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

2 148.833 Az 1. ábrán az öntési sebesség és fémszint összefüggés középső szakaszát rajzoltuk meg, de az összefüggés érvényes az 1. ábrán megadottnál kisebb és nagyobb öntési sebesség tartományokra is. így például nagy szelvényméretű, 2,5%-nál nagyobb ötvöző tartalmú alumíniumötvözet tuskó öntésénél 3 cm/p öntési sebességhez 7 cm-es fémszintet tartunk öntés alatt a kokillában. Ennek érdekében a kokillában elhelyezett 2. és 3. ábra szerinti fémelosztó úgy van kiképezve, hogy a beömlő fémnek a folyékony fémszint felső rétegében a kokilla falára merőleges, körkörösen egyenletes áramlását és a folyékony fémszint kívánt mértékű állandó tartását automatikus szabályozóval biztosítjuk. A kokillában tartott folyékony fémszint öntés közbeli állandósítására szolgáló úszóval ellátott szabályozó készülékek ismeretesek, azonban ezekkel nem értek el felületileg és kristályszerkezetileg egyaránt kiváló tömb-minőséget. Az ismert megoldások hibája az, hogy csak a folyékony féimszint szabályozását oldják meg, a kokillába ömlő fém kedvező áramlásához szükséges fémelosztás azonban elmarad. Ezért azokkal az 1. ábrán megadott sebesség és fémszint értékpárok gyakorlatilag — hidegfolyás keletkezése miatt — nem is tarthatók. Ugyanis a grafikonban megadott éríékpárok úgy vannak megválasztva, hogy a fém dermedésével és lehűlésével egyidejűleg bekövetkező zsugorodása miatt a tuskónak a kokilla falától való eltávolodása ne csökkentse a hőelvonás ütemét. Ez annyit jelent, hogy amint a tuskó öntés közben zsugorodás miatt eltávolodik a kokilla falától — az eddigi öntési módok esetében — csökken a hűtő hatás mindaddig, amíg a kokilla alatti közvetlen vízhűtés nem érezteti hűtő hatását. Ezáltal a tuskóban a folyékony fém és szilárd fém közötti átmeneti tartomány széthúzódik. A találmány szerinti eljárásban adott sebességhez tartozó, a kokilla aljától mért folyékony fémszint tartása esetén .a kokilla alatti közvetlen hűtés akkor lép be a hűtő folyamatba, amikor a tuskó a zsugorodás miatt eltávolodik a kokilla falától. Ezáltal a hőelvonás üteme nem csökken és az olvadt fém, valamint a megdermedt fém közötti tartomány összeszűkül a tuskóban. így a tuskó csak rövid szakaszon érintkezik a kokilla falával, a zsugorodás folyamatos és felülete sima lesz. Ez gyakorlatilag csak akkor teljesül, ha a kokillába folyamatosan érkező melegebb fém a kokillafal hűtési irányával szembe, azaz a kokilla falára merőlegesen áramlik minden irányba a folyékony fázis legfelső rétegébe. A találmány példaképpeni foganatosítás módját a rajzok segítségével közelebbről is megvilágítjuk, ahol a 2. ábra a találmány szerinti készülék metszete működésközbem elölnézetben a —10— kokillában tartott —11— fémszinttel; a 3. ábra a találmány szerinti készülék oldalnézete a —4— csatornára felszerelve öntésre kész állapotban. A 2. és 3. ábrán látható fémelosztó a —10— kokillában a folyékony —11— fémszintet önműködően szabályzó készülék az alábbi részekből áll: —1— fémelosztó kosár, alja kúposán felfelé van domborítva, oldala pedig a tuskó méreteitől függően —2— kifolyó résekkel van ellátva. A —1— fémelosztó kosár —3— merev karokkal egy mozdulattal gyorsan oldható módon a —4— öntőcsatornára van erősítve, annak a külső részén elhelyezett —9— tartóelemek segítségével. A csatorna kifolyó —5— nyílását elzáró —6— kúp, a —1— fémelosztó kosár kúpos aljának közepén áthaladó —7— dróttal mereven össze van erősítve a felhajtó erőt biztosító —-8— úszóval. A —8— úszó a —1— fémelosztó kosár alatt van elhelyezve, és úgy van méreteave, hogy a felhajtó erő a tuskó szelvényméretétől függően a csatornában levő folyékony fémnek az elzáró kúpra nehezedő nyomását legyőzze. A készülék működése: az öntés megkezdése előtt a felfüggesztő kar segítségével felakasztjuk a készüléket az öntőcsatornára. Akkor az elzáró kúp a fémelosztó kosár kúpos alján támaszkodik és tartja az úszót. ,Az öntés megkezdése után a kokillában emelkedő folyékony fémszint megemeli az úszót és az, az elzáró kúp segítségével csökkenti a befolyó nyílás keresztmetszetét. Miután a folyékony fémszint elérte a kokillában a kívánt magasságot, az elzáró kúp csak annyi fémet enged befolyni a kokillába, amennyi állandó öntési sebesség mellett az állandó fémszint tartásához elegendő. A fémszint beállítása öntés előtt történik úgy, hogy az öntőcsatorna kiömlő nyílását jobban, vagy kevésbé süllyesztjük be a kokillába. Ez pedig a szelvénymérettől és az öntött ötvözet minőségétől függően megválasztott öntési sebességtől függ oly módon, hogy nagyobb öntési sebességnél jobban besüllyesztjük a kokillába az öntőcsatorna kifolyó nyílását az úszószabályzóval együtt, tehát alacsonyabb fémszintet fog szabályozni. Kisebb öntési sebességnél éppen fordítva, az öntőcsatornát kevésbé süllyesztjük be a kokillába, tehát az úszószabályzó magasabb fémszintet fog tartani. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás félfolyamatos öntéssel sima felületű és egyenletes kristályszerkezetű alumíniumhenger és préstuskók előállítására, azzal jellemezve, hogy az öntési sebességet (cm/p) és a kokillában tartott fémszintet (cm) úgy hangoljuk össze, hogy a dermedési sebesség a tuskó keresztmetszetében közel egyenletes tegyen, amit úgy érünk el, hogy ötvözetlen kohóalumínium és nagytisztaságú (99,99%) alumíniustuskó öntésénél, 3—50 cm/p öntési sebesség esetén 10—1 cm fémszintet (M), előnyösen 10 cm/p öntési sebességnél 3,6 cm fémszintet tartunk a kokillában. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás továbbfejlesztése kis ötvöző tartalmú alumíniumötvözetekre, nevezetesen AI—Mg—Si, AI—Mgl, Al—Mg2, Al—Mnl és egyéb 2,5% ötvözőtartalom alatti alumínium alapú ötvözetekre, azzal jellemezve, hogy a 2,5%-nál kisebb ötvözőtartalmú ötvözött alumíniumtuskók öntésénél 3—15 cm/p öntési sebesség eseten 8—2 cm fémszintet, előnyösen 10 cm/p öntési sebességnél 3 cm fémszintet tartunk a kokillában. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás továbbfejlesztése nagy ötvözőtartalmú alumíniumötvözetekre, nevezetesen Al—Mg3, Al—Mg5, Al—Cu— —Mg, Al—Zn—Mg, Al—Zn—Mg—Cu típusú öt-