WO1998045071A1 - Verfahren und giesseinrichtung für feinguss - Google Patents

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WO1998045071A1
WO1998045071A1 PCT/CH1998/000103 CH9800103W WO9845071A1 WO 1998045071 A1 WO1998045071 A1 WO 1998045071A1 CH 9800103 W CH9800103 W CH 9800103W WO 9845071 A1 WO9845071 A1 WO 9845071A1
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casting
gas
mold
container
mold cavity
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PCT/CH1998/000103
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English (en)
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Christian Reiter
Original Assignee
Yasui, Shouzui
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/003—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using inert gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/06—Vacuum casting, i.e. making use of vacuum to fill the mould

Definitions

  • the invention relates to a method for casting metallic objects in a casting device for investment casting with at least one casting mold, a device for pouring liquid metal into the casting mold and with devices for generating vacuum and pressure and a casting device for performing this method.
  • Investment casting is understood to mean the casting of jewelry, art objects or ornaments, as well as precise small parts for industry, in particular from gold, silver, platinum, bronze and other metals.
  • Casting devices are known in which a crucible and a casting mold are arranged in a container.
  • the crucible is equipped with an inner cavity for receiving raw material and is provided with a heating device, for example an electrical induction device.
  • the known possibilities can be used as pouring devices, the known example having a bottom pouring with a stopper.
  • the casting mold which consists of gas-permeable, porous material, is positioned below the crucible.
  • the mold has a mold cavity, which mostly enables the casting of a plurality of individual parts in the same casting process, ie the mold cavity has a tree structure with a sprue.
  • the mold is usually made using a plastic or wax model, and the mold can only be used once.
  • the method for casting metallic objects in this known casting device consists of several steps. For the time being, with the container open, the crucible is filled with raw material and the mold is inserted into the lower part of the container. The lower part of the container is separated from the upper part. The upper container part is connected to a device for generating a positive pressure and the lower container part is connected to a device for generating negative pressure. To initiate the casting process, the container is closed gas-tight and the melting process is initiated in the crucible.
  • the liquid melt flows into the mold cavity of the casting mold until it is completely filled.
  • the lower part of the container in which the casting mold is placed is exposed to a vacuum, which also expands into the mold cavity via the porosity of the casting mold material.
  • a vacuum which also expands into the mold cavity via the porosity of the casting mold material.
  • an excess pressure is generated in the upper container space, so that this pressure also acts on the level of the melt in the pouring funnel of the casting mold.
  • This combination of negative pressure, which acts on the bottom and the jacket of the casting mold, and positive pressure, which acts on the melt in the mold cavity results in a better filling of the mold cavity and a better shaping of fine details compared to casting processes with the same pressure on both sides.
  • the mold cavity of the casting mold and the surrounding space of the casting mold are exposed to a negative pressure.
  • the openings and passages in the at least partially porous and gas-permeable wall of the casting mold are also evacuated and air or other gas residues are sucked out of these porous openings.
  • the mold cavity and the surrounding space of the casting mold are then flushed with a light, low-density gas, which has the advantage that this gas penetrates into the pores in the wall of the casting mold and fills them.
  • a gas is selected as the light gas which has an atomic number between 1 and 10 in the periodic table of the elements and which causes the highest possible flow rate of this gas through the pores in the wall of the casting mold.
  • a particularly suitable gas from this group is helium. After purging the mold cavity and the surrounding space of the casting mold with this light gas, a negative pressure is again generated at least in the mold cavity and then the liquid melt is filled into the mold cavity. This filling process now takes place extremely quickly, since the light gas, eg helium, is very easily and quickly displaced through the pores in the wall of the casting mold and can flow off to the outside. This advantage is brought about by the high flow rate of the selected light gas through pores and capillary openings.
  • the advantage for the casting process is that no partial overpressure is built up in the individual areas of the mold cavity and between the inflowing liquid metal, so that the liquid metal can flow quickly and unhindered into the finest branches of the mold cavity. This alone already leads to improved shape accuracy and a higher casting speed. This also means that in all parts of the mold cavity a better The structure of the cast objects is created. As soon as the mold cavity is completely filled with liquid metal, the mirror of the melt in the pouring area of the mold cavity is exposed to another heavy gas with a higher density. This gas has an overpressure in relation to the surrounding space of the casting mold.
  • a gas which has an atomic number of at least 7 in the periodic table of the elements and which in any case has a higher atomic number than the light gas with which the previous process step is flushed is chosen as the heavy gas with a higher density.
  • the heavy gas can also be a gas mixture which has the same properties.
  • a particularly suitable gas from this group is argon, since it has the property of only flowing through the pores of the wall of the mold at a relatively low flow rate.
  • a casting device which has two sources for different gases with different densities. Further advantages result if the casting mold is arranged in a first gas-tight container and the melting crucible and the pouring device are arranged in a second container which is separate from the first.
  • the two containers are connected to the first or second gas source via connecting lines and control valves and there are pumps for generating a partial underpressure or overpressure, as well as corresponding control devices. Will be a third in the area between the pouring opening on the crucible and the pouring opening on the casting mold
  • the area of the pouring opening of the crucible and the area of the pouring opening of the casting mold can be displaced relative to one another in the direction of the casting axis.
  • this enables better access to the casting mold and the crucible and, on the other hand, the first or second or third container can be connected or disconnected from one another. This by moving the device parts with the melting pot or the device parts with the casting mold against each other. At least one gas-tight seal is formed between these device parts for sealing.
  • the operation of the casting device according to the invention and the application of the method according to the invention in this device is expediently carried out with a control which contains a control program for carrying out the method.
  • the corresponding control valves and control devices between the gas sources and the gas-tight containers are controlled via this control.
  • This control can also take over control of the melting and casting processes known per se.
  • FIG. 2 shows a pouring device according to the invention with a first and a second container
  • FIG. 3 shows a casting device according to the invention with an additional third gas space.
  • the pouring device shown in FIG. 1 consists of a container 5 with a lid 24, the closure devices of this lid 24 not being shown.
  • a casting mold 2 with a mold cavity 3 is positioned in the container 5.
  • This casting mold 2 is used to cast metal objects, in the example shown, pieces of jewelry. A large number of objects are arranged around a central sprue with a sprue area 17 and form a tree-like structure.
  • the casting mold 2 consists of a porous molding material which is gas-permeable. The mold is produced in a known manner using a wax model, which is melted out after the casting mold 2 has been produced.
  • a crucible 1 is positioned above the casting mold 2 on an intermediate carrier.
  • This crucible 1 comprises a collecting space 25 for raw material or molten metal and a pouring opening 14 in the bottom region of the crucible 1.
  • This pouring opening 14 is closed with a stopper 15 and can be actuated 16 by actuators, not shown, but known per se be opened and closed.
  • a heating device in the form of an induction coil is arranged around the crucible 1, which is also not shown in the example shown, but is known per se.
  • the stopper 15 and the pouring opening 14, as well as the actuation 16 form the pouring device 4.
  • the interior 26 of the container 5 is closed gas-tight with the help of the lid 24. The interior 26 simultaneously forms the surrounding space to the casting mold 2.
  • a connecting line 19 connects this interior 26 to a first gas source 6, for example a compressed gas bottle, which contains helium.
  • a valve 22 is arranged in the connecting line 19, which has control elements and is connected to a controller 10 via control lines 23.
  • the interior 26 of the first container 5 is connected to a vacuum pump 8, which is also connected to the controller 10 via a control line 23.
  • a valve 21 with actuators and control lines for the control 10 is also installed in the connecting line 11.
  • the vacuum pump 8 can additionally be supplemented with a vacuum tank, not shown.
  • Via a further connecting line 12 the interior 26 of the container 5 is connected to a second gas source 7, which in the example described contains argon.
  • An overpressure device 9, for example in the form of a pressure pump and a valve 20, is installed between the second gas source 7 and the first container 5, these elements in turn being connected to the controller 10 via control lines 23.
  • the mold cavity 3 of the casting mold 2 is filled with metal and the mirror 18 of the poured-in melt can be seen in the pouring area 17.
  • the mold cavity 3 is filled with liquid melt by the following method.
  • the mold 2 is inserted into the container 5 and the collecting space 25 of the crucible 1 is filled with the necessary amount of raw material.
  • Raw materials such as gold, silver or platinum are normally used to cast jewelry, whereby other materials can also be used and other objects, such as art objects or small industrial parts, can also be cast.
  • the volume of the crucible 1 is approximately between 5 and 2000 cm 3 .
  • the container 5 is then closed gas-tight with the lid 24 and the metal present in the crucible 1 is melted with the aid of the heating device (not shown).
  • the entire interior 26 of the container 5 is evacuated to a vacuum of at least 100 mbar with the aid of the vacuum pump 8.
  • the air that has entered during the filling of the container 5 is drawn out of the interior 26 and the mold cavity 3 and the pores in the wall of the mold 2 are also evacuated.
  • a light gas with a low density in the example described helium, is let into the interior 26 of the container 5 via the valve 22 from the first gas source 6, and in particular the mold cavity 3 is flushed with this light gas .
  • a slight negative pressure can still be maintained via the pump 8, so that the entire mold 2 is rinsed.
  • controller 10 e.g. a control computer which is equipped with a corresponding control program and an input device.
  • FIG. 2 shows an example of a casting device for investment castings, which has advantageous additions to the example according to FIG. 1.
  • the pouring device consists of two containers, namely a first container 5 ', which holds the mold 2 and a second container 13 which holds the crucible 1.
  • the two containers 5 'and 13 s can be connected to one another in a gastight manner, the corresponding connection devices not being shown.
  • a cover 24 is in turn arranged on the second container 13 and can be connected to the container 13 in a gas-tight manner by means of connection means, also not shown.
  • the container 13 has a bocene 27, in which at least one connecting channel 28 is arranged.
  • the bottom 27 of the second container 13 lies on a seal 29 on the upper surface 30 of the mold 2.
  • the casting mold 2 is placed on a lifting and lowering device 31, by means of which the casting mold 2 can be moved against the base 27 and thus against the pouring opening 14 or moved away from it.
  • This makes it possible to connect the interior of the first container 5 ′ to the interior of the second container 13 via the connecting channels 28 when the casting mold 2 is lowered and no longer abuts the seal 29.
  • raw material that has not yet been melted is filled in the example shown, ie the initial state is shown before the start of the melting process and the pouring process.
  • the two interiors of the first container 5 'and the second container 13 are evacuated to a predetermined pressure via the vacuum pump 8 and the connecting line 11.
  • the interior of the container 5 ' forms the Urr.gungsraum to the mold 2.
  • the negative pressure in the mold cavity 3 is established via the interior of the second container 13 and the connecting channels 28, which open into the pouring area 17 of the mold 2.
  • a second valve 32 is disposed in addition to the valve 21 in the connecting line 11, which connects the pump 8 with the interior of zwe 'r.en container.
  • both valves 21 and 32 are opened for evacuation in order to generate the desired negative pressure both in the first container 5 'and in the second container 13 and to suck off the undesired gases from the mold cavity 3 .
  • the evacuation can also take place with the mold 2 lowered, in which case only one of the two valves 21 or 32 must be open. In this case, the casting mold 2 is moved against the seal 29 with the aid of the device 31 before the casting process begins.
  • the valve 22 is opened and a light gas is let into the containers 5 'and 13 from the first gas source 6. In this example, too, helium is used as a light gas with a low density.
  • the time it takes for the light gas to flow through and fill the pores of the mold 2 depends on the size of the mold 2 and the chosen molding material. As soon as the pores have been flushed and filled with helium, the flushing process is stopped by closing the valve 22. An additional valve 33 can be installed to improve the flushing process. In this case, the valve 32 is closed during the rinsing process and a vacuum is still generated in the surrounding space of the mold 2 via the valve 21. The light gas helium then flows into the second container 13 and via the connecting channels 28 into the mold cavity 3 and penetrates the mold 2 from the inside to the outside. In both variants, the valve 21 is closed before the pouring process begins and only via the valve 32 maintain predetermined vacuum in the mold cavity 3.
  • the valve 32 is also closed and the valve 20 is opened.
  • the heavy gas in the example shown again argon, is let into the interior of the second container 13 and this heavy gas argon acts on the mirror of the melt in the pouring area 17 of the mold cavity 3 via the connecting channels 28.
  • the pressure device 9 is now in the second
  • Container 13 has an excess pressure built up in relation to the surrounding space of the casting mold 2 in the first container 5 '. This in turn has the effect that the liquid melt in the mold cavity 3 penetrates into the outermost regions of the mold cavity 3, since the light gas helium flows into the surrounding space without great resistance via the pores of the casting mold 2. Since the heavy gas argon only acts on the pouring area 17 of the mold cavity 3, the outflow of the Lighter gas helium from the mold cavity 3 into the surrounding space of the container 5 'is facilitated, since no excess pressure is built up around the mold 2.
  • FIG 3 shows an additionally improved exemplary embodiment in which a third gas space 34 is formed between the first container 5 ′′ and the second container 13.
  • This third gas space 34 is between the bottom 27 of the second container 13 and an intermediate wall 35 on the first Container 5 "formed.
  • This intermediate wall 35 seals the upper surface 30 of the casting mold 2 from the surrounding space in the first container 5 ".
  • the first container 5" and the second container 13, as well as the lid 24, are also connected to one another in a gas-tight manner in this exemplary embodiment by connecting means (not shown).
  • a desired vacuum of 60 mbar is generated in the two interior spaces of the two containers 5 ′′ or 13 with the aid of the vacuum pump 8 and by opening the valves 21 and 32.
  • the pores in the walls of the mold 2 also apply the mold cavity 3 and thus the third gas space 34 are evacuated, so that this embodiment has the additional advantage that the air or other gases present in the mold cavity 3 is in any case extracted to the outside To prevent undesirable gases from flowing into the third gas space 34.
  • the valve 22 is opened and the light gas in the form of helium is fed from the first gas source 6 into the interior of the container 13 via the line 19 and the third gas space 34.
  • the valve 21 remains open, so that because of the negative pressure in the surrounding space to the casting mold 2 in the first container 5 ′′, the helium flows outward from the third gas space 34 via the mold cavity 3 into the surrounding space of the casting mold 2. This ensures that the pores and Capillary openings in the walls of the mold 2 so that they are completely filled with helium, and as soon as this state is reached, the valve opens
  • the heavy gas in the form of argon is fed directly to the third gas space 34 via the connecting line 12 '. This takes place in turn via the valve 20, the second gas source 7 and the overpressure device 9.
  • the desired overpressure in this example of 3000 mbar, in relation to the ambient space to the casting mold 2 in the first container 5 "is only built up in the third gas space 34 third gas space 34 can be kept small, only a small amount of argon is required, and the build-up of the desired overpressure can also take place very quickly and with little energy expenditure.
  • This configuration of the casting device leads to an optimization of the casting method according to the invention and the gas consumption of both heavy as well as light gas is reduced to a minimum.
  • gas exchange combinations helium / argon mentioned in the examples various other combinations are possible. If pure gases are used, combinations such as nitrogen / argon or helium / nitrogen are possible. With mixed gases, for example, a combination of nitrogen as a light gas and with carbon dioxide as a heavy gas can be used.

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Abstract

Zur Herstellung von Feingussobjekten wird ein Gaswechselverfahren angewendet. Ein Schmelztiegel (1) und eine Giessform (2) mit mindestens teilweise porösen Wandungen sind in einem gasdichten Behälter (5) angeordnet. Die Giessform (2) mit dem Formhohlraum (3) wird vor dem Eingiessvorgang evakuiert und anschliessend mit einem leichten Gas, z.B. Helium gespült. Nach dem Füllen des Formhohlraumes (3) wird der Spiegel (18) der Schmelze in der Giessform (2) mit einem zweiten schweren Gas, z.B. Argon beaufschlagt und einem Überdruck ausgesetzt. Es ergibt sich ein verbesserter Füllgrad des Formhohlraumes (3) und eine verbesserte Struktur der abgegossenen Objekte.

Description

Verfahren und Giesseinrichtung für Feinguss
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Giessen von metallischen Objekten in einer Giesseinrichtung für Feinguss mit mindestens einer Giessform, einer Einrichtung zum Eingiessen von flüssigem Metall in die Giessform und mit Einrichtungen zum Erzeugen von Vakuum und Druck und eine Giesseinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Unter Feinguss wird das Giessen von Schmuckstücken, Kunstobjekten oder Ziergegenständen, sowie von präzisen Kleinteilen für die Industrie, insbesondere aus Gold, Silber, Platin, Bronze und anderen Metallen verstanden. Es sind Giessein- richtungen bekannt, bei welchen ein Schmelztiegel und eine Giessform in einem Behälter angeordnet sind. Der Schmelztiegel ist mit einem Innenhohlraum zur Aufnahme von Rohmaterial ausgestattet und mit einer Heizeinrichtung, z.B. einer elektrischen Induktionseinrichtung versehen. Als Ausgussvorrichtungen können die bekannten Möglichkeiten eingesetzt werden, wobei das bekannte Beispiel einen Bodenausguss mit einem Stopper aufweist. Unterhalb des Schmelztiegels ist die Giessform positioniert, welche aus gasdurchlässigem, porösem Material besteht. Dabei weist die Giessform einen Formhohlraum auf, welcher zumeist das Giessen einer Mehrzahl von Einzelteilen im gleichen Giessvorgang ermöglicht, d.h. der Formhohlraum hat eine Baumstruktur mit einem Eingusstrichter. Die Her- Stellung der Giessform erfolgt zumeist mit Hilfe eines Kunststoff- oder Wachsmo- delles, und die Form ist nur einmalig verwendbar. Das Verfahren zum Giessen von metallischen Objekten bei dieser bekannten Giesseinrichtung setzt sich aus mehreren Schritten zusammen. Vorerst wird bei offenem Behälter der Schmelztiegel mit Rohmaterial gefüllt und die Giessform in den unteren Teil des Behälters eingesetzt. Dabei ist der untere Teil des Behälters vom oberen Teil abgetrennt. Der obere Behälterteil ist mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Überdruckes und der untere Behälterteil mit einer Einrichtung zum Erzeugen von Unterdruck verbunden. Zum Einleiten des Giessvorganges wird der Behälter gasdicht verschlossen und der Schmelzvorgang im Schmelztiegel eingeleitet. Durch Öffnen des Stoppers fliesst die flüssige Schmelze durch fallendes Giessen in den Formhohlraum der Giessform, bis diese vollständig gefüllt ist. Vor und/oder während des Giessvorganges wird der untere Behälterteil, in welchem die Giessform steht, einem Unterdruck ausgesetzt, welcher sich über die Porosität des Giessformma- teriales auch in den Formhohlraum ausdehnt. Am Ende des Giessvorganges, d.h. wenn der Formhohlraum gefüllt ist, wird im oberen Behälterraum ein Überdruck erzeugt, so dass dieser Druck auch auf den Spiegel der Schmelze im Eingusstrichter der Giessform wirkt. Diese Kombination von Unterdruck, welcher auf den Boden und den Mantel der Giessform wirkt, und von Überdruck, welcher auf die Schmelze im Formhohlraum wirkt, bewirkt gegenüber Giessverfahren mit beidsei- tig gleichem Druck eine bessere Füllung des Formhohlraumes und eine bessere Ausformung von feinen Details.
Trotz der an sich guten Giessergebnisse mit dieser bekannten Einrichtung, treten immer wieder Probleme auf, insbesondere bei komplizierten und feingliedrigen Giessobjekten. Die flüssige Schmelze kann sich beispielsweise zu wenig schnell im Formhohlraum verteilen. Dies hat zur Folge, dass teilweise feine Verästelungen nicht ausgefüllt werden, oder unterschiedliche Strukturen des erstarrten Metalls auftreten, da die Abkühlungsgeschwindigkeit und der Erstarrungszeitpunkt in verschiedenen Bereichen des Formhohlraumes unterschiedlich sind.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit welcher die Abformgenauigkeit und der Füllgrad des Formhohlraumes noch weiter erhöht werden können und auch die Struktur der abgegossenen Objekte verbessert wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Pa- tentanspruches und bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 5 nach den kennzeichnenden Merkmalen dieses Patentanspruches 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich nach den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche.
Entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren wird vor dem Beginn des Giessvorganges, d.h. vor dem Eingiessen von flüssiger Schmelze in den Formhohlraum, der Formhohlraum der Giessform und der Umgebungsraum der Giessform einem Unterdruck ausgesetzt. Dadurch werden auch die Öffnungen und Durchlässe in der mindestens teilweise porösen und gasdurchlässigen Wandung der Giessform evakuiert und Luft- oder andere Gasrückstände werden aus diesen porösen Öffnungen abgesaugt. Anschliessend wird der Formhohlraum und der Umgebungsraum der Giessform mit einem leichten Gas mit geringer Dichte gespült, was den Vorteil erbringt, dass dieses Gas in die Poren in der Wandung der Giessform eindringt und diese ausfüllt. Dabei wird als leichtes Gas ein Gas gewählt, welches im Periodensystem der Elemente eine Ordnungszahl zwischen 1 und 10 aufweist und welches eine möglichst hohe Durchflussrate dieses Gases durch die Poren in der Wandung der Giessform bewirkt. Ein besonders geeignetes Gas aus dieser Gruppe ist Helium. Nach dem Spülen des Formhohlraumes und des Umgebungsraumes der Giessform mit diesem leichten Gas wird mindestens im Formhohlraum erneut ein Unterdruck erzeugt und dann die flüssige Schmelze in den Formhohlraum eingefüllt. Dieser Füllvorgang erfolgt nun ausser- ordentlich schnell, da das leichte Gas, z.B. Helium, sehr leicht und schnell durch die Poren in der Wandung der Giessform verdrängt wird und nach aussen ab- fliessen kann. Dieser Vorteil wird durch die hohe Durchflussrate des gewählten leichten Gases durch Poren und Kapillaröffnungen bewirkt. Für den Giess- vorgang besteht der Vorteil darin, dass in den Einzelbereichen des Formhohlraumes und zwischen dem einfliessenden flüssigen Metall kein partieller Überdruck aufgebaut wird, sodass das flüssige Metall rasch und ungehindert in die feinsten Verästelungen des Formhohlraumes fliessen kann. Allein dadurch wird bereits eine verbesserte Formgenauigkeit und eine höhere Abgussgeschwindigkeit erreicht. Dies hat auch zur Folge, dass in allen Teilen im Formhohlraum eine besse- re Struktur der abgegossenen Objekte entsteht. Sobald der Formhohlraum vollständig mit flüssigem Metall gefüllt ist, wird der Spiegel der Schmelze im Eingussbereich des Formhohlraumes mit einem anderen schweren Gas mit höherer Dichte beaufschlagt. Dieses Gas weist gegenüber dem Umgebungsraum der Giess- form einen Überdruck auf. Als schweres Gas mit höherer Dichte wird dabei ein Gas gewählt, welches im Periodensystem der Elemente eine Ordnungszahl von mindestens 7 aufweist und in jedem Fall eine höhere Ordnungszahl hat als das leichte Gas, mit welchem im vorgängigen Verfahrensschritt gespült wird. Das schwere Gas kann auch ein Gasgemisch sein, welches die gleichen Eigenschaf- ten aufweist. Ein besonders geeignetes Gas aus dieser Gruppe ist Argon, da es die Eigenschaft aufweist, nur mit einer relativ geringen Durchflussrate durch die Poren der Wandung der Giessform zu fliessen. Versuche zeigen, dass der Druckausgleich zwischen der Innenwand der Giessform und der Aussenwand der Giessform bei Beaufschlagung einer Seite mit Argon 8-10 mal langsamer erfolgt als bei Beaufschlagung mit Helium. Dies bringt nun den Vorteil, dass die flüssige Schmelze im Formhohlraum der Giessform einem erhöhten Druck ausgesetzt werden kann, ohne dass der Unterdruck im Umgebungsraum der Giessform merklich reduziert wird. Dies führt zu einer noch besseren Füllung der Formhohlräume und einer verbesserten Struktur der abgegossenen Objekte.
Diese Vorteile des beschriebenen erfindungsgemässen Verfahrens werden durch eine Giesseinrichtung erreicht, welche zwei Quellen für je unterschiedliche Gase mit unterschiedlicher Dichte aufweist. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Giessform in einem ersten gasdichten Behälter angeordnet ist und der Schmelz- tiegel und die Ausgussvorrichtung in einem zweiten, vom ersten getrennten Behälter angeordnet sind. Die beiden Behälter sind über Verbindungsleitungen und Steuerventile mit der ersten, bzw. zweiten Gasquelle verbunden und es sind Pumpen zum Erzeugen eines partiellen Unter-, bzw. Überdruckes, sowie entsprechende Steuereinrichtungen vorhanden. Wird im Bereich zwischen der Ausguss- Öffnung am Schmelztiegel und der Eingussöffnung an der Giessform ein dritter
Gasraum ausgebildet, so ergibt sich der Vorteil, dass dieser Raum relativ klein ist und dadurch der Druckaufbau über der Eingussöffnung nach dem Füllen der Giessform schneller erfolgen kann und weniger Gas benötigt wird. Auch hier sind entsprechende Steuer- und Verbindungseinrichtungen zu den Gasquellen und/oder zum ersten, bzw. zweiten gasdichten Behälter vorgesehen.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der Bereich der Ausgussöffnung des Schmelztiegels und der Bereich der Eingussöffnung der Giessform in Richtung der Giessachse gegeneinander verschiebbar sind. Dies ermöglicht einerseits eine bessere Zugänglichkeit zur Giessform und zum Schmelztiegel und andererseits ein Verbinden oder Trennen des ersten oder zweiten oder dritten Behälters von- einander. Dies durch Verschieben der Geräteteile mit dem Schmelztiegel oder der Geräteteile mit der Giessform gegeneinander. Zur Abdichtung ist zwischen diesen Geräteteilen mindestens eine Gasdichtedichtung ausgebildet.
Der Betrieb der erfindungsgemässen Giesseinrichtung und die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens in dieser Einrichtung erfolgt in zweckmässiger Weise mit einer Steuerung, welche ein Steuerprogramm zur Durchführung des Verfahrens enthält. Über diese Steuerung werden die entsprechenden Steuerventile und Steuereinrichtungen zwischen den Gasquellen und den gasdichten Behältern gesteuert. Diese Steuerung kann auch die Kontrolle der an sich be- kannten Schmelz- und Abgussvorgänge übernehmen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Eine erfindungsgemässe Giesseinrichtung in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine erfindungsgemässe Giesseinrichtung mit einem ersten und einem zweiten Behälter, und
Fig. 3 eine erfindungsgemässe Giesseinrichtung mit einem zusätzli- chen dritten Gasraum. Die in Fig. 1 dargestellte Giesseinrichtung besteht aus einem Behälter 5 mit einem Deckel 24, wobei die Verschlusseinrichtungen dieses Deckels 24 nicht dargestellt sind. Im Behälter 5 ist eine Giessform 2 mit einem Formhohlraum 3 positioniert. Diese Giessform 2 dient dazu, metallische Objekte, im dargestellten Bei- spiel, Schmuckstücke abzugiessen. Dabei sind eine Vielzahl von Objekten um einen zentralen Eingusskanal mit einem Eingussbereich 17 angeordnet und bilden ein baumartiges Gebilde. Die Giessform 2 besteht aus einem porösen Formmaterial, welches gasdurchlässig ist. Die Form wird in bekannter Weise mit Hilfe eines Wachsmodells hergestellt, welches nach dem Herstellen der Giessform 2 ausgeschmolzen wird. Über der Giessform 2 ist auf einem Zwischenträger ein Schmelztiegel 1 positioniert. Dieser Schmelztiegel 1 umfasst einen Sammelraum 25 für Rohmaterial, bzw. geschmolzenes Metall und eine Ausgussöffnung 14 im Bodenbereich des Schmelztiegels 1. Diese Ausgussöffnung 14 ist mit einem Stopper 15 verschlossen und kann über eine Betätigung 16 durch nicht darge- stellte, aber an sich bekannte Stellorgane geöffnet und geschlossen werden. Um den Schmelztiegel 1 ist eine Erwärmungseinrichtung in der Form einer Induktionsspule angeordnet, welche im dargestellten Beispiel ebenfalls nicht dargestellt, aber an sich bekannt ist. Der Stopper 15 und die Ausgussöffnung 14, sowie die Betätigung 16 bilden die Ausgussvorrichtung 4. Der Innenraum 26 des Behäl- ters 5 ist mit Hilfe des Deckels 24 gasdicht verschlossen. Der Innenraum 26 bildet gleichzeitig den Umgebungsraum zur Giessform 2. Eine Verbindungsleitung 19 verbindet diesen Innenraum 26 mit einer ersten Gasquelle 6, beispielsweise einer Druckgasflasche, welche Helium enthält. In der Verbindungsleitung 19 ist ein Ventil 22 angeordnet, welches Stellorgane aufweist und über Steuerleitungen 23 mit einer Steuerung 10 verbunden ist. Über eine weitere Verbindungsleitung 11 ist der Innenraum 26 des ersten Behälters 5 mit einer Vakuumpumpe 8 verbunden, welche ebenfalls über eine Steuerleitung 23 mit der Steuerung 10 verbunden ist. In der Verbindungsleitung 11 ist ebenfalls ein Ventil 21 mit Stellorganen und Steuerleitungen zur Steuerung 10 eingebaut. Die Vakuumpumpe 8 kann zu- sätzlich mit einem nicht dargestellten Vakuumtank ergänzt sein. Über eine weitere Verbindungsleitung 12 ist der Innenraum 26 des Behälters 5 mit einer zweiten Gasquelle 7 verbunden, welche im beschriebenen Beispiel Argon enthält. Zwischen der zweiten Gasquelle 7 und dem ersten Behälter 5 ist eine Überdruckeinrichtung 9, beispielsweise in der Form einer Druckpumpe und ein Ventil 20 eingebaut, wobei diese Elemente wiederum über Steuerleitungen 23 mit der Steuerung 10 verbunden sind.
In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist der Formhohlraum 3 der Giessform 2 mit Metall gefüllt und im Eingussbereich 17 ist der Spiegel 18 der eingegossenen Schmelze erkennbar. Das Füllen des Formhohlraumes 3 mit flüssiger Schmelze erfolgt nach folgendem Verfahren. In einem ersten Schritt wird die Giessform 2 in den Behälter 5 eingesetzt und der Sammelraum 25 des Schmelztiegels 1 mit der notwendigen Menge Rohmaterial gefüllt. Zum Abgiessen von Schmuckstücken finden normalerweise Rohmaterialien wie Gold, Silber oder Platin Verwendung, wobei auch andere Materialien eingesetzt und auch andere Objekte, wie z.B. Kunstobjekte oder industrielle Kleinteile abgegossen werden können. Das Volumen des Schmelztiegels 1 liegt dabei etwa zwischen 5 bis 2000 cm3. Anschlies- send wird der Behälter 5 mit dem Deckel 24 gasdicht verschlossen und das im Schmelztiegel 1 vorhandene Metall mit Hilfe der nicht dargestellten Erwärmungs- einrichtung geschmolzen. Während oder nach Beendigung des Schmelzvorganges wird der gesamte Innenraum 26 des Behälters 5 mit Hilfe der Vakuumpumpe 8 auf einen Unterdruck von mindestens 100 mbar evakuiert. Dadurch wird die beim Füllen des Behälters 5 eingetretene Luft aus dem Innenraum 26 und dem Formhohlraum 3 abgezogen und auch die Poren in der Wandung der Giessform 2 werden evakuiert. Sobald ein gewünschter, vorgegebener Unterdruck erreicht ist, wird über das Ventil 22 aus der ersten Gasquelle 6 ein leichtes Gas mit einer geringen Dichte, im beschriebenen Beispiel Helium, in den Innenraum 26 des Behälters 5 eingelassen und insbesondere der Formhohlraum 3 mit diesem leichten Gas gespült. Dazu kann über die Pumpe 8 weiterhin ein geringer Unterdruck aufrechterhalten werden, sodass das Spülen der ganzen Giessform 2 gewährleistet ist. Während dieses Spülvorganges mit dem leichten Gas Helium dringt dieses auch in die Poren in den Wandungen der Giessform 2 ein und füllt diese auf. Da Helium sehr leicht in Poren und Kapillaröffnungen eindringt und hohe Durchflussraten aufweist, wird der ganze Körper der Giessform 2 relativ rasch vom Helium durchdrungen. Sobald dieser Zustand erreicht ist, wird das Ventil 22 geschlossen und unter Aufrechterhaltung eines geringen Unterdruckes im Innen- 5 räum 26 des ersten Behälters 5 der Stopper 15 geöffnet. Dadurch fliesst das geschmolzene Metall über die Ausgussöffnung 14 in den Eingussbereich 17 an der Giessform 2 bis der Formhohlraum 3 ausgefülllt ist. Nun wird das Ventil 21 ebenfalls geschlossen und dafür das Ventil 20 geöffnet und der Innenraum 26 des Behälters 5 mit einem schweren Gas, im beschriebenen Beispiel mit Argon ge- l o füllt. Über die Überdruckeinrichtung 9 wird ein Überdruck von 1000 mbar aufgebracht und dieser Überdruck wirkt direkt auf den Spiegel 18 der Schmelze im Formhohlraum 3. Dadurch wird die Schmelze im Formhohlraum 3 in die äusser- sten Bereiche des Formhohlraumes 3 gedrückt und das leichte Gas Helium vollständig aus dem Formhohlraum 3 verdrängt. Das schwere Gas Argon hat dabei
15 die Eigenschaft, dass es nur sehr schlecht in die Poren der Giessform 2 eindringt und deshalb der Druckaufbau vorerst nur auf den Spiegel 18 der Schmelze im Formhohlraum und nur reduziert über die Wandung als Gegendruck wirkt. Sobald die Schmelze im Formhohlraum 3 erstarrt ist, wird das Ventil 20 geschlossen und nach Vornahme eines Druckausgleichvorganges kann der Deckel 24 geöffnet
20 und die Giessform 2 aus dem Behälter 5 entnommen werden. Damit ist die Einrichtung für einen erneuten Giessvorgang mit einer neuen, leeren Giessform 2 bereit. Die Steuerung des ganzen Giessverfahrens erfolgt über eine Steuerung 10, z.B. einem Steuerrechner, welcher mit einem entsprechenden Steuerprogramm und einer Eingabeeinrichtung ausgestattet ist. Abhängig vom zu vergies-
25 senden Material und von anderen Giessparametern kann das Programm und damit das Giessverfahren an die entsprechenden Randbedingungen angepasst werden. Bei Verwendung von anderen Gasen in der ersten, bzw. zweiten Gasquelle 6, 7 werden auch diese Änderungen von der Steuerung 10 berücksichtigt.
30 Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer Giesseinrichtung für Feingussteile, welche gegenüber dem Beispiel gemass Fig. 1 vorteilhafte Ergänzungen aufweist. Die Giesseinrichtung besteht dabei aus zwei Behältern, nämlich einem ersten Behälter 5', welcher die Giessform 2 aufnimmt und einem zweiten Behälter 13, welcher den Schmelztiegel 1 aufnimmt. Die beiden Behälter 5' und 13 s,nd gasdicht miteinander verbindbar, wobei die entsprechenden Verbindungseinrichtungen nicht dargestellt sind. Auf dem zweiten Behälter 13 ist wiederum ein Deckel 24 angeord- net, welcher über ebenfalls nicht dargestellte Verbindungsmittel gasdicht mit dem Behälter 13 verbindbar ist. Der Behälter 13 weist einen Bocen 27 auf, in welchem mindestens ein Verbindungskanal 28 angeordnet ist. Der Boden 27 des zweiten Behälters 13 liegt dabei über eine Dichtung 29 an der oberen Fläche 30 der Giessform 2 auf. Die Giessform 2 ist im dargestellten Beispiel auf einer Hub- und Senkeinrichtung 31 abgestellt, mittels welcher die Giessform 2 gegen den Boden 27 und damit gegen die Ausgussöffnung 14 gefahren oder von dieser wegbewegt werden kann. Dadurch ist es möglich, den Innenraum des ersten Behälters 5' mit dem Innenraum des zweiten Behälters 13 über die Verbindungskanäle 28 miteinander zu verbinden, wenn die Giessform 2 nach unten abgesenkt wird und nicht mehr an der Dichtung 29 anliegt. Im Schmelztiegel 1 ist im dargestellten Beispiel noch nicht geschmolzenes Rohmaterial eingefüllt, d.h. es ist der Ausgangszustand vor dem Beginn des Schmelzvorganges und des Abgiessvorganges dargestellt.
Nach dem Schmelzen des rohen Metalls im Schmelztiegel 1 werden die beiden Innenräume des ersten Behälters 5' und des zweiten Behäfters 13 über die Vakuumpumpe 8 und die Verbindungsleitung 11 auf einen vorbestimmten Druck evakuiert. Der Innenraum des Behälters 5' bildet dabei den Urr.gebungsraum zur Giessform 2. Der Aufbau des Unterdruckes im Formhohlraum 3 erfolgt über den Innenraum des zweiten Behälters 13 und die Verbindungskanäle 28, welche in den Eingussbereich 17 der Giessform 2 münden. Bei dieser Anordnung ist zusätzlich zum Ventil 21 in der Verbindungsleitung 11 ein zweites Ventil 32 angeordnet, welches die Pumpe 8 mit dem Innenraum des zwe'r.en Behälters 13 verbindet. Wenn die Giessform 2 an der Dichtung 29 am Boden 27 anliegt, sind zum Evakuieren beide Ventile 21 und 32 geöffnet, um sowohl im ersten Behälter 5' wie auch im zweiten Behälter 13 den gewünschten Unterdruck zu erzeugen und die unerwünschten Gase aus dem Formhohlraum 3 abzusaugen. Das Evakuieren kann auch bei abgesenkter Giessform 2 erfolgen, wobei dann nur eines der beiden Ventile 21 , bzw. 32 geöffnet sein muss. Vor Beginn des Abgiessvorganges wird in diesem Fall die Giessform 2 mit Hilfe der Einrichtung 31 gegen die Dichtung 29 gefahren. Nach Erreichen des gewünschten Unterdruckes wird das Ventil 22 geöffnet und aus der ersten Gasquelle 6 wird ein leichtes Gas in die Behälter 5' und 13 eingelassen. Auch in diesem Beispiel wird Helium als leichtes Gas mit einer geringen Dichte verwendet. Die Zeit, welche benötigt wird, bis das leichte Gas die Poren der Giessform 2 durchflössen und gefüllt hat, ist von der Grosse der Giessform 2 und dem gewählten Formmaterial abhängig. Sobald die Poren gespült und mit Helium gefüllt sind, wird der Spülvorgang abgebrochen, indem das Ventil 22 geschlossen wird. Zur Verbesserung des Spülvorganges kann ein zusätzliches Ventil 33 eingebaut werden. In diesem Fall wird während des Spülvorganges das Ventil 32 geschlossen und über das Ventil 21 weiterhin ein Unterdruck im Umgebungsraum der Giessform 2 erzeugt. Das leichte Gas Helium strömt dann in den zweiten Behälter 13 und über die Verbindungskanäle 28 in den Formhohlraum 3 und durchdringt von innen nach aussen die Giessform 2. Bei beiden Varianten wird vor Beginn des Abgiessvorganges das Ventil 21 geschlossen und nur noch über das Ventil 32 ein vorbestimmter Unterdruck im Formhohlraum 3 aufrechterhalten. Sobald der Formhohlraum 3 mit flüssiger Schmelze gefüllt ist, wird auch das Ventil 32 geschlossen und das Ventil 20 geöffnet. Aus der zweiten Gasquelle 7 und über die Verbindungsleitung 12 wird das schwere Gas, im dargestellten Beispiel wiederum Argon, in den Innenraum des zweiten Behälters 13 eingelassen und dieses schwere Gas Argon beaufschlagt über die Verbindungskanäle 28 den Spiegel der Schmelze im Eingussbereich 17 des Formhohlraumes 3. Über die Überdruckeinrichtung 9 wird nun im zweiten
Behälter 13 gegenüber dem Umgebungsraum der Giessform 2 im ersten Behälter 5' ein Überdruck aufgebaut. Dies bewirkt wiederum, dass die flüssige Schmelze im Formhohlraum 3 in die äussersten Bereiche des Formhohlraumes 3 dringt, da das leichte Gas Helium ohne grossen Widerstand über die Poren der Giessform 2 in den Umgebungsraum abfliesst. Da hier das schwere Gas Argon nur den Eingussbereich 17 des Formhohlraumes 3 beaufschlagt, ist das Abströmen des leichteren Gases Helium aus dem Formhohlraum 3 in den Umgebungsraum des Behälters 5' erleichtert, da um die Giessform 2 kein Überdruck aufgebaut wird.
Fig. 3 zeigt ein zusätzlich verbessertes Ausführungsbeispiel, bei welchem zwi- sehen dem ersten Behälter 5" und dem zweiten Behälter 13 ein dritter Gasraum 34 ausgebildet ist. Dieser dritte Gasraum 34 ist zwischen dem Boden 27 des zweiten Behälters 13 und einer Zwischenwand 35 am ersten Behälter 5" ausgebildet. Diese Zwischenwand 35 dichtet die obere Fläche 30 der Giessform 2 gegen den Umgebungsraum im ersten Behälter 5" ab. Der erste Behälter 5" und der zweite Behälter 13, sowie der Deckel 24 sind auch in diesem Ausführungsbeispiel über nicht dargestellte Verbindungsmittel gasdicht miteinander verbunden. Vor Beginn des Abgiessvorganges wird mit Hilfe der Vakuumpumpe 8 und durch Öffnen der Ventile 21 und 32 in den beiden Innenräumen der beiden Behälter 5", bzw. 13 ein gewünschter Unterdruck von 60 mbar erzeugt. Über die Poren in den Wandungen der Giessform 2 wird auch der Formhohlraum 3 und damit der dritte Gasraum 34 evakuiert. Damit bringt diese Ausführungsform den zusätzlichen Vorteil, dass die im Formhohlraum 3 vorhandene Luft oder andere Gase in jedem Fall nach aussen abgesogen wird. Der Aufbau des gleichen Unterdruckes im Behälter 13 ist notwendig, um das Nachströmen von unerwünschten Gasen in den dritten Gasraum 34 zu verhindern. Nach Erreichen des gewünschten Unterdruk- kes wird das Ventil 22 geöffnet, und aus der ersten Gasquelle 6 wird über die Leitung 19 das leichte Gas in der Form von Helium in den Innenraum des Behälters 13 und den dritten Gasraum 34 eingelassen. Es ist eine zusätzliche Verbindungsleitung 36 zwischen der Leitung 19 und dem dritten Gasraum 34 angeord- 5 net. Das Ventil 21 bleibt dabei offen, so dass wegen des Unterdruckes im Umgebungsraum zur Giessform 2 im ersten Behälter 5" das Helium vom dritten Gasraum 34 über den Formhohlraum 3 nach aussen in den Umgebungsraum der Giessform 2 strömt. Dies gewährleistet ein vollständiges Durchspülen der Poren und Kapillaröffnungen in den Wandungen der Giessform 2, sodass diese vollstän- o dig mit Helium gefüllt werden. Sobald dieser Zustand erreicht ist, wird das Ventil
22 in der Leitung 19 geschlossen und das Abgiessen der flüssigen Schmelze in den Formhohlraum 3 kann in der bereits beschriebenen Weise erfolgen. Sobald der Formhohlraum 3 mit flüssiger Schmelze gefüllt ist, wird dem dritten Gasraum 34 über die Verbindungsleitung 12' direkt das schwere Gas in der Form von Argon zugeführt. Dies erfolgt wiederum über das Ventil 20, die zweite Gasquelle 7 und die Überdruckeinrichtung 9. Der gewünschte Überdruck, in diesem Beispiel von 3000 mbar, gegenüber dem Umgebungsraum zur Giessform 2 im ersten Behälter 5" wird dabei nur im dritten Gasraum 34 aufgebaut. Da dieser dritte Gasraum 34 klein gehalten werden kann, wird nur eine geringe Menge Argon benötigt, und auch der Aufbau des gewünschten Überdruckes kann sehr schnell und mit geringem Energieaufwand erfolgen. Diese Ausgestaltung der Giesseinrich- tung führt zu einer Optimierung des erfindungsgemässen Giessverfahrens und der Gasverbrauch sowohl des schweren wie auch des leichten Gases wird auf ein Minimum reduziert.
An Stelle der zu den Beispielen erwähnten Gaswechselkombinationen Helium/ Argon sind verschiedene andere Kombinationen möglich. Wenn Reingase eingesetzt werden, sind beispielsweise Kombinationen wie Stickstoff/Argon oder Helium/Stickstoff möglich. Mit Mischgasen ist beispielsweise eine Kombination von Stickstoff als leichtem Gas, mit Kohlendioxid als schwerem Gas einsetzbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Giessen von metallischen Objekten in einer Giesseinrichtung für Feinguss, mit mindestens einer porösen Giessform (2), einer Ein- richtung (4) zum Eingiessen von flüssigem Metall in die Giessform (2) und mit Einrichtungen zum Erzeugen von Vakuum und Druck, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Beginn des Giessvorganges im Formhohlraum (3) und im Umgebungsraum der Giessform (2) ein Unterdruck erzeugt wird, dann der Formhohlraum (3) und der Umgebungsraum der Giessform (2) mit einem leichten Gas, mit geringer Dichte, gespült wird, während des
Spülens die Poren in den Wandungen der Giessform (2) mindestens teilweise mit dem leichten Gas gefüllt werden, anschliessend mindestens im Formhohlraum (3) erneut ein Unterdruck erzeugt wird, dann die flüssige Schmelze in den Formhohlraum (3) eingefüllt und der Formhohlraum (3) gefüllt wird, nach dem Füllen des Formhohlraumes (3) der Spiegel (18) der
Schmelze im Eingussbereich (17) des Formhohlraumes (3) mit einem anderen, schweren Gas, mit höherer Dichte, beaufschlagt und im Gasraum mit dem schweren Gas gegenüber den Hohlräumen in den Poren der Giessform (2) ein Überdruck erzeugt wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als leichtes Gas ein Gas verwendet wird, dessen Dichte mindestens um den Faktor 1 ,2 kleiner ist als die Dichte des schweren Gases.
5 3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als leichtes Gas ein Gas aus dem Periodensystem mit der Ordnungszahl 1 bis 10, beispielsweise Helium, und als schweres Gas ein Gas aus dem Periodensystem mit der Ordnungszahl von mindestens 7, beispielsweise Argon, verwendet wird , wobei das schwerere Gas eine höhere Ordnungszahl o aufweist als das leichtere.
4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Beginn des Giessvorganges ein Unterdruck von mindestens 100 mbar und am Ende des Giessvorganges im schweren Gas ein Überdruck gegenüber dem Druck in den Hohlräumen der Poren der Giess-
5 form (2) von mindestens 10 mbar erzeugt wird.
5. Giesseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 , umfassend einen Schmelztiegel (2) mit einer Ausgussvorrichtung (4) und mindestens einer Giessform (2) mit einem Formhohlraum (3), dadurch ge- 0 kennzeichnet, dass die Giessform (2) aus einem mindestens teilweise gasdurchlässigen Material besteht, diese Giessform (2) in einem gasdichten Behälter (5) angeordnet ist, dieser Behälter (5) mit einer ersten und einer zweiten Quelle (6, 7) für je unterschiedliche Gase verbunden ist, eine Verbindungsleitung (11 ) zu einer Pumpe (8) zum Erzeugen von Unterdruck im 5 Behälter (5) vorhanden ist und in der Verbindungsleitung (12) zwischen
Behälter (5) und zweiter Gasquelle (7) eine Einrichtung (9) zur Erzeugung von Überdruck angeordnet ist.
6. Giesseinrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass o der Schmelztiegel (1 ) und die Ausgussvorrichtung (4) in einem zweiten gasdichten Behälter (13) angeordnet sind und dieser Behälter (13) über ein Ventil (20) und eine Verbindungsleitung (12) mit der Einrichtung (9) zur Erzeugung von Überdruck verbunden ist.
5 7. Giesseinrichtung nach Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ausgussöffnung (14) am Schmelztiegel (1 ) und der Ein- gussöffnung (17) an der Giessform (2) ein dritter Gasraum (34) ausgebildet ist.
0 8. Giesseinrichtung nach einem der Patentansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich der Ausgussöffnung (14) des Schmelztie- gels (1 ) und der Bereich der Eingussöffnung (17) der Giessform (2) in Richtung der Giessachse gegeneinander verschiebbar sind.
9. Giesseinrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bereich der Ausgussöffnung (14) des Schmelztiegels (1 ) und dem Bereich der Eingussöffnung (17) der Giessform (2) mindestens eine gasdichte Dichtung (29) angeordnet ist.
10. Giesseinrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Gasraum (34) über eine Verbindungsleitung (12') mit der Einrichtung (9) zur Erzeugung von Überdruck und/oder über eine Verbindungsleitung (36) mit der ersten Gasquelle (6) verbunden ist.
11. Giesseinrichtung nach einem der Patentansprüche 5 bis 10, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Einrichtung mit einer Steuerung (10) mit einem dem
Verfahren gemass Anspruch 1 entsprechenden Steuerprogramm und mit Steuerventilen (20, 21 , 22, 32) in den Verbindungsleitungen (11 , 12, 19) für die Gase ausgetattet ist.
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DE59802238T DE59802238D1 (de) 1997-04-03 1998-03-17 Verfahren und giesseinrichtung für feinguss
EP98906787A EP0971805B2 (de) 1997-04-03 1998-03-17 Verfahren und giesseinrichtung für feinguss
JP54220098A JP4275195B2 (ja) 1997-04-03 1998-03-17 精密鋳造用の方法と鋳造装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10327165A1 (de) * 2003-06-15 2005-01-13 Kern Gmbh Leichtmetall-Giesstechnik Vorrichtung zur Herstellung von Leichtmetallgusserzeugnissen
US7258158B2 (en) 2004-07-28 2007-08-21 Howmet Corporation Increasing stability of silica-bearing material
AT503391B1 (de) * 2006-04-04 2008-10-15 O St Feingussgesellschaft M B Verfahren zum feingiessen von metallischen formteilen und vorrichtung hierfür

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4689342B2 (ja) * 2005-05-09 2011-05-25 株式会社Ｉｈｉ 精密鋳造法及び精密鋳造品
US8030082B2 (en) 2006-01-13 2011-10-04 Honeywell International Inc. Liquid-particle analysis of metal materials
RU2312738C1 (ru) * 2006-02-09 2007-12-20 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Способ литья по выплавляемым моделям с кристаллизацией под давлением и устройство для его осуществления
JP4442598B2 (ja) * 2006-10-12 2010-03-31 トヨタ自動車株式会社 減圧鋳造方法、及び、減圧鋳造装置
US20090065354A1 (en) * 2007-09-12 2009-03-12 Kardokus Janine K Sputtering targets comprising a novel manufacturing design, methods of production and uses thereof
GB2454010B (en) * 2007-10-26 2009-11-11 Castings Technology Internat Casting a metal object
KR101225429B1 (ko) * 2010-09-29 2013-01-22 현대제철 주식회사 턴디쉬용 상부노즐의 퍼징방법
CN102107259A (zh) * 2010-12-08 2011-06-29 山东梦金园珠宝首饰有限公司 钵状饰品的浇注方法
US8590595B2 (en) 2011-03-30 2013-11-26 General Electric Company Casting methods and apparatus
US8151865B1 (en) 2011-03-30 2012-04-10 General Electric Company Method and apparatus for casting filaments
JP5328998B1 (ja) * 2013-01-25 2013-10-30 株式会社石原産業 金属ガラスの鋳造装置及びそれを用いた鋳造方法
US9381569B2 (en) 2013-03-07 2016-07-05 Howmet Corporation Vacuum or air casting using induction hot topping
CN103433479B (zh) * 2013-09-12 2015-07-08 河南正旭精密制造有限公司 一种薄壁零件铸造工艺及铸造舱
CN103706778A (zh) * 2013-12-31 2014-04-09 大连福岛精密零部件有限公司 用非真空炉生产斯特林发动机高温合金部件的方法
KR101647205B1 (ko) * 2014-11-20 2016-08-09 두산중공업 주식회사 진공 주조를 위한 불활성 기체의 취입 장치
CN105033200A (zh) * 2015-09-18 2015-11-11 山东钢铁股份有限公司 一种真空冶炼铸造设备及工艺
US10675674B2 (en) * 2016-06-13 2020-06-09 Korea Institute Of Machinery & Materials Casting mold for metal sheet
CN108555256A (zh) * 2018-06-11 2018-09-21 江苏集萃先进金属材料研究所有限公司 一种改善真空感应铸锭凝固质量的装置及其方法
JP7367640B2 (ja) * 2020-09-02 2023-10-24 トヨタ自動車株式会社 鋳巣解析方法、プログラム、及び鋳造条件導出方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0293961A1 (de) * 1987-05-30 1988-12-07 Ae Plc Giessverfahren und Vorrichtung dazu
DE3927998A1 (de) * 1988-08-25 1990-03-01 Reiichi Okuda Praezisions-giessverfahren und vorrichtung zu seiner durchfuehrung

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5312726A (en) * 1976-07-22 1978-02-04 Kubota Ltd Method of preventing oxidation of casting
US5335711A (en) † 1987-05-30 1994-08-09 Ae Plc Process and apparatus for metal casting
ES2141791T3 (es) * 1993-09-20 2000-04-01 Peacock Llc Horno para calentar o fundir protesis dentales.
DE4420138C2 (de) † 1994-06-09 1997-09-25 Ald Vacuum Techn Gmbh Verfahren zum Herstellen von Gußteilen aus reaktiven Metallen und aus Metall bestehende Kokille zur Durchführung des Verfahrens
DE19505689C2 (de) † 1995-02-20 2003-10-02 Ald Vacuum Techn Ag Gießform zum Herstellen von Gußteilen aus reaktiven Metallen
DE59507205D1 (de) * 1994-06-09 1999-12-16 Ald Vacuum Techn Gmbh Verfahren zum Herstellen von Gussteilen aus reaktiven Metallen und wiederverwendbare Giessform zur Durchführung des Verfahrens
GB2294474B (en) † 1994-10-26 1998-04-29 Honda Motor Co Ltd Method for forming an aluminium or aluminium alloy composite material.
DE29502808U1 (de) † 1995-02-21 1995-04-27 Georg Schultheiss Electronic, 71292 Friolzheim Aufnahmebehälter, insbesondere Vakuumbehälter, für eine Küvette
JP3630383B2 (ja) * 1996-12-24 2005-03-16 本田技研工業株式会社 金属・セラミックス複合材料の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0293961A1 (de) * 1987-05-30 1988-12-07 Ae Plc Giessverfahren und Vorrichtung dazu
DE3927998A1 (de) * 1988-08-25 1990-03-01 Reiichi Okuda Praezisions-giessverfahren und vorrichtung zu seiner durchfuehrung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10327165A1 (de) * 2003-06-15 2005-01-13 Kern Gmbh Leichtmetall-Giesstechnik Vorrichtung zur Herstellung von Leichtmetallgusserzeugnissen
DE10327165B4 (de) * 2003-06-15 2008-08-07 Kern Gmbh Magnesium-Giesstechnik Vorrichtung zur Herstellung von Leichtmetallgusserzeugnissen
US7258158B2 (en) 2004-07-28 2007-08-21 Howmet Corporation Increasing stability of silica-bearing material
AT503391B1 (de) * 2006-04-04 2008-10-15 O St Feingussgesellschaft M B Verfahren zum feingiessen von metallischen formteilen und vorrichtung hierfür

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