DE2833569A1

DE2833569A1 - Aluminium alloy vacuum casting machine - has chill mould attached to tilting ladle spout and vacuum applied to airtight ladle during casting

Info

Publication number: DE2833569A1
Application number: DE19782833569
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Buerger; Paul Junghanns
Original assignee: Engstfeld Wilh & Co GmbH
Current assignee: Engstfeld Wilh & Co GmbH
Priority date: 1978-07-31
Filing date: 1978-07-31
Publication date: 1980-02-28

Abstract

Titling ladle carries the chill mould on a casting spout and in the tilted position the spout lies below the molten pool level. The space on top of the pool level is enclosed airtight by a sealed lid and charging door; during the casting operation it remains connected to a vacuum system. The tilting ladle is pivoted by trunnions to a pedestal. The metal pool is kept hot by electric heating elements in a tube. The spout carries one half of the chill and a casting nozzle. The other half is carried by a swivelling arm. This ensures a uniformly high quality even when the metal level has become lower by repeated casting cycles. The repeated vacuum application results in a degassed casting, free from oxygen or hydrogen pickup.

Description

Maschine zum Gießen von Metallwerkstücken, Machine for casting metal workpieces,

insbesondere aus Aluminiumlegierungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Gießen von Hetallwerkstücken, insbesondere aus Aluminiumlegierungen, in Kokillen, insbesondere zweiteiligen Kokillen, mit einem kippbar gelagerten Gießgefäß, bei welcher die Kokille vor einer in Kippstellung unter den Schmelzspiegel tretenden Gießschnauze befestigt ist. in particular made of aluminum alloys The invention relates on a machine for casting metal workpieces, in particular made of aluminum alloys, in molds, in particular two-part molds, with a tiltable pouring vessel, in which the mold stepping under the melt level in front of a tilted position The pouring spout is attached.

Die Neigung von geschmolzenem Aluminium und seinen Legierungen zur Sauerstoff- und Wasserstoffaufnahme ist bekannt, welche sich bei höheren Schmelztemperaturen und bei Zugabe von Magnesium beträchtlich erhöht. Insbesondere die gelösten WasserstoLfgase sind schädlich, weil diese zu Materialfehlern Anlaß geben, und zwar in Form von Gashohlräumen, welche die mechanische Festigkeit des gegossenen Werkstückes vermindern, das Verformungsvermögen der Gußwerkstoffe herabsetzen und oftmals zu Undichtigkeiten and Oberflächenfehlern führen.The tendency of molten aluminum and its alloys to Oxygen and hydrogen uptake is known, which occurs at higher melting temperatures and increased considerably with the addition of magnesium. In particular the dissolved hydrogen gases are harmful because they give rise to material defects in the form of Gas cavities, which reduce the mechanical strength of the cast workpiece, reduce the deformability of the cast materials and often lead to leaks and surface defects.

Ein Mittel zur Erzielung sauberer Metallschmelzen ist die Vakuumentgasung. Es sind zu diesem Zweck Vakuumhauben bekannt, die über den Tiegel oder Schmelzofen gestülpt werden, um die Schmelzen einem Vakuum auszusetzen (DE-Gm 70 lo 515). Der aus dem Schmelzofen kommende, gasdurchlässige Tiegel wird hierzu auf dem Zwischenweg zur Gießmaschine unter die Absaughaube gestellt.One means of achieving clean molten metals is through vacuum degassing. There are known vacuum hoods for this purpose, which over the crucible or melting furnace be placed inside out to expose the melts to a vacuum (DE-Gm 70 lo 515). Of the Gas-permeable crucibles coming out of the melting furnace are used for this purpose on the way in between placed under the suction hood to the casting machine.

Es handelt sich dabei um eine einmalige Entgasung. Beim anschließenden Gießen und/oder schon beim Transport in cen Maschinentiegel wird die Schmelze wieder durch Wasserstoffaufnahme und Oxydation so verunreinigt, daß die eingangs erwähnten Fehler auftreten, hochwertige Gußstücke also nicht erreichbar sind.This is a one-time degassing. During the subsequent Pouring and / or already during transport in cen Machine crucible will the melt again contaminated by hydrogen absorption and oxidation so that the errors mentioned at the beginning occur, so high-quality castings cannot be achieved are.

Dem Gegenstand der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der vorausgesetzten Art in herstellungstechnisch einem facher Weise so auszugestalten, daß auch während des Gießens eine sich ständig steigernde Oxydation unterbunden ist, so «aß die Qualität der Gußstücke vom ersten bis zum letzten Guß erhalten bleibt.The object of the invention is based on the task of a machine of the required type in a production-related manner in such a way that that even during the pouring prevented a steadily increasing oxidation the quality of the castings is preserved from the first to the last casting.

Die Brfindung ist darin zu sehen, daß der oberhalb des Schmelzspiegels liegende-Innenraum des deckelseitig luftdicht abgeschlossenen Gießgefäßes in gekippter Stellung mit dem Unterdruck einer Vakuumpumpe verbunden ist.The finding is to be seen in the fact that the one above the melting surface Lying interior of the pouring vessel, which is hermetically sealed on the lid side, is tilted Position is connected to the negative pressure of a vacuum pump.

zufolge derartiger Ausgestaltung ist eine Maschine der vorausgesetzten Art angegeben, die stets hochwertige Gießprodukte liefert.as a result of such a configuration, a machine is the prerequisite Specified type, which always delivers high-quality cast products.

er Anteil der gelösten Gase, insbesondere Wasserstoffgase und die Oxydation erhöht sich nicht nach etlichen Gießvorgängen und dabei leerer werdendem Gießgefäß. Vorzugsweise schon während des Kippens des Gießgefäßes wird-dessen oberhalb des Schmelzspiegels liegender Innenraum mit dem Unterdruck der Vakuumpumpe verbunden. Es kann hierbei überschneidend mit der Evakuierung des schmelzenfreien Innenraumes des Gießgefäßes sogar eine kurzfristige Absaugung bis aus der Kokille eintreten.he proportion of the dissolved gases, especially hydrogen gases and the Oxidation does not increase after several pourings and emptying in the process Pouring vessel. Preferably already while the casting vessel is being tilted, it is above the interior space lying on the melting level is connected to the negative pressure of the vacuum pump. It can overlap with the evacuation of the melt-free interior of the watering vessel even a short-term suction up from the mold enter.

Diese ist jedoch beendet, sobald der Schmelzspiegel die Gießschnauze erreicht hat. Es wird dann nur noch der Innenraum entgast, da die Schmelze nun den Raum der Kokille luftdicht abschließt. Die Evakuierung bleibt so lange aufrechterhalten, bis nach dem Ausfüllen der Kokille und Zurückschwenken des Gießgefäßes in seine Ausgangsstellung die eine Halbkokille öffnet, wobei dann der die Gießtülle verschließende Angußstutzen die Gießtülle freigibt. Es sind dadurch lange Evakuierungszeiten möglich, Die Maschine arbeitet demzufolge sehr wirtschaftlich.However, this is ended as soon as the melt level hits the pouring spout has reached. Then only the interior is degassed, since the melt is now the Space of the mold closes airtight. The evacuation will last so long until after filling the mold and pivoting the casting vessel back into his Starting position that opens a half-shell, then the one that closes the pouring spout Sprue nozzle releases the pouring spout. Long evacuation times are possible as a result, The machine therefore works very economically.

Lange Evakuierungszeiten lassen sich insbesondere bei solchen Gießmaschinen verwirklichen, bei denen die Kippachse des Gießgefäßes im Bereich der Gießschnauze selbst liegt, was auch zu einem schnellen Verschließen der Gießschnauze während des Kippvorganges führt. Zwecks Energieeinsparung kann der Evakuierungsvorgang taktweise erfolgen jeweils überdeckend mit der Kippstellung.Long evacuation times can be achieved in particular with such casting machines realize where the tilting axis of the pouring vessel is in the area of the pouring spout itself lies, which also leads to a quick closing of the pouring spout during the tipping process leads. To save energy, the evacuation process can be carried out in cycles take place overlapping with the tilt position.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 1 und 2 erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Maschine in der Ausgangsstellung und Fig. 2 einen solchen Schnitt, wobei das Gießgefäß in die Gießstellung geschwenkt ist.An embodiment of the invention is illustrated in FIGS. 1 and 2 explained. It shows: FIG. 1 a vertical section through one designed according to the invention Machine in the starting position and FIG. 2 shows such a section, with the casting vessel is pivoted into the casting position.

Die Maschine zum Gießen von Metallwerkstlicken besitzt den von -einer Fußplatte 1 ausgehenden Ständer 2. Letzterer verjüngt sich zum oberen Ende hin und geht über einen bogenförmigen Abschnitt 2' in das Kipp-lager 3 über. Die Achse 4 des Kipplagers 3 trägt schwenkbar das Gießgefäß 5.The machine for casting metal work pieces has that of -einer Base plate 1 outgoing stand 2. The latter tapers towards the upper end and merges into the tilt bearing 3 via an arcuate section 2 '. The axis 4 of the tilting bearing 3 supports the casting vessel 5 in a pivotable manner.

Das Gießgefäß 5 enthält eine relativ dünnwandige, metallurgisch günstige Keramik-Innenauskleidung 6, die zur Aufnahme der Schmelze 7 dient. Der Boden 6' der den Warmhalteraum bildenden Keramik-Innenauskleidung 6 verläuft konzentrisch zu einem Heizrohr 8, welches mittels stabförmiger elektrischer Heizelemente 9 erhitzt werden kann. Anschließend geht die eine Bodenwandung in die Gießschnauze 10 über, welche im Bereich der Achse 4 des Kipplagers 3 liegt.The casting vessel 5 contains a relatively thin-walled, metallurgically favorable Ceramic inner lining 6, which serves to hold the melt 7. The bottom 6 ' the ceramic inner lining 6 forming the warming space runs concentrically to a heating tube 8, which is heated by means of rod-shaped electrical heating elements 9 can be. One of the bottom walls then merges into the pouring spout 10, which lies in the area of the axis 4 of the tilting bearing 3.

Vor der Gießschnauze 10 erstreckt si--6h eine Trägerplatte 11 zur Aufnahme der einen Kokillenhälfte 12. Die andere Kokillenhälfte 13 sitzt dagegen an einem Schwenkarm 14. macht während des Gießvorganges die Bewegung des Gießgefäßes 5 mit, kann jedoch in der Ausgangsstellung des Gießgefäßes um einen nicht dargestellten Drehpunkt verschwenken, um die Kokillenhälfte 13 von der an der Trägerplatte 11 befestigten Kokillenhälfte 12 zu lösen.A carrier plate 11 extends in front of the pouring spout 10 Recording of one mold half 12. The other mold half 13 sits against it on a swivel arm 14 makes the movement of the casting vessel during the casting process 5 with, but can in the starting position of the casting vessel around a not shown Pivot the fulcrum in order to separate the mold half 13 from the one on the carrier plate 11 attached mold half 12 to solve.

Die Schmelze 7 gelangt durch eine Gießtülle 15 in den Hohlraum 16 der Kokille. Zur Befestigung der Gießtülle 15 dient der der Gießschnauze 10 benachbarte Flansch 17.The melt 7 passes through a pouring spout 15 into the cavity 16 the mold. The pouring spout 10 adjacent to the pouring spout 15 is used to fasten the pouring spout 15 Flange 17.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Gießschnauze 1o und damit die Gießtülle 15 oberhalb des Schmelzspiegels S der Schmelze 7 liegt. Der oberhalb des Schmelzspiegels S befindliche Innenraum R des Gießgefäßes 5 wird überfangen von einem Deckel 18. Eine Dichtung 19 zwischen Deckelrand 20 und Gießgefäßrand 21 dient zum luftdichten Abschluß des Innenraumes R.From Fig. 1 it can be seen that the pouring spout 1o and thus the Pouring spout 15 is above the melt level S of the melt 7. The one above the Melt level S located interior R of the casting vessel 5 is covered by a lid 18. A seal 19 between the lid rim 20 and the casting vessel rim 21 is used for airtight closure of the interior R.

Der Deckel 18 enthält einen Anschlußstutzen 22 für eine nicht dargestellte Unterdruckleitung, die zu einer nicht dargestellten Vakuumpumpe führt. Ferner ist im Deckel 18 eine luftdicht abschließbare Deckelöffnung 23 vorgesehen, die beispielsweise zum Nachfüllen von Schmelze dienen kann.The cover 18 contains a connecting piece 22 for a not shown Vacuum line leading to a vacuum pump, not shown. Furthermore is in the lid 18 an airtight closable lid opening 23 is provided, for example can be used to refill melt.

Gemäß Fig. 1 ist der Kokillen-Hohlraum 16 nicht ausgefüllt, und die Maschine befindet sich in gießbereiter Stellung. Es kann nun eine taktweise Steuerung der Maschine erfolgen. Während des Schwenkens des Gießgefäßes 5 in die Gießstellung wird die Verbindung des Innenraumes R mit dem Unterdruck der nicht dargestellten Vakuumpumpe hergestellt. Etwaige gelöste Gase können in Pfeilrichtung abgesogen werden. Kurzfristig kann dabei eine Entgasung der Kokille selbst geschehen. Diese ist beendet, sobald die Schmelze 7 die Gießschnauze bzw. deren Tülle 15 verschließt. Die Entgasung kann nun bis zur Beendigung des Füllvorganges der Kokille aufrechterhalten werden. Auch wenn das Gießgefäß wiederum in die Ausgangsstellung zurückgeschwenkt -w-i-rdFunn noch entgast werden, da das in der Kokille befindliche Werkstück die Gasundurchlässigkeit bewirkt. Eingestellt wird der Entgasungsvorgang vor oder während des oeffnens der Kokille und Herausnehmen des Werkstückes, da dann dessen Angußstutzen die Gießtülle 15 freigibt.According to FIG. 1, the mold cavity 16 is not filled, and the The machine is in the position ready for casting. It can now be controlled in cycles the machine. During the pivoting of the casting vessel 5 into the casting position the connection of the interior R with the negative pressure is not shown Vacuum pump manufactured. Any dissolved gases can be sucked off in the direction of the arrow. In the short term the mold itself can be degassed. This will end as soon as the melt 7 closes the pouring spout or its spout 15. The degassing can can now be maintained until the end of the filling process of the mold. Even when the casting vessel is swiveled back into the starting position -w-i-rdFunn still be degassed, since the workpiece located in the mold is impermeable to gas causes. The degassing process is stopped before or during the opening of the Mold and removal of the workpiece, since its sprue then the pouring spout 15 releases.

Claims

Machine for casting metal workpieces, in particular made of aluminum alloys, in molds, in particular two-part molds, with a tiltable pouring vessel, in which the mold is in a tilted position in front of a is attached to the pouring spout passing under the melt level, characterized in that that the interior space (R) of the cover side located above the melting surface (S) airtight pouring vessel (5) in the tilted position (Fig. 2) with the Negative pressure is connected to a vacuum pump.