DE2113267C3 - Mittels Kühlmitteldurchfluß kühlbarer metallischer Kern und Verfahren zu dessen Herausziehen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mittels Kühlmitteldurchfluß kühlbaren metallischen Kern zur Herstellung von Hohlgußstücken insbesondere aus Gußeisen oder Stahl nach dem Elektroschlacken-Umschmelzverfahren und auf ein Verfahren zum Herausziehen eines derartigen Kerns aus nach dem Eleklroschlacke-Umschmelzverfahren gewonnenen Gußstücken unter Temperatureinwirkung.

Beim Gießen von Metall in es zur Bildung von Hohlkörpern bekannt, Dauerkerne zu verwenden, und in der DTPS 4 66 149 sind volle Kerne aus Gußeisen und hohle Kerne aus Stahl beschrieben. Aus der DT-PS 5 71 778 ist ein Verfahren zum Gießen von Hohlblökken bekannt, bei dem ein rohrförmiger kühlbarer Metallkern Verwendung findet, wobei die übliche Kühlung des Kerns erst nach Einfüllung des flüssigen Metalls in die Kokille und nachdem sich um den Kern eine erstarrte ringförmige Zone von genügender Stärke gebildet hat, vorgenommen wird. Das Kühlen erst dann, wenn das gegossene Metall genügend abgekühlt ist um den Kern entfernen zu können (DT-PS 4 66 149) bzw. erst nachdem sich um den Kern eine erstarrte ringförmige Zone von genügender Stärke gebildet hat (DT-PS 5 71 778) hat den Zweck, zu verhindern, daß die Ausdehnung des Kerns zu Rißbildungen im Inneren des ge gossenen Hohlblockes führt. Beim Elektroschlacke-Umschmelzverfahren isi jedoch zur Erzielung einer gleichmäßigen Gefügestruktur in axialer Richtung ein Kühlen des Kerns zusammen mit dem Kühlen der Kokille sehr wesentlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mittels Kühlmitteldurchfluß kühlbaren metallischen Kern zur Herstellung von Hohlgußstükken nach dem Elektroschlacke-Umschmelzverfahren sowie ein Verfahren zum Herausziehen eines derartigen Kernes anzugeben, die es ermöglichen, trotz Kühlung des Kerns während des Elektroschlacke-Umschmelzvorganges diesen später aus dem erstarrten Hohlgußteil leicht herausziehen zu können.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf einen monolithischen Stützkörper aus Metall ein Mantel aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit unter Bildung von Kühlkanälen und eines Körpers derart hoher Steifigkeit ausgesetzt wird, daß die Streckgrenze der Materialien unter Einwirkung der Druckkräfte des erstarrenden Metalls auch bei Unterbrechung der Kühlung nicht unterschritten wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herausziehen eines solchen Kerns aus nach dem Elektroschlacke-Umschmelzverfahren gewonnenen Gußstücken zeichnet sich dadurch aus, daß nach Beendigung des Elektroschlacke- Umschmelzvorganges die währenddessen erfolgende Kühlung des Kerns unterbrochen, der Kern sich eine gewisse Zeit lang erhitzen gelassen und sodann erneut gekühlt wird

Ein entsprechend der Erfindung ausgebildeter Kern ermöglicht es d^;esem bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, d. h. bei Unterbrechung der Kühlung des Gußstückes nach dem Elektroschlacke-Um-Schmelzvorgang sich auszudehnen, wobei er sich auf die Temperatur des Gußstückes erwärmt und dabei auf Grund seiner hohen Festigkeit das auf ihm aufsitzende Gußstück unter Verfestigung soweit dehnt, daß der Kern bei Wiederaufnahme der Abkühlung leicht aus dem Gußstück herausziehbar ist.

Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsber.pielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Kern im Querschnitt,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in F i g. 1,
F i g. 3 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kerns im Längsschnitt,
F i g. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in F i g. 3,

F i g. 5 einen erfindungsgemäßen Kern mit Zentralkanal im Längsschnitt,

F i g. 6 einen Schnitt nach Linie Vl-VI in F i g. 5 und F i g. 7 eine Kokille mit in diese eingesetztem erfindungsgemäßen Kern im Längsschnitt.

Der in eine Kokille 8 eingesetzte Metallkern 1 kann sowohl zur Bildung von innenliegenden als auch außenseitigen Hohlräumen im Gußstück dienen. Der Kern kann dabei beliebigen Querschnitt z. B. in Form eines Kreises, Rechteckes, Quadrates usw. besitzen und auch in Höhenrichtung veränderlicher. Querschnitt aufweisen entsprechend der Form des zu bildenden Hohlraums. Bei den Ausführungsbeispielen werden der Einfachheit halber Metallkerne mit rundem Querschnitt betrachtet. Der Kern 1 besteht aus einem Stahlkern 4, der mit einem Mantel 5 aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit z. B. aus Kupfer versehen ist. Die Kanäle 6 für den Kühlmittelumlauf können im Mantel 5 oder im Siahlkern 4 oder gleichzeitig in beiden ausgeführt sein.

Wenn z. B. ein Gußstück mit Boden erzeugt werden soll, wird der Kern 1 in der Kokille 8 auf einer Untersatzplatte 7 angeordnet. Das Gußstück kann dann nach dem Elektroschlacke-Umschmelzverfahren erschmolzen werden, wobei zunächst der Gußstückkörper 9 erschmolzen und dann der Boden 10 des Gußstücks gebildet wird. Sofort nach dem erfolgten Erschmelzen des Gußstückes wird das Abkühlen des Kernes eingestellt und dieser erhält dadurch die Möglichkeit, sich zu erwärmen. V/ährend des Erwärmens dehnt sich der Kern 1 aus, dehnt das auf ihm aufliegende Gußstück etwas und ruft in diesem zusammen mit einer Verfestigung bleibende Formänderungen hervor. Beim darauffolgenden Abkühlen entsteht zwischen den einander entspre-

chenden Oberflachen von Kern und Gußstück ein Spalt und das Gußstück kann leicht vom Kern abgezogen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erleichtert die Erzeugung von Hohlgußstücken nach dem Elektroschlacke-Umschmelzverfahren, da es bei Hohlgußstükken mit durchgehender öffnung nicht erforderlich ist, den Kern verschieblich anzuordnen und den Metallbadspiegel mit Hilfe automatischer Einrichtungen zu regeln, während bei feststehendem Kern nut die Abschmelzelektrode verschiebbar anzuordnen ist und alle

anderen Teile der Vorrichtung unbeweglich bleiben können.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch bei einem beweglich angeordneten Kern verwendet werden, wenn der Erschmelzungsprozeß unterbrochen und die Gefahr besteht, daß der Kern durch das erstarrende Gußstück festgeklemmt wird, indem die Kühlung des Kerns abgeschaltet und nach dessen Erwärmen wieder eingeschaltet wird, wodurch sich der Kern vom Gußstück löst.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mittels Kühlmitteldurchfluß kühlbarer metallischer Kern zur Herstellung von Hohlgußstücken, insbesondere aus Gußeisen oder Stahl nach den; Eiektroschlacken-Umschmelzverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen monolithischen Stützkörper aus Metall ein Mantel aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit unter Bildung von Kühlkanälen und eines Körpers derart hoher Steifigkeit aufgesetzt ist, daß die Streckgrenze der Materialien unter Einwirkung der Druckkräfte des erstarrenden Metalls auch bei Unterbrechung der Kühlung nicht unterschritten wird.

2. Verfahren zum Herausziehen eines Kerns nach Anspruch 1, aus nach dem Elektroschlacken- Umschmelzverfahren gewonnenen Gußstücken unter Temperatureinwirkung, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung des Elektroschlacke-Umsehmelzvorganges die währenddessen erfolgende Kühlung des Kerns unterbrochen, der Kern sich eine gewisse Zeit lang erhitzen gelassen und sodann erneut gekühlt wird.