NO179065B - Fremgangsmåte og form av sand, for stöping av metall under lavt trykk - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår støping av metall under lavt trykk i en sandform. Den angår en fremgangsmåte for støping av metall under lavt trykk i en sandform som omfatter en støpesjakt som er åpen nedentil, i det minste et hulrom og støpeåpninger som forbinder støpesjakten med hulrommet eller hulrommene, av den type der det nederste av støpes jakten er tilkoblet den øvre enden av et tilførselsrør for metallsmelte, idet metallet bringes til å stige i røret og opp i støpesjakten inntil hulrommet eller hulrommene er fylt, via åpningene. Oppfinnelsen angår dessuten en slik form.

Teknikken med støping under lavt trykk (se f.eks.

FR-A 2 295 808, 2 367 566 og 2 556 996) er særlig fordelaktig når det gjelder gravitasjonsstøping for å danne metallgjen-stander med små veggtykkelser og/eller komplisert fasong og/eller store dimensjoner. Trykket som utøves av metallet og som skyldes innstrømning av en gass i en tett beholder som inneholder metallsmelten, kan reguleres etter ønske for å drive metallet inn over alt i hulrommene.

Med visse utformninger av gjenstandene er det imidlertid funnet visse defekter i støpegodset som skyldes fyllingen, f.eks. blærer (dvs. innestengte luftblærer).

Et formål med oppfinnelsen er å forbedre teknikken med støping under lavt trykk, for å minske dannelsen av slike defekter.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for støping, av den nevnte type, som kjennetegnes ved at i det minste under en fase av støpingen minskes trykket i metallet mens det strømmer i åpningene.

I henhold til en utførelsesform tilføres det i tilførselsrøret en mengde av metallsmelte som er beregnet til å bevirke at smeiten stiger over innløpsåpningene.

Formen i henhold til oppfinnelsen, av den type som omfatter en støpesjakt som er åpen nedentil, i det minste et hulrom og støpeåpninger som forbinder støpesjakten med hulrommet eller hulrommene, kjennetegnes ved at summen av tverrsnittsarealene til åpningene i det minste under en fase av støpingen er større enn tverrsnittsarealet til støpesjakten.

I det tilfelle at formen har flere hulrom kan særlig summen av tverrsnittsarealene til alle åpningene være større enn tverrsnittsarealet til støpesjakten.

Nærmere bestemt, dersom hulrommene er fordelt i n etasjer, kan tverrsnittsarealet til støpesjakten ligge mellom summen av tverrsnittsarealene til åpningene i n-1 etasjer og summen av tverrsnittsarealene til alle åpningene.

Dersom formen omfatter grupper av åpninger som hver gis tilførsel fra en mellomliggende kanal, er fortrinnsvis tverrsnittsarealet til hver kanal større enn summen av tverrsnittsarealene til de åpninger som den bevirker tilførsel til.

I det følgende skal det beskrives ikke begrensende eksempler på utførelser av oppfinnelsen, under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser skjematisk og i vertikalsnitt utstyr for støping, omfattende en form i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser skjematisk, i et snitt etter linjen II-II i fig. 3, en annen form som kan benyttes i utstyret i fig. 1. Fig. 3 viser formen i et snitt etter linjen III-III i fig. 2 .

Utstyret vist i fig. 1 omfatter en beholder 1 for metallsmelte 2, et stativ 3 som holder formen og en sandform 4. Denne benyttes for støping under lavt trykk av støpegods (grått støpejern eller kulegrafittjern), stål eller en superlegering. Bortsett fra den indre utformning av formen er utstyret identisk med det som er beskrevet i FR-A 2 295 808.

Beholderen 1, som er faststående, omfatter et øvre lokk 5 som er tett festet til sideveggene og sperret ved hjelp av passende midler (ikke vist). Et boss 6 er ført gjennom en åpning 7 i lokket 5. Bosset 6 omfatter et nedre, rørformet parti 8 med en ytterdiameter som tilsvarer diameteren til åpningen 7, og et øvre parti 9 generelt med stumpkonisk form, som trykkes tett mot omkretsen av åpningen 7 med sin store underside 10. En tetningsring 11 dannet av en myk snor er innført i et spor dannet i undersiden 10 av bosset. Gjennom bosset 6 er ført et tilførselsrør 12 av et ildfast materiale, ragende ned i smeiten til i nærheten av bunnen av beholderen 1. Det øvre parti av røret 12 har sin munning i midten av bosset 6, på høyde med den øvre, plane endeflaten av dette.

Beholderen 1 er tilkoblet et forråd 13 av gass under trykk via en ledning 14, og beholderen kan settes i kommunikasjon med forrådet 13 eller med atmosfæren ved hjelp av en passende innretning 15 på utsiden av beholderen. Et manometer 16 muliggjør kontroll av trykket inne i beholderen under støpingen.

Stativet 3 omfatter ben 17 som nederst er utstyrt med hjul 18 som bæres av to skinner 19.

Benene 17 er ved de øvre ender forbundet ved hjelp av en plate 20, som holder en sylinder 21 som er rettet nedover, og som har en stempelstang 22 som er hengslet i den nedre enden, og som holder en trykkplate 23.

Hvert av benene 17 holder dessuten en krave 24 som en skruefjær 25 trykker mot. En bæreplate 2 6 som er horisontal kan forskyves vertikalt langs et parti av benene 17 som befinner seg over kravene 24, og platen 26 trykkes hele tiden mot den øvre enden av fjærene 25 og påvirkes av disse oppover. Når det ikke virker noen kraft nedover mot platen 2 6 befinner denne seg i et nivå som er høyere enn oversiden av bosset 6. En sirkelformet åpning 27 med tilstrekkelig diameter til gjennomføring av bosset 6 er dannet i platen 26.

Formen 4 er en sandform utført i det minste i to deler. Formen omfatter en støpesjakt 28 og fire hulrom 29 som hvert er forbundet med sjakten 2 8 via en åpning 30, fordelt i to etasj er.

Sjakten 28 er vertikal og har sirkelformet tverrsnitt som tilnærmet er likt tverrsnittet til tilførselsrøret 12. Den er åpen nedentil, der det er en utsparing 31 med form som en avkortet konus, tilpasset formen til bosset 6. Sjakten rager nesten til den øvre enden av formen.

De fire åpninger 3 0 er parvist parallelle og nesten horison-tale. Tverrsnittet er rektangulært, og begrunnelsen for dette tverrsnitt skal forklares i det følgende.

Virkemåten til utstyret er som følger. Stativet 6 fjernes fra beholderen 1, og en passende tetning 32 anbringes mot bunnen av utsparingen 31 i formen 4. Formen 4, som i hvert hulrom inneholder en ikke vist kjerne, anbringes på platen 2 6 og sentreres rundt åpningen 27 i denne, hvoretter stativet 3 anbringes på skinnene 19 over beholderen 1 med metallsmelte, slik at bosset 6 er innrettet etter utsparingen 31 i formen. Sylinderen 21 aktiveres for forlengelse, for via platen 23 å trykke formen 4 og platen 2 6 mot kraften i fjærene 25. Denne operasjon trykker tetningen 32 mot bunnen i utsparingen 31 og bosset 6, og sikrer tett forbindelse mellom støpesjakten og tilførselsrøret.

Beholderen 1 settes deretter i forbindelse med forrådet 13 under trykk ved betjening av innretningen 15. Trykket som virker mot den frie overflaten av smeiten bevirker at denne stiger i røret 12. Smeiten fyller sjakten 28 i formen, åpningene 3 0 og hulrommene 29. Trykket opprettholdes i en periode som bestemmes som en funksjon av dimensjonene og fasongene til delene og systemet av åpninger. Sjakten 28 utgjør i denne perioden et reserveforråd, ved at den tilfører til hulrommene metallsmelte for å kompensere for krympninger. Deretter skjer størkning i åpningene 30, trykket i gassen minskes til atmosfæretrykk i beholderen 1, ved betjening av innretningen 15, og metallsmelten som befinner seg i sjakten 2 8 og i røret 12 strømmer tilbake til beholderen 1 slik at disse ledninger tømmes.

Virkningen til sylinderen 21 opphører deretter, enheten bestående av formen 4 og platen 2 6 fjernes fra bosset 6 under virkningen av fjærene 25, og hele stativet 3 fjernes horison-talt fra beholderen på skinnene 19.

Beskrivelsen ovenfor er i henhold til den teknikk som er beskrevet i FR-A 2 295 808, og tetningen 32 kan være slik som beskrevet i dette dokument.

Når hulrommene 2 9 er fordelt i n etasjer, kan

tverrsnittsarealet til sjakten 28 ligge mellom summen av tverrsnittsarealene til åpningene 30 i n-1 etasjer og summen av tverrsnittsarealene til alle åpningene. Når det således tilføres en passende mengde gass gjennom ledningen 14, stiger metallet i sjakten 28, for å bevirke en tilstrekkelig statisk høyde for metallet på nivå med hver etasje, og trykket i metallet avtar når det trenger inn i åpningene. Dette muliggjør at det kan oppnås en støping i flere etasjer slik at det sikres en regelmessig strømning av metall, med et minimum av turbulens, og slik at erosjonen av sanden som skyldes strømningen av metallsmelte minskes, i åpningene og i selve hulrommene. Faren for innestengning av luftblærer i metallet og dannelsen av tilstopninger er så liten som mulig. Dette medfører gjenstander med bedre kvalitet.

Formen som delvis er vist i fig. 2 og 3 omfatter likeledes to hulrom 29 pr etasje. I dette tilfelle fylles imidlertid hvert hulrom gjennom flere åpninger 30, og mellomliggende kanaler 33 forbinder sjakten 28 med to av disse åpninger. For å opprettholde den rolige fyllingen som er beskrevet ovenfor er arealet til tverrsnittet av hver kanal 33 større enn summen av tverrsnittsarealene til de åpninger som gis tilførsel fra denne kanal.

I det tilfelle at hulrommene har store dimensjoner, slik at hvert hulrom fylles ved hjelp av flere åpninger slik som vist i fig. 2 og 3, kan det inntreffe at metallet i åpningene i den første etasjen eller de første etasjer er størknet før metallet har kommet til toppen av støpesjakten. I dette tilfelle dimensjoneres kavitetene (støpesjakten, kanalene, åpningene) i formen slik at det er summen av tverrsnittsarealene til de åpninger som er i bruk (dvs. som hverken er tomme eller inneholder størknet metall) som er større enn tverrsnittsarealet til støpesjakten.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for støping av metall under lavt trykk i en sandform som omfatter en støpesjakt (28) som er åpen nedentil, i det minste et hulrom (29) og åpninger (30) som forbinder støpesjakten med hulrommet eller hulrommene, av den type der det nederste av støpesjakten er tilkoblet den øvre enden av et tilførselsrør (12) for metallsmelte, idet metallet bringes til å stige i røret og opp i støpesjakten (28) inntil hulrommet eller hulrommene er fylt, via åpningene (30), karakterisert ved at i det minste under en fase av støpingen minskes trykket i metallet mens det strømmer i åpningene.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det i tilførselsrøret (12) tilføres en mengde av metallsmelte som er beregnet til å bevirke at smeiten stiger over åpningene (30).

3. Form av sand, for støping av metall under lavt trykk, av den typen som omfatter en støpesjakt (28) som er åpen nedentil, i det minste et hulrom (29) og støpeåpninger (30) som forbinder støpesjakten med hulrommet eller hulrommene, karakterisert ved at summen av tverrsnittsarealene til åpningene (30) i det minste under en fase av støpingen er større enn tverrsnittsarealet til støpesjakten (28).

4. Form som angitt i krav 3, av den type som har flere hulrom (29), karakterisert ved at summen av tverrsnittsarealene til alle åpningene (30) er større enn tverrsnittsarealet til støpesjakten (28).

5. Form som angitt i krav 4, i hvilken hulrommene (29) er fordelt i n etasjer, karakterisert ved at tverrsnittsarealet til støpesjakten (28) ligger mellom summen av tverrsnittsarealene til åpningene (30) i n-1 etasjer og summen av tverrsnittsarealene til alle åpningene.

6. Form som angitt i hvilket som helst av kravene 3 - 5, av den type som omfatter grupper av åpninger (30) som hver gis tilførsel gjennom en mellomliggende kanal (33), karakterisert ved at tverrsnittsarealet til hver kanal (33) er større enn summen av tverrsnittsarealene til de åpninger (30) som den bevirker tilførsel til.