DE676664C

DE676664C - Process for the production of finished metal castings by melting the latter in the mold

Info

Publication number: DE676664C
Application number: DES121619D
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Walter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-02-19
Filing date: 1936-02-19
Publication date: 1939-06-09

Description

Verfahren zum Herstellen von fertigen Gußstücken aus Metall unter Schmelzen des letzteren in der Gießform Zusatz zum Patent 554 724 Patentiert im Deutschen Reiche vom zcy. Februar 1936 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 18. Dezember 1928 Patenterteilung bekanntgemacht am 17. Mai 1939 Beim Vergießen von flüssigen Metallen benutzt man vorzugsweise Kokillen, die aus den verschiedensten metallischen Werkstoffen hergestellt werden können. Diese metallischen Kokillen haben den Nachteil, daß sie sich beim Eingießen der hocherhitzten Metalle verziehen können, wodurch in den Gußkörpern innere Spannungen entstehen. Diese Spannungen im gegossenen Werkstoff vermindern natürlich die Haltbarkeit des gegossenen Stückes.Process for the production of finished metal castings by melting the latter in the casting mold. February 1936 onwards The main patent started on December 18, 1928. Patent was granted on May 17 , 1939. When casting liquid metals, it is preferred to use molds that can be made from a wide variety of metallic materials. These metallic molds have the disadvantage that they can warp when the highly heated metals are poured in, as a result of which internal stresses arise in the cast bodies. These stresses in the cast material naturally reduce the durability of the cast piece.

Man hat daher auf der anderen Seite schon lange mit sogenannten Sandformen gearbeitet, bei denen das flüssige Metall in einen Hohlraum feucht verstampften Formsandes eingegossen wurde. Hierbei ergibt sich der Nachteil, daß für jedes Stückeine neue Form hergestellt werden muß, da die Form nach dem Guß unbrauchbar wird. Hinzu kommt, daß bei nicht ganz reinen Sandarten Verunreinigungen in das Gtißstück übergehen können und so dessen Wert herabmindern. Will man das verunreinigte Gußstück doch noch benutzen, so wird durch die oberflächlichen Verunreinigungen ein kostspieliges Nacharbeiten notwendig.So, on the other hand, one has long had what are known as sand molds worked, in which the liquid metal was compacted wet in a cavity Molding sand was poured. This has the disadvantage that one for each piece new shape must be made because the shape is unusable after casting. In addition comes that impurities pass into the casting piece in the case of not entirely pure types of sand can and thus reduce its value. You want the contaminated casting still use, it becomes an expensive one due to the superficial impurities Rework necessary.

Man ist daher schließlich dazu gelangt, keramische Stoffe als Formenbaustoff zu benutzen. Im wesentlichen wird dabei ein Verfahren angewandt, das der Herstellung der Sandformen entspricht, wobei jedoch die formbildenden Stoffe vor der Verwendung gebrannt werden. Die so hergestellten Gußformen verziehen sich nicht und können sehr viele Male benutzt werden. Bei der Wahl temperaturformbeständiger Stoffe ergibt sich in diesem Falle eine sehr günstige Verwendungsmöglichkeit und große Wirtschaftlichkeit der auf dem erwähntenWegehergestellten Gußformen.So one finally came to use ceramic materials as mold building material to use. Essentially, a process is used that is the production corresponds to the sand molds, however, the mold-forming substances before use to be burned. The molds produced in this way do not and can not warp used very many times. When choosing materials that are resistant to temperature deformation, the result In this case, it is a very convenient use and is very economical of the molds produced in the above-mentioned way.

Bei allen vorerwähnten Gießverfahren ergibt sich die Notwendigkeit, den Werkstoff in einem besonderen Arbeitsgang zu schmelzen und dann in die Form überzugießen. Wendet man nichtleitende Stoffe als Formenbaustoff an, so ist nach bekannten Verfahren das Schmelzen des zu vergießenden Gutes in der Form selbst möglich. In solchen Fällen kann man vorteilhaft die Wirkung eines Hochfrequenzfeldes ausnutzen. Praktisch verfährt man meistens so, daß man die in einem besonderen Hohlraum der Gußform vorher eingebrachten Metalle durch Einsetzen der Gesamtform in eine Hochfrequenzspule schmilzt, wobei das geschmolzene Metall durch einen Verbindungskanal zwischen dem Beschickungshohlraum und der eigentlichen Gußform in diese gelangt. Vorteilhaft ist bei diesem Verfahren die verhältnismäßig weitgehende Ausfüllung der Gießformen und die Vermeidung des beim Übergießen des Metalles aus dem Ofen in die Form unvermeidbaren WÄrmeverlustes.In all of the casting processes mentioned above, there is a need to to melt the material in a special operation and then to shape it pour over. Turns non-conductive materials are used as mold building materials on, so is the melting of the goods to be potted in the known method Shape itself possible. In such cases one can take advantage of the effect of a high frequency field exploit. In practice, one usually proceeds in such a way that they are placed in a special cavity the casting mold previously introduced metals by inserting the entire mold into a High frequency coil melts, with the molten metal passing through a connecting channel between the charging cavity and the actual mold enters this. The relatively extensive filling out is advantageous with this method the casting molds and the avoidance of pouring over the metal from the furnace in the form of unavoidable heat loss.

Auch hierbei ergeben sich vielfach noch Schwierigkeiten, wenn es sich um Gegenstände handelt, die feine Verästelungen o. dgl. aufweisen. Das Metall, das ausschließlich unter seinem hydrostatischen Druck und der Schwerkraftwirkung in die Form fließt, kann die entfernteren Verästelungen des Hohlraumes nicht völlig ausfüllen. Man kann auch, allerdings ohne besonderenErfolg, versuchen, den hydrostatischen Druck mittels höherer, längerer Eingießkanäle zuverstärken. Nachteilig wirkt auch der elektrodynamische Druck, der durch die Induktionsspule hervorgerufen wird und bestrebt ist, den flüssigen Werkstoff in Richtung auf die Achse der Induktionsspule zu verdichten.Here, too, difficulties often arise if they arise are objects that have fine ramifications or the like. The metal that exclusively under its hydrostatic pressure and the action of gravity in the shape flows, the more distant ramifications of the cavity cannot completely to complete. One can also try the hydrostatic Increase pressure by means of higher, longer pouring channels. Also has a disadvantageous effect the electrodynamic pressure created by the induction coil and strives to move the liquid material in the direction of the axis of the induction coil to condense.

Durch die Erfindung werden diese Schwierigkeiten beseitigt, indem man bei einer Gießform der bekannten. Art, bei welcher sich das zu erschmelzende Metall in der gleichen Auskleidung befindet wie der Hohlraum der Form selbst, Druckunterschiede zwischen der Umgebung der Gießform und ihrem Innern herstellt. Zu beachten ist dabei, daß geteilte keramische Gießformen angewandt werden, in die besondere Hohlräume eingebaut sind, die mit dem festen Werkstoff angefüllt werden. Die festen Metalle können in diese Hohlräume .unmittelbar eingelegt werden: Der Verbindungskanal zwischen diesen metallbeschickten Hohlräumen und der eigentlichen-Gießform, der also dem Eingießkanal gewöhnlicher Gießformen entspricht, wird gemäß der Erfindung möglichst lang gehalten, damit der hydrostatische Flüssigkeitsdruck des Metalls sich in günstiger Weise auf die Füllung des Gußformhohlraumes auswirken kann. Durch diese besonderen langen Eirngießkanäle wird erreicht, daß das Schmelzgut sich gleichmäßig und ohne Lunkerbildung in der ganzen Gießform ausbreitet.The invention overcomes these difficulties by one with a mold of the known. Kind at which the to be melted Metal is in the same lining as the cavity of the mold itself, pressure differences between the environment of the mold and its interior. It should be noted that that split ceramic molds are used in the special cavities are installed, which are filled with the solid material. The solid metals can be inserted directly into these cavities: The connecting channel between these metal-loaded cavities and the actual casting mold, which is the The pouring channel corresponds to conventional casting molds, is as possible according to the invention held long so that the hydrostatic fluid pressure of the metal is more favorable Way can affect the filling of the mold cavity. Through this particular long pouring channels is achieved that the melt material is evenly and without Void formation spreads throughout the mold.

Der zu erzeugende Druckunterschied kann dadurch erzielt werden, daß man im Innern der Form einen Unterdruck erzeugt. Andererseits kann natürlich auch ein Preßdruck von außen ausgeübt werden. Schließlich wird es möglich sein, in manchen besonders schwierig gelagerten Fällen gleichzeitig Überdruck von außen und Unterdruck von innen zur Wirkung zu bringen.The pressure difference to be generated can be achieved in that a vacuum is created inside the mold. On the other hand, of course, can a pressure can be exerted from the outside. Eventually it will be possible in some In particularly difficult cases, overpressure from the outside and underpressure at the same time to bring it into effect from within.

Bei Anwendung der Vorschrift gemäß der Erfindung zum Herstellen eines Druckunterschiedes zwischen Hohlraum der Gießform und Umgebung gelingt das völlige Füllen auchverzweigtesterHohlräume. Es wird möglich, das Auftreten kleiner Hohlräume, insbesondere auch in Teilen der Gießform, mit geringerem Querschnitt verläßlich zu verhindern. Vorteilhaft ist dabei das Verstärken des gewöhnlichen hydrostatischen Druckes durch Anwendung verlängerter innerer Verbindungskanäle.When using the rule according to the invention to produce a Pressure difference between the cavity of the casting mold and the surrounding area succeeds completely Also fill even branched voids. It becomes possible to prevent the appearance of small voids, especially reliable in parts of the casting mold with a smaller cross-section to prevent. It is advantageous to reinforce the usual hydrostatic Pressure by using elongated inner connecting channels.

Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in der Abbildung durch die Innenaufsicht auf eine keramische Form dargestellt, die zur Durchführung des neuen Verfahrens benutzt werden kann. Die aus keramischem Stoff bestehende Form z setzt sich aus zwei Teilen zusammen, deren vorderer in der Abbildung fortgenommen ist. Das Innere der keramischen Form r steht durch einen oberen Rohransatz 2 mit der Außenatmosphäre in Verbindung. An diesen Rohransatz 2 kann gegebenenfalls eine Preßluftleitung angeschaltet werden. Der Hohlraum- zur Aufnahme des festen stückigen Metalls ist auf der Zeichnung mit 3 bezeichnet. Er steht durch möglichst langgestreckte Verbindungskanäle q. mit dem Hoh.lraum@ der eigentlichen Gießform j in Verbindung. In der Abbildung ist beispielsweise ein radförmiges Gebilde zu gießen. Unterhalb des eigentlichen Gießformhohlraumes findet sich ein zweiter Rohransatz 6, der verschlössen werden kann oder an eine Vakuumleitung angeschlossen wird. Das Ganze ist im Betrieb von einer Induktionsspule 7 umgeben, die in dem Metall 3 sowohl wie in dem bereits in die Gießform gedrungenen Metall durch Wirbelstromeinwirkung die zum Schmelzen notwendige Hitze erzeugt. .An embodiment of the method according to the invention is shown in the figure by the interior view of a ceramic mold which can be used to carry out the new method. The ceramic material form z is composed of two parts, the front of which is taken away in the figure. The interior of the ceramic mold r is connected to the outside atmosphere through an upper tube attachment 2. A compressed air line can optionally be connected to this pipe socket 2. The cavity for receiving the solid, lumpy metal is denoted by 3 in the drawing. It stands through connecting channels q which are as elongated as possible. with the cavity @ of the actual mold j in connection. In the illustration, for example, a wheel-shaped structure is to be cast. Below the actual casting mold cavity there is a second pipe attachment 6, which can be closed or connected to a vacuum line. During operation, the whole is surrounded by an induction coil 7 , which generates the heat necessary for melting in the metal 3 as well as in the metal that has already penetrated into the casting mold by the action of eddy currents. .

Claims

PATENT CLAIMS z. Process for producing finished castings made of metal by melting the latter in the casting mold, with the metal pieces Filled casting mold made of non-metallic building material in the alternating field of a high-frequency coil brought and after the metal has melted to regulate the cooling either the induction currents gradually are weakened or the melt material is brought out of the area of the alternating current fields, according to patent 554724, characterized in that during casting between the mold cavity and the surrounding mold Pressure difference is generated. z. Apparatus for practicing the method of claim r, characterized in that the vertical inlet channels between the melting and Mold cavity are extended beyond the usual extent.