BR112016004221B1

BR112016004221B1 - Método para desmoldar uma peça fundida de um molde de fundição

Info

Publication number: BR112016004221B1
Application number: BR112016004221-2A
Authority: BR
Inventors: Valentin Diel; Heiko Weber; Detlef Kube; Marcus Speicher
Original assignee: Nemak, S.A.B. De C.V.
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2019-06-11
Also published as: RU2635598C2; KR20160047514A; EP3041623A1; RU2016112524A; CN105705274A; US20160193655A1; US9895745B2; WO2015032427A1; ES2634319T3; KR101759268B1; EP3041623B1; MX370862B; JP2016530101A; MX2016002776A; JP6126746B2; CN105705274B

Abstract

a presente invenção refere-se a um método para desmoldar uma peça fundida (m), fundida a partir de uma fusão de metais leves, de um molde de fundição (1) que compreende pelo menos um núcleo de fundição (2-7, 17, 18a-21b, 30) que mapeia uma abertura de passagem (z1 - z3) na peça fundida (m) que conecta dois lados externos da peça fundida e que é produzido a partir de um material de moldagem que é ligado por meio de um aglutinante que se decompõe sob a influência de temperatura, onde o molde de fundição (1) passa por um tratamento térmico em um forno (o) para a desmoldagem, durante o qual ele é aquecido em uma temperatura na qual o aglutinante perde seu efeito de aglutinação. a fim de aumentar a eficácia deste método, a invenção propõe, no forno (o), fluir o gás quente (h) através de uma passagem (d1-d4) que é formada no núcleo de fundição (18a-21b) do molde de fundição (1) que mapeia a abertura de passagem a temperatura do dito gás quente (h) correspondendo pelo menos à temperatura na qual o aglutinante do material de moldagem perde seu efeito de aglutinação, de tal modo que o núcleo de fundição (18a-21b) que mapeia a abertura de passagem (z1-z3) se decomponha em fragmentos (b) ou separe partículas de areia como consequência da influência do gás quente.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA DESMOLDAR UMA PEÇA FUNDIDA DE UM MOLDE DE FUNDIÇÃO.

[001] A presente invenção refere-se a um método para desmoldar uma peça fundida, fundida a partir de uma fusão de metais leves, de um molde de fundição. O molde de fundição compreende, desse modo, pelo menos um núcleo de fundição que mapeia uma abertura de passagem na peça fundida que conecta dois lados externos da peça fundida e que é produzido a partir de um material de moldagem que é ligado por meio de um aglutinante que se decompõe sob a influência da temperatura. O molde de fundição passa por um tratamento térmico em um forno para a desmoldagem, durante o qual ele é aquecido a uma temperatura na qual o aglutinante do núcleo de fundição perde seu efeito de aglutinação.

[002] Tais métodos, também conhecidos entre os especialistas como desareação térmica, são usados, na prática, em particular, durante a fundição de blocos do motor ou cabeças do cilindro para motores de combustão a partir de metais leves em uma grande escala. Devido a seu design em filigrana geralmente complexo, as peças fundidas deste tipo são frequentemente fundidas em moldes de fundição que são montados como uma core package assim chamada formada de uma pluralidade de núcleos únicos que são respectivamente pré-fabricados de material de moldagem. Núcleos de fundição produzidos de material de moldagem são, contudo, também usados em fundição injetada por gravidade a fim de moldar canais e aberturas de passagem providos na região interna da respectiva peça fundida.

[003] Os materiais de moldagem a partir dos quais os núcleos de fundição do tipo aqui discutido são formados geralmente de uma mistura de uma areia de moldagem adequada e do aglutinante que liga as partículas separadas da areia de moldagem entre si no núcleo de

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2/21 fundição completado assegurando, desta forma, a estabilidade de forma exigida do núcleo formado a partir do material de moldagem. Adicionalmente, o material de moldagem pode conter certos aditivos que aperfeiçoam a interação do aglutinante e da areia de moldagem ou o comportamento do respectivo núcleo de fundição durante a fundição do material fundido.

[004] O aglutinante pode ser um aglutinante inorgânico que é solidificável com o suprimento de calor ou um aglutinante orgânico que é solidificável com a gaseificação do mesmo com um gás de reação. Estes aglutinantes têm em comum o fato de eles perderem seu efeito, se certa temperatura limite superior for excedida e o aglutinante queimar pelo menos parcialmente. Tão logo este ponto é alcançado, os núcleos de fundição produzidos com o uso de tais aglutinantes se decompõem em fragmentos ou separam as partículas de areia que caem da peça fundida. O objetivo aqui é o de controlar a decomposição dos núcleos de fundição de tal modo quantidades de material de moldagem tão baixas quanto possível permaneçam na ou sobre a peça fundida.

[005] Na prática, a temperatura na qual o tratamento térmico implementado para que a desareação térmica aconteça é ajustada tão alta que o aglutinante queima no forno quase que completamente. A areia de moldagem restante pode ser então preparada para reutilização com pouco esforço.

[006] A desareação térmica poderá ser usada particularmente de modo efetivo, se, como é conhecido, por exemplo, a partir do documento DE 693 18 000 Te (EP O 612 276 B1), a desareação da peça fundida e o processamento da areia de moldagem forem associados com um tratamento de recozimento em solução da peça fundida e estas três etapas de trabalho forem executadas em uma corrida contínua em um forno. A fim de aperfeiçoar o resultado do processamento da areia de moldagem, os fragmentos dos núcleos de fundição que caem das peças

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3/21 fundidas são coletados e um leito de areia de moldagem no forno, que é fluidizado com o sopro em um fluxo de gás de fluido de tal modo que os fragmentos da areia de moldagem fiquem constantemente se movendo e se decomponham rapidamente em suas partículas de areia separadas como consequência da exposição abrasiva consequentemente imposta.

[007] A associação da desareação térmica, do processamento da areia de moldagem e do tratamento de recozimento em solução da peça fundida causam uma duração comparavelmente longa de permanência das peças fundidas no respectivo forno. Se, para uma implementação em grande escala de operação específica de métodos do tipo discutido aqui, os moldes de fundição e as peças fundidas forem tratados termicamente em uma corrida contínua, isto conduzirá a fornos contínuos de comprimento considerável. Também é mostrado que a desareação térmica de núcleos de fundição que mapeiam aberturas de passagem na peça fundida é obtido apenas de maneira imperfeitamente confiável, mesmo que estas aberturas de passagem sejam aberturas cilíndricas ou similares que têm um grande diâmetro.

[008] Com este antecedente da técnica anterior explicado acima, o objetivo é o de aperfeiçoar a eficácia e o resultado de desareação de um método do tipo especificado no início.

[009] A invenção propõe o método especificado na reivindicação 1 para a solução do problema.

[0010] Concretizações vantajosas do método de acordo com a invenção são especificadas nas reivindicações dependentes e são explicadas em detalhes abaixo, como é o conceito geral da invenção.

[0011] Como no caso de desareação térmica do tipo explicado acima de acordo com a invenção, durante a desmoldagem de uma peça fundida, fundida a partir de uma fusão de metais leves, de um molde de fundição que compreende pelo menos um núcleo de fundição que

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4/21 mapeia uma abertura de passagem na peça fundida que conecta dois lados externos da peça fundida e que é produzido a partir de um material de moldagem que é ligado por meio de um aglutinante que se decompõe sob a influência da temperatura, o molde de fundição passa por um tratamento térmico em um forno para a desmoldagem, durante o qual ele é aquecido a uma temperatura na qual o aglutinante do núcleo de função perde seu efeito de aglutinação.

[0012] De acordo com a invenção, uma passagem que é formada no núcleo de fundição do molde de fundição que corresponde à abertura de passagem é atravessada por gás quente, a temperatura do qual corresponde pelo menos à temperatura na qual o aglutinante do material de moldagem perde seu efeito de aglutinação de tal forma que o núcleo de fundição que corresponde à abertura de passagem se decompõe em fragmentos ou partículas de areia separadas como consequência da influência do gás quente. A passagem do molde de fundição é assim disposta no núcleo de fundição que corresponde à abertura de passagem de tal modo a conduzir de um primeiro lado externo para outro lado externo do molde de fundição.

[0013] Quando a perda do efeito de aglutinação for aqui referida, será assim respectivamente indicado que o aglutinante está pelo menos em alguns locais não mais capazes de reter o material de moldagem do núcleo de fundição como consequência de pelo menos uma combustão parcial ou de outro tipo de decomposição química.

[0014] A passagem do molde de fundição provida de acordo com a invenção pode já estar presente durante a entrada no forno. Para impedir que o aglutinante se torne ineficaz muito prematuramente, a abertura de passagem poderá ser assim primeiramente fechada por uma ferramenta, tal como uma cobertura fina formada de material inflamável, por exemplo, papelão, areia, tecido inflamável ou similar. Desta forma, o risco é neutralizado em que um fluxo atravessante da

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5/21 passagem com ar proveniente do ambiente e uma combustão prematura associada do aglutinante do núcleo de fundição que corresponde à abertura de passagem da peça fundida ocorrem na região da passagem antes da entrada no forno devido ao efeito chaminé. A cobertura queima depois de um tempo muito curto no forno com o resultado de que o efeito usado de acordo com a invenção, em particular, o fluxo atravessante da passagem com gás quente, ocorre no forno.

[0015] Alternativamente, também é possível apenas formar a passagem no forno, por exemplo, com a formação do molde de fundição de tal modo que a passagem seja liberada, se uma primeira parte do molde cair do molde de fundição como consequência da decomposição do aglutinante, ou com a introdução da passagem no molde de fundição na região de entrada do forno usando a influência de força mecânica.

[0016] De acordo com a invenção, é usado, portanto, um molde de fundição que é formado de tal modo que a intensidade com a qual ele fica exposto à atmosfera quente que prevalece durante o tratamento térmico seja claramente aumentada em comparação com o procedimento convencional. Para esta finalidade, pelo menos uma passagem é provida no molde de fundição, via a qual o gás quente formado da atmosfera do forno também alcança o interior dos núcleos de fundição do molde de fundição dispostos nas peças fundidas. Desta maneira, os núcleos de fundição dispostos dentro da peça fundida são também rapidamente aquecidos a uma temperatura na qual seu aglutinante perde sua força. Isto primeiramente se aplica ao núcleo de fundição que é provido com a passagem atravessada pelo gás quente, se aplicando também, contudo, caso presente, aos núcleos de fundição em contato com o mesmo que mapeiam canais adicionais, cavidades e similares na peça fundida.

[0017] No caso de fornos de tratamento térmico comuns para

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6/21 moldes de fundição e peças fundidas do tipo discutido aqui, a atmosfera do forno contém oxigênio com o resultado de que o gás quente que passa através da passagem do molde de fundição provido de acordo com a invenção pode também conter oxigênio. A vantagem específica do fluxo atravessante do molde de fundição com gás quente provido de acordo com a invenção é a de que, com o gás quente, grandes quantidades de oxigênio atingem até mesmo as regiões internas do molde de fundição de forma orientada, de modo que a combustão do aglutinante de material de moldagem é promovida e, correspondentemente, a decomposição até mesmo dos núcleos de fundição situados no interior é acelerada e completada.

[0018] Além da decomposição acelerada do aglutinante dos núcleos de fundição, o aquecimento acelerado causado pelo fluxo atravessante direto de acordo com a invenção dos núcleos de fundição situados no interior do molde de fundição com gás quente resulta em maiores esforços térmicos nos núcleos de fundição, o que igualmente contribui para uma maior eficácia e para um melhor resultado da desareação térmica causada de acordo com a invenção.

[0019] Em princípio, é concebível forçar o fluxo de gás quente que flui através da passagem provida no molde de fundição de acordo com a invenção com o uso de um ventilador ou similar. Testes práticos, contudo, mostraram que também a convecção natural é suficiente a fim de obter os efeitos que são utilizados de acordo com a invenção. Desse modo, ocorre um efeito chaminé devido ao qual é formado um fluxo de gás quente natural através da passagem, em quase qualquer alinhamento da passagem. Para esta finalidade, ficou provado como sendo particularmente vantajoso, se a passagem do núcleo de fundição do molde de fundição atravessada pelo gás quente estiver verticalmente alinhada no forno. Isto poderá ser impelementado particularmente de modo fácil, se as peças fundidas de metais leves forem blocos do motor

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7/21 para motores de combustão, pelo menos uma abertura do cilindro e o cárter adjacente dos quais é respectivamente formada por pelo menos um núcleo de fundição provido com uma passagem para o gás quente como de acordo com a invenção.

[0020] Não é preciso dizer que aqui é crucial que a passagem provida de acordo com a invenção seja guiada completamente através do molde de fundição independentemente de quantos núcleos de fundição moldam a respectiva abertura de passagem. Correspondentemente, no caso de um molde de fundição provido para a implementação do método de acordo com a invenção, a abertura de passagem da peça fundida pode ser mapeada por dois ou mais núcleos de fundição que respectivamente apresentam uma passagem, onde as passagens dos núcleos de fundição são conectadas entre si e são atravessadas mutuamente pelo gás quente no forno. Um exemplo de tal concretização é o molde de fundição já referido acima para um bloco do motor para um motor de combustão no caso do qual a respectiva abertura do cilindro é moldada por um ou mais núcleos de fundição que são assentados em um núcleo de fundição adicional que molda o cárter do bloco do motor. De acordo com a invenção, todos estes núcleos de fundição são providos com uma passagem, onde estas passagens estão otimamente alinhadas de tal modo que seja possível um fluxo atravessante intenso desimpedido com gás quente.

[0021] A invenção provou ser particularmente vantajosa para tais moldes de fundição que são formados como uma montagem de núcleo que é montada a partir de dois ou mais núcleos de fundição. Obviamente, tal montagem de núcleo pode, portanto, não apenas compreender núcleos de fundição, mas também, em uma maneira intrinsecamente conhecida, elementos de refrigeração formados de metal ou areia de cromita, tais como fundições duras para o canal de rolamento, o diâmetro interno do cilindro ou outras regiões altamente

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8/21 tensionadas do motor de combustão. Moldes de coquilha, chapas de fundições duras, que podem substituir núcleos completos e todas as peças funcionais comparáveis, são também incluídos nesta. Do mesmo modo, revestimentos cilíndricos assim chamados podem ser assentados na montagem de núcleo, os quais são fundidos a partir de um material que é mais resiliente do que o material de fundição a partir do qual o motor é fundido e que limitam as câmaras do cilindro no motor de combustão completado no qual os pistões do motor se movem durante o uso.

[0022] O aquecimento atravessante rápido e intenso causado pelo design do molde de fundição de acordo com a invenção resulta, especialmente no caso de moldes de fundição de montagem de núcleo, em altos esforços térmicos e em uma combustão intensa do aglutinante, por meio do que é promovida a decomposição completa dos núcleos de fundição situados no interior e no exterior. Por isso, poderia ser mostrado que, no caso de uma desareação térmica de blocos do motor que ocorre de acordo com a invenção, a areia dos núcleos de fundição providos com a passagem que guia o gás quente, os ditos núcleos de fundição mapeando o cárter e as aberturas do cilindro do bloco do motor, foi removida para ficar isenta de resíduo tanto quanto possível e os núcleos de fundição situados no exterior poderiam ser removidos em uma medida claramente maior do que é possível em procedimentos convencionais.

[0023] A eficácia da desareação dos núcleos de fundição situados no exterior de uma montagem de núcleo de molde de fundição pode ser adicionalmente aperfeiçoada por entalhes que são moldados nos núcleos de fundição da montagem de núcleo que forma as partes laterais externas do molde de fundição. Devido a estes entalhes, não apenas são reduzidos a areia de moldagem e consequentemente o peso do molde de fundição em uma maneira intrinsecamente

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9/21 conhecida, mas também a superfície de contato para o gás quente é ampliada. Desta forma, grandes quantidades de oxigênio penetram profundamente no núcleo de fundição que forma a respectiva parte lateral com o resultado de que o aglutinante do mesmo queima quase que completamente em um tempo mais curto.

[0024] Desde que o molde de fundição seja uma montagem de núcleo, via de regra, partes laterais planares normalmente cobrem o molde de fundição em sua base, lados e em seu lado de cobertura. Especialmente, no caso de um molde de fundição desenhado de tal maneira, ficou provado ser particularmente vantajoso, se pelo menos um núcleo de fundição que corresponde à abertura de passagem da peça fundida atingir a respectiva parte lateral que forma a borda externa do molde de fundição e a passagem do núcleo de fundição que corresponde à abertura de passagem ser continuada na parte lateral externa até a superfície externa do molde de fundição. O gás quente que também flui então através da passagem da respectiva parte lateral faz com que as regiões da parte lateral em contato com a passagem sejam aquecidas rapidamente com a consequência de que o aglutinante aí presente queima de maneira acelerada ocorrendo esforços que aceleram a decomposição da parte lateral.

[0025] O procedimento de acordo com a invenção provou ser particularmente eficaz, se o tratamento térmico por que passa o molde de fundição no forno for implementado como um tratamento de recozimento em solução da peça fundida. O fluxo atravessante de uma passagem situada no interior com gás quente de acordo com a invenção produz não apenas um rápido aquecimento do núcleo de fundição respectivamente provido com a passagem para o gás quente, mas preferivelmente também um aquecimento acelerado e ao mesmo tempo uniforme do volume de fundição, uma vez que, doravante, o calor no forno não mais tem que penetrar exclusivamente do lado externo para

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10/21 dentro da peça fundida, mas o calor é também conduzido diretamente para uma região situada no interior.

[0026] Da mesma maneira que o acoplamento intrinsecamente conhecido com recozimento em solução, o processamento intrinsecamente conhecido do material de moldagem pode ser implementado em combinação com uma desareação térmica de acordo com a invenção, durante o que os fragmentos que se formam devido à decomposição do aglutinante e que caem da peça fundida são coletados e mantidos no forno. A decomposição dos fragmentos em partículas de areia de moldagem separadas pode ser assim sustentada de maneira igualmente conhecida pelos fragmentos coletados que são mantidos móveis no forno com o sopro de um fluxo de gás no leito de material de moldagem que é formado a partir dos fragmentos no forno. [0027] Como resultado, com a invenção, é conseguido, de maneira simples, termicamente desmoldar peças de fundição de maneira mais rápida e eficiente do que é possível no caso de procedimentos convencionais. Como consequência da decomposição mais rápida e do rápido aquecimento na respectiva temperatura de tratamento térmico, o tempo de detenção ou de processamento, durante o qual o respectivo molde de fundição fica no forno de tratamento térmico durante o tratamento térmico exigido para a desareação pode ser claramente reduzido. Isto se aplicará, em particular, se a desareação de acordo com a invenção for combinada com um tratamento de recozimento em solução da peça de fundição. Por isso, poderia ser provado que, no caso do procedimento de acordo com a invenção, o tempo de recozimento em solução, isto é, o tempo para o qual a peça fundida tem que ser mantida na temperatura de recozimento em solução, pode ser claramente encurtado. Testes práticos permitiram aqui que, no procedimento de acordo com a invenção, os tempos de corrida que são necessários para que a desareação e o recozimento em solução

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11/21 ocorram em uma corrida de blocos do motor para motores de combustão fundidos a partir de uma fusão de alumínio podem ser de até 60 minutos mais curtos do que no caso de operação convencional. As investigações práticas preveem que reduções ainda maiores são também possíveis.

[0028] Depois da desareação térmica implementada de acordo com a invenção, claramente menos areia residual permanece na peça de fundição do que no caso de procedimentos convencionais, visto que não apenas é uma melhor remoção de núcleo envolvida na região da respectiva abertura de passagem, mas, como consequência do aquecimento mais rápido da peça de fundição, outros núcleos situados no interior do molde de fundição são igualmente aquecidos mais rapidamente com o resultado de que, no caso de núcleos situados no interior, uma decomposição intensa do aglutinante é usada e, com isto, os núcleos relevantes se decompõem em pequenos fragmentos e partículas de areia que podem facilmente vazar da peça fundida. Desta forma, as peças fundidas desareadas de acordo com a invenção satisfazem as exigências de qualidade mais alta sem que tenham que ser tomadas medidas de alto custo para a remoção da sujeira e areia residuais dos canais a serem mapeados na peça fundida.

[0029] Devido à rápida decomposição dos nos núcleos de fundição causada de acordo com a invenção e ao rápido aquecimento da peça fundida, os tempos de tratamento térmico exigidos para a remoção de núcleo térmico e para a temperatura de recozimento em solução combinados, caso necessário, podem ser reduzidos. Isto novamente permite que os fornos necessários para uma implementação do método que ocorre em uma corrida sejam construídos para serem mais curtos e, portanto, de maneira menos onerosa, e sejam operados com um menor gasto de energia. Adicionalmente, o material de moldagem e o peso são reduzidos com a passagem provida de acordo com a invenção

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12/21 que adicionalmente contribui para a redução de custo obtida com o procedimento de acordo com a invenção.

[0030] A invenção é explicada em maiores detalhes abaixo por meio de um desenho que representa uma concretização exemplificativa, em que são respectivamente mostradas esquematicamente:

a Figura 1 como sendo um molde de fundição em uma vista em perspectiva;

a Figura 2 como sendo o molde de fundição de acordo com a Figura 1 em uma vista a partir de cima, a Figura 3 como sendo o molde de fundição de acordo com a Figura 1 em um corte ao longo da interseção X-X registrado na Figura 1;

a Figura 4 como sendo a sequência das etapas de trabalho completadas na produção de uma peça fundida que envolve o método de acordo com a invenção;

a Figura 5 como sendo o desenvolvimento de temperatura na fundição do bloco do motor durante a corrida através de um forno contínuo até obter a temperatura de recozimento em solução aplicada no decurso do tempo.

[0031] O molde de fundição retangular 1 serve para a fundição de um bloco do motor M para um motor de combustão que não é mostrado adicionalmente aqui.

[0032] O molde de fundição 1 é montado como uma montagem de núcleo formada de uma pluralidade de núcleos de fundição. Os núcleos de fundição são respectivamente produzidos de maneira intrinsecamente conhecida a partir de um material de moldagem que foi moldado nos núcleos de fundição como uma mistura de uma areia de moldagem e de um aglutinante orgânico, bem como, caso necessário, aditivos opcionalmente acrescentados em uma máquina sopradora não representada aqui, os ditos núcleos de fundição tendo sido

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13/21 subsequentemente solidificados com a gaseificação com um gás de reação.

[0033] Os núcleos podem ser alternativamente produzidos com todos os métodos de produção de núcleo orgânico conhecidos na técnica, tal como, por exemplo, sistema de warm box, sistema de hot box, fundição em casca, métodos de moldagem manual e métodos de autoendurecimento sem catalisadores.

[0034] Nos núcleos de fundição do molde de fundição 1 são incluídos um núcleo de fundição 2 que forma a base do molde de fundição 1 e no qual outros núcleos de fundição do molde de fundição 1 são construídos, dois núcleos de fundição 3, 4 dos quais um é respectivamente alocado em um dos lados longitudinais do molde de fundição 1 e que delimitam o molde de fundição 1 em seus lados longitudinais, dois núcleos de fundição 5, 6 dos quais um é respectivamente alocado em um dos lados frontais do molde de fundição 1 e que delimitam o molde de fundição 1 em seus lados frontais, bem como um núcleo de cobertura 7 que completa o molde de fundição 1 em seu lado superior.

[0035] Respectivamente, vários entalhes 8, 9 são moldados nos núcleos de fundição 3, 4 que formam a borda lateral do molde de fundição 1 nos lados longitudinais do mesmo e os núcleos de fundição 5, 6 que formam a borda lateral do molde de fundição 1 nos lados frontais do mesmo. Os entalhes 8, 9 são assim dispostos, e rebaixados no respectivo núcleo de fundição 3-6 sobre tal profundidade, de tal modo que, por um lado, uma espessura de parede permaneça na região de sua base que é suficiente a fim de firmemente encerrar a câmara de fundição circundada pelo molde de fundição 1, mas, por outro lado, respectivamente apenas as barras 10, 11 permanecem entre os entalhes 8, 9 com uma espessura que assegura uma resistência que é suficiente para a rigidez inerente dos respectivo núcleo de fundição 3-6,

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14/21 permitindo, contudo, ao mesmo tempo uma simples desintegração das barras 8, 9 e, em uma maneira associada do respectivo núcleo de fundição 3-6, se o aglutinante do material de moldagem a partir do qual são formados os núcleos de fundição 3-6 for ineficaz.

[0036] Quatro aberturas de passagem 13-16 alinhadas perpendicularmente à superfície de cobertura externa plana 12 do núcleo de cobertura 7 e dispostas em distâncias iguais são moldadas no núcleo de cobertura 7, as ditas aberturas de passagem 13-16 levando da superfície de cobertura 12 para o espaço circundado pelos núcleos de fundição 2-7.

[0037] Um rebaixo circunferencial é moldado na região de borda das aberturas de passagem 6 encostada na superfície de cobertura 12. Uma cobertura E que é produzida do material de moldagem a partir do qual o próprio núcleo de cobertura 7 é também formado, de papelão ou de feltro combustível, e tem aproximadamente 1 cm de espessura e que é colocada frouxamente na abertura 13-16 é assentada respectivamente neste rebaixo a fim de manter as aberturas de passagem 13-16 fechadas depois da decantação da fundição do bloco do motor M até que seja iniciado o tratamento térmico que é implementado para desaerar e recozer em solução. Alternativamente a uma cobertura separada E, as aberturas de passagem 13-16 podem ser também fechadas com uma camada de cobertura semelhante a uma membrana que é conectada em uma peça ao material de núcleo circundante do núcleo de cobertura 7 e que, se ficar exposta à temperatura existente durante o tratamento térmico, se decomporá rapidamente e liberará a respectiva abertura de passagem 13-16. Nas Figuras 2 e 3, as coberturas E são excluídas de tal modo que fiquem visíveis as passagens livres D1-D4 através do molde de fundição 1 formadas da maneira descrita abaixo e providas de acordo com a invenção.

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15/21 [0038] No espaço circundado pelos núcleos de fundição 2-7, quatro pares de dois núcleos de fundição anulares 18a, 18b, 19a, 19b, 20a, 20b e 21a, 21b respectivamente que são empilhados um no topo do outro são assentados em um núcleo de fundição central 17 que corresponde à parte superior do cárter K da fundição do bloco do motor M em um assento provido para isto, respectivamente. Os pares de núcleo de fundição 18a, 18b, 19a, 19b, 20a, 20b e 21a, 21b respectivamente limitam com suas superfícies periféricas externas uma das quatro câmaras do cilindro da fundição do bloco do motor M, do qual, para fins de clareza, na Figura 4, apenas três câmaras do cilindro Z1-Z3 são representadas simbolicamente. As câmaras do cilindro formam respectivamente uma abertura de passagem da fundição do bloco do motor M. As aberturas anulares circundadas pelos núcleos de fundição 18a-21b são, ao mesmo tempo, alinhadas entre si e com relação às aberturas de passagem respectivamente alocadas 13-16 do núcleo de cobertura 7 que são assentadas niveladas com a borda do respectivo núcleo de fundição superior 18b, 19b, 20b, 21b alocado nas mesmas, de tal modo que elas formem a continuação das aberturas de passagem 13-16.

[0039] Em uma extensão do espaço anular do respectivo núcleo de fundição inferior 18a, 19a, 20a, 21a do núcleos de fundição 18a-21b, uma abertura de passagem adicional 22-25 é moldada no núcleo de fundição planar 17, que é igualmente disposto em alinhamento com a abertura de passagem alocada 13-16 do núcleo de cobertura 7.

[0040] As aberturas de passagem 22-25 se fundem respectivamente em uma abertura de passagem 26-29 em sua extremidade inferior alocada no núcleo de base 2. As aberturas de passagem 26-29 são moldadas em uma forma de funil na direção do núcleo de base 2 em uma maneira estendida em um núcleo de fundição adicional 30 que molda a parte inferior do cárter K e que é assentado no

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16/21 núcleo de base 2.

[0041] Finalmente, quatro aberturas de passagem adicionais 31-34 são moldadas no núcleo de base 2, das quais uma respectivamente é alocada nas aberturas de passagem 26-29.

[0042] As aberturas de passagem 13, 22, 26 e 31 que são alinhadas entre si e coaxialmente a um eixo longitudinal mútuo L1 formam, juntamente com as aberturas anulares encerradas pelos núcleos de fundição 18a, 18b, uma primeira passagem D1 que leva da superfície de contato plana 35, com a qual o núcleo de base 2 fica no respectivo fundo durante o uso, para a superfície de cobertura igualmente plana 12 do núcleo de cobertura 7.

[0043] Correspondentemente, as aberturas de passagem 14, 23, 27 e 32 que são alinhadas entre si e coaxialmente a um eixo longitudinal mútuo L2 disposto axialmente paralelo ao eixo longitudinal L1 formam, juntamente com as aberturas anulares encerradas pelos núcleos de fundição 19a, 19b, uma segunda passagem D2, as aberturas de passagem 15, 24, 28 e 33 alinhadas entre si e coaxialmente a um eixo longitudinal mútuo L3 disposto axilamente paralelo ao eixo longitudinal L1, formam, juntamente com as aberturas anulares encerradas pelos núcleos de fundição 20a, 20b, uma terceira passagem D3, e as aberturas de passagem 16, 25, 29 e 34 alinhadas entre si e coaxialmente a um eixo longitudinal mútuo L4 disposto igualmente axialmente paralelo ao eixo longitudinal L1 formam, juntamente com as aberturas anulares encerradas pelos núcleos de fundição 21a, 21b, uma quarta passagem D4.

[0044] Para produzir um bloco do motor M, o molde de fundição 1 é montado em uma primeira estação de processamento dos núcleos de fundição 2-7, 17, 18a-21b e 30 bem como núcleos de fundição adicionais que não são mostrados aqui para fins de clareza.

[0045] Subsequentemente, o molde de fundição 1 é cheio com

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17/21 fusão de alumínio. O molde de fundição 1 é assim alinhado em torno de um eixo rotativo horizontalmente alinhado de tal modo que seja disposto acima e o núcleo de cobertura 2 é disposto abaixo na direção da força de gravidade. Desta maneira, uma abertura de enchimento que não é visível nas Figuras 1-3 de um alimentador que é igualmente não representado nas Figuras 1-3, via o qual o enchimento do molde de fundição 1 ocorre, é disposto acima para enchimento, enquanto que o alimentador é localizado abaixo na direção da força de gravidade. Depois da conclusão do procedimento de enchimento, o molde de fundição 1 é pivotado novamente em torno do eixo de pivotamento horizontalmente alinhado de tal modo que agora o alimentador e o núcleo de cobertura 7 fiquem localizados acima, enquanto que a abertura de enchimento do alimentador é disposta abaixo na direção da força de gravidade. Com o uso deste método, também referido como moldagem rotativa, é obtida uma solidificação uniforme da peça fundida no molde de fundição 1.

[0046] Bem no início da solidificação e bem no final depois da solidificação completa da fusão de alumínio no molde de fundição 1, o molde de fundição 1 passa para um forno contínuo O no qual o bloco do motor M é desareado, o bloco do motor M passa através de uma temperatura de recozimento em solução e o material de moldagem dos núcleos de fundição do molde de fundição 1 que cai do bloco do motor M é preparado para reutilização.

[0047] O molde de fundição 1 que passa para o forno O é aquecido para esta finalidade na temperatura de recozimento em solução que tipicamente está na faixa de 450 - 550°C dependendo da liga de fundição Al respectivamente processada. Esta temperatura de recozimento em solução é mais alta do que a temperatura a partir da qual o aglutinante do material de moldagem dos núcleos de fundição do molde de fundição 1 queima.

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18/21 [0048] Como consequência da convecção natural, fluxos de gás quente H começam assim, que fluem a partir de baixo através das passagens D1 - D4 do molde de fundição 1. Desta forma, a decomposição do molde de fundição 1 começa não apenas na região dos núcleos de fundição externos 2-7, mas também nas regiões dos núcleos de fundição 17, 18a - 21b e 30 cobertos pelos fluxos de gás H1H4 dentro do molde de fundição 1. Ao mesmo tempo, o metal leve do bloco do motor M é também não apenas aquecido rapidamente na temperatura de recozimento em solução a partir do lado externo do molde de fundição 1, mas também a partir do lado de dentro.

[0049] Com aquecimento progressivo e consequentemente a combustão do aglutinante de seu material de moldagem, o aglutinante se torna crescentemente ineficaz e os núcleos de fundição laterais 2-7 e os núcleos de fundição internos 2-7, 17, 18a-21b e 30 começam a se decompor. Os fragmentos e as partículas de areia B que caem longe da fundição do bloco do motor M são coletados em um leito de areia SB provido sob o percurso de transporte F do molde de fundição 1 no forno O.

[0050] A fim de manter os fragmentos B coletados no leito de areia SB se movendo a fim de promover sua fragmentação e regeneração, o gás quente HG é soprado no leito de areia SB via bocais embutidos na base do forno O. Devido à fluidificação e à têmpera assim obtidas do leito de areia SB, o aglutinante residual ainda contido nos fragmentos de núcleo de fundição B queima e os fragmentos B se decompõem em suas partículas de areia separadas. A areia de moldagem S obtida por este processamento é conduzida de volta para reutilização para a máquina sopradora que produz os núcleos de fundição a partir dos quais é montado o respectivo molde de fundição 1.

[0051] Quanto mais distante a fundição do bloco do motor M for conduzida na direção da saída do forno O, mais completa a desareação

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19/21 do bloco do motor M, até que finalmente mesmo os menores fragmentos B tenham vazados do mesmo.

[0052] Quando a saída do forno O for alcançada, o tempo necessário para a temperatura de recozimento em solução será então também completado, de tal modo que a fundição do bloco do motor M possa ser rapidamente esfriada na temperatura ambiente em uma estação que é subsequentemente atravessada diretamente. Depois disso, um processamento mecânico ocorre durante o qual os alimentadores são separados e adicionalmente as operações de processamento de máquina acontecem no bloco do motor M. Subsequentemente, ocorre então opcionalmente um tratamento de relocação adicional.

[0053] Na Figura 5, o perfil de temperatura da peça de fundição M do bloco do motor é representado no forno O para uma fundição do bloco do motor que é desareada e recozida em solução em um método de operação convencional (linha tracejada) e uma peça de fundição do bloco do motor similar que é desareada e recozida em solução na maneira de acordo com a invenção (linha sólida). Os moldes de fundição contendo a respectiva peça fundida entram no forno O depois de caírem abaixo da temperatura liquidus da fusão de alumínio a partir da qual as peças de fundição serão fundidas, contudo, quando a respectiva fundição do bloco do motor ainda não tiver sido completamente solidificada. Nisso, as peças fundidas de bloco do motor são conduzidas para o forno O no estado apenas parcialmente solidificado, o calor de fundição que ainda é inerente neste estado pode ser usado.

[0054] A temperatura da peça fundida durante a operação convencional e que, de acordo com a invenção, durante a entrada no forno O chegou respectivamente a aproximadamente 430°C. A peça fundida que é atravessada por gás quente de acordo com a invenção, contudo, alcançou a temperatura de recozimento em solução TLG de

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20/21 aproximadamente 485°C claramente de modo mais rápido do que a peça fundida aquecida convencionalmente sem fluxo atravessante. Como consequência, a peça fundida atravessada com gás quente de acordo com a invenção permanece na temperatura de recozimento em solução TLG no forno convencional 0 aproximadamente 90 minutos mais tempo do que a peça fundida convencionalmente tratada. Como, ao mesmo tempo, a desareação acontece em uma maneira substancialmente mais eficaz no procedimento de acordo com a invenção, o procedimento de acordo com a invenção permite, portanto, que a desareação e o processo de recozimento em solução sejam encurtados em aproximadamente 30% em comparação ao procedimento convencional.

NUMERAIS DE REFERÊNCIA

Molde de fundição

Núcleo de fundição de base

3, 4 Núcleos de fundição que limitam os lados longitudinais do molde de fundição 1

5, 6 Núcleos de fundição que limita os lados frontais do molde de fundição 1

Núcleo de cobertura

8, 9 Entalhes

10, 11 Barras

Superfície de cobertura do núcleo de cobertura 7

13-16 Aberturas de passagem do núcleo de cobertura 7

Núcleo de fundição

18a-21 b Núcleos de fundição anulares

22-25 Aberturas de passagem do núcleo de fundição 17

26-29 Aberturas de passagem do núcleo de fundição 30

Núcleo de fundição

31-34 Aberturas de passagem do núcleo de base 2

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21/21

35	Superfície de contato do núcleo de fundição de base 2
B	Fragmentos de núcleo de fundição
D1-D4	Passagens
E	Cobertura
H	Gás quente
HG	Fluxos de gás quente
K	Cárter do bloco do motor M
M	Fundição do bloco do motor
O	Forno contínuo
S	Areia de moldagem preparada
SB	Leito de areia
Z1-Z3	Câmaras de cilindro do bloco do motor M
F	Percurso de transporte

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para desmoldar uma peça fundida (M) de um molde de fundição (1) compreendendo as etapas de, produção da peça fundida (M) a partir de uma fusão de metais leves em um molde de fundição (1), o molde de fundição (1), que compreende pelo menos um núcleo de fundição (2-7, 17, 18a-21b, 30) que corresponde a uma abertura de passagem (Z1 - Z3) na peça fundida (M) que conecta dois lados externos da peça fundida (M) e que é produzido a partir de um material de moldagem que é ligado por meio de um aglutinante que se decompõe sob a influência de temperatura, tratamento térmico do molde de fundição (1) em um forno (O) para a desmoldagem, o molde de fundição (1) sendo aquecido durante o tratamento a uma temperatura na qual o aglutinante perde seu efeito de aglutinação, caracterizado pelo fato de, no forno (O), uma passagem (D1D4), que é formada no núcleo de fundição (18a-21b) do molde de fundição (1) que corresponde à abertura de passagem ser atravessada por gás quente (H), a temperatura do qual corresponde pelo menos à temperatura na qual o aglutinante do material de moldagem perde seu efeito de aglutinação, de modo que o núcleo de fundição (18a-21b) que corresponde à abertura de passagem (Z1-Z3) se decompõe em fragmentos (B) ou partículas de areia separadas como consequência da influência do gás quente.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a passagem (D1-D4) do núcleo de fundição (18a-21b) do molde de fundição (1) ser alinhada verticalmente no forno (O).
3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de a abertura de passagem (Z1Z3) da peça fundida (1) ser mapeada por dois ou mais núcleos de fundição (18a-21b) que respectivamente apresentam uma passagem

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2/3 (D1-D4), e de as passagens (D1-D4) dos núcleos de fundição (18a-21b) alocados em uma abertura de passagem (Z1-Z3) serem conectadas entre si e serem atravessadas mutuamente pelo gás quente (H) no forno (O).
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de o molde de fundição (1) ser formado como uma montagem de núcleo composta de dois ou mais núcleos de fundição (2-7, 17, 18a-21b, 30).
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de os entalhes (8, 9) serem moldados nos núcleos de fundição (3-6) que formam as partes laterais externas do molde de fundição (1).
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de pelo menos um núcleo de fundição (18a-21b) que corresponde à abertura de passagem (Z1-Z3) da peça fundida (M) atingir uma parte lateral (7) que forma a borda externa do molde de fundição (1), e de a passagem (D1-D4) do núcleo de fundição (18a-21b) que corresponde à abertura de passagem (Z1Z3) ser continuada na parte lateral externa (7) até a superfície externa (12) do molde de fundição (1).
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de o tratamento térmico que o molde de fundição (1) passa no forno (O) ser executado como um tratamento de recozimento em solução da peça fundida (M).
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de os fragmentos (B) pelo menos do núcleo de fundição (2-7, 17, 18a-21b, 30) que correspondem à abertura de passagem, que são formados pela decomposição do aglutinante e que caem da peça fundida (M), serem coletados e serem mantidos no forno (O) até que o aglutinante ainda contido nos fragmentos (B) também queime.

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9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de a peça fundida (M) ser um bloco do motor para um motor de combustão, e de a abertura de passagem mapeada por pelo menos um núcleo de fundição (18a-21b) ser uma abertura do cilindro (Z1-Z3) desta peça fundida (M).
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de o molde de fundição (1) e a peça fundida (M) passarem através do forno (O) em uma corrida contínua.