<B>Einrichtung zum Schmelzen und Giessen unter</B> Luftabschluss. Zur Herstellung von reinen und gasfreien Werkstoffen mit. genau definierter Zusam mensetzung muss das Schmelzen und Giessen derselben unter Luftabschluss im Hoch vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre erfolgen. Bei .den bisher gebräuchlichen Ein richtungen zum Giessen und Schmelzen unter Luftabsehluss wurden zur Erzeugung des Vakuums im allgemeinen Ölrotationspumpen verwendet, mit denen im betriebsmässig gün stigsten Fall ein Vakuum von ungefähr 1/10 mm H- erreicht werden konnte.
Die Entwicklung der letzten Jahre hat aber ge zeigt, dass dieses Vakuum in verschiedenen Fällen ungenügend ist lind dass bei bestimm ten Werkstoffen durch Schmelzen bei Druk- ken von 1 X 10 -3 mm Hg und weniger noch erhebliche Gütesteigerungen erzielt werden können.
Die Anwendung von Pumpen, welche ein besseres Endvakuum erzeugen und höhere Saugleistung im niederen Druekbereich auf weisen, bedingt. aber einen entsprechend gro ssen Anschlussquerschnitt der Vakuumleitung am luftdichten Kessel, in welchem der Schmelz- und Giessvorgang durchgeführt wer den soll. Dies war konstruktiv bis jetzt nur bei solchen Vakuumschmelzeinriehtungen möglich, bei denen die Entleerung .des im luftlichten Kessel untergebrachten Schmelz tiegels durch einen Abstich im Tiegelboden erfolgt, was jedoch nur bei grösseren Schmelz chargen und bei immer gleichartiger Legie- rungszusammensetzung rationell ist.
Für den Abstich des Tiegels stehen dabei zwei Mög lichkeiten zur Verfügung : Entweder die Ver wendung eines Graphitpfropfens im Tiegel boden, der unter Valttum durch eine von der Aussenseite des luftdichten Kessels her be- dienbare Vorrichtung lioehziehbar ist, so dass das Sehmelzgut in eine unter dem Schmelz tiegel stehende, sieh im Innern des Kessels befindende Giessform fliesst, oder der Einbau eines Metallpfropfens im Tiegelboden, der die gleiche Legierungszusammensetzung aufweist.
wie das zu schmelzende Gut und dann im ge eigneten Moment.. durch eine zusätzliche äussere Heizung abgeschmolzen wird. Die beiden ge nannten Methoden sind mir in wenigen Fäl len anwendbar, da. z. B. Eisenlegierungen nicht mit Graphit in Berührung kommen dürfen, weil sonst die Gefahr einer Auf- kohlung des Eisens besteht.
Bei einem andern bekannten Verfahren erfolgt das Ausgiessen des geschmolzenen Gutes aus dem in einem Vakuumkessel fest eingebauten Sehmelztiegel über dessen Rand, indem der ganze Vakuumkessel gekippt wird, wobei die zugehörige Giessform oder Kokille rechtwinklig zur S@-mmetrieachse des Tiegels im Kessel angeordnet ist. Dieses Vorgehen be sitzt. ebenfalls verschiedene Nachteile: Erstens muss beim Vergiessen -die ganze Masse des Vakuumkessels bewegt werden, wodurch die Einstellung und Kontrolle des Giessvorganges erheblich erschwert wird.
Zweitens berührt der Giessstrahl zu Beginn der Wandung der in diesem Augenblick noch schrägstehenden Giessform, wodurch Inhomogenitäten und soo,enannte Giessfalten beim Gussstück ent stehen. Drittens muss die Vakuumleit.nng flexibel oder mit einer drehbaren Durch- Eihrung in den Vakuumkessel einmünden, was die Dimensionierung des Ansehlussquer- schnittes der Leitung beschränkt.
Die vorliegende Erfinden- will die ge- nannten -Nachteile belieben und betrifft eine Einrichtung zum Schmelzen und Giessen unter Luftabschluss, -welche dadurch gekenn zeichnet ist, dass in einem gasdicht abgeschlos senen und luftleeren Kessel ein mit einer elektrischen Heizvorrichtung versebener Sehnielztie--el von der Aussenseite des Kessels her um eine \waagrechte Achse kippbar im Bereich einer aufrecht im Kessel untei,
-e- brachten Giessform angeordnet. ist.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs- gegenstandes ist in der beigefügten Zeich- nung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Vorderansicht der Einrich tung, Fig. einen Querschnitt durch die Ein- riehtun@- gemäss der Linie II-11 in Fig. 1.
(1emä.ss den Darstellungen weist die Selimelz- und Giesseinrichtung einen mit einer doppeltenn Wandung versehenen Kessel 10 auf, der unter Zwischenschaltung von Guni- niidiclitun gen niit einem ebenfalls doppelte Wandun- besitzenden Deckel 11 abgeschlos sen ist. Der Zwischenraum zwischen den bei den Wandungen des Kessels und des Deckels ist, mit.
Hilfe von Leitun-en 12 an einen Iiülil- tvasserstrom angeschlossen. An der Oberseite des Deckels 11 ist. ein Schauglas 13 und eine durch eine schwenkbare Klappe 1-1 -asclieht verschliessbare Einfüllöffnun- vorhanden.
Eine Hoelivakuiun-Diffnsionsptunpe <B>15</B> mit: hoher Saugleistung ist mittels einer Vakuum leitung 16 von f;rossem Anselilnssquersehnitt an den Kessel. 10 angeschlossen, während eine angepasste -#Torval@uiimpumpe 17 der Dif fusionspumpe 15 vorzeschaltet ist.
Ini Innern des Kessels 10 befindet sieh ein Schmelztiegel 18, der von einer elektri- sehen Heizvorrichtung 10, beispielsweise einer Hochfrequenzspule oder einem Widerstands körper, umgeben ist. Der Tiegel und die Ileiz- vorriehtung sind zusammen in einem Halter '0 angeordnet, @eleher an einer horizontalen, einseiti- in der Wanduno, des Kessels 10 -e- lagerten Achse 21 befestigt ist.
Diese Achse ist. drehbar ausgebildet und gegen die Lager- wandung des Kessels zweekmässigerweise mit Lippenwellendiclitungen abgedichtet, wobei niit Vorteil zwei derartige Dichtungen mit ihren Lippen gegeneinander gewendet und der zwischen denselben herrschende Raum mit. einem Abdichtun;-sö:l ausgefüllt ist.
Die r@ elise 21 ist hohl ausgebildet und enthält die für die Stromzuführtin- zti der Ileizvorrich- tung dienenden elektrischen Leiter 22, an welche äuhere Speisekabel 23 angeschlossen sind.
Die die Achse durchsetzenden Leiter 22 sind hohl aus--ebildet und zti ihrer Kühlung mit. Wasserzirkulationsleitungen 2-1 ver bunden. Wenn die Heizv orriehtung 19 eine IIoehfrequenzspule ist, so ist dieselbe mit Vorteil aus einem Rohr Y,
ewiekelt und in den Kreislauf des die Leiter 22 durchströmenden Kühlwassers ein-eselialtet. Insbesondere bei der Verwendung von sehr hohen Betriebs frequenzen für die Heizung des Schmelzgutes ist es von Vorteil, die beiden für die Strom- zuführung erforderlichen Leiter koaxial aus zubilden,
um das äussere Streufeld im Ge biete der Kesseldurchführung auf ein Mini- mum zu reduzieren. Auf der Aussenseite des Kessels ist an cler Achse '1 ein. Betätigungs- liebel 2.3 zttni Drehen der Achse angeordnet. Uni die Aelise in jeder Drehlage arretieren zu können, ist zweekniässigerweise eine in der Zeichnung nicht.
sichtbare Bremsv orriehtung vorhanden, wobei der Betätigungshebel gleich zeitig mit derselben in Wirkverbindung sein kann, derart, dal> durch eine seitliche Be- wegUng des Hebels die Bremsung gelöst bzw. an-ezo-en wird. .11s Bremsvorrichtung kann z. B. eine Komiskupplun vorhanden sein.
Der Schmelztiegel 15 und die Heizv or- rieht.ung 19 sind derart an der Achse 21 be festigt, dass der Tiegel beim Drehen derselben in die in Fig. ' mit gestrichelten Linien dar- gestellte Lage gekippt, werden kann, um das geschmolzene Gut über den Rand auszu giessen. Eine Giessform 26 ist aufrecht derart im Innern des Kessels 10 untergebracht, dass beim Kippen des Tiegels der Giessstrahl prak tisch senkrecht von oben in die Form strömt, ohne deren Wandung zu berühren. Die Giess form 26 kann wassergekühlt oder auch an heizbar sein und jede beliebige Gestalt auf weisen.
Gemäss einer nicht. dargestellten Aus führungsvariante könnte die Einrichtung im Innern des Kessels einen Rundgänger mit mehreren Giessformen aufweisen, um durch Drehung desselben die Formen auswechseln zu können.
Die beschriebene Einrichtung könnte auch Mittel aufweisen, um in den evakuierten Kes sel eine Schutzgasatmosphäre einzubringen.
Die Wirkungs- und Gebrauchsweise der Einrichtung geht aus den vorstehenden Aus führungen ohne weiteres hervor. Es ergeben sich die folgenden Vorteile: Der Dimensionierung des Vakuuman- schlusges sind keine Grenzen gesetzt, so dass eine Vakuumpumpenanlage mit hoher Saug kraft zur Erzielung eines sehr guten Vakuums möglich ist. Das Vergiessen aus dem Schmelztiegel kann feinfühlig vorgenommen und kontrolliert werden, wobei das Arbeiten bequemer und rascher ist. als beim Abstich des Tiegels, besonders wenn die Legierung nicht mit Graphit in Berührung kommen darf und wenn die Zusammensetzung des Einsatzes immer wechselt, wie das bei Forschungs arbeiten stets der Fall ist.
Beim Kippen des Tiegels mitsamt der Heizvorrichtung sind nur relativ kleine-Massen zu bewegen, was die Einstellung und Kontrolle des Giessvorganges wesentlich erleichtert. Der aufrecht stehenden Giessform kann jede gewünschte Gestalt ge geben werden, und der Giessstrahl berührt die Wandung der Form zu Beginn des Gusses nicht, so dass stets ein sauberer und gleich mässiger Guss von hoher Qualität erzielbar ist.
<B> Equipment for melting and pouring under </B> air exclusion. For the production of pure and gas-free materials with. With a precisely defined composition, they must be melted and cast in the absence of air in a high vacuum or in a protective gas atmosphere. In .the previously common devices for pouring and melting with the absence of air, oil rotary pumps were generally used to generate the vacuum, with which a vacuum of about 1/10 mm H- could be achieved in the most favorable operating case.
However, the development of the last few years has shown that this vacuum is insufficient in various cases, and that with certain materials by melting at pressures of 1 X 10 -3 mm Hg and less significant increases in quality can be achieved.
The use of pumps, which generate a better ultimate vacuum and have higher suction power in the lower pressure range, is conditional. but a correspondingly large connection cross-section of the vacuum line on the airtight vessel in which the melting and casting process is to be carried out. Up to now, this was structurally only possible with those vacuum melting units in which the emptying of the melting crucible housed in the airtight kettle is done by tapping in the bottom of the crucible, which is only efficient with larger melt batches and with the same alloy composition.
There are two options for tapping the crucible: Either the use of a graphite plug in the bottom of the crucible, which can be pulled out under Valttum by means of a device that can be operated from the outside of the airtight vessel, so that the floating material can be placed under the Crucible standing, see inside the boiler located casting mold is flowing, or the installation of a metal plug in the crucible bottom, which has the same alloy composition.
how the good to be melted and then at the appropriate moment .. is melted by an additional external heater. The two methods mentioned are applicable to me in a few cases. z. For example, iron alloys must not come into contact with graphite, as otherwise there is a risk of the iron being carburized.
In another known method, the molten material is poured out of the Sehmelz crucible, which is permanently installed in a vacuum kettle, over its edge by tilting the entire vacuum kettle, with the associated casting mold or mold being arranged in the kettle at right angles to the crucible's axis of symmetry. This procedure is in place. There are also various disadvantages: Firstly, the entire mass of the vacuum vessel has to be moved during casting, which makes setting and controlling the casting process considerably more difficult.
Secondly, at the beginning of the wall, the pouring jet touches the casting mold, which is still inclined at this moment, whereby inhomogeneities and so-called pouring folds arise in the casting. Thirdly, the vacuum line must open into the vacuum tank flexibly or with a rotatable passage, which limits the dimensioning of the connection cross-section of the line.
The present invention wants to leave the mentioned disadvantages and relates to a device for melting and casting with exclusion of air, which is characterized in that in a gas-tight closed and evacuated boiler a Sehnielztie - el from the outside of the boiler can be tilted about a horizontal axis in the area of an upright in the boiler,
-e- placed mold arranged. is.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the attached drawing, specifically showing: FIG. 1 a front view of the device, FIG. A cross section through the device - according to line II-11 in FIG.
(According to the illustrations, the Selimelz and casting device has a double-walled kettle 10, which is closed with a double-walled cover 11 with the interposition of guninidiclipings. The space between the two walls of the kettle and the lid is with.
With the help of lines 12 connected to an Iiülil- tvasserstrom. At the top of the lid 11 is. a sight glass 13 and a filling opening that can be closed by a pivotable flap 1-1 -asclieht.
A Hoelivakuiun-Diffnsionsptunpe <B> 15 </B> with: high suction power is by means of a vacuum line 16 from a large Anselilnssquersehnitt to the boiler. 10 connected, while an adapted - # Torval @ uiimpumpe 17 of the diffusion pump 15 is connected upstream.
In the interior of the boiler 10 is a crucible 18 which is surrounded by an electrical heating device 10, for example a high-frequency coil or a resistance body. The crucible and the Ileiz device are arranged together in a holder 0, which is attached to a horizontal axis 21 mounted on one side in the wall of the boiler 10.
This axis is. designed to be rotatable and sealed against the bearing wall of the boiler in two ways with lip-type corrugated conduits, with two such seals advantageously facing one another with their lips and the space between them also. a seal is filled out.
The r @ elise 21 is hollow and contains the electrical conductors 22, which are used for the power supply of the heating device and to which external feed cables 23 are connected.
The conductors 22 passing through the axis are hollow and are also cooled with them. Water circulation lines 2-1 connected. If the heating device 19 is a high-frequency coil, it is advantageously made of a tube Y,
ewiekelt and eselialtet into the circuit of the cooling water flowing through the conductors 22. Particularly when using very high operating frequencies for heating the molten material, it is advantageous to form the two conductors required for the power supply coaxially,
in order to reduce the external stray field in the area of the boiler duct to a minimum. On the outside of the boiler there is a '1 on the axis. Actuating Liebel 2.3 zttni rotating the axis arranged. Uniquely being able to lock the Aelise in any rotational position is not one in the drawing.
There is a visible braking device, the actuating lever being able to be in operative connection with it at the same time, such that the braking is released or applied by moving the lever sideways. .11s braking device can e.g. B. a Komiskupplun be available.
The melting crucible 15 and the heating device 19 are fastened to the axis 21 in such a way that the crucible can be tilted when rotating the same into the position shown with dashed lines in FIG pour out the edge. A casting mold 26 is housed upright in the interior of the kettle 10 in such a way that when the crucible is tilted, the pouring jet flows practically vertically from above into the mold without touching its wall. The casting mold 26 can be water-cooled or heated and can have any shape.
According to one not. From the embodiment variant shown, the device inside the boiler could have a circular walker with several casting molds in order to be able to exchange the molds by rotating the same.
The device described could also have means for introducing a protective gas atmosphere into the evacuated boiler.
The operation and use of the device can be seen from the preceding statements without further notice. The following advantages result: There are no limits to the dimensions of the vacuum connection, so that a vacuum pump system with high suction power is possible to achieve a very good vacuum. Pouring from the crucible can be done sensitively and controlled, whereby the work is more convenient and faster. than when tapping the crucible, especially when the alloy must not come into contact with graphite and when the composition of the insert always changes, as is always the case with research work.
When tilting the crucible together with the heating device, only relatively small masses have to be moved, which makes setting and monitoring the pouring process much easier. The upright casting mold can be given any desired shape, and the pouring jet does not touch the wall of the mold at the beginning of the casting, so that a clean and uniform casting of high quality can always be achieved.