DE69216512T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Giessen in Giessformen aus Graphit - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung ist auf eine verbesserte Graphitform zum Gießen von Metall gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren zum Herstellen eines Gegenstands gerichtet. Insbesondere sieht die Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zum Verbessern des Steigleitungsverfahrens und der Steuerung des Gießverfahrens vor, insbesondere bei großen Gußkörpern, um die Porosität in diesen Gußkörpern zu verringern und somit deren interne Strukturintegrität zu verbessern.
• Eine Form mit den Merkmalen des ersten Abschnitts des Anspruchs 1 ist aus der US-A-3,545,524 bekannt.
• Es werden seit Jahrhunderten Gußkörper in verschiedenen Gießformen und Formen hergestellt, umfassend Sandformen, feste Formen und Graphitformen. Die Gießmaterialien umfassen geschmolzene Bronze, Messing, Eisen, Aluminium und Stahl sowie andere Elemente und Legierungen. Es sind Gießtechniken entwickelt worden, um die Eigenschaften des gegossenen Materials, die erforderliche oder gewünschte Oberflächenqualität des fertigen Gußkörpers, die erforderliche Strukturintegrität des Gießerzeugnisses sowie die Kosten der Gießtechnik oder des Verfahrens zu senken. Bezeichnend für einige der ersten Gießverfahren war zu biblischen Zeiten das Abstechen von geschmolzenem Eisen von einem Rohschmelzer oder einem Blaseofen in eine in dem Sand oder Schmutz gebildete Form. Die Gießpraktiken haben sich entwickelt und sind verfeinert worden, um eine bessere Steuerung der Schmelzechemie, der Abstichtemperatur, der Formtemperatur, der Einfüllraten, der Pfannentemperatur sowie anderer Gieß- und Vergießtechniken vorzusehen. Unter den progressiveren Praktiken ist die Auswahl von Gießmaterialien zum Unterstützen länger haltbarer Formen, zum Erhalten einer besseren Steuerung der Wärmeübertragungsraten und zum Vorsehen glatterer Oberflächen an dem so gegossenen Erzeugnis.
• Graphitformen werden in der Gieß- und Schmelzereiindustrie aufgrund ihrer effizienten Wärmeübertragungseigenschaften und ihrer relativ hohen Abnutzungs- und Erosionsfestigkeit verwendet, was zu einer Zunahme der Anzahl an Gießvorgängen pro Form und zu einem schnelleren Kühlen der Gußartikel in der Form führt. Diese Graphitformen werden ferner in der Schmelzereiindustrie verwendet, um eine bessere Abmessungssteuerung des so gegossenen Erzeugnisses vorzusehen, was sekundäre Fertigstellungsvorgänge verringert und ein zum Versand fertiges Erzeugnis vorsieht. Wie bei den meisten Schmelzformen und Gießeinrichtungen sind diese Graphitformen mit Eingießöffnungen und Steigleitungen versehen, welche die Abgabe von Gasen und von Dampf während des Gießens und der Verfestigung ermöglichen. Die Wärmeübertragungsrate von Graphit ist sowohl vorteilhaft als auch nachteilhaft, da sie eine schnelle Wärmeübertragung von dem geschmolzenen Metall ermöglicht, sie kann jedoch ebenso zu einer Zunahme des Auftretens einer Porosität in dem verfestigten Gußkörper führen. Daher ist festgestellt worden, daß es nicht nur wünschenswert ist, die Massenkühlrate zu steuern, sondern ebenso lokal die Rate des Kühlens in den verschiedenen Bereichen des Gußkörpers zu steuern. D.h., es ist vorteilhaft, die Kühlrate sowohl für die dünneren als auch die dickeren Gußkörperabschnitte zu variieren, um eine gleichförmigere Kühlrate und Verfestigung in jedem der Abschnitte des Gußkörpers in der Form erhalten zu können.
• Die Formen, die Formstrukturen und die Formpraktiken variieren in einem weiten Bereich von Einrichtungen, wie durch die Strukturen, die in Foundry Work durch R.E. Wendt, vierte Ausgabe, 1942 und Cast Metals Technology, von J. Gerin Sylvia, 1972 beispielhaft dargestellt und beschrieben sind, gezeigt. Obgleich diese Texte drei Dekaden umfassen, sind viele der Verfahren und Einrichtungen die gleichen oder entsprechende. Die Verbesserungen der Technologie, welche im letzteren Text angegeben ist, beziehen sich auf das Verständnis der Kinetik des Vorgangs und der chemischen Praktiken; die Formkomponenten sind jedoch im wesentlichen die gleichen geblieben, d.h. die Öffnung, die Steigleitung, der Gießhohlraum, die Oberform und die Unterform usw. Obgleich diese Basiskomponenten Teile des Stands der Technik bleiben, sind kontinuierliche Anstrengungen gemacht worden, um die Gießpraktik, die Formstruktur und die Metallchemie zu verbessern, mit der Absicht, das fertiggestellte Erzeugnis, dessen interne Struktur und die fertige Oberfläche zu verbessern.
• Das US-Patent Nr. 3,614,053 von Peck ist für Anstrengungen zum Verbessern des Gußkörpers beispielhaft und offenbart eine Steigleitungsanordnung für eine zweiteilige Form, welche Steigleitung ein Paar von Abschnitten aufweist, die elastisch und schwenkbar an den jeweiligen Formteilen angebracht sind. Wenn die Formteile miteinander verbunden werden, um einen Gießhohlraum vorzusehen, wird das Steigleitungspaar gleichzeitig gekoppelt, um einen abgedichteten Steigleitungshohlraum vorzusehen. Diese Anordnung ist zum Beschleunigen und Erhöhen der Gießzyklusrate durch die Form verwendet worden.
• Alternative Formsteigleitungsstrukturen sind in den US-Patenten Nrn. 3,409,267 von Wszolek, 3,498,366 von Merrick et al. und Re. 24,655 von Sylvester offenbart und dargestellt. Das letztere Patent von Sylvester sieht eine Technik zum Formen und Ausbacken von Steigleitungsschalen in den Steigleitungsöffnungen der Formen vor. Diese Schalen bestehen aus nicht entflammbarem Material, wie z.B. Kernsand und Trockenbinder, welche zum Vorsehen einer glatten und festen Schale gebacken werden, welche Wände aufweist, die Gas aus der Reaktion des geschmolzenen Metalls mit dem Graphit abgeben. Das '366-Patent von Merrick et al. sieht harzgebundene Sandabschnitte in einer Graphitform vor, um verbesserte Oberflächenzustände der so gegossenen Artikel vorzusehen, und um abgeschreckte Abnutzungsoberflächen an den Graphitberührungsabschnitten vorzusehen sowie weichere Oberflächen an den Sandberührungsabschnitten des Gußartikels. Eine Steigleitung mit einem separaten, relativ großen und wiederverwendbaren oberen Abschnitt ist in dem angegebenen Wszolek-Patent dargestellt.
• Andere Gieß- und Schmelzereitechniken, welche zum Verlängern der Form-Lebensdauer und zum Erzeugen verbesserter Gußkörper verwendet werden, sind durch die Verwendung von Formabdeckungen gekennzeichnet, um die Gießoberflächen der Form zu beschichten, wie z.B. in dem US-Patent Nr. 3,684,004 von Germain et al. offenbart. Auf einer Formfläche mit einer zentral angeordneten Einlaßöffnung verändert sich eine Formabdeckungs- Beschichtungsdicke invers mit dem Abstand von der Mittellinie der Form. Diese Formabdeckungen werden im allgemeinen durch Besprühen der Formgießoberflächen mit einem Schlamm aus Gießmaterial aufgebracht, wie z.B. Quarz, Zirkon, Cristobalit o.dgl. Dieses Patent sieht ein Mittel vor zum Vermeiden von überlappungen, Runzeln und Diskontinuitäten aus dem Formbeschichtungsverfahren.
• Der Wunsch zum Verbessern von Gußerzeugnissen erstreckt sich auf alle Bereiche des Gießens, d.h. auf die chemische Zusammensetzung, die kristallographische Struktur, die physikalischen Eigenschaften, den Oberflächenabschluß, minimale Materialverluste, Schleifanforderungen und die strukturelle Integrität. Dieser letztere Parameter ist insbesondere bei Gußkörpern wichtig, die einer mechanischen Arbeit und Abnutzung ausgesetzt werden, oder bei Gußkörpern, welche entweder intermittierend oder kontinuierlich schwere Lasten tragen. Diese verbesserte Qualitätsanforderung ist beispielsweise bei gegossenen Eisenbahnrädern vorhanden, welche einer Abnutzung, hohen vertikalen und Torrosionsbelastung und einem Abrieb ausgesetzt sind. Diese schwierigen physikalischen Anforderungen legen einen Schwerpunkt auf das Vorsehen eines Qualitätsgußkörpers, und eine der primären Charakteristiken eines strukturell einwandfreien Gußkörpers ist die Kontinuität oder die Minimierung der Mikroporosität in dem Gußkörper. Dieses Freisein von Fehlern des Gußkörpers wird durch Ultraschalltests überwacht und ist bei der strengen Wartungsanforderung für ein Hochqualitätseisenbahnrad bezeichnend oder wird wenigstens als ein Indikator dafür betrachtet. Frühere Gießpraktikmaßnahmen zum Verbessern der strukturellen Integrität der gegossenen Eisenbahnräder haben eine Zunahme der Anzahl an Steigleitungen umfaßt, ebenso wie das Positionieren der Steigleitung in Verbindung mit dem Kernabschnitt des Gießhohlraums, um die Gas- und Dampfabgabe zu verbessern und um eine Quelle von heißem Metall vorzusehen zum Füllen der Hohlräume, wenn der Gußkörper sich abkühlt und zusammenzieht. Es ist als notwendig betrachtet worden, den Gießhohlraum ständig mit heißem Metall zu füllen, um die Mikroporosität in den Gußkörpern zu minimieren.
• Die vorliegende Erfindung sieht eine Graphitform für Gußkörper vor und ist in einer bevorzugten Ausführungsform insbesondere zum Gießen von Eisenbahnrädern verwendbar, insbesondere von Diesel-Rädern. Die Räder werden in Formen mit einer Mehrzahl von Steigleitungen gegossen, um eine kontinuierliche Zufuhr von geschmolzenem Material zu dem Steg (Scheibe), dem Flansch und der Radfelge vorzusehen, welche Radabschnitte die ersten sind, welche abkühlen, sich zusammenziehen und schrumpfen. Die Steigleitungen in der Oberform sind an der oberen Oberfläche der Oberform und dem Formhohlraum offen und sind mit einer Isolationshülse aus einem hitzebeständgen Material versehen. Die Mehrzahl von Steigleitungen ist typischerweise in einem Kreismuster konzentrisch zur Radnabe angeordnet. Die Steigleitungsöffnungen an der Formfläche weisen die Form einer Mehrzahl von Öffnungen auf, welche jeweils durch einen Ring umgeben sind, wobei an einem Umfang Formflächenbögen angeordnet sind, welche zwischen den Steigleitungsöffnungen vorgesehen sind. Die Erfindung kann ein Vertiefungsband zwischen jeder der benachbarten Formflächen-Steigleitungsöffnungen vorsehen, welche Öffnungen, Steigleitungen und Vertiefungen mit einem hitzebeständigen Material gefüllt sind, um eine Wärmeübertragungsrate von dem geschmolzenen Material in dem Formhohlraum während der Metallverfestigung zu unterdrücken und um die Mikroporositätsbildung aufgrund einer schnellen Kühlung des Gießmetalls in dem Radsteg zu verringern. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Vertiefungsbänder mit einem abgerundeten Grund ausgebildet und weisen im allgemeinen einen halbkreisförmigen Querschnitt auf, was beim Entfernen des hitzebeständigen Materials nach dem Entfernen des Gießerzeugnisses hilft, wodurch das Vorbereiten der Form für das nächste Gießen unterstützt wird.
• Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun, lediglich anhand von Beispielen, mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
• Figur 1 eine Querschnitts-Aufrißansicht einer Graphitform und eines Bodendruck-Einfüllverfahrens ist;
• Figur 2 eine vergrößerte, perspektivische Teilansicht einer unteren oder Formhohlraumfläche der Oberform mit nicht gefüllten Steigleitungen, Senkbohrungen und einem Vertiefungsband für eine Gießform, wie sie in Figur 1 gezeigt ist;
• Figur 3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Formhohlraums der Oberform in Figur 2 ist, wobei die Steigleitungen, Senkbohrungen und Vertiefungsbänder mit einem Isolationsmaterial gefüllt sind;
• Figur 4 eine alternative perspektivische Ansicht der Formfläche in Figur 3 ist;
• Figur 5 eine vergrößerte Ansicht von zwei Steigleitungen und Senkbohrungen ist, die durch ein Vertiefungsbandsegment der Formfläche in Figur 4 verbunden sind;
• Figur 6 eine Querschnittsansicht eines typischen Eisenbahnrads von der Mittenlinie der Nabe zur Radfelge ist; und
• Figur 7 eine Aufrißansicht eines Werkzeugs zum Schneiden einer Vertiefung mit einem Kernradius in der Oberfläche einer Graphitform ist.
• Eine Graphitform 10 zum Gießen eines Eisenbahnrads in einem Formhohlraum 20 ist in Figur 1 in einer Einrichtung 12 zum Bodendruckeinfüllen dargestellt. Das spezielle Einfüllverfahren, das gegossene Erzeugnis und die Gießeinrichtung sind darstellend und sind für die Struktur der vorliegenden Erfindung nicht beschränkend. Die Form 10 weist eine Öffnung 14 mit einem sich darin erstreckenden rohrartigen Element 15 auf, das ein Metallbad 17 in der Einrichtung 12 mit einem Formhohlraum 20 verbindet. Eine Oberform 16 und eine Unterform 18 der Form 10 sind an einer Trennlinie 22 verbunden und weisen eine untere Fläche 24 bzw. eine obere Fläche 26 auf, die in gegenüberliegender Position angeordnet sind, um zwischen diesen einen Hohlraum 20 vorzusehen. Steigleitungen 28 erstrecken sich von der unteren Fläche 24 zur oberen Oberfläche 30 der Oberform 16 und sind Ablaßleitungen für Gase oder Dämpfe und sehen ferner ein Reservoir für geschmolzenes Material zum Füllen des Hohlraums 20 während der Gußkörperverfestigung und zum Minimieren der Mikroporsität in dem gegossenen Rad vor. Ein beispielhafter Querschnitt eines Eisenbahnrads 32 ist in Figur 6 gezeigt, welche ein Schnitt von der Radnabe 34 zur Felge 36 ist. In dem dargestellten Verfahren steht das geschmolzene Metall im Bad 17 durch das Rohr 15 und die Öffnung 14 in Verbindung mit dem Formhohlraum 20, es kann mit der Form 10 jedoch ein alternatives Verfahren verwendet werden.
• Die Unterform 18 weist eine obere oder Hohlraumfläche 26 auf, welche eine im allgemeinen kontinuierliche Fläche ist, die, mit Ausnahme der Nabenbohrung 38 keine Diskontinuitäten aufweist. Die Kontur der oberen Fläche 26 ist an die Oberfläche der inneren Oberfläche 40 des Rads 32 angepaßt und ist dazu vorgesehen, eine relativ glatte Radoberfläche, minimale Möglichkeiten für Porosität und Hohlräume aufgrund der Schwerkraftwirkung und eine kontinuierliche Zufuhr von heißem geschmolzenem Material vorzusehen, um jegliche sich entwickelnden Hohlräume während des Gußkörperabkühlens und der Kontraktion desselben zu füllen. Die Unterform 18 ist ein Graphitformabschnitt mit einer hohen Wärmeübertragungsrate, um die Gußkörperabkühlung zu beschleunigen und höhere Herstellungsraten zu ermöglichen. Zusätzlich ist die Abnutzungsrate der Graphitform relativ nominal und jegliches abgetragenes oder abgesplittertes Graphit weist nur einen geringen oder keinen Einfluß auf die Zusammensetzung des Gußeisen- oder Stahlgußkörpers auf, da es als Kohlenstoff in Lösung gehen kann oder als Einschluß an den Korngrenzen aufgenommen werden kann, welcher sich von dem Kohlenstoff der Legierung nicht unterscheidet.
• Wie vorangehend erwähnt, sind die Oberform 16 und die Unterform 18 an der Trennlinie 22 ineinander aufgenommen oder miteinander gekoppelt, welche Linie im allgemeinen der Außenrand der Oberform und Unterformabschnitte ist. Die Oberform 16 in den Figuren 2-4 weist an der unteren Oberfläche 24 eine konvexe Kontur auf, welche der konkaven Form an der oberen Oberfläche 26 der Unterform gegenüberliegt, um den Hohlraum 20 zu bilden. Bei dem dargestellten Eisenbahnradumfang der Figur 6 verbindet ein relativ dünner Stegabschnitt 41 das Felgensegment 36 mit dem Nabensegment 34 und nahe dem äußeren oder Felgensegment 36 öffnen sich die Steigleitungen 28 in den Hohlraum 20. Die präzise Position der Steigleitungen in der Oberform 16 und somit ihre Position zum Gießen des Hohlraums 20 ist eine Ausgestaltungsauswahl, bei diesem Eisenbahnradbeispiel ist jedoch die Steigleitungsposition so wie angegeben.
• Die Steigleitungen 28 werden in der Gießindustrie zum Entlüften des Formhohlraums 20 und zum Vorsehen eines Reservoirs von heißem Metall vorgesehen, um ein Schrumpfen des Gußkörpers während des Abkühlens auszugleichen, welches zur Porosität oder einer "Leitung" in einer Block-Form führt. Obgleich das Auftreten einer Porosität bei Gußkörpern natürlich ist, unabhängig davon, ob sie Block- oder Form-Gußkörper sind, kann eine Porosität für die strukturelle Integrität des fertiggestellten Produkts nachteilhaft sein, welches so wie es gegossen worden ist, verwendet werden kann oder sekundären Fertigstellungsvorgängen unterzogen werden kann. Daher hat die Radgießindustrie fortdauernd nach Verfahren, Einrichtungen und Zusammensetzungen zum Verbessern der Radproduktion gesucht.
• Die Steigleitung 28 in Figur 1 ist ein zylindrischer Durchlaß 50 mit einer Seitenwandung 52 und einer hitzebeständigen Hülsenauskleidung 54. Die Steigleitung 28 erstreckt sich von der oberen Oberfläche 30 durch die Oberform 16 zum Formhohlraum 20 und ist mit den beiden Oberflächen an den oberen und unteren Enden 51 bzw. 53 des Durchgangs 50 bündig. Insbesondere ist die Hülsenauskleidung 54 bündig mit den Oberflächen an den oberen und unteren Enden 51, 53 des Durchlasses 50. Die Steigleitungen 28 in der Oberform 16 der Figur 2 enden an der unteren Oberfläche 24 und Senkbohrungen 56 an der Oberfläche 24 in den Figuren 3 bis 5 sehen vergrößerte Sitzflächen für die Hülsenauskleidungen 54 vor. In der dargestellten Ausführungsform kann die Auskleidung 54 durch Füllen der Steigleitung 28 und der Senkbohrung 56 mit einem hitzebeständigen Material gebildet werden, welches ein Bindemittel oder ein anderes hitzeempfindliches Mittel aufweist. Die Form 10 ist im allgemeinen durch das vorhergehende Heißmetallgießen auf eine Temperatur oberhalb der Raumtemperatur angehoben oder sie kann auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt werden, um Gießprobleme zu vermeiden, welche Wärme und Temperatur zum Aushärten der hitzebeständigen Mixtur geeignet sind. Das hitzebeständige Material in dem Steigleitungsdurchgang 50 kann eine vorbestimmte Zeitdauer aushärten, wodurch die hitzebeständige Mixtur auf eine vorgegebene Wandungsdicke aushärtet. Ein nachfolgendes Umdrehen der Oberform 16 gibt den verbleibenden Teil des nicht ausgehärteten hitzebeständigen Materials ab und sieht eine Bohrung oder einen Durchlaß 50 vor. Das hitzebeständige Material an der unteren Oberfläche 24 und in der Senkbohrung 56 härtet im allgemeinen jedoch vollständig aus, was ein Drillen oder ein anderweitiges Bohren des Materials aus dem Durchgang 50 zum Öffnen der Öffnung 58 an der Senkbohrung 56 erforderlich macht. In den Figuren erscheinen die hitzebeständig gefüllten Senkbohrungen 56 als Verkleidungen oder ringförmige Sitze, welche während des Kühlens des Gußkörpers als hervorragende Isolatoren dienen.
• In der Vergangenheit hat sich die Praktik entwickelt, eine zusätzliche Anzahl an Steigleitungen 28 vorzusehen, um einen Gußkörper mit weniger strukturellen Fehlern mit verringerter Mikroporosität vorsehen zu können. Dies betrifft insbesondere die Eisenbahnradindustrie, in welcher die Nachfrage nach einer strukturellen Integrität mit der Betriebssicherheit gekoppelt ist. Somit ist eine alternative Gießpraktik zur Herstellung von Diesellokomotivenrädern entwickelt worden, welche Praktik eine erhöhte Anzahl an Steigleitungen verwendet hat, um ein Schrumpfen eines gekühlten Gußkörpers zu kompensieren und um die Mikroporosität in dem fertig gegossenen Rad zu minimieren. Die Gießpraktik, welche eine erhöhte Anzahl an Steigleitungen 28 verwendet hat, war beim Verringern der Mikroporosität erfolgreich. Es existiert jedoch zwischen den benachbarten Senkbohrungen 56 ein thermischer Gradient, welche Senkbohrungen mit dem hitzebeständigen Material gefüllt waren. Dieser thermische Gradient hat auf der Differenz in der thermischen Leitfähigkeit zwischen dem hitzebeständigen Material der Hülsenauskleidung und dem Graphit der Form 10 beruht. Daher sind in der unteren Oberfläche 24 Vertiefungsbänder (Kanäle) 60 in Figur 2 ausgebildet, um den thermischen Gradienten zwischen jedem Sitz benachbarter Senkbohrungen 56 zu minimieren. In den verschiedenen Figuren sind die Vertiefungsbänder 60 (d.h. Wandungen), welche eine Bandbreite von ungefähr dem Steigleitungsdurchmesser und eine Bandtiefe von ungefähr der Hälfte des Steigleitungsdurchmessers aufweisen können, als eine Reihe von Bögen 62 gezeigt, welche benachbarte Senkbohrungen 56 verbinden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vertiefung an ihrem Grund 64 abgerundet, wie in Figur 2 gezeigt, und weist eine Breite auf, die wenigstens gleich dem Steigleitungsdurchgangsdurchmesser ist, um nach jedem Gießdurchgang ein leichtes Entfernen des hitzebeständigen Materials vorzusehen; die genaue Querschnittsform des Bands ist jedoch nicht beschränkend.
• Als ein Mittel zum Herrichten und Entwickeln der Vertiefung in der unteren Oberfläche 24 kann ein Werkzeug 70, welches in Figur 7 mit einem vorbestimmten Radius an seiner Schneidkante 72 gezeigt ist, als ein Bearbeitungswerkzeug zum Schneiden der Vertiefung in die Oberfläche 24 mit einer gewünschten Tiefe und mit abgerundeter Form am Vertiefungsgrund 64 verwendet werden, welche abgerundete Form im Querschnitt halbkreisförmig mit einem Radius von der Hälfte des Steigleitungsdurchmessers sein kann. Nach dem Ausbilden der Vertiefung werden sowohl die Vertiefung als auch der Steigleitungsdurchgang mit dem mit Bindemittel abgebundenen hitzebeständigen Material zum gleichzeitigen Aushärten gefüllt. Danach wird die Oberform 16 zum Abgeben des nicht ausgehärteten hitzebeständigen Materials umgedreht und die Öffnung 58 wird gebohrt, gestanzt oder in anderer Weise geöffnet, um eine offene Verbindung zwischen der Steigleitung 28 und der Oberform 16 vorzusehen.
• Insbesondere werden die Kontur der oberen und unteren Formflächen 24 bzw. 26 in den Formoberflächen bearbeitet, da die Graphitformen 10, welche semipermanente Formen zur Wiederverwendung zur Herstellung mehrerer Gußkörper sind, einer Abnutzung und Erosion unterliegen. Daher werden die Formen 10 auseinandergenommen und sowohl die Oberform 16 als auch die Unterform 18 werden in einem Spannfutter einer Drehbank, einer Schleifmaschine oder einer anderen Bearbeitungseinrichtung (nicht gezeigt) zur Nachbearbeitung in der oberen und unteren Oberfläche 24 und 26 zum nachfolgenden Wiederverwenden und Gießen festgelegt. Werkzeuge zum Ausbilden der verschiedenen Konturen an den Oberflächen 24 und 26 können in einer Bohrstange angebracht werden, und das Werkzeug 70 kann in gleicher Weise an einer derartigen Bohrstange angebracht werden, um die Vertiefungen in die Fläche 24 zwischen den benachbarten Steigleitungen 28 zu schneiden.
• Im Betrieb wirkt die Form 10 im allgemeinen wie ihre historischen Vorgänger, die Vertiefungen liefern jedoch in Zusammenwirkung mit den Senkbohrungen 56 an der unteren Oberfläche 24 einen kontinuierlichen hitzebeständigen oder isolierenden Ring für das geschmolzene Metall in dem Hohlraum 20. Somit wird erwartet, daß die thermischen Abkühleffekte in dem Bereich um die Senkbohrungen 56 und die Steigleitungen 28 gleichmäßiger sein werden und einen thermischen Gradienten-Kühleffekt verhindern, was zu einem gleichförmigeren Kühlen eines gegossenen Erzeugnisses und zum Verhindern einer Gußkörpermikroporosität führt. Nach dem Abkühlen kann der Gußkörper in der herkömmlichen Art und Weise entfernt werden und die Oberform 16 und die Unterform 18 können entsprechend der herkömmlichen Schmelzereipraktik zum Abgeben des hitzebeständigen Materials aus diesen gehandhabt werden.
• Obgleich lediglich eine spezifische Ausführungsform der Erfindung beschrieben und dargestellt worden ist, ist es offensichtlich, daß verschiedene Alternativen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Ansprüche ausgeführt werden können.

Claims (10)

1. Graphitform (10) zum Gießen von Metall, wobei die Form eine Oberform (16) und eine Unterform (18) umfaßt, welche zum Bilden eines Gießhohlraums (20) zusammenwirken, wobei die Unterform eine obere Fläche (26) mit einer ersten Formgebung darin aufweist,

wobei die Oberform mit einer oberen Fläche (30) eine untere Fläche (24) mit einer zweiten Formgebung aufweist, wobei die Oberform und die Unterform zum Vorsehen von nahe beieinander liegenden unteren und oberen Flächen zusammenwirken, um einen Gießhohlraum zu bilden,

wobei die Oberform zwei oder mehr Steigleitungen (28) aufweist, welche eine Verbindung zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche bilden, dadurch gekennzeichnet,

daß vertiefte Abschnitte in der unteren Fläche vorgesehen sind, wobei die vertieften Abschnitte durch Vertiefungsbänder (60) gebildet sind, welche in der unteren Fläche vorgesehen sind, welche Bänder sich zwischen benachbarten Steigleitungen an der unteren Fläche erstrecken.

2. Graphitform nach Anspruch 1, ferner umfassend Senkbohrungen (56) in der unteren Fläche, welche an jeder Steigleitung vorgesehen sind, wobei die Vertiefungsbänder zwischen benachbarten Senkbohrungen vorgesehen sind.

3. Graphitform nach Anspruch 1 oder 2, worin hitzebeständiges Material, vorzugsweise in der Form einer Sandauskleidung, in den vertieften Abschnitten vorgesehen ist.

4. Graphitform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Oberform eine Mehrzahl von Steigleitungen (28) aufweist, wobei die Vertiefungsbänder sich zwischen jeder benachbarten Steigleitung und Senkbohrung (56) erstrecken.

5. Graphitform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Steigleitungen im allgemeinen zylindrisch sind mit einem ersten Querschnittsdurchmesser, wobei jedes Band (60) an der unteren Fläche eine Breite aufweist, welche wenigstens gleich dem Durchmesser ist.

6. Graphitform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Metall ein auf Eisen basierendes Material ist.

7. Graphitform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend wenigstens zehn Steigleitungen in der Oberform, welche Steigleitungen im allgemeinen zylindrisch sind mit einem Querschnittsdurchmesser und sich an der unteren Oberfläche (24) öffnen, wobei ein derartiges Vertiefungsband in der unteren Fläche vorgesehen ist und sich zwischen jedem Paar von benachbarten Steigleitungen erstreckt.

8. Graphitform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Vertiefungsband eine Vertiefung mit einem halbkreisförmigen Querschnitt mit einem Radius aufweist, welcher ungefähr gleich der Hälfte des Durchmessers ist.

9. Graphitform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Form zum Gießen von Eisenbahnrädern verwendet wird.

10. Verfahren zum Herstellen eines Gegenstands durch Gießen von Metall in eine Form nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren den Schritt des Auskleidens der Steigleitungen und der Innenoberfläche des Formhohlraums (20) zwischen den Öffnungen (58) der Steigleitungsdurchgänge mit hitzebeständigem Material umfaßt, um den thermischen Gradienten, welcher zwischen den Öffnungen während des Gießens vorhanden ist, zu verringern.