivare än värmeavgivningen_frán gjutstyckets sidoytor Det är vidare lämpligt, att värmeavgivningen från ytan av kantzonen(skalet) hos gjutstyckets undre del under tidsintervallet för bort- försel av överhettningsvärmet hos gjutstyckets smälta metall- fas är 2,5-3 gånger intensivare än värmeavgivningen från gjutstyckets sídoytor. Den ursprungliga l,l-1,2-faldiga (lÖ-20-procentiga)ökningen av värmeavgivningen från gjuts- tyckets underyta gör det möjligt att- såsom man kunnat kons- tatera- uppvärma den undre kantzonen genom värmet hos gjut- styckets smälta metallkärndel. Ökningen av den undre kant- zonens(det undre skalets) temperatur medverkar till att ce- mentiten sönderdelas snabbt i den undre kantzonen. Kantzonens uppvärmning bör emellertid fortsättas under Sönderdelnings- tiden för 70-80 % cementit i kantzonen, eftersom kantzonens temperatur vid denna tidpunkt uppnår ett gränsvärde, över vilket kantzonens hållfasthet sjunker avsevärt och kantzonen kan deformeras under inverkan av det statiska trycket hos gjutstyckets smälta metallkärndel.

Den 2,ä-Ä dubbla_intensifieringen av värmeavgivningen från gjutstyckets underyta medverkar till att det kvarblivande överhettningsvärmet i gjutstyckets smälta metallkärndel bort- föres fullständigt via den undre kantzonen, vilket förhind- rar att denna deformeras, varvid cementiten i den undre kanta- zonen fortsätter att sönderdelas fastän något långsammare 452 960 _ 5 _ på gnund av att kantzonens temperatur sjunker. Den efter- följande l,l-l,¿-faldiga minskningen av värmeavgivningen från kantzonens underyta möjliggör att kantzonen uppvärmes något genom gjutstyckets kristallisationsvärme(stelningsvärme), vilket i sin tur medverkar till slutsönderdelningen av ce- mentiten i kantzonen. áokillmaskinen för genomförande av det enligt förelig- gande uppfinning föreslagna förfarandet innefattar dels ett stativ, dels formande(formförinställande), till en kokill hörande sidodelar, vilka är fästa på underkokillsplattor, dels mekanismer för förflyttning av underkokillsplattorna tillsammans med kokillens delar in i en inmatningszon för smält metall i kokillen och dels bottenplattor, varvid kokill- maskinen enligt uppfinningen utmärker sig av att den är försedd med minst en anordning för horttagande av gjutsty- cket från bottenplattan, vilken anordning är avsedd att ändra värmeavgivningen från ytan av kautzonen hos gjutstyckets undre del och innefattar ett vertikalt förflyttbàrt och ett horisontellt förflyttbart stödorgan, vilka år anordnade på ett sådant satt; att de växelvis kan bringas i kontakt med gjutstyckets undre del, och utgöres av längsgående balkar med horisontella, pa' balkarna fästa konsoler, samt ett orör- ligt horisontellt stödorgan med stödelement; varvid stöd- kantytorna hos det vertikalt förflyttbara stödorganets kon- soler och hos det orörliga horisontella stödorganets stöd- element är smalare(snävare) än stödkantytorna nos det ho- risontellt förflyttbara stödorganets konsoler. 452 geo Enligt en möjlig utföringsform av xoxillmaskinen enligt föreliggande uppfinning är det vertikalt förflyttbara stödor- ganet anordnat under bottenplattan, under det att det hor- isontellt förflyttbara stödorganet är anordnat i jämnhöjd med det orörliga horisontella stödorganet och är försett med en drivanordning för vridning av det horisontellt förflytt- bara stödorganet, vilken drivanordning är avsedd att förflyt- ta det sistnämnda stödorganet i riktning från det vertikalt förflyttbara stödorganet till det orörliga horisontella stöd- organet.

.Enligt ännu en utföríngsform av kokillmaskinen enligt föreliggande uppfinning Kan Kokillmaskinen vara försedd med två anordningar för borttagning av gjutstycket från botten- plattan, vilka är avsedda att ändra värmeavgivningen(inten- siteten av värmeavgivningen; från ytan av xantzonen hos gjut- styckets undre del och är identisxa med aiordningen för bort- tagning av gjutstycxet från bottenplattan i den förstnämnda utföringsformen av kokillmaskinen enligt uppfinningen. Dessa båda anordningar är anordnade symmetrisat i förhållande till aokillens centrumlinje, under det att mellan de båda anord- ningarna är anordnad en framåt- och bakåtgående platta, som uppbär tva' bottenplattor, vilka, var och en, är avsedda att samtidigt som plattan rör sig växelvis inställas i in- matningszonen för smält metall och ovanför det vertisalt förflyttbarasåödorganet i var sin anordning för borttagning av gjutstycket, varvid de båda anordningarnas horisontellt förflyttbara stödorgan uppbärs av en av underxokillsplattor- nä. 452 960 _ 7 _ Genom att kokillmaskinen enligt föreliggande uppfinning är försedd med en eller två anordningar för borttagande av helgjutna gjutstycken från bottenplattan kan gjutstycket fasthållas under kylningsförloppet, samtidigt som man andrar värmeavgivningen från det avsnitt av kantzonens yta, som är i kontakt med denna anordning, vilket medverkar till att skapa lika kylbetingelser för gjutstycket över alla avsnit- ten av gjutstycket, varigenom man kan framställa oblekta gjutstycken med förutbestämd struktur bos gjutjärnet i gju- tstycket. Det vertikalt förflyttbara stödorganet och det ho- risontellt förflyttbara stödorganet, vilka är avsedda att växelvis bringas i kontakt med gjutstycket, fungerar som or- gan för kvarhållning, kylning och avlägsnande av gjutstycket från inmatningszonen, varvid de smala stödkantytorna hos det vertikalt förflyttbara stödorganets konsoler möjliggör den l,l-1,2 gångers intensivare värmeavgivningen från kantzonen (från det avsnitt, med vars hjälp gjutstycket uppbäres av konsolens kantytor jämfört med värmeavgivningen från gjut- styckets sidoytor, vilket medverkar till att kantzonens (skalefis) temperatur ökas till ett: värde, som är tillräck- ligt för att den i kantzonen förekommande cementiten skall kunna sönderdelas, samtidigt som kantzonens förutbestämda form bibenålles; vilket med andra ord innebär att kantzonen icke deformeras under inverkan av det statiska trycket hos den smälta metallen i gjutstyckets kärndel.

Genom att det horisontellt förflyttbara etödorganets kon- soler är försedda med breda stödkantytor blir värmeavgivnin- gen från kantzonens yta 2,5-3 gånger intensivare än varme- 452 960 avgivningen från gjntstyckets sidoytor, vilket bidrar till att temperaturen i denna del av gjutstycket minskas under tiden för fullständig bortledning av överhettningsvärmet hos gjutstyckets smälta metallfas,-varförngjutstycketsukantzon deformeras icke. Tack vare att det orörliga stödorganets stödelement är utformade med smala stödkantytor blir värmeavgivningen från kantzonens yta l,l-1,2 gånger in- tensivare än värmeavgivningen från gjutstyckets sidoytor, vil- ket medverkar till att gjutstyckets kantzon uppvärmes genom stelningsvärmet(kristallisationsvärmet), vilken uppvärmning åtföljes av den efterföljande sönderdelningen av cementiten i kantzonen, som redan fått en tämligen stor tjocklek, vid vilken kantzonen deformeras icke.

Den de båda bottenplattorna uppbärande plattan är, en- ligt föreliggande uppfinning, ledbar medelst två parallella pelare anordnadßpà stativet och är försedd med en drivanord- ning, som är avsedd att bringa plattan att ut-föra en framåt- _och bakåtgående rörelse och innefattar en tryckcylinder och en på stativet fast fäst styrning, varvid tryckcylinders hus är fäst på plattan och dess kolvstång är försedd med styr- ningen omgivande rullar. Härigenom kan bottenplattorna enkelt .och funktionssäkert införas i inmatningsàonen för smält metall. A. f _ Det är lämpligt, att en vattenkyld platta är ställbart förflyttbart anordnad ovanför det orörliga horisontella stöd- organet, på stativet, vilken platta gör det möjligt att forma kæmzonen vid gjutstyckets övre ändyta, varför kantzonen bil- 452 960 das utefter hela perimetern för gjutstyoket, vilket för- hindrar att Kantzonens undre del deformeras även om den över- hettas i viss grad.

Det är vidare lämpligt, att en vatfiennyia skärm är ställ- bart reglerbart anordnad på det vertinalt förflyttbara stöd- organets längsgående balk, vilken sxärm medverkar till att gjutjärnet i gjutstycket erhåller förutbestämd struktur, sam- tidigt som gjutstycxet kyls.

För att öra xokillmaskinens verkningsgrad eller process- rapacitet samt att förbättra gjutstyckets kvalitet är det dessutom lämpligt, att koxillmaskinen är försedd med en gjut- anordning(anordning för igjutning av Smält metall i aokillen), som är uppbyggd av en styrande gjutron, som är stelt fäst på en av kokillens sidodelar, och en doseringsanordning, som är vridbart fäst på samma sidodel av kokillen och är försedd med en oberoende drivanordning i form av en på underkokillsplat- tan vertikalt fäst tryokcylinder.

En dylih konstruxtiv utformning av gjutanordningen för smält metall gör det möjligt att inmata smält metall snabbare i xokillen, vilxet bidrager till att minska tjocklemsskill- naden mellan den kantzon,hos gjutstycket, som small formas vid gjutstyckets underyta, och den xantzon, som formas vid gjutstyckets sidoytor..

Förfarandet och koxillmaskinen enligt föreliggande upp- finning för framställning av he1gjutna'gjutstycken av gjutjäru gör det alltså möjligt att framställa helgjutna oblekta gjut- stycken med förutbestämd struktur hos gjutjärnet och för- hindra att gjutstyckets rantzon överhettas och deformeras, 452 960 _10.. när gjutstycket kyles, varjämte cementiten i gjutstyckets :ant- zon sönderdelas snabbare.

Uppfinningen beskrivas närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. l sehematiskt visar en utföringsform av xoxillmaskinen enligt föreliggande uppfinning med en enda anordning för borttagande av gjutstycxena, fig.2 visar en uppifrån sedd vy av den i fig. l visade kokillmas- xinen, fig. 3 sohematiskt visar en uppifrån.sedd vy av ännu en utföringsform av xoklllmaskinen enligt föreliggande upp- finning med två anordningar för borttagande av gjutstycken (plattan med bottenplatta visad i det högra läget), fig. 4 visar den i fig. 3 visade kokillmaskinen, med underkokillsplattor- na -ísärförda och med plattan med bottenplatta i det vänstra läget, fig. 5 visar ett snitt längs linjen V-V genom den i fig. 3 visade kokillmaskinen, fig. 6 visar ett tvärsnitt genom ett vertikalt förflyttbart stödorgans längsgående balk, fig. 7 visar ett snitt längs linjen VII-VII genom koxillmas- kínen enligt fig. 4, fig. 8 visar ett snitt längs linjen VIII- VIII i fig. 4, fig. 9 visar en vattenzyld, på det vertikalt förflyttbara stödorganet anordnad skärm och fig. 10 visar en uppifrån sedd vy av den i fig. 9 visade skärmen.

'Förfarandet enligt föreliggande uppfinning för framställ- ning av helgjutna gjutstycken av gjutjärn exempelvis brommsxor för järnvägsvagnar i en kokill genomföres på följande sätt.

Smält metall inmatas i kokillen och hålles i denna tills en ytkantzon(ett ytskal; formats, vilken ytkantzon kan bibehålla gjutstyckets form. Kokillens formande ( formförinställande) 452 960 ...ll .. sidodelar föres sedan bort från gjutstycket, varefter gjut- stycket xyles på ett valfritt Känt sätt. Eftersom det hel- gjutna eller massiva gjutstycxet formas utan någon gjutkärna, borttages gjutstycket från bottenplattan- för att man skall kunna skapa lika kylbetingelser vid gjutstyckets alla sidor, bl.a. vid kantzonens underyta, medelst vilken gjutstycket upp- bärs av bottenplattan eller ett utskjutande avsnitt av ko- xillens sidodele medelst en anordning, som är avsedd att ändra värmeavgivningen (värmeavgivningsintensiteten) från denna yta nos gjutstyckets kantzon, nämligen att under kylninëens. be- gynnelsesxede uppvärma ytan av xantzonen hos gjutstyckets undre del genom minskning av värmeavgívningen från gjutstyc- xets yta under sönderdelningstiden för 70-80 % cementit i nantzonen, att därefter Kyla iantzonen genom öaning av värme- avgivningen från dess yta under bortledningstiden för över- hettningsvärmet nos gjutstytkets smälta metallfas och att sedan på nytt minska värmeavgivningen från gjutstycKets(xant- zonens) yta tills'gjutstycket stelnar fullständigt. Samti- digt som gjutstycxets rantzon nppvärmes, förinställer man att värmeavgivningen från uantzonens yta är l,l-1,2 gånger - intensivare än värmeavgivningen från xantzonens sidoytor.

Under detta tidsintervall uppvärmes kantzonen genom-värmet i gjutszyckers smälta metallfas, samtidigt som upp till eo fa i cementit sönderdelas i kantzonen. För att därefter kunna förhindra dels att xantzonen uppvärms fortsättningsvis och dels att :antzonen eventuellt deformeras förinställer man att varmeavgivningen från ytan av kantzonen hos gjutstyckets 452 960 _ 12 _ undre del är 2,5-3 gånger intensivare än varmeavgivningen från gjutstyckets(kantzonens) sidoytor, vilket förhindrar att kantzonen uppvärmes till en temperatur, som är högre än den för genomförande av förfarandet enligt föreliggande upp- finning erforderliga processtemperaturen , varvid man under dylika värmeavgivningsförhàllanden däremot kan något minska uppvärmningstemperaturen. Gjutstycket hålles i ett dylikt tillstànd tills överhettningsvärmet hos gjutstyckets smälta metallfas bortförts, eller med andra ord, tills temperaturen hos gjutstyckets innerdel blir_lika med likvidustemperaturen.

Härvid får gjutstyckets kantzon större tjocklek och följaktli- gen högre hållfasthet. Sedan överhettningsvärmet i den smälta metallfasen bortförts, föreligger icke någon risk, ett kant- zonen hos gjutstyckets undre del deformeras, varför man på nytt förinställer att vármeavgivningen från ytan av kantzonen hos gjutstyckets undre del är l,l-1,2 gånger intensivare än värmeavgivningen från gjutstyckets(kantzonens) sidoytor. Dessa värmeavgivningsförhållanden konstanthålles tills kristallisa- tions- eller stelningsvärmet bortförts, eller med andra ord, tills temperaturen hos gjutstyckets innerdel blir lika med so- llidustemperaturen. Kantzonen uppvärmes på nyttfmen värmet i denna är icke tillräckligt för att den redan formade kantzo- nen, vars tjocklek är redan tämligen stor, skall kunna defor- meras. Temperaturökningen hos gjutstyckets kantzon verkar så, att cementiten i kantzonen sönderdelas slutligt. Gjutstycket kyles gradvis och avlägsnas sedan. fiokillmaskinen för genomförande av det enligt föreliggande uppfinning föreslagna förfarandet för framställning av hel- 452 960 _. 13 ._ gjutna gjutstyoken av gjutjärn innefattar dels ett stativ l (fig. 1), dels en s.k.kokillenhet, som är uppbyggd av en på en centrnmpelare 2 orörligt fäst bottenplatta 3 och form- förinställande ( formande), till en kokill hörande sidodelar 4 och 5, vilka är fästa på s.k.underkokillsplattor 6 respektive 7 försedda med oberoende mekanismer för förflyttning av var sin av underkokillsplattorna 6, 7 tillsammans med korillens respektive delar in i en inmatningszon för smält metall, och dels en anordning 8 (fig. ¿) för borttagande av gjutstyoket från bottenplattan, vilken anordning är avsedd att ändra vär_ meavgivningen (värmeavgivninësintensiteten) från ytan av kantzonen(skalet) på gjutstyckets undre del.

Varje mekanism för förflyttning av nnderkokillsplattan innefattar en tryckcylinder 9 (Big. 1) och en ledad s.k.pa- rallellobramlänksmekanism, vars länkar 10 är ledbart förbund- na med underkokillsplattan och med stativet 1, under det att tryckcylinderns 9 ßolvstàng ll är ledbart förbunden med en av den ledade parallellogramlänksmekanismens länkar 10.

Anordningen 8 för borttagande av gjutstycket från botten-_ plattan innefattar ett vertikalt förflyttbart stödorgan 12, ett horisontellt förflyttbart stödorgan 13 och ett orörligt - horisontellt stödorgan 14 med stödelement 15.' Det vertikalt förflyttbara stödorganet 12 och det hori- sontellt förflyttbara stödorgant 13 är anordnade på ett så- dant sätt, att de växelvis kan bringas i kontakt med gjut- styckets undre del.

Det vertikalt förflyttbara stödorganet 12 är anordnat 452 96Ü ._14 ._ under bottenplattan 3 och utgöres av en stång, varpå är fäst en längsgående balk 16 med horisontella konsoler 17, vilka är avsedda att uppbära gjutstycket, när detta avlägsnas från bottenplattan. För att stödorganets 12 stång skall kunna röra sig vertikalt är den fäst på en kolvstàng l8 i en på stativet l vertikalt fäst tryckcylinder 19. Det vertikalt förflyttbara stödorganets l2 längsgående balk 16 uppbär en vattenkyld skärm 20 av i och för sig känd konstruktion.

Det horisontellt förflyttbara stödorganet 13 är anord- nat i jämnhöjd med det orörliga horisontella stödorganet 14 och är försett med en drivanordning för vridning av stödorga- net 13, vilken drivanordning är avsedd att förflytta det horisontellt förflyttbara stödorganet 13 i riktning från det vertikalt förflyttbara stödorganet 12 mot det orörliga ho- risontella stödorganet 14. Stödorganet 13 (fig. 2) innefat- tar en längsgående balk 21 men horisontella, på belken al fae- ta konsoler 2¿. Balken ¿l uppbäres av en vertikal hylsa 23, som är anbragt på en vid stativet l orörligt fäst axeltapp.

På hylsan 23 är stelt fäst en norisontell hävstång, som är leabert förbunden ned en nelvetång 24 nes en på etefiivet l horisontellt fäst tryckcylinaer 25. samtidigt som kolvstången 24 rör sig? vrides hylsan É3 tillsammans med balken ål i horisontalplanet kring den vertikala axeln.

Det stationära horisontella stödorganet 19 innefattar en ram, varinuti stödelementen 15 av konsol- eller rulltyp är anordnade. På stödorganets 14 ram är horisontellt fäst en tryckcylinder 25, på vars kolvstång 27 är fäst ett anslag 28, med vars hjälp gjutstycket överföras från stödorganets 13 452 960 ._ 15 _. aonsoler 22 till stödorganets 14 stödelement 15.

Ovanför det orörliga horisontella stödorganet 14 (fig. 1) är ställbart förflyttbart anordnad en vattenflyld platta 29 av valfri lämplig, i och för sig tänd aonstruxtion, som är fäst på en Kolvstång hos en på stativet l vertinalt fäst tryck- cylinder 30.

För att öxa gjuthastigheten för smält metall i xoxillen samt för att förbättra gjutstyckenas kvalitet är Koxillmas- xinen enligt föreliggande uppfinning försedd med en gjutanord- ning för smält metall, som är uppbyggd av en styrande gjut- mon 31, som är fäst på aokillens ena sidodel exempelvis 4, och en doseringsanordning 32, som är vridbart anordnad på aokillens nämnda sidodel 4 och är försedd med en oberoende drivanordning i form av en på underxokillsplattan 6 vertikalt fäst trycmcylinder 33, vars aolvstång är ledbart förbunden med doseringsanordningen 32, under det att gjutfionens 313 utloppshål är axisllt med aokillens centrumlinje.

Enligt ännu en möjlig utföringsform av aokillmasaínen enligt föreliggande uppfinning är soaillmaskinen försedd med tva anordningar 34 (fig. 3-5) för avlägsnande av gjutstyc- let från bottenplattan, vilxa är avsedda att ändra värmeav- givningen(värmeavgivningsintensiteten) från ytan av kantzo- nen på gjutstyckets undre del och vilka är identiska med den ovan beskrivna anordningen 8 och är anordnade symmetrisxt med koxillens centrumlinje. Mellan anordningarna 34.är anordf nad en framåt- ocn baxåtgående platta 35, som uppbär två bot- tenplattor 3, vilka, var och en, är avsedda att samtidigt som plattan 35 rör sig växelvis placeras i inmatningszonen 452 960 _16 _. för smält metall och ovanför det vertikalt förflyttbara stöd- organet i var sin anordning för avlägsnande av gjutstycxet.

Anordningarnas 34 vertikalt förflyttbara stödorgan 36 och orörliga horisontella stödorgan 37 är utformade och anord- nade på samma sätt som anordningens 8 stödorgan 12 respek- tive 14, under det att anordningarnas 34 horisontellt för- flyttbara stödorgan-38 är konstruktionsmässigt utformade ana- logt med stödorganen 13 men är anordnade på den ena under- xokillsplattan emempelvis 6 på båda sidor om xoaillen.

Plattan 35 är ledbart, medelst två parallella pelare 39 (figfi 5) anordnad på stativet l och är försedd med en driv- anordning, som är avsedd att förflytta plattan 35 framåt och bazåt och är uppbyggd av en trycxcylinder 40¿ vars hus upp- bara av piaufians 35 undre del, och en på stativet 1 orm-ligt fäst styrning 41, varvid trycxcylinderns 4Ö kolvstång är försedd med styrningen 41-omgivande rullar 42.

Stödorganens 12, 36 och 13, 38 aonsoler är försedda med ett spår 43, (fig. 6) som innehåller en list 44, som.är fäst vid den längsgående balken hos varje stödorgan på valfritt lämpligt Känt sätt och är avsedd att mvarhålla monsolerna i förutbestämt läge. íonsolerna är försedda med stödkantytor, vilka är avsedda att uppbära gjutstycaet,_när detta rör-sig doch ayles, varvid stödxantytorna A (fig. 7) hos de vertikalt förflyttbara stödorganens 12 och 36 aonsoler 17 och hos stödorganens l4 och 37 stödelement 15 är smala, såsom framgår av fig. 7, under det att den totala arean hos varje stödor- gans stödxantytor A utgör ¿-5% av ytarean hos gjutstyckets 452 960 _ 17 ._ undre dei (stáaaei). stöafiantytorna B (rig. 8) nos de no- risontellt förflyttbara stödorganens 13 och 38 nonsoller 22 är breda, under det att den totala arean hos varje stöd- organs kantytor B utgör 15-20 ß av ytarean hos gjutstyckets undre del (stöddel).

Formen hos den vattenrylda sxärmen 20 (fi$. 9 och 10), som uppbärs av de vertikalt förflyttbara stödorganens längs- gående balkar, liknar formen hos gjutstycket, såsom fram- går av fíg. 10, varvid skärmen 20 är fäst på balken medelst smruvar 45, vilket gör det möjligt att ställbart reglera Srarmen'2o (andra dess läge) 1 förhållande till g¿utstyc_ ret.

Xokillmaskinen enligt föreliggande uppfinning fungerar på följande,sätt.

Smält metall inmatas i doseringsanordningen 32 (fig.l).

Tryckrylinderns 33 nolvstång vrider medelst hävstången-do- seringsanordningen 32, som genom styrxonen 31 inmatar den smälta metallen i xoxillens inre hålrum. Sedan den smälta metallen hållits i rokíllen under ett förutbestämt tidsinter- vall, som är tillräckligt för att en ytkantzon (ett ytsxal) Skall Kunna formas på gjutstycret, isärföres kokillens form- förinställande sidodelar-4 och 5, samtidigt som gjutanord- ningen bortföres.

Gjutstycket 46 förblir delvis (30-50 it av dess underyta) på bottenplattan 3 och avarnålles på denna tack vara for- men hos isärföringslinjen för bottenplattan 3 och rokillens sidodel. Det vertikalt förflyttbara stödorganet 12 lyftes 452 960 _ lgh _ uppåt medelst tryoxcylínderns 19 kolvstång, samtidigt som stödorganets 12 konsoler 17 bringas i aontakt med den i luft hängande delen av gjutstycxets underyta och lyfter gjut- stycket ovanför bottenplattan 3. Eftersom aontaxtytarean hos stödkantytorna A hos stödorganets 12 konsoler 17 med gjut- styckets underyta utgör 2-5 % av gjutstyckets underyta, är varmeavgivningen från gjutstyokets underyta något intensi- vare än luftavgivningen(till omgivningsluften) från gjut- styskets side- och överytor men Kantzonen på gjutstyckets underdel uppvärmes genom gjutstyckets invändiga (inre) värme, varvid 70-80 % cementit sönderdelas. Den vattenkylda, på stödorganet 12 anordnade ssärmen 201üänstgör som organ för reglering av vármeavgivníngen från gjutstyckets insida(ar- betsyta), varför gjutstyckets arbetsdel erhåller den önskade strukturen, eftersom gjutstycket, dvs. bromssmon för järn- vägsvagnar är avsedd att arbeta'under nötnings-eller för- slitningsförhållanden med endast sin ena sida.

När temperaturen av ytan av mantzonen på gjutstycxets un- derdel blir lira med ett värde, vid vilket gjutstycret Kan deformeras, överföres gjutstycxet till stödorganets-13 xon-' soler 22, varvid tryckcylinderns 25 rolvstång skjutes ut framåt och medelst hävstången vrider hylsan 23 med stödorga- nets 13 på hylsan 23 fästa balk 21 en vinkel av 90°, gtöd0r_ ganets l3 konsoler 22 intar läget under och mellan stödorga- nets 12 konsoler 17, som Kvarhåller gjutstycket. Stödorganet 12 sankes, samtidigt som gjutstycxet kvarhålles på stödorga- nets l3 Konsoler 22 (xontaktytarean för Konsolernas 22 stödxantytoxrfl med gjutstyckets underyta utgör, såsom påpe- 452 960 -IQ _. xats ovan, 15-20 % av ytarean hos gjutstyckets underdel).

Värmeavgivningen från gjutstycrets underyta blir därför av- sevärt intensivare. Gjutstycnet befinner sig på stödorganet 13 (med ínbegrepp av stödorganets återgång till utgångsläget vid nolvstàngens indragning i trycxcylindern 25) tills tem- peraturen hos gjutstycxets smälta metallfas blir lika med liavidustemperaturen (dvs. tills överhettningen eller värmgång- en eliminerats). Härvid ökas yttemperaturen hos Kantzonen på gjntstyoxets underdel icke genom den intensiva värmeav- givningen till stödorganets 13 Konsoler, varför gjutstycket deformeras icke.

Sedan gjutstyckets överhettningsvärme bortletts, över- föres gjutstycket från stödorganets 13 xonsoler 22 medelst tryckcylinderns 26 anslag 28 till det orörliga horisontella stödorganets 14 stödelement 15. Kontaktytarean för stödele- menten 15 med gjutstycnets underyta utgör 2-5 % av denna.

Det på det orörliga stödorganet 14 liggande gjntstycket tryc- nes i riztning uppifrån nedåt mot stödelementen l5 medelst den vattennylda plattan 29. Bildningen av den övre nantzonen ¿enom att gjutstycket kyles av den vattenkylda plattan 29 medverxar dessutom till att åstadkomma en sluten s.k. stomme 'för gjutstycket, vilket förhindrar att gjutstycket skevas, när det uppvärmes genom stelnings- eller kristallisations- värmet i det under stelnande varande gjutstycket. Samtidigt slutsönderdelas cementiten i gjutstycxets underdelt Sedan temperaturen hos gjutstycaets innerdel blivit lika med solidustemperaturen, överföras gjutstycket från det sta- QUALITY ä. 452 960 _20- tionära stödorganet 14 till en lägringsanordning eller trans- porter på ett valfritt kan: lämpligt sätt.

Den så utformade kokillmaskinen enligt föreliggande upp- finning gör det alltså' möjligt att öka processkapaciteten (verkningsgraden) genom att gjutstycket avlägsnas från inmat- ningsstationen för smält metall i kokillen innan.det stelnat (härdat) fullständigt; varför kokillen frigöres för nästföl- jande inmatning av smält metall i.kokillen, samt att förbättra gjutstyckets kvalitet genom att det medelst kokillmaskinen enligt föreliggande uppfinning framställda gjutstycket är eblekt een gjutjarnet 'i detta erhåller lilcfermig een förut- bestämd struktur.

Utföringsformen av kokillmaskinen enligt föreliggande uppfinning med två anordningar för avlägsnande av gjutstycket från bottenplattan fungerar på följande sätt.

Efter avslutad inmatning av smält metall i kokillen och efter avslutad formning av en ytkantzon (ett ytskal), som möjliggör bibehållande av gjutetyekete form, isärföree 1:e- killens sidodelar, 4 och 5, varvid gjutstycket förblir liggande på exempelvis den vanstra bottenplattan 3 (fig. 4). Plattan 35 förrflyttas därefter at vänster, under det att den högra bottenplattan 3 placeras i inmatníngszonen för smält metall axiellt med kokíllen. Plattans 35 nämnda förflyttning resul- terar i att den vänstra bottenplattan tillsammans med gjutstyc- ket bringas att ligga ovanför det vertikalt förflyttbara stöd- organet 36 nos den vänstra anordningen 34 för avlägsnande av gjutstyckena. Plattans 35 rörelse åt vänster åstadkommas 452 960 ._21 ._ genom att tryckcylinderns 40 (fig. 5) xolvstång srjutes ut och den övre, på kolvstången fästa rullen 42 bringas att samverka med styrningen 41. Samtidigt utför plattan 35 en planparallell rörelse åt vänster , eftersom den är förbunden med stativet l medelst två parallella, på plattan 35 och stativet l ledbart fästa pelarna 39. Den undre rullen 42 är avsedd att låsa plattan 35 i dess undre läge genom att Kolv- stàngen i tryckcylindern 40 rör sig bakåt.

Sedan den vänstra bottenplattan 3 tillsammans med gjut- stycmet bringats att ligga ovanför det vertixalt förflyttbara stödorganet 36 hos den vänstra anordningen 34 för avlägsnande av gjutstycmet, påverkas tryoxcylindern ., som lyfter stöds organet, samtidigt som dess Konsoler bringas i Kontakt med gjutstycket och lyfter detta. ;oxillens sidodelar 4 och 5 sammanföres sedan på den högra bottenplattan 3, samtidigt som det horisontellt för- flyttbara, på underxorillsplattan 6 fästa stödorganet 38 hos den vänstra anordningen 34 för avlägsnande av gjutstycxet bringas att ligga under det gjutstycret uppbärande stödor- ganet 36, som derefter sänkes och dess konsoler passerar stödorganets 38 konsoler, varför gjutstycxet efterlämnas på stödorganet 38, Därefter inmatas smält metall i den på den högra bottenplattan 3 hopbyggda fioaillen, varefter mantzonen formas på gjutstycmet och Kokillens sidodelar isärföres.

Samtidigt som xokillens dsidodelar isärföres, bortföres det på stödorganets 38 ronsoler liggande gjutstycmet till- sammans med xomillens sidodel till fortsatta värmebehandlings- steg, nämligen till det stationära horisontella stödorganet 37 452 960 _ 22 _ i den högra anordningen 34 för borttagande av gjutstycxet från bottenplattan. Plattan 35 förflyttas därefter och den högra bottenplattan 3 tillsammans med gjutstycket bringas att ligga ovanför det vertixalt förflyttbara stödorganet 36 i den högra anordningen 34 för avlägsnande av gjutstycxet från bottenplàttan. samtidigt bringas den fria vänstra bot- tenplattan 3 att ligga i inmatningszonen för smält metall.

Gjutstycket överföres därefter från_den högra bottenplat- tan 3 till konsolerna nos det vertikalt förflyttbara stöd- organet 36 i den högra anordningen 34 för avlägsnande av gjutstycket och vidare till det horisontellt förflyttbara stödorganets 38 ronsoler samt till stödelementen 15 i det orörliga horisontella stödorganet 37 i den högra anordningen 34 analogt med vad som göres vid överföringen av gjutstyüket på den vänstra anordningen 34 för avlägsnande av gjutstycket.

Därefter ihälles en nästföljande portion av smalt metall i den på den vänstra bottenplattan 3 norbyggda Kokillen, va- refter Kantzonen formas och kokillens sidodelar isärföres, vilket med andra ord innebar att xokillmaskinens ovan beskriv- na arbetsförlopp upprepas.

Claims (9)

za 452 960 P a t e n t k r a v

1. Förfarande för framställning av helgjutna gjutstycken av gjutjärn, vid vilket förfarande smält metall inmatas i en kokill, innefattande två sidodelar, den smälta, i kokillen in- förda metallen hålles i denna, tills en ytkantzon formats, vilken kantzon kan bibehålla gjutstyckets form, kokillens for- mande sidodelar bortföres från gjutstycket och gjutstycket ky- les, k ä n n e t e c k n a t a v att ytan av kantzonen på gjutstyckets underdel - samtidigt som gjutstycket kyles - upp- värms medelst värme från den flytande fasen i gjutstycket genom minskning av värmeavgivningen från gjutstyckets yta under den tid, som kräves för att 70-80% av cementiten i kantzonen skall sönderdelas, varefter värmeavgivningen från kantzonen på gjut- styckets underdel ökas under den tid, som kräves för att över- hettningsvärmet i gjutstyckets smälta metallfas skall bort- föras, varefter värmeavgivningen från kantzonens yta minskas på nytt under den tid, som kräves för bortledning av gjutstyckets stelningsvärme.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t a v att värmeavgivningen från ytan av kantzonen på gjutstyckets underdel, under tiden för sönderdelning av 70-80% av cementiten i kantzonen och under tiden för bortledning av gjutstyckets stelningsvärme, är 1,1-1,2 gånger intensivare än värmeavgivningen från gjutstyckets sidoytor, och att värme- avgivningen från ytan av kantzonen på gjutstyckets underdel under tiden för bortledning av överhettningsvärmet hos gjut- styckets smälta metallfas är 2,5-3 gånger intensivare än värme- avgivningen från gjutstyckets sidoytor.

3. Kokillmaskin för genomförande av förfarandet enligt patentkravet 1 eller 2, vilken innefattar ett stativ (1), en kokill med sidodelar (4, 5) för formning av ett gjutstycke, vilka delar är fästa på s k underkokillplattor (6, 7), en meka- nism för förflyttning av underkokillplattorna (6, 7), en meka- nism för förflyttning av underkokillplattorna (6, 7) tillsam- mans med kokillens sidodelar till en inmatningszon för smält metall i kokillen och bottenplattor (3), k ä n n e t e c k - n a d a v att den är försedd med minst en anordning (8) för ' 452 960 _ 24 avlägsnande av gjutstycket från bottenplattan, vilken anordning innefattar ett vertikalt förflyttbart stödorgan (12) och ett horisontellt förflyttbart stödorgan (13), vilka stödorgan är anordnade att omväxlande bringas i kontakt med gjutstyckets underdel och vilka utgöres av längsgående balkar med horison- tella, på balkarna fästa konsoler (17), samt ett orörligt hori- sontellt stödorgan (14) med stödelement (15), varvid stödkant- ytor (A) hos det vertikalt förflyttbara stödorganets (12) kon- soler (17) och hos det orörliga horisontella stödorganets (14) stödelement (15) är smalare än stödkantytor (B) hos det hori- sontellt förflyttbara stödorganets (13) konsoler (22).

4. Kokillmaskin enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k - n a d a v att det vertikalt förflyttbara stödorganet (12) är anordnat under bottenplattan (3), under det att det horison- tellt förflyttbara stödorganet (13) är anordnat i jämnhöjd med det orörliga horisontella stödorganet (14) och är försett med en drivanordning för vridning av det horisontellt förflyttbara stödorganet (13), vilken drivanordning är avsedd att förflytta stödorganet (13) i riktning från det vertikalt förflyttbara stödorganet (12) mot det orörliga horisontella stödorganet (14).

5. Kokillmaskin enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k - n a d a v att den är försedd med två anordningar (34) för avlägsnande av gjutstycket från bottenplattan, vilka är avsedda att ändra värmeavgivningen från ytan hos kantzonen på gjut- styckets underdel och är uppbyggda analogt med anordningen (8), varvid de båda anordningarna (34) är anordnade symmetriskt i förhållande till kokillens centrumlinje, under det att mellan anordningarna (34) är anordnad en fram- och åter rörlig platta (35), som uppbär två bottenplattor (3), vilka var och en är avsedda att samtidigt som plattan (35) förflyttas omväxlande placeras i inmatningszonen för smält metall i kokillen och ovanför det vertikalt förflyttbara stödorganet (36) hos var sin anordning (34) för avlägsnande av gjutstycket, medan anord- ningarnas (34) horisontellt förflyttbara stödorgan (38) upp- bärs av den ena underkokillsplattan.

6. Kokillmaskin enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k - n ¿1 d a v att den de båda bottenplattorna (3) uppbärande 452 960 "' "" 'Im I K E X! v15' ä ¿_ 25 plattan (35) är ledbart, medelst två parallella pelare (39) anordnad på stativet (1) och är försedd med en drivanordning för förflyttning av plattan (35) framåt och bakåt, vilken drivanordning innefattar en tryckcylinder (40) och en på sta- tivet (1) orörligt fäst styrning (41), varvid tryckcylinderns (40) hus är fäst på plattan (35), under det att tryckcylinderns (40) kolvstång är försedd med rullar (42), som omger styr- ningen (41).

7. Kokillmaskin enligt något av patentkraven 3-5, k ä n - n e t e c k n a d a v att en vattenkyld platta (29) är ställ- bart och förflyttbart anordnad ovanför det orörliga horison- tella stödorganet på stativet.

8. Kokillmaskin enligt något av patentkraven 3-5, k ä n - n e t e c k n a d a v att en vattenkyld skärm (20) är ställbart och reglerbart anordnad på det vertikalt förflyttbara stödorganets längsgående balk.

9. Kokillmaskin enligt något av patentkraven 3-5, k ä n - n e t e c k n a d a v att den är försedd med en gjutanord- ning, som är uppbyggd av en styrande, på kokillens ena sidodel stelt fäst gjutkon (31) och en på samma sidodel av kokillen vridbart fäst doseringsanordning (32), som är försedd med en oberoende drivanordning i form av en på underkokillplattan ver- tikalt fäst tryckcylinder (33).