DE2008805A1

DE2008805A1 - Niederdruck-Spritzvorrichtung

Info

Publication number: DE2008805A1
Application number: DE19702008805
Authority: DE
Inventors: Derek James; Roebuck Peter; Swinton Manchester Whitehead (Großbritannien)
Original assignee: Magnesium Elektron Ltd., Swinton, Manchester (Grossbritannien)
Priority date: 1969-02-25
Filing date: 1970-02-25
Publication date: 1970-09-03
Also published as: NL7002655A; GB1233967A; FR2032402A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, 2008805

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

C XIV / h

MAGNESIUM ELEKTRON IIMITED, Lumn's Lane, Clifton

Junction, Swinton, Manchester, England |

Niederdruck- Spritzvorrichtung

Das Niederdruckspritzen wird in weitem Maße zur Herstellung dauerhafter Gußteile, insbesondere aus Aluminiumlegierungen "benutzt« Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen der yualitit von Niederdruckgußteil insbesondere von Magnesiumlegierungen, die normalerweise nicht mit Niederdruckverfahren gegossen werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Magnesiumlegierungen beschränkt, sondern kann auoh bei anderen Metallen Verwendung finden«,

Vorrichtungen zur Durchführung derartiger Niederdruckgusse enthalten in einer Kammer einen Schmelztiegel für

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das geschmolzene Metall, eine Einrichtung zur Zuführung von Gas, welches unter einem .Druck steht, der oberhalb des normalen Atmosphärendrucks liegt, und ein Zuführrohr, dessen unteres Ende in das geschmolzene Metall eintaucht, während das obere Ende sich durch das Oberteil der Kammer Hindurch in die Form erstredkt.

Bei derartigen Typen von liiederdruckgießvorrichtungen hat es sich herausgestellt, daß die wiederholten Änderungen des iliveaus des geschmolzenen Metalls zu Oxyd- und Schlackebildung im Zuführrohr und in der Düse führen. Dies gilt insbesondere für reaktive Metalle wie z.B. Llagnesiumverbindungen und führt zu schädlichen Einschließungen im Gußteil oder anderen Fehlern, die infolge des behinderten Uetallflusses durch den Aufbau der Oxyde im Zuführronr und in der Düse auftreten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß ein Ringschlagventil vorgesehen ist, welches eine Rückkehr des geschmolzenen Lietalls in der Zuführröhre nach unten verhindert. Das Ventil kann insbesondere als Kugelventil ausgebildet und in einem Ventilsitz im unteren Teil des Schmelztiegels d.h. am unteren Ende des Zuführrohrs angeordnet sein.

Anhand des in den i'iguren der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näner erläutert werden. Dabei zeigt:

Figur 1 einen Schnitt durch eine bekannte Vorrichtung zum Niederdruckgießen,

Figur 2 eine Ansicht des unteren Endes des Zuführrohrs mit einem erfindungsgemäßen Ventil und

Figur 3 einen Schnitt durch ein Detail einer erfindungsgemäßen Anordnung.

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Eine gängige Vorrichtung zur Herstellung von Niederdruckgußteilen ist schematisch in Figur 1 dargestellt. Das im Schmelztiegel 2 enthaltene geschmolzene Lietall 1 bewegt sich durch Anwendung eines Gasdrucks über das Eintrittsrohr 6 in den wiederstandsgeheizten Ofen 7, der den Schmelztiegel enthält, zwangsweise durch das Zuführrohr 3 und die Düse 4 in eine Gußform 5.

Nornlalerweise wird ein Gasdruck von etwa 210 bis 700 g pro

2
cm verwendet. Wenn sich das Gußteil 8 verfestigt hat, wird der Ofen auf Atmosphärendruck entlastet, so daß geschmolzenes Lietall über die Düse und das Zuführrohr nach unten läuft, bis es das gleiche liiveau einnimmt, v/ie das im Schmelztiegel enthaltene Lietall. Figur 2 zeigt eine mit Druckgas betriebene ITiederdruckgießvorrichtung zum Gießen von Llagnesiumverbindungen gemäß Figur 1, wobei im Zuführrohr ein Kugelventil enthalten ist. Am unteren Ende des Zuführrohrs ist ein vorzugsweise aus Eisen bestehender gegossener Ventilsitzring 10 vorgesehen, der normalerweise durch eine Chronistahlkugel 11 verschlossen ist. Durch Anwendung eines Gasdrucks im Ofen wird das geschmolzene Lietall im Schmelztiegel verschoben und hebt die Kugel aus ihrem Sitz im Ventilsitzring an, so daß die Gußform mit geschmolzenem Lietall gefüllt werden kann. ITach dem Verfestigen des Gußteils v/ird der Gasdruck auf Atmosphiirendruck vermindert, so daß sich die Kugel aufgrund der Schwerkraft wieder in die Öffnung des Ventilsitsrings zurückbewegt und dadurch eine Rückkehr des im Zuführrohr enthaltenen LIetalls in den Schmelztiegel verhindert.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Ventilsitzfläche 1C aus einer ringförmigen am unteren Ende des Zufuhr rohr s befestigten Scheibe, die in der LIi tte eine vertika_e Öffnung und an der Oberfläche

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eine Ausnehmung enthält, wobei der Durchmesser dee oberen Randes dieser Ausnehmung größer ist als der Radius des Zuführrohrs, aber kleiner als der Durchmesser des Zuführrohrs. Der Durchmesser der Kugel liegt zwischen einem Viertel und drei Vierteln des Innendurchmessers des Zuführrohrs und ist keinesfalls größer als der Durchmesser des oberen Randes dieser konisch zulaufenden Ausnehmung.

Im Falle der Verwendung von Aluminiumlegierungen, welche Eisenmetalle angreifen, kann die Kugel und ihr Ventilsitzring aus nicht reaktivem Material bestehen, wie beispielsweise Zirkonoxyd oder Titandiborid.

Durch Schlackenbildung oder anderen nicht lösbare Teilchen, die aus dem Schmelztiegel in das Zuführrohr eintreten und sich im Ventilsitzring ansetzen, können Fehler auftreten, so daß im Zuführrohr nicht mehr wie gewünscht eine bestimmte bäule an geschmolzenem LIaterial stehen bleibt. Das Eintreten derartiger grober Partikel in das Zuführrohr kann jedoch durch einen Filter 14 am Eingang des Zuführrohrs verhindert v/erden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Filter am unteren ünde der Scheibe 10 durch einen Ring 16 festgeklemmt, der durch drei Federfinger oder Klauen 17, die am Ronr 3 in Pumpen 18 angeschmolzen sind, festgehalten wird.

Der normale Druck wird solange aufrecht erhalten, bis sich das Grußteil bis ungefähr zum Übergang der Düse 4 zur Form 5 verfestigt hat. liach einer zusätzlichen Abkühlzeit, welche das Gußteil so weit abkühlt, daß es vernünftig gehandhabt werden kann, wird es aus der Form entnommen. Das Schrumpfen des flüssigen Metalls beim Verfestigen sorgt für eine

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Trennung zwischen dem Gußteil und dem flüssigen Metall, welches in der Düse "bzw. dem Zuführrohr 3 stehen bleibt.

Um eine Oxydation des Metalls"im Zuführrohr zu minimalisieren können in der Düse und/oder Basis der Form schmale Durchlässe 20 vorgesehen sein, welche den Eintritt von Schwefeldioxydgas durch ein Rohr 21 ermöglichen. Dieser Gaszutritt muß zeitlich auf das Zuführen des flüssigen Metalls in die Form abgestimmt sein. Das innere Ende des Durchlasses 20 ist mit einem Stopfen 22 mit Flächen 23 versehen, in einen Raum zum Durchtritt des Gases freiläßt.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentana prüche

1. Vorrichtung zum Herstellen von Gußteilen mit einem Zuführrohr, durch welches geschmolzenes Metall nach oben in eine Gußform gepreßt wird, dadurch gekennzeichne ϊ , daß das Zuführrohr (3) ein Rückschlagventil (10, 11) enthält, welches ein Zurückschließen des geschmolzenen Metalis im Zuführrohr verhindert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil ein Kugelventil ist, bei welchem eine frei bewegliche Kugel eine als Kugelsitzfläche ausgebildete Öffnung des Zuführrohrs verschließen kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e τ kennzeichnet, daß die Kugelsitzfläche in einer am unteren Ende des Zuführrohrs (3) untergebrachten kreisförmigen Scheibe angeordnet ist, die eine zentrale vertikale, sich nach oben erweiternde Öffnung enthält, wobei der Durchmesser des oberen Randes der konischen Ausnehmung größer ist als der Radius des Zuführrohrs, aber kleiner als der Durchmesser des Zuführrohrs, und daß der Durchmesser der Kugel zwischen einem Viertel und drei Vierteln des inneren Durchmessers des Rohrs, jedoch unterhalb des Durchmessers des oberen Randes der konischen Ausnehmung liegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichne t , daß das Zuführrohr ein Pilter(H)enthält.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet , daß die Düse (4) und/oder die Basis der Form (8) mit einem oder mehreren Durchlässen zur Zufuhr eines Schutzgases versehen ist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Filter (H) durch am Zuführrohr (3) befestigte Pederfinger (17) gehaltert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5_t dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe am ineren Ende mit Stapfen (22) versehen sind, die außen einen Ring zum Durchlassen des Schutzgases freilassen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7_f dadurch | gekennzeichnet , daß das Ventil aus gebundenem Zirkonoxyd oder Titandiborid besteht.

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