(96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 1321 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) T3 (1) Int. Cl. B22D29/00 B22C9/06 (06.01) (06.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 07/03 EP 1321 B1 (4) Tytuł wynalazku: Sposób odlewania do wytwarzania odlewów (30) Pierwszeństwo: DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 0/ (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 06/07 (73) Uprawniony z patentu: Deutsche Giesserei- und Industrie-Holding AG, Essen, DE PL/EP 1321 T3 (72) Twórca (y) wynalazku: Jens Schreiner, Recklinghausen, DE Andreas Flesch, Amstadt, DE Ingo wagner, Aachen, DE (74) Pełnomocnik: Kancelaria Patentowa rzecz. pat. Kamiński Zbigniew Warszawa Al. Jerozolimskie 1/18 Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 - 2 - EP B1 U-2871n/06 Sposób odlewania do wytwarzania odlewów Opis [0001] Wynalazek dotyczy sposobu odlewania dla wytwarzania odlewów, według zastrzeżenia 1. [0002] Odlewy mające często skomplikowane kształty, są z reguły wytwarzane w tak zwanych formach traconych lub w formach trwałych. Przy odlewaniu w formach traconych, które z reguły składają się z mineralnej, ognioodpornej, ziarnistej podstawowej masy formierskiej i masy formierskiej, złożonych z 1 przykładowo z piasku kwarcowego lub z chromowego piasku żelazistego, a także z innych dodatków polepszających własności masy formierskiej, formy po przeprowadzeniu procesu odlewania ulegają zniszczeniu. Spoiwo jest nie tylko środkiem wiążącym, lecz stanowi również ewentualnie kolejny dodatek. W procesach odlewania w formach traconych wykonuje się najpierw model odlewu z metalu, drewna, gipsu lub z tworzywa sztucznego. Model określa zewnętrzny kontur odlewu. Model nadaje się do wielokrotnego użytku. W celu wytworzenia formy odlewniczej górną i dolną część modelu umieszcza się w skrzynce formierskiej, zwłaszcza w skrzynce górnej i dolnej i otacza się podstawową masą formierską. Po uszczelnieniu i utwardzeniu podstawowej masy formierskiej 2 części modelu usuwa się z formy piaskowej. Na koniec łączy się skrzynkę górną i skrzynkę dolną. W ten sposób jest gotowa forma negatywowa. [0003] W przypadku wysokotopliwych stopów na bazie żelaza stosuje się odlewanie w traconych formach. Wadą tego rodzaju procesów jest nie tylko to, że po każdym procesie odlewania konieczne jest budowanie nowej formy lecz

3 - 3 - także przeróbka i utylizacja, co pociąga za sobą konieczność korzystania z urządzeń zaawansowanych technicznie i znacznych nakładów finansowych. Przetwarzanie podstawowej masy formierskiej z reguły polega na tym, że podstawową masę formierską po procesie odlewania najpierw rozdrabnia się, gdy poszczególne cząstki masy formierskiej są mocno połączone ze spoiwem. Następnie poddaje się ją obróbce termicznej w czasie której wypalane jest spoiwo. Na koniec termicznie wypalone resztki spoiwa usuwa się z masy formierskiej. Ma to istotne znaczenie, ponieważ skrzynki formierskie, z których składa się forma mają zazwyczaj standaryzowane formaty, tak że przy prostych małych odlewach wymagana jest proporcjonalnie duża ilość podstawowej masy formierskiej dla wytworzenia formy. [0004] Celem wynalazku jest opracowanie sposobu odlewania, umożliwiającego proste i mało kosztowne wytwarzanie odlewów z żeliwa i stali. [000] Cel ten zrealizowano przez opracowanie sposobu, którego cechy są 1 przedstawione w zastrzeżeniu 1. Według wynalazku ciepło uwalniające się z krzepnącego odlewu jest wykorzystywane do wypalania znajdującego się w masie formierskiej spoiwa, tak że w końcu uwalnia się i nie ma zdolności płynięcia i nie tworzy cząstek masy formierskiej wzajemnie połączonych przez spoiwo. Czas przebywania wytworzonego według wynalazku odlewu jest tak długi jak jest konieczny z technicznych warunków wytwarzania. Z warunków tych wynika, że czas ten jest niezbędny do zakrzepnięcia odlewu. Według wynalazku możliwe jest wydłużenie tej operacji względnie wprowadzenie dodatkowej operacji, aż do momentu całkowitego termicznego przetworzenia spoiwa zawartego w podstawowej masie formierskiej. Wprawdzie wydłużenie czasu 2 pozostawania dla jednoczesnego wypalenia spoiwa jest nie całkiem

4 - 4 - bezproblemowe, ponieważ wysoka temperatura formy odlewniczej może być szkodliwa, jednak stwierdza się, że występuje tylko niewielkie zużycie formy odlewniczej, kiedy wykorzystuje się uwalniane ciepło krystalizacji do wypalania spoiwa. W każdym przypadku zaletami sposobu według wynalazku są uproszczenie przetwarzania podstawowej masy formierskiej i ewentualnie mniejsze zużycie formy odlewniczej. [0006] Według wynalazku czas przebywania z jednej strony i grubość powłoki podstawowej masy formierskiej z drugiej strony wybiera się w zależności od grubości ścianki odlewu i/ lub w zależności od przebiegu krzepnięcia w formie odlewniczej. Jeżeli grubość ścianki odlewu jest większa, tym samym większa jest grubość warstwy podstawowej masy formierskiej w odpowiednich miejscach formy odlewniczej. Jednocześnie wybiera się taki czas pozostawania odlewu w formie, że także w tych miejscach spoiwo poprzez zniesienie związków między cząsteczkami masy formierskiej wypala się. 1 [0007] Aby uzyskać efekty wynalazku, grubość warstwy podstawowej masy formierskiej powinna wynosić maksymalnie mm. Przy czym może ona przybierać dowolne wartości w przedziale od 0 mm do mm, a mianowicie 1, 2,..148, 149 mm. [0008] Techniczne wytwarzanie sposobem według wynalazku jest łatwe dzięki integracji procesu odlewania polegającego na tym, że dodatkowy czas pozostawania odlewu w formie odlewniczej jest wielokrotnie dłuższy niż takt odlewniczy w procesach odlewnia. Innymi słowy oznacza to, że odlew nie jest wyjmowany w określonym czasie w jakim zwykle jest wyjmowany po dokonaniu odlewania lecz później o takt odlewania. Odlew pozostaje zatem celowo przez 2 kolejny takt odlewania w formie, dzięki czemu spoiwo zostaje całkowicie

5 - - wypalone. Przy tym czas taktu wynosi mniej niż min, z reguły mniej niż 2 min, przy czym każda wartość mniejsza od 2 min jest możliwa w razie potrzeby. [0009] Po zakończeniu procesu odlewania i wyjęciu odlewu z formy odlewniczej podstawową masę formierską poddaje się zwykle przeróbce. Także w sposobie według wynalazku podstawową masę formierska poddaje się przeróbce. Według wynalazku przeróbka polega na oddzieleniu podstawowej masy formierskiej i zmniejszenia termicznego nagaru spoiwa, ponieważ poszczególne cząstki masy formierskiej nie są już połączone za pomocą spoiwa. Według wynalazku nie jest konieczne rozdrabnianie i/lub termiczne traktowanie do przetwarzania podstawowej masy formierskiej. [00] Zaleca się i z reguły jest wystarczająca przeróbka podstawowej masy formierskiej po zakończeniu procesu odlewania poprzez przesiewanie i/lub segregowanie, co prowadzi do znacznej obniżki kosztów przetwarzania, a tym samym do znacznej obniżki kosztów wytwarzania odlewów. 1 [0011] Przetworzona masa formierska, po oczyszczeniu ze spoiwa może być używana do wytwarzania podstawowej masy formierskiej. Przylegająca do wewnętrznych powierzchni formy odlewniczej masa odlewnicza jest nanoszona pneumatycznie za pomocą impulsów powietrza, przy czym połączenie jej z wewnętrznymi powierzchniami formy odlewniczej następuje chemicznie poprzez fumigację z dodatkowym katalizatorem. [0012] Sposób według wynalazku nadaje się do stosowania we wszystkich znanych metodach odlewania. Korzystnym jest stosowanie w procesach odlewnia niskociśnieniowego. Możliwe jest także stosowanie sposobu według wynalazku w procesach odlewania grawitacyjnego, ciśnieniowego oraz z 2 przechylaniem kokili.

6 - 6 - [0013] Forma odlewnicza jest zaopatrzona w pierwszy zewnętrzny wspornik oraz drugi zewnętrzny wspornik, pomiędzy którymi jest umieszczony korpus formy i osadzona na tym korpusie przynajmniej częściowo wewnętrzna warstwa podstawowej masy formierskiej tworząca pustą przestrzeń odlewniczą. [0014] Aczkolwiek formy tego typu jak również formy tracone są znane ze stanu techniki, to formy według wynalazku mają w stosunku do nich szereg zalet. Warunkiem jest umieszczenie korpusu formy między wspornikami, w którym jest już utworzona forma negatywowa lub pusta przestrzeń odlewnicza, co wymaga jedynie tylko niewielkiej ilości podstawowej masy formierskiej dla wytworzenia właściwej formy negatywowej. Dlatego też w przeciwieństwie do stanu techniki, wymagana jest tylko niewielka ilość podstawowej masy formierskiej przy każdym przebiegu odlewania. Jest to zaletą zwłaszcza w przypadku cienkościennych odlewów o grubości ścianki od 1 mm do mm. W przypadku tego rodzaju cienkościennych odlewów tylko niewielka ilość ciepła jest odbierana z 1 podstawowej masy odlewniczej podczas krzepnięcia. Spoiwo podstawowej masy formierskiej spala się tylko w warstwie o centymetrowej głębokości. Wynalazek tylko dokładniej wykorzystuje te możliwości i odpowiednio grubość warstwy podstawowej masy formierskiej dobiera się w zależności od grubości ścianki odlewu i/lub w zależności od warunków krystalizacji lub temperatury wlewu wprowadzanego do formy odlewniczej. Dzięki temu możliwa jest optymalizacja ilości podstawowej masy formierskiej niezbędnej ze względu na techniczne warunki wytwarzania. W przeciwieństwie do stanu techniki, bezpośrednio w przypadku małych i cienkościennych odlewów znaczna ilość podstawowej masy formierskiej po procesie odlewania jest ponownie wprowadzana do przeróbki. 2 Nie wiąże się to z podwyższaniem kosztów używanej masy formierskiej ani z

7 - 7 - podwyższaniem nakładów na techniczne wyposażenie. Powoduje także zmniejszenie kosztów energii. Ponadto dotyczy to również przerabiania dużych ilości piasku używanego w odlewni. W procesach znanych ze stanu techniki powstają duże ilości kurzu, które nie tylko zanieczyszczają środowisko lecz także generują wysokie koszty ich składowania. [001] Stosowanie korpusu formy według wynalazku charakteryzuje się dodatkowymi zaletami. Korpus formy, tworzący formę negatywową, już przy dużych częściach określa pojemność między wspornikami formy, a zatem tylko niewielka ilość piasku jest konieczna do wytworzenia formy i można osiągnąć znacznie mniejszy czas wytwarzania formy odlewniczej. Ponadto w formie odlewniczej według wynalazku możliwe jest zastosowanie elementów chłodzących umieszczonych we wspornikach lub w korpusie formy, co umożliwia dokładne pozycjonowanie i pozwala na proste wytwarzanie kształtowych odlewów. Jest także możliwe, że korpus formy - przy odpowiednim doborze 1 materiału przynajmniej częściowo spełnia funkcję elementu chłodzącego, mianowicie w obszarze, który jest pokryty małą warstwą lub jest nie pokryty. [0016] Niewielka długość taktu pracy jest realizowana dzięki temu, że nanoszenie warstwy podstawowej masy formierskiej na korpus formy lub na poszczególne jej połówki odbywa się za pomocą impulsów powietrza. Wynika stąd możliwość dostosowania grubości warstwy piasku odpowiednio do warunków krystalizacji ukierunkowanej. Po naniesieniu warstwy, połówki formy nakłada się na siebie, co powoduje zamknięcie formy odlewniczej. [0017] Przy stosowaniu metalowych lub ceramicznych wsporników i metalowego korpusu uzyskuje się znaczną stabilizację, co ma duże znaczenie w przypadku 2 wytwarzania cienkościennych odlewów o wąskich tolerancjach wykonawczych.

8 - 8 - [0018] Istotną zaletą wynalazku jest modułowa budowa korpusu formy, składającej się z kilku segmentów. Modułowa budowa umożliwia w prosty sposób uzupełniać formę pojedynczymi modułami, co pozwala na utrzymanie formy negatywowej lub pustej przestrzeni odlewniczej. Ostateczna forma negatywowa jest wtedy tworzona przez podstawową masę formierską naniesioną na korpus formy. [0019] Korzystne rozwiązania według wynalazku są przedstawione w zastrzeżeniach zależnych. [00] Następnie przedstawione zostaną korzystne rozwiązania według wynalazku na podstawie rysunków. Przedstawiają one: Fig.1 przekrój poprzeczny pierwszej formy odlewniczej według wynalazku, 1 2 Fig.2 Fig.3 Fig.4 Fig. Fig.6 Fig.7 Fig.8 Fig.9 kolejny przekrój poprzeczny formy odlewniczej według Fig.1, przekrój poprzeczny drugiej konstrukcji formy odlewniczej według wynalazku, kolejny przekrój poprzeczny formy odlewniczej według Fig.3, przekrój poprzeczny trzeciej konstrukcji formy odlewniczej według wynalazku, kolejny przekrój poprzeczny formy odlewniczej według Fig., przekrój poprzeczny czwartej konstrukcji formy odlewniczej według wynalazku, kolejny przekrój poprzeczny formy odlewniczej według Fig.7, przekrój poprzeczny piątej konstrukcji formy odlewniczej według wynalazku,

9 - 9 - Fig. Fig.11 kolejny przekrój poprzeczny formy odlewniczej według Fig.9, przekrój poprzeczny szóstej konstrukcji formy odlewniczej według wynalazku, Fig.12 kolejny przekrój poprzeczny formy odlewniczej według Fig.11. [0021] Zanim zostaną przedstawione szczegóły formy odlewniczej według wynalazku, zostanie opisana forma odlewnicza 1, która szczególnie odpowiada sposobowi odlewania według wynalazku. [0022] Na poszczególnych figurach jest przedstawiona forma odlewnicza 1 do wytwarzania odlewów 2 z zastosowaniem masy formierskiej. W znanych sposobach jako podstawową masę formierska stosuje się mineralny, ognioodporny, ziarnisty materiał, jak piasek, ze środkami wiążącymi i w razie konieczności z innymi dodatkami. Stosowanie takiej masy formierskiej pozwala na uzyskanie formy odlewniczej 1 w zasadzie jako formy traconej. [0023] Forma odlewnicza 1 posiada pierwszy zewnętrzny wspornik 4 i drugi 1 zewnętrzny wspornik. Wsporniki 4 i stanowią górne i dolne ograniczniki formy odlewniczej 1, w położeniu poziomym. Rozumie się, że forma odlewnicza może znajdować się w położeniu skośnym lub pionowym. W przypadku pionowego położenia formy odlewniczej 1 wsporniki 4 i znajdują się również na zewnątrz i są wtedy usytuowane z lewej i prawej strony. Następnie zostaną przedstawione i opisane wykonania, w których wsporniki znajdują się na lewej i prawej stronie formy jak również na górnej i dolnej jej stronie. Dotyczy to również połówek formy 13, 14 opisanych dalej. Pomiędzy wspornikami 4, znajduje się korpus formy 6, zwykle metalowy, ale również składający się częściowo z materiału ceramicznego. Korpus formy 6 styka się swoimi zewnętrznymi powierzchniami 7, 2 8 z wewnętrznymi powierzchniami 9, wsporników 4,. Wewnętrzna

10 - - powierzchnia 11 korpusu formy 6 jest profilowana i odpowiada zewnętrznemu kształtowi odlewu 2. Wewnętrzna powierzchnia 11 korpusu formy 6 stanowi negatywową formę wstępną lub zewnętrzna formę wstępną. Na wewnętrznej powierzchni 11 korpusu 6 jest naniesiona przynajmniej częściowo, warstwa 12 podstawowej masy formierskiej 3 tworząca, nie opisaną szczegółowo, pustą komorę odlewniczą. Grubość tej warstwy wynosi od 0 mm do maksymalnie mm i może przybierać różne wartości pośrednie z tego przedziału. [0024] Aczkolwiek na poszczególnych figurach całkowita powierzchnia wewnętrzna korpusu formy 6 jest pokryta podstawową masą formierską 3, to z technicznych zasad odlewnictwa możliwe jest pozostawianie bez powłoki poszczególne obszary powierzchni. W pozostałych postaciach wykonania, warstwa 12 podstawowej masy formierskiej 3 jest naniesiona częściowo także bezpośrednio na wewnętrzną powierzchnię dolnego wspornika. Oczywiście jest także możliwe, w przypadku określonych odlewów 2, naniesienie w obszarze 1 górnego wspornika 4, chociaż nie jest to przedstawione. [002] Jak wynika z poszczególnych figur korpus formy 6 składa się z dwóch połówek, pierwszej 13 i drugiej 14. Górna połówka korpusu formy 13 jest zamocowana do górnego wspornika 4, natomiast dolna połówka korpusu formy 14 jest zamocowana do dolnego wspornika. W położeniu zamkniętym formy 1 połówki formy 13, 14 leżą w jej zewnętrznym obszarze jedna na drugiej, tak że forma 1 jest w tym obszarze zamknięta. [0026] Jak wynika z figur 11 i 12 korpus formy 6 jest zbudowany z kilku segmentów 16 i ma budowę modułową. Dzięki tej modułowej budowie jest możliwe uzupełnianie poszczególnymi modułami 16 lub ich usuwanie w celu 2 uzyskania zmiennej grubości warstwy 12, co jest wymagane podczas

11 krzepnięcia. Modułowa budowa jest także istotna i umożliwia budowę skrzynkową segmentów korpusu 16, pozwalającą na wzajemne dopasowanie wymiarów, takich jak długość, szerokość i/lub wysokość, co oznacza, że możliwe jest zaplanowanie określonych wymiarów podstawowych n, a ponadto wszystkie wymiary stanowią wielokrotność wymiaru podstawowego n. Poszczególne elementy 16 korpusu formy są połączone ze wspornikami 4,. Dla tworzenia formy negatywowej względnie wstępnej formy negatywowej, wymagane jest aby elementy 16 korpusu formy były usytuowane obok siebie i były ze sobą połączone, zwłaszcza za pomocą złącz śrubowych. Na zewnętrznych powierzchniach 7, 8 elementów 16 korpusu formy jak również na wewnętrznych powierzchniach 9, wsporników 4, można przewidzieć odpowiednie elementy prowadzące, jak czopy i rowki, dla dokładnego pozycjonowania poszczególnych elementów 16 korpusu formy względnie połówek formy 13, 14 w stosunku do wsporników 4,. Modułowa budowa korpusu formy 6 umożliwia bez 1 dodatkowych czynności trwałe prowadzenie i pozycjonowanie części składowych. [0027] W poszczególnych przykładach wykonania elementy 16 korpusu formy są przedstawione jako masywne bloki. Ta masywna budowa powoduje wysoki ciężar zarówno górnej skrzynki 17, połączonej z górnym wspornikiem 4, górnej połówki 13 formy i warstwy 3, jak również dolnej skrzynki 18 połączonej z dolnym wspornikiem, dolnej połówki 14 formy i naniesionej warstwy 12. Dla określonych zastosowań, wysoki ciężar górnej skrzynki stanowi zaletę. W przedstawionych przykładach forma odlewnicza 1 jest stosowana w procesach odlewnia niskociśnieniowego. Napełnianie formy odlewniczej 1 następuje od 2 dołu, mianowicie poprzez wycięcie 19 w dolnym wsporniku. Masywna górna

12 połówka 13 i wynikający z tego jej wysoki ciężar własny zapobiega poślizgowi górnej skrzynki 17. Pozwala to na zaoszczędzenie środków tłumiących górną skrzynkę 17 i/lub spinających formę odlewniczą 1. [0028] Nie przedstawiono, że segmenty 16 formy na powierzchniach zwróconych ku wspornikom 4, mogą być zaopatrzone w puste przestrzenie, wybrania lub im podobne zmniejszające ich ciężar. Dzięki temu uzyskuje się zmniejszenie ciężaru, o ile w zależności od sposobu odlewania względnie zastosowania jest to możliwe. [0029] W przykładach wykonania przedstawionych na figurach 3 i 4 przewidziano, że korpus formy 6 na wewnętrznej powierzchni 11, jak również na stronie zwróconej ku do podstawowej masie formierskiej 3 ma elementy ustalające do zmniejszania przypadkowego oddzielania się podstawowej masy formierskiej 3 od korpusu formy 6. Elementy ustalające, przykładowo w postaci występów ze stali zbrojeniowej, zapobiegają oddzielaniu piasku 1 formierskiego na skutek wstrząsów występujących w procesie odlewania. Zamiast stali zbrojeniowej możliwe jest stosowanie jako elementów ustalających profilowanie wewnętrznej powierzchni 11 korpusu formy 6, zapewniające lepsze przyleganie podstawowej masy formierskiej 3 do korpusu formy 6. [0030] Korpus formy 6 względnie poszczególne jego segmenty 16 są wykonane z materiałów odpornych na wysoką temperaturę takich jak grafit, węglik wolframu lub stal. Wybór rodzaju materiału jest zależny od temperatury w jakiej jest eksploatowany korpus formy 6 podczas odlewania. Natomiast wsporniki 4, mogą być wykonane z dowolnego materiału, ponieważ termiczne obciążenie tych elementów jest z reguły niskie. 2 [0031] W przykładach wykonania przedstawionych na figurach 11 i 12 zarówno

13 do górnego wspornika 4 jak również do dolnego wspornika są zamocowane segmenty chłodzące 21. Dzięki bezpośredniemu zamocowaniu segmentów chłodzących 21 do wsporników 4, uzyskuje się dokładne pozycjonowanie tych segmentów, co jest wymagane w przypadku ukierunkowanej krystalizacji cienkościennych odlewów. Elementy chłodzące 21 charakteryzują się również tym, że przynajmniej częściowo nie obejmują warstwy 12 podstawowej masy formierskiej, dlatego też jest szybko doprowadzana energia cieplna. Ostatecznie chodzi o to aby elementy chłodzące 21 segmentów 16 korpusu formy nie izolowały cieplnie lub tylko izolowały częściowo podstawową masę formierską. [0032] Jak wynika z poszczególnych przykładów wykonania podstawowa masa formierska 3 jest naniesiona warstwą o różnej grubości na korpus formy 6 względnie na wewnętrzna powierzchnię 11. W obszarze, w którym stop pozostaje dłużej płynny, warstwa ta ma większą grubość, co powoduje oddziaływanie termoizolacyjne. W obszarze, w którym znajduje się znaczna ilość 1 materiału odlewu 2 i/lub w którym możliwa jest szybka krystalizacja, grubość warstwy jest bardzo mała lub w tym obszarze warstwa podstawowej masy formierskiej nie występuje wcale, jak to przedstawiono w przykładach wykonania na figurach 11 i 12 w obszarze elementów chłodzących 21. W każdym przypadku grubość warstwy 12 można odpowiednio nastawiać i optymalizować w zależności od przebiegu krystalizacji biorąc pod uwagę grubość ścianki odlewu 2. [0033] Warstwa podstawowej masy formierskiej 3 jest nanoszona na wewnętrzna powierzchnię 11 korpusu formy 6 pneumatycznie, mianowicie za pomocą impulsów powietrza o wysokiej szybkości i wysokim ciśnieniu. 2 Podstawowa masa formierska 3 zamyka korpus formy 6. Pozwala to na

14 uzyskanie dokładnej i w krótkim czasie pożądanej grubości warstwy. Ze względu na bardzo szybkie wprowadzanie podstawowej masy formierskiej 3 na korpus formy 6, w korpusie formy 6 przewidziane są, nie pokazane, otwory małej szerokości do odprowadzania powietrza. Podstawowa masa formierska 3 jest nanoszona w pełni automatyczne, a jej regulowana grubość leży w centymetrowym przedziale, przy czym podstawowa masa formierska 3 zawiera środki wiążące powodujące jej bardzo szybkie utwardzanie. W oparciu o tego rodzaju wytwarzanie formy negatywowej osiąga się bardzo małe przedziały czasu do wytwarzania formy odlewniczej 1, tym bardziej, że wymagane są tylko niewielkie ilości podstawowej masy formierskiej 3 nanoszonej na korpus formy 6. [0034] Jak wynika z przykładów wykonania przedstawionych na poszczególnych figurach wsporniki 4, mają postać płyt i tworzą tak zwane płyty podstawowe. Ostatecznie płyty podstawowe przejmują na siebie funkcje wsporników korpusu formy 6 i mają dowolną wielkość. Wynalazek stwarza możliwości standaryzacji 1 płyt podstawowych, na których w zależności od wytwarzanych odlewów mogą być mocowane mniejsze lub większe korpusy formy 6. Płytowy kształt wsporników 4, pozwala na zamknięcie formy odlewniczej tylko od góry i od dołu. Z boków forma odlewnicza 1 jest zamknięta przez korpus formy 6 względnie przez leżące jedna na drugiej połówki formy 13, 14. [003] Jak wcześniej przedstawiono, w dolnym wsporniku znajduje się otwór 19 służący do napełniania formy odlewniczej 1. W zasadzie jest także możliwe usytuowanie odpowiedniego otworu w górnym wsporniku 4 lub w bocznych ścianach korpusu formy 6. Usytuowanie tych wycięć zależy od wybranego sposobu odlewania, przy czym forma odlewnicza 1 obok odlewnia 2 niskociśnieniowego może służyć także do odlewania grawitacyjnego i

15 - 1 - ciśnieniowego jak również do odlewania z przechylaniem kokili. [0036] W każdym przypadku proponuje się, w obszarze wycięć i/lub w obszarze zasilania formy odlewniczej 1 umieścić króciec 22 z żaroodpornego materiału, jak to przedstawiono na figurze 12. Króciec może być wykonany z podstawowej masy formierskiej lub z dowolnego handlowego materiału izolacyjnego. Króciec może wystawać na zewnątrz, co nie zostało pokazane. [0037] Jak przedstawiono w przykładach wykonania na i 6 w obszarze otworu 19 przewidziane jest chłodnica. Chłodnica posiada kanał chłodzący 23 dla czynnika chłodzącego, przynajmniej częściowo otaczający otwór. Kanał chłodzący 23 znajduje się w dolnym wsporniku tak że, ochładza znajdujący się w tym samym wsporniku otwór 19. Chłodzenie aktywizuje się po zakończeniu procesu odlewania. Oddziaływanie chłodzące powoduje powstanie w obszarze otworu 19 krystalizacji ukierunkowanej lub szybkiego krzepnięcia. Szybkie krzepniecie w obszarze otworu 19 jest konieczne w celu zapobiegania 1 wypływowi z otworu 19 jeszcze ciekłego metalu. Jako czynnik chłodzący krążący w kanale 23 można stosować dowolne gazowe lub ciekłe materiały. [0038] Zwraca się uwagę, że usytuowanie chłodzenia w obszarze otworu 19 ma samodzielnie cechę wynalazku i jest niezależne od konstrukcji korpusu formy 6 i naniesionej warstwy podstawowej masy formierskiej. [0039] Na figurach 7 i 8 pokazano, że wsporniki, zwłaszcza dolny wspornik mają elementy sprzęgające z urządzeniem odlewniczym. Elementy sprzęgające w postaci wycięć 24 zazębiają się z odpowiednimi hakami i występami w urządzeniu odlewniczym, skoro tylko forma odlewnicza 1 zostanie osadzona w urządzeniu odlewniczym. Rozumie się, że możliwe jest także zaopatrzenie w 2 odpowiednie wycięcia górnego wspornika 4.

16 [0040] Na figurach 9 i, pokazano że zarówno górny wspornik 4 jak i dolny wspornik są zaopatrzone w prowadnice 2, 26, umożliwiające łatwe wsuwanie i pozycjonowanie. W przedstawionych przykładach wykonania, prowadnica 2 przebiega z boku, wzdłuż dolnego wspornika i ma kształt występu, natomiast prowadnica 26 ma kształt wystających z boku segmentów. [0041] Sposób według wynalazku polega na tym, że odlew po odlaniu pozostaje w formie odlewniczej 1 tak długo, aż spoiwo jest w pełni wypalone z podstawowej masy formierskiej 3 i pozostają obok masy formierskiej lub cząstek masy formierskiej spalone resztki spoiwa, które jednak nie tworzą silnych połączeń pomiędzy pojedynczymi cząstkami masy formierskiej. Dla zabezpieczenia tego rodzaju spalania względnie termicznego usuwania spoiwa, temperatura podczas procesu odlewania w każdym miejscu wewnętrznego konturu formy odlewniczej i leżącej na nim masy odlewniczej powinna wynosić co najmniej C, zwłaszcza C. 1 [0042] Po wyjęciu odlewu 2 podstawową masę formierską 3 dostarcza się do stopnia przeróbki, w którym od masy formierskiej oddziela się spalone cząstki spoiwa, mające postać kurzu, szczególnie za pomocą przesiewania. Nie wymagane jest kolejne traktowanie termiczne i/lub rozdrabnianie. Przerobioną masę formierską po dodaniu spoiwa można ponownie używać do tworzenia formy odlewniczej 1. [0043] Tworzenie nowej formy odlewniczej 1 następuje w ten sposób, że najpierw na wspornikach 4, osadza się segmenty formy 16 i za pomocą odpowiednich elementów dokładnie się je pozycjonuje. W rezultacie segmenty 16 korpusu formy są mocno połączone ze wspornikami 4 i. Następnie 2 wprowadza się pneumatycznie za pomocą impulsów powietrza masę formierską

17 tworząc warstwę w zależności od grubości ścianki odlewu. Poprze dodatek odpowiedniego katalizatora wywołuje się reakcję chemiczną spoiwa, w wyniku której spoiwo łączy się z masą formierską. Katalizator usuwa się poprzez odgazowanie. Wymaganą grubość warstwy dla osiągnięcia ukierunkowanej krystalizacji określa fachowiec na podstawie swej wiedzy i na podstawie określonych parametrów. W zasadzie polega to na tym, że w obszarze, w którym możliwe jest późniejsze krzepnięcie wybiera się warstwę o dużej grubości, podczas gdy w obszarze, w którym ciekły metal szybko krzepnie warstwa ma niewielką grubość lub nie występuje wcale. W przypadku, gdy ciekły metal pozostaje w bezpośrednim kontakcie z układem chłodzenia 21 względnie z segmentami korpusu formy 16, stosuje się kombinację metalowej formy trwałej i formy traconej. Po naniesieniu warstwy 12 połówki formy 13, 14 osadza się jedna na drugiej, tak że forma odlewnicza 1 zostaje zamknięta i można wprowadzać do niej ciekły metal. 1 [0044] Sposób według wynalazku stosuje się zwłaszcza do wytwarzania części karoserii ze stali oraz elementów ram pojazdów mechanicznych, przy czym elementy karoserii są cienkościennymi odlewami staliwnymi. Stosowanie jako materiału odlewniczego stali szlachetnej prowadzi do szczególnie wysokie trwałości. W zasadzie stosuje się różnego rodzaju stale szlachetne. Szczególnie przydatne są stale o wytrzymałości przynajmniej 400 MPa i wydłużeniu wynoszącym około 2%. Przykładowo stosuje się stal szlachetną, która obok żelaza zawiera od 0,1% do 0,3%, zwłaszcza 0,2% węgla, 3% do 7%, zwłaszcza % manganu, od 0,2% do 0,6%, zwłaszcza 0,4% krzemu, 1% do 26%, zwłaszcza 21% chromu, od 0,% do 1,7%, zwłaszcza 1,1% niklu, od 0,,,3% do 2 0,7%, zwłaszcza 0,% miedzi, 0,008% do 0,18%, zwłaszcza 0,13% azotu.

18 Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób odlewania do wytwarzania odlewów (2), zwłaszcza cienkościennych odlewów staliwnych, z zastosowaniem formy odlewniczej (1), mającej przynajmniej na części wewnętrznej formy odlewniczej naniesioną cienką warstwę złożoną z masy formierskiej i spoiwa, stanowiących podstawową masę formierską (3) dla tworzenia komory odlewniczej, przy czym masa formierska przed rozpoczęciem procesu odlewania jest utrwalana za pomocą spoiwa, przy czym spoiwo podczas odlewania na skutek zniesienia połączeń między cząstkami masy formierskiej jest termicznie usuwane, znamienne tym, że odlew (2) podczas pierwszego okresu przebywania w formie odlewniczej krzepnie i po zakrzepnięciu pozostaje w formie odlewniczej (1) przez drugi dodatkowy okres, że ten dodatkowy okres jest kolejnym taktem procesu odlewania, a czas trwania tego dodatkowego okresu reguluje się tak, że 1 wydłużenie tego okresu przebywania odlewu (2) w formie odlewniczej (1) gwarantuje całkowite przetworzenie spoiwa. 2. Sposób odlewania według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że czas przebywania z jednej strony i grubość powłoki podstawowego masy formierskiej (3) z drugiej strony wybiera się w zależności od grubości ścianki odlewu (2) i/lub w zależności od przebiegu krzepnięcia w formie odlewniczej (1). 3. Sposób odlewania według zastrzeżenia 1 lub 2, znamienny tym, że podstawową masę formierską (3) po zakończeniu procesu odlewania poddaje się przeróbce polegającej na oddzieleniu masy formierskiej od termicznie

19 spieczonych pozostałości spoiwa, bez rozdrabniania i/lub termicznego traktowania. 4. Sposób odlewania według poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że przeróbka podstawowej masy formierskiej (3) po zakończeniu procesu odlewania następuje za pomocą przesiewania i/lub sortowania.. Sposób odlewania według poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że podstawową masę formierską (3) nanosi się na wewnętrzną powierzchnię (6) formy pneumatycznie za pomocą impulsów powietrza i że podstawowa masa formierską podczas i/lub po naniesieniu na korpus formy (6) jest zespalana przez gazowanie za pomocą katalizatora.

20

21

22

23