WO2009059952A1 - Vorrichtung und verfahren zum niederdruckgiessen von metallschmelzen - Google Patents

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Wilhelm Hauke
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Georg Fischer Automotive Ag
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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
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/007—Treatment of the fused masses in the supply runners
    • 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
    • B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould

Definitions

  • the invention relates to a device for low pressure casting of metal melts with a Vergiessofen, a feed channel for the melt, a channel in the direction of the mold and a supply to the gaseous pressurization.
  • the melt In low-pressure casting, the melt is conveyed through a riser against gravity into a casting cavity by gaseous pressurization of the metallic melt in an oven.
  • Melting which receives aggregates or inoculants for reasons of nucleation before casting, are treated by gravity prior to entry into the mold in the pouring stream, in the ladle and / or in the mold itself by gravity.
  • lumpy inoculating agents can be inserted in the region of the mold inlet during low-pressure casting in order to dissolve during mold filling.
  • the disadvantage often associated therewith is, in particular, that there is no satisfactory distribution of the inoculant in the molten metal in the casting mold. Different concentrations of the inoculant in the melt can lead to significant variations in the desired properties of the castings.
  • This known technique requires careful adjustment of the composition and solution behavior of the inoculant.
  • the object of the invention is to apply a device and a method for low-pressure casting so that the melt in an intermediate container, before the actual mold filling, already present with a uniformly distributed Impfstoffitzmenge.
  • the object is achieved in that an intermediate container is arranged between the casting mold and the channel, wherein an access for the addition of an inoculating agent is provided in the intermediate container.
  • the intermediate container has an overflow wall in the interior.
  • an optimal distribution of the inoculant in the melt is achieved, in particular by the flow.
  • Fig. 1 shows a sectional view of a furnace.
  • the casting furnace 1 has a feed channel 2 for filling with molten metal 3.
  • the feed channel 2 can be closed with a cover 14.
  • a supply 6 is provided to pressurize the melt with gas pressure.
  • a channel 4 is attached to the Vergiessofen 1, where directly the intermediate container 7 connects.
  • the mold 5 is arranged, which is connected to the riser 13 via the opening 11 with the intermediate container 7.
  • a tubular extension 15 for adding the inoculant 9 is attached.
  • an overflow wall 10 is provided for the melt 3, which is arranged just behind the end of the channel 4.
  • the casting process is as follows:
  • the Vergiessofen 1 is filled via the feed channel 2 with molten metal 3. After filling the Vergiessofens 1 of the feed channel 2 is closed by a gas-tight cover 14.
  • the pressures p1, p2 and p3 correspond to the atmospheric pressure.
  • the chamber 16 is pressurized with a gaseous medium.
  • the pressure p1 is greater than the pressures p2 and p3.
  • the melt begins to flow via the channel 4 and the overflow wall 10 in the intermediate container 7.
  • the tubular Approach 15 the inoculant 9 added.
  • the feed opening between the overflow wall 10 and the mold 5 is arranged.

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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Niederdruckgiessen von Metallschmelzen mit einem Vergiessofen (1), einem Zuführkanal (2) für die Metallschmelze (3), einem Kanal (4) in Richtung zur Giessform (5) und einer Zuführung (6) zur gasförmigen Druckbeaufschlagung, wobei zwischen der Giessform (5) und dem Kanal (4) ein Zwischenbehälter (7) angeordnet ist und wobei in dem Zwischenbehälter (7) ein Zugang (8) für die Zugabe eines Impfmittels (9) vorgesehen ist.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM NIEDERDRUCKGIESSEN VON METALLSCHMELZEN
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Niederdruckgiessen von Metallschmelzen mit einem Vergiessofen, einem Zuführkanal für die Schmelze, einem Kanal in Richtung zur Giessform und einer Zuführung zur gasförmigen Druckbeaufschlagung.
Beim Niederdruckgiessen wird durch eine gasförmige Druckbeaufschlagung der metallischen Schmelze in einem Ofen die Schmelze über ein Steigrohr entgegen der Schwerkraft in einen Giesshohlraum gefördert.
Schmelzen, die aus Gründen der Keimbildung vor dem Vergiessen Zuschlagstoffe oder Impfmittel erhalten, werden beim Giessen mittels Schwerkraft vor dem Eintritt in die Form im Giessstrahl, in der Giesspfanne und/oder in der Form selbst behandelt.
Nach dem Stand der Technik können beim Niederdruckgiessen stückige Impfmittel im Bereich des Formeneingusses eingelegt werden, um während der Formfüllung in Lösung zu gehen. Der damit häufig verbundene Nachteil besteht insbesondere darin, dass keine zufriedenstellende Verteilung des Impfmittels in der Metallschmelze in der Giessform erfolgt. Unterschiedliche Konzentrationen des Impfmittels in der Schmelze können zu erheblichen Abweichungen der gewünschten Eigenschaften führen der Gussstücke führen. Diese bekannte Technik erfordert eine sorgfältige Einstellung der Zusammensetzung und des Lösungsverhaltens des Impfmittels.
Um diese Nachteile zu minimieren besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Niederdruckgiessen so anzuwenden, dass die Schmelze in einem Zwischenbehälter, vor der eigentlichen Formfüllung, bereits mit einer gleichmässig verteilten Impfmittelmenge vorliegt.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen der Giessform und dem Kanal ein Zwischenbehälter angeordnet ist, wobei in dem Zwischenbehälter ein Zugang für die Zugabe eines Impfmittels vorgesehen ist.
Durch die Möglichkeit eines separaten Zugangs für die Zugabe eines Impfmittels in einen Zwischenbehälter zwischen dem Vergiessofen und der Giessform wird eine einfache Möglichkeit geboten, eine genau eingestellte Impfmittelmenge zum gewünschten Zeitpunkt zuzuführen.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform weist der Zwischenbehälter im Innern eine Überlaufwand auf. In vorteilhafter Weise hat es sich gezeigt, dass bei Eingabe des Impfmittels vor der Zwischenwand eine optimale Verteilung des Impfmittels in der Schmelze insbesondere durch die Strömung erreicht wird.
Weitere mögliche Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Ofens.
Der Vergiessofen 1 weist einen Zuführkanal 2 für die Befüllung mit Metallschmelze 3 auf. Der Zuführkanal 2 ist mit einem Deckel 14 verschliessbar. Am Vergiessofen 1 ist zur Beaufschlagung der Schmelze mit Gasdruck eine Zuführung 6 vorgesehen. Weiterhin ist an dem Vergiessofen 1 ein Kanal 4 angebracht, an dem sich direkt der Zwischenbehälter 7 anschliesst. Oberhalb des Zwischenbehälters 7 ist die Giessform 5 angeordnet, die mit dem Steigrohr 13 über die Öffnung 11 mit dem Zwischenbehälter 7 verbunden ist. An den Zugang 8 im Zwischenbehälter 7 ist ein rohrförmiger Ansatz 15 zur Zugabe des Impfmittels 9 angebracht. Im Innern des Zwischenbehälters 7 ist eine Überlaufwand 10 für die Schmelze 3 vorgesehen, die kurz hinter dem Ende des Kanals 4 angeordnet ist.
Der Giessvorgang läuft wie folgt ab:
Zunächst wird der Vergiessofen 1 über den Zuführkanal 2 mit Metallschmelze 3 befüllt. Nach dem Befüllen des Vergiessofens 1 wird der Zuführkanal 2 mittels eines Deckels 14 gasdicht verschlossen. Die Drücke p1 , p2 und p3 entsprechen dem Atmosphärendruck. Zum Eisentransport in den Zwischenbehälter wird die Kammer 16 mit einem gasförmigen Medium druckbeaufschlagt. Der Druck p1 ist grösser als die Drücke p2 und p3. Die Schmelze beginnt über den Kanal 4 und die Überlaufwand 10 in den Zwischenbehälter 7 zu fliessen. Gleichzeitig wird über den rohrförmigen Ansatz 15 das Impfmittel 9 zugegeben. In der Fig. 1 ist die Zugabeöffnung zwischen der Überlaufwand 10 und der Giessform 5 angeordnet. Ebenso denkbar ist es, das Impfmittel 9 im Bereich 17, d.h. vor der Überlaufwand 10 zuzugeben. Infolge der Strömung der Metallschmelze 3 wird das Impfmittel 9 homogen mit der Metallschmelze 3 vermischt. Um die Giessform 5 zu füllen, muss der zu der Höhe ΔH korrespondierende Druck p2 aufgebaut werden.
Nach der Formfüllung wird p2 soweit abgesenkt, dass die ausserhalb der Giessform befindliche Schmelze zurück in den Zwischenbehälter 7 fliessen kann.
Bezugszeichenliste
1 Vergiessofen p1 Fülldruck
2 Zuführkanal p2 Druck
3 Metallschmelze p3 Druck
4 Kanal ΔH Höhe
5 Giessform
6 Zuführung
7 Zwischenbehälter
8 Zugang
9 Impf mittel
10 Überlaufwand
11 Öffnung
12 entfällt
13 Steigrohr
14 Deckel
15 Ansatz
16 Kammer
17 Bereich

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum Niederdruckgiessen von Metallschmelzen mit einem Vergiessofen (1 ), einem Zuführkanal (2) für die Metallschmelze (3), einem Kanal (4) in Richtung zur Giessform (5) und einer Zuführung (6) zur gasförmigen Druckbeaufschlagung, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Giessform (5) und dem Kanal (4) ein Zwischenbehälter (7) angeordnet ist, wobei in dem Zwischenbehälter (7) ein Zugang (8) für die Zugabe eines Impfmittels (9) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zwischenbehälter (7) eine Überlaufwand (10) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugang (8) für das Impfmittel (9) vor der Überlaufwand (10) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (7) eine Öffnung (1 1 ) aufweist, wobei im Inneren des Zwischenbehälters an der Öffnung (1 1 ) ein Steigrohr (13) angeordnet ist und oberhalb der Öffnung (1 1 ) mit dieser direkt die
Giessform (5) verbunden ist.
5. Verfahren zum Niederdruckgiessen von Metallschmelzen nach mindestens einem der vorherigen Vorrichtungsansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Impfmittel (9) in die sich in dem zwischen dem Vergiessofen (1 ) und der
Giessform (5) angeordneten Zwischenbehälter (7) befindliche Metallschmelze (3) zugegeben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Impfmittel (9) als Granulat zugegeben wird.
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