148833. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és készülék félfolyamatos tuskóöntési módszer segítségével simafelületű és egyenletes kristályszerkezetű alumínium alapanyagból készülő hengerlési- és préstuskók előállítására

Megjelent: 1961. december 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.833. SZÁM 31. c. OSZTÁLY — FE—476. ALAPSZÁM Eljárás és készülék félfolyamatos tuskó öntési módszer segítségével simafelületű és egyenletes kristályszerkezetű alumínium alapanyagból készülő hengerlési- és préstuskók előállítására Fémipari Kutató Intézet, Budapest Feltalálók: Laár Tibor tudományos munkatárs (75%), Endrődi Mária tudományos s. míárs (15%), Borsos András mechanikus (10%), mindhárman budapesti lakosok A bejelentés napja: 1960. március 9. Eljárás és készülék félfolyamatos tuskóöntési módszer segítségével simafelületű és egyenletes kristályszerkezetű alumínium alapanyagból készülő hengerlési- és préstuskók előállítására. Ismeretes, hogy az alumínium és alumíniumötvözetekből készülő prés- és hengerlési tuskók túlnyomó többségét a félfolyamatos tuskóöntési eljárással készítik. Az öntési eljárás lényege, hogy a folyékony fémet egy belül vízköpeny hűtéssel ellátott alumíniumból vagy rézből készült gyűrűbe öntik. A vízhűtéses kokilla alsó része egy sülylyesztő szerkezet tányérja. A kokillában megdermedő fémtömb a leeresztő szerkezet tányérján önmagától kicsúszik a kokiUából, amiáltal a kokilla profiljának megfelelő keresztmetszetű tömböt lehet előállítani, a süllyesztő szerkezet hosszával megfelelő nagyságban. A vízhűtéses gyűrűkokilla alsó részén a víz permetezését szolgáló nyílások vannak kiképezve, amelyeken keresztülfolyó víz a ko'killát' elhagyó fémtuskó gyors dermedését elősegíti. A félfolyamatos tuskóöiités segítségével előállított öntecsek felületének simasága • és kristályszerkezetének alakulása az anyag összetételén kívül a kokilla kiképzésétől, valamint az öntési körülmények (öntési sebesség, hűtővíz mennyisége, olvadt fém hőfoka stb.) összehangolásától függ. A jelenleg alkalmazott eljárások legnagyobb hátránya, hogy az egymással kellően össze nem hangolt öntési viszonyok miatt a fém dermedési sebessége a tuskó keresztmetszetében jellegzetes eltéréseket mutat, ami a dermedési front egyenetlen kialakulásában jut kifejezésre. A kedvezőtlen dermedési viszonyok miatt a tuskó felülete rücskössé, kristályszerkezete pedig egyenetlenné válik. Mindkét jelenség a tuskók továbbfeldolgozása szempontjából igen káros. Az egyenetlen külső kéreggel bíró tuskót továbbfeldolgozás előtt 5—20 mm mélységig le kell hántolni; a belső szövetszerkezetben mutatkozó egyenetlenség pedig a tuskó feldolgozásával előállított félgyártmányoknál is előnytelenül érezteti hatását (pl. eltérő szilárdsági, mélyhúzhatósági, valamint felületnemesíthetőségi tulajdonságok). A találmány szerinti eljárás segítségével mód nyílik arra, hogy az alumíniumanyagok félfolyamatos tuskóöntésénél észlelt fenti hiányosságokai meg lehessen szüntetni és üzemi körülmények között megbízhatóan, kiválásoktól mentes, simafelületű és egész keresztmetszetében egyforma kristályszerkezetű henger-, illetve préstuskókat lehessen előállítani. A találmány szerinti eljárás lényege abban áll, hogy a kokilla kiképzés, a kokilla hűtése, valamint a tuskót permetező vízhűtés összehangolásával olyan hűtési körülményeket, tudunk beállítani, ahol a tuskó egész keresztmetszetében a dermedési sebesség közel egyenletes. Követelmény, hogy a kokillába beömlő melegebb fém ne összpontosuljon egy helyre, hanem a kokilla egész felületén eloszolva folyjon be. Szükséges továbbá, hogy a kokilla aljától mért folyékony fémnívó az öntés egész ideje alatt állandó és az öntési sebességgel az 1. ábrán bemutatott módon összehangolt legyen. így pl. ha 99,5%-os ötvözetlen kobóalumínium öntésénél közepes szelvényméretű tuskónak megfelelően 10 cm/p öntési sebességet választunk, akkor az 1. ábra 1. görbéjéről kivetítve leolvassuk az ennek megfelelő fémszint értékét, ami jelen esetben 3,6 cm a kokilla aljától mérve. Ezt a fémszintet tartjuk öntés közben a kokillában, Ugyanígy járunk el a kis- és nagyötvöző tartalmú alubmíniumötvözetek öntésénél is, azzal a különbséggel, hogy a 2,5% ötvöző tartalom alatti ötvözeteknél az 1. ábra 2. görbéjéről, míg 2,5%nál nagyobb ötvöző tartalmú ötvözetek öntésénél az 1. ábra 3. görbéjéről kivetítve olvassuk és az öntési sebességhez tartozó, kokillában tartandó folyékony fémszint magasságot.