DE1458113C

DE1458113C - Device for the production of cast pieces according to the Steigereingußverfahren

Info

Publication number: DE1458113C
Authority: DE
Original assignee: Abex Corp , New York, NY (V St A )
Publication date: 1971-02-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Gußstücken nach dem Steigereingußverfahren mit einer im Steigerkasten fest angeordneten Lochplatte, deren Öffnungen den Eingußquerschnitt vermindern und einer über der Lochplatte angeordneten Abdeckplatte, die einen wesentlichen Teil der Öffnungen der Lochplatte abdeckt und die bei völligem Füllen der Form von der Eingußöffnung entfernt wird.The invention relates to an apparatus for manufacturing of castings after the riser casting process with a fixedly arranged in the riser box Perforated plate, the openings of which reduce the sprue cross-section, and one arranged above the perforated plate Cover plate, which covers a substantial part of the openings in the perforated plate and which is completely Filling the mold is removed from the gate.

Ein wesentliches Problem beim Formgießen ist bedingt durch die Verminderung des Volumens bei der Abkühlung und die unterschiedliche Erstarrung im Querschnitt des Gußstücks.A major problem with molding is due to the reduction in volume at the cooling and the different solidification in the cross-section of the casting.

Es bilden sich dadurch Seiger und Blasen, da das Gußstück an der Außenfläche zuerst erstarrt und die Volumenverminderung im Innern durch Bildung von Hohlräumen in Erscheinung tritt.Seiger and bubbles form as a result, since the casting solidifies first on the outer surface and the Volume reduction in the interior occurs through the formation of cavities.

Außer vielen anderen bekannten Verfahren zur Verminderung der Seiger- und Blasenbildung, die alle einen erheblichen Verlust an Material mit sich bringen, ist es zur Einsparung dieses Materialverlustes und zur Verminderung des Anteils des Umlaufmaterials im Betrieb bekannt, den Einguß über eine eine Drosselstelle bildende Lochplatte vorzunehmen, die eine langsamere und gleichmäßigere Formfüllung gewährleistet und in Verbindung mit einer gesteuerten Erstarrung einen blasenfreien Guß ergibt, da die Höhe der Seigerbildung in den beim Eingießen von der Lochplatte abgedeckten Querschnitt verlegt werden kann. Um zu verhindern, daß die Lochplatte in dem ihr beim Einguß zugeordneten Querschnitt verbleibt und dadurch ihre Drosselwirkung auch beim Nachfließen der Schmelze zum Ausgleich der Volumenverminderung in die Form ausübt, ist die Lochplatte bei bekannten Anordnungen (USA.-Patentschrift 1 399 798 und 2 362 096) in einem Steigerkasten lose über der Bodenöffnung des Kastens aufgelegt und schwimmt auf der im Steigerkasten enthaltenden Schmelze nach oben, wenn die Form völlig gefüllt ist.Besides many other known methods of reducing seiger and blistering, all of them bring a considerable loss of material with it, it is to save this material loss and known to reduce the proportion of circulating material in operation, the pouring over a one Make a perforated plate forming a throttle point, which ensures a slower and more even filling of the mold and in conjunction with a controlled solidification results in a bubble-free casting, since the The height of the seiger formation can be laid in the cross-section covered by the perforated plate during pouring can. In order to prevent the perforated plate from remaining in the cross section assigned to it during pouring and thereby its throttling effect also when the melt continues to flow to compensate for the reduction in volume exerts in the form, the perforated plate is in known arrangements (USA.-Patent 1 399 798 and 2 362 096) in a riser box loosely placed over the bottom opening of the box and floats up on the melt contained in the riser box when the mold is completely is filled.

Diese bekannte Anordnung hat einmal den Nachteil, daß die Lochplatte im Steigerkasten zum Verklemmen neigt, d. h. insbesondere bei großen Gußstücken und damit große Eingußgeschwindigkeit einseitige Strömungskräfte durch die Schmelze auf sie wirken und dadurch eine einwandfreie Ausbildung des den Seiger enthaltenden Steigerkastens verhindert, während andererseits bei nicht einwandfreiem Vorwärmen die Gefahr des Einfrierens von Schmelze in den Öffnungen der Lochplatte und damit eine ungleiche Durchströmung besteht.This known arrangement has the disadvantage that the perforated plate jams in the riser box tends, d. H. one-sided especially with large castings and thus high pouring speed Flow forces act on them through the melt and thus a perfect training of the riser box containing the Seiger prevented, while on the other hand, when it is not working properly Preheating the risk of freezing melt in the openings of the perforated plate and thus an unequal There is a flow.

Um dies zu vermeiden, ist es bekannt (USA.-Patentschrift 2 362 096) an Stelle der Lochplatte eine geschlossene Bodenplatte zu verwenden, die Durchtrittsöffnungen zwischen ihrem Rande und der Bodenöffnung des Steigerkastens läßt. Auch diese Platte schwimmt auf der Schmelze nach oben, so daß die Gefahr eines Schrägstellens, Verklemmens oder einer sonstigen Störung durch einen nicht gleichförmigen Auftrieb der Platte besteht.To avoid this, it is known (US Pat. No. 2,362,096) instead of the perforated plate to use closed base plate, the passage openings between its edge and the base opening of the riser box. This plate also floats up on the melt, so that the Risk of tilting, jamming or other interference from a non-uniform There is buoyancy of the plate.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine derartige Vorrichtung zum Gießen nach dem Steiger-Eingußverfahren zu schaffen, bei welcher mit Sicherheit nach dem Ausgießen der Form, jedoch vor Erstarren der Schmelze im Inneren der Eingußöffnung die Drosselwirkung der Lochplatte aufgehoben wird.It is the object of the invention to provide such a device for casting to create the Steiger pouring method, in which certainly after pouring the mold, however before the melt solidifies inside the pouring opening, the throttling effect of the perforated plate will be annulled.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß die Abdeckplatte aus einem bei der Tempeatur der Schmelze schmelzenden oder sich in dieser auflösenden Werkstoff besteht.
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird also im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen, bei denen die Freigabe des vollen Querschnitts'von mechanischen, hydraulischen oder strömungstechnischen Bedingungen erfolgt, zeitabhängig in der vor der völligen Erstarrung liegenden Zeit die den Drosselquerschnitt vermindernde Abdeckplatte entfernt Sie löst sich in. der Schmelze auf, bzw. geht als Schlacke an die Oberfläche der im Steigerkasten enthaltenden Schmelze. Es wird dadurch ohne Gefahr von Störungen ein Nachfließen von Schmelze aus dem Steigerkasten in die Form bei der Volumenverminderung während des Erstarrens möglich.According to the invention, this is achieved in a device of the type mentioned at the outset in that the cover plate consists of a material which melts at the temperature of the melt or which dissolves in it.
With this arrangement according to the invention, in contrast to the known arrangements in which the full cross-section of mechanical, hydraulic or fluidic conditions is released, the cover plate reducing the throttle cross-section is removed in a time-dependent manner in the time before complete solidification. the melt or goes as slag to the surface of the melt contained in the riser box. As a result, the melt can continue to flow from the riser box into the mold when the volume is reduced during solidification without the risk of malfunctions.

Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich auch mit Vorteil beim Ausgießen von Sandformen verwenden. Dabei wird vorzugsweise ein SteigerkastenThe arrangement according to the invention can also be used to advantage when pouring sand molds. A riser box is preferred

ao verwendet, der in bekannter Weise in seinem unter der Lochplatte liegenden Teil eine der Höhe der Gußstücke im Formkasten entsprechende Wand mit seitlichen Austrittsöffnungen aufweist.ao used, which in a known manner in its part lying under the perforated plate is one of the height of the Has castings in the molding box corresponding wall with lateral outlet openings.

Durch diese Anordnung wird mit Sicherheit imWith this arrangement, the

as Eingußsteiger unterhalb der Lochplatte ein Vorrat an Schmelze bereitgehalten, der bei Volumenverminderung des im Formhohlraum enthaltenden Materials diesen Volumenverlust ausgleicht.The pourer has a supply below the perforated plate Melt kept ready when the volume of the material contained in the mold cavity is reduced compensates for this loss of volume.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. In the drawings indicates

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in Anwendung auf eine Form zum Gießen von Blöcken,F i g. 1 shows a plan view of a first embodiment of the subject matter of the invention in use on a mold for pouring blocks,

F i g. 2 einen Vertikalschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,F i g. 2 shows a vertical section along the line 2-2 in FIG. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,
F i g. 4 einen Vertikalschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3,F i g. 3 shows a plan view of a second embodiment of the subject matter of the invention,
F i g. 4 is a vertical section along the line 4-4 in FIG. 3;

F i g. 5 eine Draufsicht auf eine Sandform mit Horizontalteilschnitt entlang der Linie 5-5 in F i g. 6 und F i g. 6 einen Vertikalschnitt durch die Ausführungsform der F i g. 5 entlang der Linie 6-6 in Fig. 5.F i g. 5 is a plan view of a sand mold with a partial horizontal section along line 5-5 in FIG. 6 and FIG. 6 shows a vertical section through the embodiment the F i g. 5 along line 6-6 in FIG. 5.

Wie F i g. 1 und 2 zeigen, ist auf die Eingußöffnung einer üblichen Blockkokille 10 mit Formraum 14 ein Steigerkasten 12 aufgesetzt.Like F i g. 1 and 2 show is on the gate A riser box 12 is placed on a conventional block mold 10 with a mold space 14.

Der Steigerkasten 12 hat die Form eines Rohres, welches bei dieser Ausführungsform quadratischen Querschnitt entsprechend der Eingußöffnung der Kokille besitzt. Am unteren Ende des Kastens 12 ist eine Lochplatte 16 mit einer Anzahl von Öffnungen 18, die in der Nähe der Seitenwände 20 des Kastens angebracht sind, vorgesehen.The riser box 12 has the shape of a tube, which in this embodiment is square Has cross section corresponding to the pouring opening of the mold. At the bottom of the box 12 is a perforated plate 16 with a number of openings 18 which are in the vicinity of the side walls 20 of the box are attached, provided.

Die Platte 16 besitzt außerdem eine große zentral liegende Ausnehmung 22, und eine Abdeckplatte 24 bedeckt die Ausnehmung 22 vollständig, nicht aber die Öffnungen 18.The plate 16 also has a large, centrally located recess 22 and a cover plate 24 covers the recess 22 completely, but not the openings 18.

Der Steigerkasten 12 und die Abdeckplatte 24 werden mit der Blockkokille in der _ dargestellten Weise zusammengebaut. Hierauf wird Schmelze in den Steigerkasten 20 so eingegossen, daß der Strahl zuerst auf die Oberfläche der Abdeckplatte 24 trifft.The riser box 12 and the cover plate 24 are shown with the block mold in FIG Way assembled. Thereupon melt is poured into the riser box 20 so that the jet meets the surface of the cover plate 24 first.

Der Strömungsdruck des Strahles hält die Platte 24 an ihrem Platz fest, und die Eingußmenge wird so geregelt, daß der obere Innenraum des Steigerkastens 12, bis die Kokille vollständig gefüllt ist, praktischThe flow pressure of the jet holds the plate 24 in place and the pouring amount becomes so regulated that the upper interior of the riser box 12 until the mold is completely filled, practical

Claims

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remains filled and remains in this state. The embodiment of the subject matter of the invention

Melt flows through the openings 18 into the body according to FIG. 5 and 6 are intended to apply to the

kill and eventually fill them out; explain during this molding technique. How to get out of this

Time holds the weight of the melt can be seen above the two figures, there is a usual form

Perforated plate 16 and the cover plate 24, this latter S box 30 from an upper box 32 and a

in their place above the central opening 22, as shown in FIG. 2 lower box 34.

indicates. When the mirror of the melt hits the bottom the mold cavity is in tamped molding sand

reaches the perforated plate, the shut-off effect 36 must be formed. The mold cavity has five identical

the cover plate 24 are canceled. These parts 37 which have the same shape and which are star-shaped

one reaches in the following way: io radially from a centrally arranged riser box

The tubular riser box 12 is preferably extended in accordance with the invention.

made from one piece of refractory material. In detail, each individual part of the mold

The cover plate 24 consists of a material, a sprue 40, a wide cylindrical part which either melts during the casting process, part 42 with a large cross-section, which dissolves or dissolves up to about the relatively thin web 44 A relative point "in which the mold cavity and the moderately large rectangular prismatic part 46 are filled in the riser box. The plate 24 can be connected. A chilled cast iron plate 48 is made of the same alloy that is cast as a cooling plate for each cavity should or can also be made of a material to control the direction of solidification.
stand, which acts in the molten metal as 20 The riser box 50 consists of a zyliridri "vaccine" or aggregate. The exact see part 52, which is centrally located at the Teilformhohlräu time for the complete dissolution of all melting men 38. From the side wall of the part of the cover plate, by changing the thickness 52, a support or the composition of the plate 24 serving as a perforated plate or through edge 54 with a number of passages 56 can be influenced according to both measures. 25 inside. The edge 54 and the passages 56 correspond to

The end result is the same, regardless of that, the effect of the part 16 and the opening is similar the cover plate 24 according to a predetermined gene 18 according to FIG. 1 and 2. A large central off-period under the influence of the molten recess 58 is covered by the cover plate 60, tails loses its physical integrity. When the is supported on the edge 54. The sprues 40 The mold and the riser box are almost completely flush with the openings 62 in the lower part of the 30 are filled with liquid metal, the riser box 52 opens.

large central recess 22, so that an un- In practical operation, the liquid metal hindered connection through this recess between the riser holder 50 and the cover plate 60 the upper part of the riser box 20 and the cast. The level of the liquid metal is in the Inner 14 of the mold is created. 35 upper part of the riser box held so that the

The riser box with work plate and cover is practically filled. The metal flows through that

As it solidifies, the plate delivers a quantity of liquid orifices 56 in a constant, regulated flow

Metal exactly where it is needed and gradually fills the shape without being washed out.

to evoke one otherwise in the lower middle part of the gene. The level of the liquid rises

to fill up the stiffening sheet metal forming riser. 4 ° metal to the underside of the cover plate 60 is

Under optimal conditions, each riser or the large recess 58 is released so that liquid-

Bubble formation is limited to the riser box, and since all the metal through the edge 54 in the lower loading

the perforated plate 16 can flow to a weakened area of the riser box, so to speak, and

area in the block head, the upper part may have an adverse effect of shrinkage of the

of the block with risers and bubbles is easily prevented from the solidifying metal in the mold cavities.

term block can be chipped off or cut off. be changed.

The embodiment of the subject invention It can depending on the geometric shape of the

according to FIG. 3 and 4 contain essentially the same mold cavities or the formation of the plate

Chen components such as the embodiment of FIG. 1 may be useful, one or more transverse

and 2. The tubular riser box 12 'has support elements across the openings 22 and 22'.

sets 16 'which are used to support the cover plate 24' or 58. In this case the

serve. The inner ends of the lugs 16 'large centrally located recess through

are provided with a bevel (FIG. 4) and grip the cover plate 24 is covered, a number of

fen on the corresponding inclined circumference of the openings have, but their effect would not

cover plate 24 'when this affects the central opening 55.

22 'of the riser box closes in a similar way. The cover plate 24, 24' or 60

as the cover plate 24 in the embodiment itself has one or more small openings,

1 and 2. The plate 24 'acts with the without the effect of the device substantially

Change perforated plate forming edge 25 and the lugs 16 '.

so together that a number of openings 18 '60 The dissolving, washable or fusible

arises. cover plate 24, 24 'or 60 can be used

The embodiment according to FIG. 3 and 4 may also be used instead of the perforated plate 16, 16 'or

essentially the same effect as the execution 54 can be applied without this part being

form according to fig. 1 and 2, but it loses its intrinsic effect.

prevent gripping inclined support surfaces 65 "

in this second embodiment that the disclaimer:

cover plate 24 unintentionally during the casting process 1. Device for producing cast

tigt is shifted sideways. . with the Steiger pouring method

a perforated plate fixed in the riser box, the openings of which have the sprue cross-section reduce and a cover plate arranged above the perforated plate, which has an essential Covering part of the openings in the perforated plate and when the mold is completely filled by the pouring opening is removed, characterized in that the cover plate (24, 24 ', 60) from one that melts or dissolves at the temperature of the melt Material.

2. Device according to claim 1 for pouring sand molds, characterized in that that the part of the riser box (52) lying under the perforated plate (54) is one of the height of the castings has corresponding wall with lateral outlet openings in the molding box. *

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the perforated plate with a number of openings corresponding to the desired throttling effect when pouring a material that melts or dissolves at the temperature of the melt consists.

1 sheet of drawings