BR112017024695B1

BR112017024695B1 - Método de fundição por pressão de sucção

Info

Publication number: BR112017024695B1
Application number: BR112017024695-3A
Authority: BR
Inventors: Hidetoshi Shiga; Shinnichi TSUCHIYA; Tatsuya Masuta; Kenji Hayashi
Original assignee: Nissan Motor Co., Ltd
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2021-03-30
Also published as: BR112017024695A2; JPWO2016189580A1; CN107614154B; EP3299097A1; JP6418472B2; WO2016189580A1; EP3299097A4; US20180133788A1; EP3299097B1; MX2017014570A; KR101906093B1; RU2660538C1; CN107614154A; MX361915B; US10307820B2; KR20170131703A

Abstract

método de fundição por pressão de sucção. trata-se de um método de fundição por pressão de sucção de acordo com a presente invenção que inclui: com o uso de um dispositivo de fundição 1 que é dotado de um forno de espera 3 no qual o metal fundido 2 é acumulado, um molde metálico 6 que forma uma cavidade 5 junto a um núcleo 4, um meio de pressurização de metal fundido 7 que fornece gás de pressurização, e um meio de sucção-exaustão 8 que aspira e exaure o interior da cavidade 5, um padrão de descompressão predefinido que é ajustado antecipadamente de acordo com um processo de fundição é comparado a um padrão de pressão medido da cavidade e do núcleo que é medido durante a fundição real, um padrão de descompressão corrigido é calculado com base na diferença entre os mesmos, e o padrão de descompressão predefinido no momento da próxima fundição é corrigido utilizando-se o padrão de descompressão corrigido; mesmo se a quantidade de água no núcleo e o estado endurecido usando um aglutinante forem diferentes, a ocorrência de uma fundição incompleta ou insuficiência de gás é suprimida.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a um método de fundição por pressão de sucção no qual o metal fundido é pressurizado e despejado em uma cavidade de um molde metálico, e a cavidade é aspirada e exaurida.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[002] Como um método de fundição para aspirar e exaurir a cavidade ao despejar metal fundido na mesma, o método revelado no Documento Citado 1, intitu-lado “METHOD FOR POURING MOLTEN METAL UNDER PARTIAL REDUCED PRESSURE INTO CASTING”, é conhecido. No método de fundição revelado no Do-cumento Citado 1, um molde de fundição que forma uma cavidade junto a um núcleo é usado, e metal fundido é despejado na cavidade enquanto a cavidade é aspirada e exaurida com uma bomba de escape. No método de fundição do Documento Citado 1, o metal fundido é despejado sob a ação da gravidade; no entanto, por exemplo, um método de fundição por pressão de sucção no qual a cavidade é aspirada e exaurida ao pressurizar e preencher a cavidade com metal fundido usando um dis-positivo de fundição de baixa pressão também é bem conhecido.

[003] Além disso, no método de fundição por pressão de sucção, ao controlar a sucção e a exaustão da cavidade, emprega-se um método no qual o valor de abertura da válvula de escape é ajustado usando um tanque a vácuo e uma válvula de escape que abre e fecha uma trajetória de sucção e exaustão a partir do tanque a vácuo à cavidade.

DOCUMENTOS DA TÉCNICA ANTERIOR DOCUMENTOS DE PATENTE

[004] Documento de Patente 1: Pedido de Patente Japonês Aberto à Inspe-ção Pública No. Hei 8 (1996)-33944

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA A SER SOLUCIONADO PELA INVENÇÃO

[005] No método de fundição por pressão de sucção descrito anteriormente, visto que a sucção e a exaustão são controladas usando um tanque a vácuo e uma válvula de escape, enquanto se aumenta a reatividade comparada a uma bomba de escape, se o tempo de despejamento para o metal fundido for curto, ocorre um re-tardo na operação da válvula de escape, e torna-se difícil controlar por retroalimen-tação o valor de abertura da válvula de escape em tempo real com base na pressão dentro da cavidade. Portanto, um padrão de descompressão existente (padrão do valor de abertura da válvula de escape), que é ajustado antecipadamente de acordo com a série do processo de fundição, é usado, e o valor de abertura da válvula de escape é controlado com base nesse padrão de descompressão existente.

[006] No entanto, em uma fundição que usa um núcleo, a proporção de umi-dade contida no núcleo e o estado endurecido usando um aglutinante (estado de polimerização e o estado de disparo do aglutinante) são diferentes, e a proporção de umidade e o estado endurecido também serão diferentes dependendo do lote de produção e das condições de armazenamento do núcleo. Consequentemente, no método de fundição por pressão de sucção convencional, a quantidade de gás que é gerada a partir do núcleo durante a função se altera, e gera-se uma diferença entre o padrão de descompressão existente, e o padrão de descompressão ideal que é necessário para realizar a sucção e a exaustão incluindo a quantidade real de gás que é gerada, criando o risco de uma fundição incompleta ou da ocorrência de insu-ficiência de gás devido à diferença, logo, solucionar esses problemas se torna um desafio.

[007] A presente invenção foi concebida tendo em vista os problemas con-vencionais descritos anteriormente, e um objetivo da mesma consiste em proporcio-nar um método de fundição por pressão de sucção que usa um núcleo, em que a pressão de uma cavidade e do núcleo durante a fundição é medida e o padrão de descompressão existente no momento da próxima fundição é corrigido com base nos resultados de medição, tornando, assim, possível suprimir a ocorrência de uma fundição incompleta ou insuficiência de gás, mesmo quando a proporção de umidade e o estado endurecido do núcleo forem diferentes.

MEIOS PARA ALCANÇAR O OBJETIVO

[008] O método de fundição por pressão de sucção de acordo com a presen-te invenção usa um dispositivo de fundição que compreende um forno de espera na qual se acumula metal fundido, um molde metálico que forma uma cavidade junto a um núcleo, um meio de pressurização de metal fundido para suprir gás de pressuri- zação no forno de espera, e um meio de sucção-exaustão para aspirar e exaurir o interior da cavidade, em que o metal fundido é pressurizado e despejado na cavidade do molde metálico, e a cavidade é aspirada e exaurida.

[009] Nesse momento, o método de fundição por pressão de sucção é confi-gurado para comparar um padrão de descompressão existente dos meios de sucção-exaustão que é ajustado antecipadamente de acordo com um processo de fundição com um padrão de pressão medido da cavidade e do núcleo que é medido durante a fundição real, calcular um padrão de descompressão corrigido dos meios de sucção-exaustão com base na diferença entre os mesmos, e corrigir o padrão de descompressão existente no momento da próxima fundição utilizando-se o padrão de descompressão corrigido, como um meio para solucionar o problema convencional com a configuração descrita anteriormente.

EFEITOS DA INVENÇÃO

[010] Empregando-se a configuração descrita anteriormente no método de fundição por pressão de sucção de acordo com a presente invenção, a diferença entre o padrão de descompressão existente e o padrão de descompressão ideal que é necessária para realizar a sucção e a exaustão incluindo a quantidade real de gás que é gerado se torna pequena, e é possível suprimir a ocorrência de uma fundição incompleta ou de uma insuficiência de gás, mesmo quando o estado endurecido usando um aglutinante e a proporção de umidade do núcleo forem diferentes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[011] A Figura 1 é um diagrama de sistema para explicar um dispositivo de fundição por pressão de sucção ao qual pode-se aplicar um método de fundição por pressão de sucção de acordo com a presente invenção.

[012] A Figura 2 é um gráfico que ilustra as alterações de pressão do núcleo e do forno de espera em uma fundição que usa um núcleo de invólucro.

[013] A Figura 3 é um gráfico que ilustra as alterações de pressão do núcleo e do forno de espera em uma fundição que usa um núcleo inorgânico.

[014] A Figura 4 (A) é um fluxograma para explicar o processo do método de fundição por pressão de sucção, e a Figura 4 (B) é um gráfico que ilustra o estado de pressão reduzida da cavidade e o padrão de descompressão existente no momento da fundição.

[015] A Figura 5 (A) é uma vista em corte transversal que ilustra um disposi-tivo experimental para determinar a pressão interna do núcleo como referência, e a Figura 5 (B) é um gráfico que ilustra as alterações na pressão interna do núcleo.

[016] A Figura 6 (A) é uma vista em corte transversal que ilustra um disposi-tivo experimental para determinar a pressão interna do núcleo quando pressurizado por metal fundido, a Figura 6 (B) é um gráfico que ilustra as alterações na pressão interna de um núcleo de invólucro, e a Figura 6 (C) é um gráfico que ilustra as alte-rações na pressão interna de um núcleo inorgânico.

[017] A Figura 7 (A) é uma vista em corte transversal que ilustra um disposi-tivo experimental para determinar a pressão na qual ocorre penetração de metal fundido, e a Figura 7 (B) é um gráfico que ilustra a alteração de pressão.

MODALIDADES PARA REALIZAR A INVENÇÃO

[018] Conforme ilustrado na Figura 1, um dispositivo de fundição por pressão de sucção 1 é um dispositivo ao qual um método de fundição por pressão de sucção de acordo com a presente invenção pode ser aplicado empregando-se um dispositivo de fundição de baixa pressão como uma configuração básica, e o dispositivo compreende um meio para preencher uma cavidade com metal fundido, um meio para exaurir a cavidade e um sistema de controle desses meios.

[019] Ou seja, o dispositivo de fundição por pressão de sucção 1 compreen-de um forno de espera 3 no qual se acumula metal fundido 2, um molde metálico 6 que forma uma cavidade 5 junto a um núcleo 4, um meio de pressurização de metal fundido 7 para suprir gás de pressurização no forno de espera 3, e um meio de suc-ção-exaustão 8 para aspirar e exaurir o interior da cavidade 5.

[020] Além disso, o dispositivo de fundição por pressão de sucção 1 compre-ende uma base 9 para dispor verticalmente o molde metálico 6 e o forno de espera 3, um alimentador 10, que consiste em uma trajetória ascendente do metal fundido 2 a partir do forno de espera 3 até a cavidade 5, e um chassi de descompressão 11 para confinar hermeticamente o molde metálico 6 sobre a base 9.

[021] O forno de espera 3 mantém a porção superior do alimentador 10 em uma porção aberta superior 3A, e compreende um aquecedor (não mostrado) para aquecer o metal fundido 2, e similares. O alimentador 10 tem uma bacia na porção superior, e a porção de extremidade inferior é imersa no metal fundido 2 do forno de espera 3. O chassi de descompressão 11 é formado a partir de uma pluralidade de compartimentos, que não são mostrados, e pode ser aberto e fechado, da mesma forma que o molde metálico 6.

[022] O molde metálico (molde/molde de fundição) 6 compreende uma matriz inferior 6L fixada à base 9, uma matriz superior 6U que pode subir e descer voltada para a matriz inferior 6L, e uma matriz intermediária avançável e retrátil 6M que é disposta entre a matriz inferior 6L e a matriz superior 6U, e forma uma cavidade 5 como o espaço de fundição junto ao núcleo 4. A matriz inferior 6L compreende um jito 12 que se comunica com o lado superior do alimentador 10.

[023] O núcleo 4 é obtido utilizando-se uma mistura de areia de núcleo e um aglutinante e formando-se a mistura em um formato predeterminado por um molde de formação, e existem núcleos que usam um aglutinante orgânico (doravante refe-rido como "núcleo de invólucro") e núcleos que usam um aglutinante inorgânico (do-ravante referido como "núcleo inorgânico"). Além disso, o núcleo 4 no exemplo ilus-trado compreende um quadro 4A em ambos os lados, e é posicionado no molde me-tálico 6 em um estado no qual os quadros 4A são ensanduichados entre a matriz inferior 6L e a matriz intermediária 6M.

[024] O meio de pressurização de metal fundido 7 compreende um tanque de gás pressurizado 7A no qual se introduz gás de pressurização, um tubo de supri-mento de ar 7B levando a partir do tanque de gás pressurizado 7A ao forno de espe-ra 3, e uma válvula de suprimento de ar V1 que abre e fecha a parte intermediária do tubo de suprimento de ar 7B. Um exemplo do gás de pressurização é ar. O forno de espera 3 é dotado de um sensor de pressão de forno de espera S1 para detectar a pressão dentro do forno de espera 3 através de um tubo de sensor 7C.

[025] O meio de sucção-exaustão 8 compreende um tanque a vácuo 8A, uma bomba a vácuo 8B que aspira e exaure o interior do tanque a vácuo 8A, e um sensor de pressão de tanque S2 que detecta a pressão do tanque a vácuo 8A. Adi-cionalmente, o meio de sucção-exaustão 8 compreende um primeiro tubo de exaus-tão 8C estendendo-se a partir do tanque a vácuo 8A até a cavidade 5 do molde me-tálico 6, um segundo tubo de exaustão 8D que se estende a partir do tanque a vácuo 8A até as porções dos quadros 4A do núcleo 4 dentro do molde metálico 6, e um terceiro tubo de exaustão 8E que se estende a partir do tanque a vácuo 8A até o chassi de descompressão 11. O primeiro ao terceiro tubos de exaustão 8C-8E são dotados de primeira à terceira válvulas de escape V2-V4, respectivamente, que abrem e fecham a parte intermediária dos mesmos.

[026] Além disso, o meio de sucção-exaustão 8 compreende um sensor de pressão de cavidade S3 que detecta a pressão da cavidade 5 através de um tubo de sensor 8F, um sensor de pressão de núcleo S4 que detecta a pressão das porções dos quadros 4A do núcleo 4 através de outro tubo de sensor 8G, e um sensor de pressão de chassi de descompressão S5 que detecta a pressão dentro do chassi de descompressão 11 através de ainda outro tubo de sensor 8H. Adicionalmente, além dos respectivos sensores de pressão S3-S5, os tubos de sensor 8F-8G são dotados de medidores de pressão M1-M3, respectivamente.

[027] Adicionalmente, o dispositivo de fundição por pressão de sucção 1 compreende um dispositivo de controle principal 13 configurado a partir de um com-putador, e um monitor 14 como um meio de exibição que serve para exibir vários tipos de dados. O dispositivo de controle principal 13 insere sinais de detecção a partir de cada um dos sensores de pressão S1-S5, e emite sinais de comando para acionar a bomba a vácuo 8B, a válvula de suprimento de ar V1, e a primeira à tercei-ra válvulas de escape V2-V4.

[028] O dispositivo de controle principal 13 executa o método de fundição por pressão de sucção de acordo com a presente invenção usando o dispositivo de fun-dição por pressão de sucção 1 descrito anteriormente, e um padrão de descompres-são existente do meio de sucção-exaustão 8, que é ajustado antecipadamente de acordo com uma série de etapas de fundição, é inserido ao mesmo. Esse padrão de descompressão existente pode ser experimentalmente determinado, e um exemplo específico do mesmo será descrito mais adiante.

[029] No presente documento, no núcleo 4 no dispositivo de fundição por pressão de sucção 1 ilustrado na Figura 1, a proporção de umidade contida e o es-tado endurecido usando um aglutinante (estado de disparo e o estado de polimeriza- ção) são diferentes, e a proporção de umidade e o estado endurecido também serão diferentes dependendo do lote de produção e das condições de armazenamento. Consequentemente, quando o metal fundido 2 entrar em contato com o núcleo 4 no momento da fundição, há um risco que a quantidade de gás que é gerada a parti do núcleo 4 seja alterada, resultando em uma fundição incompleta ou em uma insufici-ência de gás devido à diferença a partir do padrão de descompressão existente.

[030] A Figura 2 e a Figura 3 ilustram alterações de pressão do núcleo 4 que acompanham as alterações de pressão no forno de espera 3. A Figura 2 ilustra as alterações de pressão quando o núcleo 4 for o núcleo de invólucro descrito anteri-ormente, e a Figura 3 ilustra as alterações de pressão quando o núcleo 4 for o núcleo inorgânico descrito anteriormente. A pressão do forno de espera 3 é, diretamente, a pressão de suprimento do gás de pressurização, mas, indiretamente, indica a pressão de despejamento do metal fundido 2 e a pressão do metal fundido dentro da cavidade 5.

[031] Em contrapartida, o dispositivo de controle principal 13 tem, como uma função para executar o método de fundição por pressão de sucção, uma função para comparar um padrão de descompressão existente com um padrão de pressão medi-do da cavidade 5 e o núcleo 4 que é medido durante a fundição real, calcular um padrão de descompressão corrigido do meio de sucção-exaustão 8 com base na diferença entre os mesmos, e corrigir o padrão de descompressão existente no mo-mento da próxima fundição utilizando-se o padrão de descompressão corrigido.

[032] Ou seja, no método de fundição por pressão de sucção, após a fundi-ção ser iniciada na Etapa ST1, um padrão de descompressão existente é ajustado na Etapa ST2, e a fundição é realizada de acordo com o padrão de descompressão existente na Etapa ST3, conforme ilustrado na Figura 3(A).

[033] De modo específico, o metal fundido 2 é passado através do alimenta- dor 10 e a cavidade 5 do molde metálico 6 é preenchida pressurizando-se e forne-cendo-se gás de pressurização (ar) ao forno de espera 3 pelo meio de pressurização de metal fundido 7, e cada uma das válvulas de escape V2-V4 é operada e o interior da cavidade 5 e o interior do chassi de descompressão 11 são aspirados e exauridos pelo meio de sucção-exaustão 8. Nesse momento, o padrão de descompressão existente é um padrão para controlar o valor de abertura das válvulas de escape V2-V4, e a Figura 3(B) ilustra, de modo representativo, o padrão de valor de abertura da primeira válvula de escape V2 para aspirar e exaurir a cavidade 5.

[034] Adicionalmente, no momento da fundição na Etapa ST3, um padrão de pressão medido é calculado com base nos valores medidos do sensor de pressão de cavidade S3, do sensor de pressão de núcleo S4, e do sensor de pressão de chassi de descompressão S5. Então, na Etapa ST4, um valor de sucção e exaustão a ser corrigido a partir da diferença entre o padrão de descompressão existente e o padrão de pressão medido é calculado, e o valor de abertura necessário para as válvulas de escape V2-V4 é calculado a partir da capacidade do tanque a vácuo 8A e da pressão interna. Desse modo, o padrão de descompressão corrigido é calculado na Etapa ST5. Nesse momento, o padrão de descompressão corrigido é um padrão para controlar o valor de abertura das válvulas de escape V2-V4 da mesma maneira que o padrão de descompressão existente anterior.

[035] Então, no método de fundição por pressão de sucção, o padrão de descompressão existente inicial é corrigido (atualizado) ao padrão de descompressão corrigido na Etapa ST6, e o processo transiciona ao ciclo de fundição subsequente na Etapa ST7. Como resultado, a fundição a partir da próxima vez em diante é iniciada a partir do ciclo anterior na Etapa ST8, e o padrão de descompressão existente da Etapa ST2 se torna aquele que é atualizado na Etapa ST6, e o mesmo processo será repetidamente realizado posteriormente.

[036] Dessa maneira, no método de fundição por pressão de sucção descrito anteriormente, o padrão de descompressão existente e o padrão de pressão medido são comparados e um padrão de descompressão corrigido é calculado com base na diferença entre os mesmos para corrigir o padrão de descompressão existente no momento da próxima fundição usando o padrão de descompressão corrigido; portan-to, a diferença entre o padrão de descompressão existente (padrão de valor de abertura das válvulas de escape) e p padrão de descompressão ideal que é neces-sário para realizar a sucção e a exaustão incluindo a quantidade real de gás que é gerado se torna pequena, e é possível inibir a ocorrência de uma fundição incompleta ou uma insuficiência de gás, mesmo quando o estado endurecido usando um aglutinante e a proporção de umidade do núcleo 4 forem diferentes.

[037] Se os produtos de fundição precisarem ser continuamente produzidos em massa pelo método de fundição por pressão de sucção descrito anteriormente, os núcleos 4 também são continuamente produzidos da mesma maneira. Logo, é improvável que a proporção de umidade de núcleos individuais 4 e os estados endu-recidos dos mesmos sejam significativamente diferentes, e as diferenças na propor-ção de umidade e no estado endurecido serão relativamente pequenas para esses núcleos que são continuamente produzidos; as diferenças na proporção de umidade e no estado endurecido serão relativamente grandes para esses núcleos cujos lote de produção e condição de armazenamento são diferentes. Portanto, no método de fundição por pressão de sucção, visto que o estado de cada núcleo 4 não será signi-ficativamente diferente, refletindo-se o padrão de descompressão corrigido calculado à próxima fundição, é possível reduzir o erro do padrão e suprimir a ocorrência de uma fundição incompleta ou uma insuficiência de gás.

[038] Adicionalmente, como uma modalidade mais preferencial, no método de fundição por pressão de sucção, o padrão de pressão medido da cavidade 5 e do núcleo 4 compreende um primeiro período de tempo a partir do início do despeja- mento do metal fundido 2 até a conclusão do despejamento, um segundo período de tempo a partir da conclusão do despejamento do metal fundido 2 até quando um fil-me solidificado do metal fundido 2 for formado na periferia do núcleo 4, e um terceiro período de tempo a partir da formação do filme solidificado do metal fundido 2 na periferia do núcleo 4 até quando a sucção e a exaustão da cavidade 5 forem inter-rompidas, conforme ilustrado na Figura 4(B). Então, no método de fundição por pressão de sucção, um padrão de descompressão corrigido do meio de sucção- exaustão 8 é calculado com base na diferença entre o padrão de descompressão existente e o padrão de pressão medido, e no qual o período de tempo que a pres-são medida desvia a partir do padrão de descompressão existente é exibida pelo monitor (meio de exibição) 14.

[039] No primeiro ao terceiro períodos de tempo descritos anteriormente, o primeiro período de tempo a partir do início do despejamento do metal fundido 2 até a conclusão do despejamento é um período de tempo que é primariamente afetado pela proporção de umidade do núcleo 4. Adicionalmente, o segundo período de tem-po a partir da conclusão do despejamento do metal fundido 2 até quando um filme solidificado do metal fundido 2 for formado na periferia do núcleo 4 é um período de tempo que é primariamente afetado pelo estado endurecido usando um aglutinante (grau de calcinação e grau de polimerização) do núcleo 4. Adicionalmente, o terceiro período de tempo a partir da formação do filme solidificado do metal fundido 2 na periferia do núcleo 4 até quando a sucção e a exaustão da cavidade 5 forem inter-rompidas é um período de tempo que é afetado por vazamentos devido à deteriora-ção da vedação do molde metálico 6.

[040] Adicionalmente, como uma modalidade mais preferencial, no método de fundição por pressão de sucção, um padrão de pressurização existente do meio de pressurização de metal fundido 7 é usado, que é ajustado antecipadamente de acordo com uma série do processo de fundição, no segundo período de tempo des-crito anteriormente, e determina-se que uma anomalia ocorreu no produto de fundi-ção quando a pressão medida do núcleo 4 se tornar maior que a pressão do metal fundido da periferia do núcleo 4 determinada a partir do padrão de pressurização existente do meio de pressurização de metal fundido 7. Esse resultado de determi- nação de uma anomalia também pode ser exibido no monitor 14.

[041] Adicionalmente, como uma modalidade mais preferencial, no método de fundição por pressão de sucção, utiliza-se um padrão de pressurização existente do meio de pressurização de metal fundido 7, que é ajustado antecipadamente de acordo com uma série do processo de fundição, e um padrão de descompressão corrigido é calculado de modo que, no segundo período de tempo descrito anterior-mente, a diferença entre a pressão medida do núcleo 4 e a pressão do metal fundido da periferia do núcleo 4 determinada a partir do padrão de pressurização existente do meio de pressurização de metal fundido 7 se torna um valor predeterminado ou menor.

[042] No presente documento, nas Figuras 2 e 3, a pressão do metal fundido da periferia do núcleo 4 é essencialmente igual à pressão dento da cavidade 5 até a conclusão do despejamento da cavidade 5 com o metal fundido 2 (primeiro período de tempo). Além disso, após o despejamento supramencionado do metal fundido 2 (segundo período de tempo), a pressão do metal fundido da periferia do núcleo 4 é a pressão obtida subtraindo-se a pressão do metal fundido correspondente à altura da superfície de metal fundido dentro do forno de espera 3 até o centro do núcleo 4, a partir da pressão dentro do forno de espera 3.

[043] Antes de preencher com o metal fundido 2, o gás proveniente do nú-cleo 4 que é ejetado na cavidade 5 é principalmente a umidade contida no núcleo 4 que foi evaporada, e não é provável que seja adotado no produto de fundição para gerar uma insuficiência de gás, mas não altera a quantidade de gás dentro da cavi-dade 5 e do chassi de descompressão 11 a ser aspirado e exaurido. Consequente-mente, salvo se o valor de sucção pelo meio de sucção-descompressão 8 for au-mentado se a proporção de umidade contida no núcleo 4 for grande, e o valor de sucção for ajustado pequeno se a proporção de umidade for pequena, o padrão de descompressão existente desejado não pode ser mantido, e a possibilidade que ocorra uma insuficiência de preenchimento nas porções de parede delgada, etc., se torna alta.

[044] Adicionalmente, ao usar um núcleo de invólucro conforme ilustrado na Figura 2, o gás que é gerado a partir do núcleo 4 após o despejamento do metal fundido 2 na cavidade 5 ser principalmente gerado pelo aglutinante submetido à de-generação térmica e flutua devido ao grau de sinterização e flutuações no valor de aglutinante adicionado do núcleo 4. Até que um filme solidificado seja formado na periferia do núcleo 4 (segundo período de tempo), se a pressão de gás dentro do núcleo 4 se tornar maior que a pressão do metal fundido da periferia do núcleo 4, o gás é ejetado no metal fundido 2, e o gás é que adotado no produto de fundição, in-duzindo uma insuficiência de gás. O gás dentro do núcleo 4 é levado ao meio de sucção-exaustão 8 através dos quadros 4A, ou similares.

[045] Portanto, se a pressão do meio de sucção-exaustão 8 for monitorada e a pressão for maior que a pressão ajustada desejada, é provável que o valor de gás gerado a partir do núcleo 4 seja grande em relação ao valor de sucção, e que o gás está ejetando a partir do núcleo 4 no metal fundido 2 para gerar uma insuficiência de gás.

[046] Adicionalmente, se a pressão do meio de sucção-exaustão 8 for moni-torada e a pressão for menor que a pressão ajustada desejada, então, a quantidade de gás gerado a partir do núcleo 4 será menor que o valor de sucção, e se a pressão se tornar baixa em relação à pressão do metal fundido da periferia do núcleo 4, ocorrerá uma penetração, em que o metal fundido 2 penetra entre as areias do nú-cleo 4, resultando em uma insuficiência de combustão.

[047] Adicionalmente, a pressão do chassi de descompressão 11 e da cavi-dade 5 após o metal fundido 2 na periferia do núcleo 4 formar um filme solidificado (terceiro período de tempo) flutua dependendo do valor de vazamento da vedação do chassi de descompressão 11. Nesse terceiro período de tempo, se a pressão do meio de sucção-exaustão 8 for monitorada e a pressão não diminuir à pressão ajus-tada desejada, é provável que o vazamento esteja aumentando.

[048] Em resposta a essa situação, conforme descrito anteriormente, no mé-todo de fundição por pressão de sucção, um padrão de descompressão corrigido do meio de sucção-exaustão 8 é calculado, e no qual o primeiro ao terceiro períodos de tempo da pressão medida desviam do padrão de descompressão existente é exibida no monitor 14. Como resultado, no método de fundição por pressão de sucção, é possível assegurar prontamente a proporção de umidade e o estado endurecido usando aglutinante (grau de sintetização e grau de polimerização) do núcleo 4, ou essas condições como um vazamento de gás devido à deterioração da vedação, a fim de reportar prontamente essas anomalias a um operador, por exemplo, e é pos-sível realizar um controle mais preciso do meio de sucção-exaustão 8 e adotar me-didas preventivas para facilitar a manutenção, e similares.

[049] Além disso, conforme descrito anteriormente, no método de fundição por pressão de sucção, utiliza-se um padrão de pressurização existente do meio de pressurização de metal fundido 7, e determina-se que uma anomalia ocorreu no pro-duto de fundição quando, no segundo período de tempo, a pressão medida do núcleo 4 exceder a pressão do metal fundido da periferia do núcleo 4 determinada a partir do padrão de pressurização existente do meio de pressurização de metal fundido 7. Ou seja, no método de fundição por pressão de sucção, se a pressão medida do núcleo 4 se tornar maior que a pressão do metal fundido da periferia do núcleo 4, é extremamente provável que uma insuficiência de gás tenha ocorrido; portanto, é possível evitar um escoamento de produtos defeituosos tratando-se a anomalia.

[050] Adicionalmente, conforme descrito anteriormente, no método de fundi-ção por pressão de sucção, utiliza-se um padrão de pressurização existente do meio de pressurização de metal fundido 7, e um padrão de descompressão corrigido é calculado, de modo que, no segundo período de tempo, a diferença entre a pressão medida do núcleo 4 e a pressão do metal fundido da periferia do núcleo 4 determi-nada a partir do padrão de pressurização existente se torne um valor predeterminado ou menor. Logo, no método de fundição por pressão de sucção, evita-se a aplicação antecipada de uma pressão excessiva, e o metal fundido 2 não permeará (penetrará) entre as areias de núcleo, de modo que seja possível evitar uma ocorrência de uma insuficiência de combustão.

[051] As Figuras 5 a 7 são vistas para explicar dispositivos para experimentos realizados para ajustar o padrão de descompressão existente (padrão de valor de abertura das válvulas de escape) do meio de sucção-exaustão 8.

[052] O dispositivo experimental E1 ilustrado na Figura 5(A) é um dispositivo para determinar uma pressão interna de referência do núcleo, onde um núcleo 4 do-tado de um tubo de medição de pressão 21 no centro fica alojado em uma câmara a vácuo 22 mantendo-se os quadros 4A, e o interior da câmara a vácuo 22 é descom-primido para determinar a pressão P1-1 dentro da câmara a vácuo 22, a pressão P1-2 dos quadros 4A do núcleo 4, e a pressão P2 do centro do núcleo 4.

[053] Como resultado, considerando a pressão P1-1 da câmara a vácuo 22 e a pressão P1-2 dos quadros 4A do núcleo 4, os valores de pressão da sucção e exaustão são reduzidos e mantidos a uma pressão constante, conforme ilustrado na Figura 5(B). A pressão central P2 do centro do núcleo 4 é gradualmente reduzida para alcançar a pressão da cavidade 5.

[054] O dispositivo experimental E2 ilustrado na Figura 6 é um dispositivo para determinar pressão interna do núcleo quando pressurizada pelo metal fundido 2, no qual um núcleo 4 dotado de um tubo de medição de pressão no centro é imerso no metal fundido 2 em um recipiente 23 de modo que uma pressão principal seja aplicada mantendo-se os quadros 4A; nesse momento, o quadro é mantido por um corpo vazado 24 e exposto a um equivalente de pressão atmosférica, para medir a pressão central P3 do núcleo 4 e a pressão P1-2 dos quadros 4A.

[055] A Figura 6(B) ilustra alterações de pressão quando o núcleo 4 for um núcleo de invólucro (com referência à Figura 2), que tem um pico devido ao gás que é gerado pela desnaturação térmica do aglutinante após ter um pico devido à gera-ção de vapor d’água, que diminui posteriormente. A Figura 6(C) ilustra alterações de pressão quando o núcleo 4 for um núcleo inorgânico (com referência à Figura 3), que diminui após ter um pico devido à geração de vapor d’água. Duas máquinas são usadas a partir do ponto quando o metal fundido 2 entrar em contato com o núcleo 4.

[056] O dispositivo experimental E3 ilustrado na Figura 7 é um dispositivo para determinar a pressão na qual ocorre a penetração do metal fundido 2, que é instalado na superfície inferior de uma caixa a vácuo 25 de modo que um material de núcleo 26 fique exposto, e a pressão dentro da caixa a vácuo 25 é alterada; então, um experimento é realizado para induzir o material de núcleo 26 a entrar em contato com o metal fundido 2 dentro do recipiente 27, conforme ilustrado pela linha imaginá-ria na figura, e a pressão P4 na qual a penetração não ocorre na superfície do mate-rial de núcleo 26 é medida. Como resultado, a pressão é gradualmente reduzida após ser repentinamente reduzida, conforme ilustrado na Figura 7(B).

[057] A soma da pressão central P2 e da pressão do metal fundido P3 é usada como a pressão central do núcleo 4 usada para o padrão de descompressão existente e o padrão de pressurização existente. Além disso, um valor de correção estimado a partir da pressão dos quadros 4A pode ser adicionado à pressão central do núcleo 4.

[058] A pressão do metal fundido da periferia do núcleo 4 é ajustada para a pressão da cavidade 5 durante o despejamento do metal fundido 2, e é ajustada a uma pressão obtida subtraindo-se a pressão correspondente à altura do metal fundi-do, obtida adicionando-se a altura a partir da superfície de metal fundido dentro do forno de espera 3 até o portão e a altura a partir do centro do núcleo até a superfície superior do produto de fundição, a partir da pressão do forno de espera 3, no mo- mento da conclusão do despejamento do metal fundido 2.

[059] Uma pressão obtida subtraindo-se a pressão P4 na qual a penetração não ocorre a partir da soma da pressão central P2 e da pressão do metal fundido P3 é usada como uma pressão limite de queima. Alternativamente, a pressão limite de queima pode ser a diferença entre a pressão obtida subtraindo-se a pressão corres-pondente à altura do metal fundido, obtida adicionando-se a altura a partir da super-fície de metal fundido dentro do forno de espera 3 até o portão e a altura a partir do centro do núcleo até a superfície superior do produto de fundição, a partir da pressão do forno de espera 3, e a pressão P4 na qual a penetração não ocorre.

[060] Então, imediatamente antes (por exemplo, alguns segundos antes) da conclusão do despejamento de metal fundido até após (por exemplo, alguns segun-dos após) a conclusão do despejamento do metal fundido, durante o tempo até uma espessura predeterminada a partir da superfície do núcleo 4 de filme solidificado ser formada, a pressão do forno de espera 3 é controlada de modo que a pressão do metal fundido da periferia do núcleo 4 exceda a pressão central do núcleo 4 e seja menor que a pressão limite de queima.

[061] Dessa forma, cria-se um padrão de redução de pressão ajustado (grau de abertura das válvulas de escape) do meio de sucção-exaustão 8. O controle de válvula não é um controle de retroalimentação, mas um controle padrão. Além disso, durante um ciclo de fundição, a pressão da cavidade 5 e a pressão dos quadros 4A são monitoradas para avaliar o valor de desvio a partir do padrão de descompressão existente.

[062] Então, o valor de avaliação descrito anteriormente é usado para corrigir (atualizar) o padrão de descompressão existente do próximo ciclo de fundição. Adi-cionalmente, como um método para avaliar o desvio entre o valor medido real e o padrão de descompressão existente, presta-se atenção ao intervalo imediatamente posterior à imersão de núcleo, o período de tempo de desnaturação do aglutinante, e o intervalo de estabilização de gás de núcleo; mediante um controle padrão. Prefe-re-se que uma pluralidade de válvulas seja proporcionada no mesmo sistema, e atri-bua prioridades a cada uma delas de modo que a velocidade entre resposta e con-trole possa ser aperfeiçoada.

[063] A configuração específica do método de fundição por pressão de suc-ção de acordo com a presente invenção não se limita às modalidades descritas ante-riormente, e os detalhes das configurações podem ser apropriadamente alterados sem divergir do escopo da presente invenção. LISTA DAS REFERÊNCIAS NUMÉRICAS 1 - Dispositivo de fundição por pressão de sucção 2 - Metal fundido 3 - Forno de espera 4 - Núcleo 5 - Cavidade 6 - Molde metálico 7 - Meio de pressurização de metal fundido 8 - Meio de sucção-exaustão 9 A - Tanque a vácuo 10 -V4 - Válvula de escape

Claims

1. Método de fundição por pressão de sucção, que compreende usar um dispositivo de fundição (1) incluindo um forno de espera (3) no qual se acumula metal fundido, um molde metálico que forma uma cavidade (5) junto a um núcleo (4), um meio de pressurização de metal fundido (7) para fornecer gás de pressurização no forno de espera (3), e meios de sucção-exaustão (8) para aspirar e exaurir um interior da cavidade (5), e mediante a realização da fundição por pressão de sucção na qual o metal fundido é pressurizado e despejado na cavidade (5) do molde metálico e a cavidade (5) é aspirada e exaurida, CARACTERIZADO pelo fato de que ajusta um padrão de descompressão existente dos meios de sucção- exaustão (8) antecipadamente de acordo com um processo de fundição e comparar com um padrão de pressão medido da cavidade (5) e do núcleo (4) que é medido durante a fundição real para calcular um padrão de descompressão corrigido dos meios de sucção-exaustão (8) com base em uma diferença entre os mesmos, e corrigi o padrão de descompressão existente em um momento da próxima fundição utilizando-se o padrão de descompressão corrigido.

2. Método de fundição por pressão de sucção, de acordo com a reivindica-ção 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o padrão de pressão medido da cavidade (5) e do núcleo (4) compreende um primeiro período de tempo a partir de um início de despejamento do metal fundido até uma conclusão de despejamento, um segundo período de tempo a partir da conclusão do despejamento do metal fundido até quando um filme solidificado do metal fundido for formado em uma periferia do núcleo (4), e um terceiro período de tempo a partir da formação do filme solidificado do metal fundido na periferia do nú-cleo (4) até quando a aspiração e a exaustão da cavidade (5) forem interrompidas, e o padrão de descompressão corrigido dos meios de sucção-exaustão (8) é calculado com base na diferença entre o padrão de descompressão existente e o padrão de pressão medido, e no qual um período de tempo da pressão medida desvia a partir do padrão de descompressão existente é exibido por um meio de exibição.

3. Método de fundição por pressão de sucção, de acordo com a reivindica-ção 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda usar um padrão de pressurização existente do meio de pressurização de metal fundido (7) ajustado antecipadamente de acordo com o processo de fundição, no segundo período de tempo a partir da conclusão do despejamento do me-tal fundido até quando o filme solidificado do metal fundido for formado na periferia do núcleo (4), e determinar que uma anomalia ocorreu em um produto de fundição quando a pressão medida do núcleo (4) exceder a pressão do metal fundido da periferia do núcleo (4) determinada a partir do padrão de pressurização existente do meio de pressurização de metal fundido (7).

4. Método de fundição por pressão de sucção, de acordo com a reivindica-ção 2, CARACTERIZADO pelo fato de que usa um padrão de pressurização existente do meio de pressurização de me-tal fundido (7) ajustado antecipadamente de acordo com o processo de fundição, no período de tempo a partir da conclusão do despejamento do metal fundido até quando o filme solidificado do metal fundido for formado na periferia do núcleo (4), e um padrão de descompressão corrigido é calculado de modo que a diferença entre a pressão medida do núcleo (4) e a pressão do metal fundido da periferia do núcleo (4) determinada a partir do padrão de pressurização existente do meio de pressurização de metal fundido (7) se torne um valor predeterminado ou menor.

5. Método de fundição por pressão de sucção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de sucção-exaustão (8) compreende um tanque a vácuo e uma vál-vula de escape (V2, V3, V4) que abre e fecha uma trajetória de sucção e exaustão a partir do tanque a vácuo (8A) até a cavidade (5), e o padrão de descompressão existente e o padrão de descompressão corri-gido são padrões para controlar o valor de abertura das válvulas de escape (V2, V3, V4).