BRPI0618566B1 - Molde de fundição permanente e peça de inserção do molde de fundição - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MOLDE DE FUNDIÇÃO PERMANENTE E PEÇA DE INSERÇÃO DO MOLDE DE FUN- DIÇÃO". A presente invenção refere-se a um molde de fundição perma- nente para a fundição de peças fundidas de uma fusão de metal, em particu- lar, de uma fusão de metal leve, e a uma peça de inserção do molde de fun- dição, empregada em um molde de fundição permanente desse tipo. Moldes de fundição permanente desse tipo, na linguagem especializada também denominados "coquilhas de fundição" são empregados, por exemplo, na produção em grandes séries, a fim de fundir cabeçotes do cilindro para mo- tores de combustão interna de uma fusão de alumínio. Neste caso, peças de inserção do molde de fundição reproduzem nos cabeçotes do cilindro as câmaras de combustão. Para essa finalidade, em seu lado superior coorde- nado ao espaço oco de molde envolvido pelo corpo da coquilha são execu- tados elementos de molde, que moldam elementos de molde corresponden- tes na peça fundida a ser fundida.

Moldes de fundição permanente normalmente são executados em várias partes e compreendem, respectivamente, pelo menos, um corpo da coquilha, que limita o espaço oco de molde que reproduz a peça fundida a ser produzida, pelo menos, parcialmente. Neste caso, o corpo da coquilha é fabricado tipicamente de um aço de ferramenta altamente resistente ao calor, que apesar das altas solicitações mecânicas e térmicas que surgem na operação de fundição, assegura uma vida útil suficientemente longa do corpo da coquilha.

Em virtude das altas exigências à qualidade que são apresenta- das à manutenção da forma dos produtos fundidos, a fabricação de moldes de fundição permanente do tipo que está em pauta é dispendiosa e onero- sa. Por isso, é almejado empregar moldes de fundição permanente por mais tempo possível e para o maior número de peças possível. Isso vale, em par- ticular, para moldes de fundição permanente que são empregados para a produção em série de cabeçotes do cilindro, uma vez que a fabricação de coquilhas desse tipo, em virtude da complexidade da moldagem de cabeço- tes do cilindro desse tipo é particularmente trabalhosa e dispendiosa. A fim de poder variar, de maneira simples, certos elementos de molde da peça fundida a ser fabricada, sem precisar fabricar para isso, res- pectivamente, uma coquilha de fundição completamente nova, os moldes de fundição permanente são equipados, normalmente, com peças de inserção do molde de fundição, que são empregadas no espaço interno envolvido pelo molde de fundição permanente, e reproduzem na peça fundida, respec- tivamente, a ser fabricada os elementos de molde, respectivamente, deseja- dos, tais como reentrâncias ou rebaixos.

Um exemplo típico para o emprego de peças de inserção desse tipo resulta durante a fabricação na técnica de fundição já mencionada no início de cabeçotes do cilindro para motores de combustão interna. O ren- dimento da potência, o comportamento de combustão e o consumo relacio- nado com isso de um motor de combustão interna, é influenciado de forma decisiva pela forma das câmaras de combustão moldadas, respectivamente, no cabeçote do cilindro, nas quais o respectivo combustível é colocado a- través de, pelo menos, uma válvula de entrada, e da qual os gases de e- xaustão são expulsos através de, pelo menos, uma válvula de descarga. A fim de poder alterar, de forma simples, a forma da câmara de combustão no caso de um determinado tipo de base de cabeçote do cilin- dro, no molde de fundição permanente previsto para a fundição desse cabe- çote do cilindro são empregadas, normalmente, peças de inserção do molde de fundição, cuja superfície coordenada ao espaço oco de molde envolvido pela coquilha, define a forma das reentrâncias da câmara de combustão a serem produzidas, respectivamente, no cabeçote do cilindro. Peças de in- serção do molde de fundição desse tipo são designadas na linguagem téc- nica também como "peças de inserção da câmara de combustão". Para essa finalidade, elas estão assentadas nas recepções moldadas nas paredes que limitam o espaço oco de molde do corpo da coquilha.

No curso do processo de fundição, em virtude do contato do molde de fundição com a fusão de metal, respectivamente, fundida, ocorre um forte aquecimento do respectivo corpo da coquilha e das peças de in- serção do molde de fundição a serem assentadas nele. Em conseqüência desse aquecimento, o corpo da coquilha e as peças de inserção do molde de fundição se dilatam. A extensão dessa dilatação, por um lado, é depen- dente da elevação da temperatura a ser empregada, respectivamente, no corpo da coquilha e na peça de inserção do molde de fundição e, por outro lado, do comportamento de dilatação do material empregado, respectiva- mente, para sua fabricação. Assim, em geral, vem a ocorrer uma dilatação de intensidade distinta da coquilha e da peça de inserção do molde de fun- dição, porque as massas das peças de inserção e do corpo da coquilha são diferentes, de tal modo que a peça de inserção do molde de fundição que apresenta uma massa substancialmente menor aquece de modo muito mais rápido do que o corpo da coquilha que a envolve, com a conseqüência que a peça de inserção se dilata mais rápida e mais forte do que o corpo da co- quilha que a envolve. Esse fenômeno ocorre não somente, então, quando o corpo da coquilha e a peça de inserção do molde de fundição são constituí- dos de materiais diferentes, mas em virtude dos volumes menores também, então, quando eles são fabricados do mesmo material. O comportamento de dilatação diferente de peças de inserção do molde de fundição e corpos da coquilha leva inexatidões de medidas, que se comprovam, por exemplo, então, quando deve ser fundido o mais próximo possível da dimensão final, como particularmente difícil de dominar.

Essa exigência tem-se comprovado particularmente crítica na fabricação em grande série de cabeçotes do cilindro, para a qual é exigido pelo fabricante do motor um desvio de medida máximo de +/- 0,15 mm em relação à medida teórica. A fim de assegurar, também sob essas circunstâncias a manu- tenção segura do processo das exatidões respectivamente exigidas da ma- nutenção de medida, são necessárias medidas dispendiosas para a monta- gem das peças de inserção do molde de fundição, e uma distribuição de temperatura mais uniforme possível no corpo da coquilha. Assim, em mol- des de fundição permanente conhecidos, empregados para a fundição de cabeçotes do cilindro precisa ser determinada empiricamente a posição das peças de inserção do molde de fundição no respectivo corpo da coquilha, em geral, primeiramente por meio de uma infinidade de experiências, a fim de compensar através de um dimensionamento correspondente da peça de inserção do molde de fundição a dilatação térmica que ocorre no curso do respectivo processo de fundição, de tal modo que é obtido um resultado de fundição suficientemente preciso. Se no contexto do espaço de construção que está respectivamente à disposição, ou com respeito à função e à estabi- lidade da respectiva peça de inserção do molde de fundição não for possível um dimensionamento apropriado, então para a redução da dilatação térmica pode ser necessário um resfriamento das peças de inserção do molde de fundição.

Uma vez que, apesar de todo o dispêndio realizado para a de- terminação de uma forma otimizada da peça de inserção do molde de fundi- ção na operação de fundição com emprego de coquilhas convencionais, freqüentemente ainda ocorrem desvios de medidas não permitidos, por e- xemplo, na fabricação em grandes séries na técnica de fundição de cabeço- tes do cilindro normalmente precisa ser realizado um teste dos cabeçotes respectivamente prontos, para a manutenção da profundidade exigida das câmaras de combustão a serem formadas respectivamente neles.

Da patente DE 198 38 561 A1 é conhecida a experiência, de aumentar os tempos de operação de coquilhas, nos quais metais não terro- sos como fusões de magnésio, são fundidos para formar peças fundidas, pelo fato de que, os corpos da coquilha e as peças de inserção do molde de fundição empregadas nele são fabricados de um material de metal pesado com alto ponto de fusão como, por exemplo, molibdênio ou tungstênio. A vantagem do emprego de materiais desse tipo para a fabricação de moldes de fundição, neste caso, é vista no fato de que, através da respectiva fusão de metal leve eles são menos atacados do que aços convencionais, e são expostos a uma corrosão correspondentemente menor.

Independente dessa vantagem da escolha de material sugerida na patente DE 198 38 561 A1, todavia, existe o problema que, também os corpos da coquilha fabricados de metais pesados com alto ponto de fusão e as peças de inserção do molde de fundição empregadas neles, em virtude de seu volume distinto e de suas superfícies de tamanho diferente, que en- tram em contato com a fusão durante o aquecimento, se dilatam bastante de modo distinto. Assim, os desvios de medidas causados pela dilatação térmi- ca diferente fazem-se notar na prática, então, mesmo se forem empregados materiais de metal pesado de acordo com o modelo da patente DE 198 38 561 A1, que possuem coeficientes de dilatação térmica particularmente pe- quenos.

Partindo do estado da técnica esclarecido anteriormente, a tare- fa da presente invenção consistiu em criar, com meios simples, uma peça de inserção do molde de fundição, bem como, um molde de fundição perma- nente, que possibilitem uma fabricação com preços favoráveis de peças fundidas com resultados de produção aperfeiçoados em relação ao estado da técnica.

De acordo com a invenção, em relação a um molde de fundição permanente para a fundição de peças fundidas de uma fusão de metal, em particular, de uma fusão de metal leve, essa tarefa foi solucionada pelo fato de que, um molde de fundição permanente desse tipo apresenta um corpo de coquilha, que envolve o espaço oco de molde, pelo menos, parcialmente, que reproduz a peça fundida a ser fundida, e em cuja parede que limita o espaço oco de molde está moldada uma recepção, que apresenta um rebai- xo que passa pelo espaço oco de molde, e apresenta uma peça de inserção do molde de fundição, que apresenta um lado superior coordenado ao es- paço oco de molde envolvido pelo respectivo molde de fundição permanen- te, que apresenta um corpo de base, que no caso do molde de fundição frio, está assentado na recepção com jogo, e um colar de apoio, que se estende através de uma fração da altura do corpo de base da peça de inserção do molde de fundição, e está assentado com fecho devido à forma no rebaixo da recepção, sendo que, a altura total do colar de apoio e do corpo de base está em torno de uma medida inferior, que é, pelo menos, igual à medida de altura, em torno da qual o corpo de base se dilata durante a fundição, em conseqüência de seu aquecimento na direção da altura, que surge devido ao contato com a fusão de metal, é menor que a profundidade da recepção, de tal modo que, no caso do molde de fundição frio, entre o fundo da recep- ção e o lado coordenado a ela da peça de inserção do molde de fundição existe um intervalo.

De modo correspondente, uma peça de inserção do molde de fundição, em particular, uma peça de inserção da câmara de combustão, que soluciona a tarefa apresentada acima, para um molde de fundição per- manente, para a fundição de peças de fundição de uma fusão de metal, em particular, de uma fusão de metal leve, que possui um corpo de base e um lado superior, que com a peça de inserção do molde de fundição inserida no molde de fundição permanente, está coordenado ao espaço oco de molde limitado pelo molde de fundição permanente, que reproduz a peça fundida a ser fabricada, de acordo com a invenção apresenta um colar de apoio que se sobressai em relação ao corpo de base, cuja altura é menor que a altura da peça de inserção do molde de fundição. A idéia na qual se baseia a invenção, é de apoiar a peça de in- serção do molde de fundição no molde de fundição permanente por meio de uma forma de construção apropriada, de tal modo que, durante seu aqueci- mento só ocorra uma alteração mínima da posição do lado superior da peça de inserção do molde de fundição coordenado ao molde de fundição per- manente no espaço oco. Para essa finalidade, de acordo com a invenção a peça de inserção do molde de fundição apresenta um colar de apoio, e na recepção coordenada a ele é formado um rebaixo moldado de modo corres- pondente, no qual está assentado o colar de apoio, com o molde de fundi- ção permanente montado pronto. Ao mesmo tempo, o corpo de base da pe- ça de inserção do molde de fundição é dimensionado de tal modo que, no caso do molde de fundição frio, ele está posicionado com jogo na recepção coordenada a ele. Entre o fundo da recepção e o lado inferior da peça de inserção do molde de fundição coordenada a ele é formado um espaço de tal modo que sua altura é suficiente, para receber o comprimento, em torno do qual a altura do corpo de base da peça de inserção do molde de fundi- ção se altera durante o aquecimento da peça de inserção do molde de fun- dição que se ajusta através do contato. Em conseqüência da dilatação rela- cionada com o aquecimento, a peça de inserção do molde de fundição con- seqüentemente ainda é pressionada apenas em uma medida muito pequena no espaço oco de molde envolvido pelo molde de fundição, enquanto que o valor preponderante da dilatação é absorvido através do espaço existente abaixo do corpo de base. Dessa forma, as dilatações de coquilha de fundi- ção e peça de inserção do molde de fundição que surgem durante a opera- ção de fundição podem ser adaptadas uma à outra de tal modo que, apesar da circunstância de que a peça de inserção do molde de fundição está ex- posta a um fluxo de calor menor e, em conseqüência disso, mais quente, e por isso se dilata mais que o corpo da coquilha que envolve a respectiva parte fundida, as dilatações que surgem, de fato, na direção da altura da coquilha e da peça de inserção são, em essência, iguais ou, pelo menos, tão aproximadas uma da outra que elas divergem uma da outra simplesmen- te dentro de uma faixa de tolerância dimensionada estreita. Ao mesmo tem- po, o corpo de base pode, sem problemas, apresentar um volume tão gran- de que, os elementos de molde executados na peça de inserção do molde de fundição são protegidos contra um aquecimento muito alto, e são evita- das as ocorrências de tensões térmicas excessivas na área da superfície do molde de fundição. A invenção possibilita, dessa forma, fabricar partes fundidas nas quais devem ser moldadas reentrâncias por meio de peças de inserção do molde de fundição na operação de fundição, com exatidão aperfeiçoada.

Neste caso, então, podem ser obtidas boas exatidões de reprodução se, o colar de apoio da peça de inserção do molde de fundição sair da superfície coordenada ao espaço oco de molde do molde de fundição permanente.

Assim, de maneira simples, pode ser realizada uma conexão rente da super- fície da peça de inserção do molde de fundição na superfície do corpo da coquilha, que envolve a recepção coordenada respectivamente à peça de inserção do molde de fundição.

De modo particularmente vantajoso, tem-se comprovado o aper- feiçoamento obtido da forma de acordo com a invenção da exatidão de pro- dução na fabricação de cabeçotes do cilindro para motores de combustão interna, que podem ser fabricados com uma coquilha de fundição executada de acordo com a invenção com particular eficiência de custos. Com a manu- tenção de medida maior de uma peça de inserção do molde de fundição empregada como peça de inserção da câmara de combustão, aumenta tam- bém a manutenção de medida da câmara de combustão reproduzida no ca- beçote do cilindro pronto por meio da referida peça de inserção. Por conse- guinte, também os parâmetros exigidos na operação do motor de combustão interna são mantidos mais exatos para a compressão de combustível e combustão de gás de exaustão.

Uma outra variante de aplicação vantajosa da invenção é a fa- bricação de peças de inserção do molde de fundição de marcas de núcleo do canal de entrada em coquilhas para cabeçotes do cilindro de diesel. De- vido à exatidão obtida de acordo com a invenção da reprodução desses e- lementos de molde, as oscilações das posições do canal no cabeçote do cilindro podem ser reduzidas a um mínimo. A posição do lado superior essencial para a execução da peça fundida, em uma forma de execução de acordo com a invenção é ainda de- pendente de quão forte o colar de apoio se altera na direção da altura da peça de inserção do molde de fundição, uma vez que somente o colar de apoio está apoiado na direção da altura diretamente no corpo da coquilha do molde de fundição. Quanto menor a altura do colar de apoio, tanto menor é a alteração de posição do lado superior da peça de inserção do molde de fundição, que surge durante o aquecimento da peça de inserção do molde de fundição. Na área do corpo de base, em contrapartida, está à disposição material suficiente para executar, por um lado, os elementos de molde ne- cessários para a moldagem da peça fundida e, por outro lado, para poder transportar através de um volume de material suficiente o calor visado da peça fundida.

Por isso, uma forma de execução vantajosa da invenção prevê que, a altura do colar de apoio seja, no máximo, 30% da altura do corpo de base da peça de inserção do molde de fundição. Neste caso, a meta é dis- por o plano de referência da montagem, portanto, o plano no qual o colar de apoio esteja apoiado no corpo da coquilha, na vizinhança mais próxima possível para a superfície do corpo da coquilha coordenada ao espaço oco de molde do molde de fundição. De acordo com isso, é vantajoso se, a altu- ra do colar de apoio for, no máximo, 15%, ou até mesmo, no máximo, 10% da altura do corpo de base da peça de inserção do molde de fundição. Um limite desse tipo da altura do colar de apoio pode ser realizada na prática, sem problemas, pelo fato de que, a peça de inserção do molde de fundição e o colar de apoio mantêm somente a peça de inserção do molde de fundi- ção, sem ser participantes diretos na estampagem de elementos de molde da parte fundida a ser fabricada. A exatidão do posicionamento da peça de inserção do molde de fundição na direção da largura, portanto, transversal a sua altura pode ser garantida pelo fato de que, o colar de apoio da peça de inserção do molde de fundição está assentado no rebaixo coordenado a ele, da recepção do molde de fundição permanente. Neste caso, a adaptação entre o colar de apoio e a recepção pode ser projetado de tal modo que, a peça de inserção do molde de fundição também no estado frio, por um lado, pode ser mantida segura na recepção, por outro lado, todavia, também pode ser retirada, sem problemas, dela.

Um apoio particularmente seguro da peça de inserção do molde de fundição pode ser obtido pelo fato de que, o colar de apoio passa em volta do corpo de base.

Em virtude da minimização, obtida através da invenção, da in- fluência da dilatação térmica da peça de inserção do molde de fundição so- bre a manutenção da medida da peça fundida a ser fabricada é permitido à invenção escolher, em princípio, o material a ser empregado para a peça de inserção do molde de fundição, independente de seu comportamento de dilatação durante o aquecimento somente de acordo com sua apropriação para a moldagem dos elementos de molde respectivamente desejados na peça fundida. Contudo, experimentos práticos têm mostrado que, em parti- cular, com respeito a uma otimização da estrutura fundida na área do ele- mento de molde executado por meio da peça de inserção do molde de fun- dição na peça fundida é vantajoso se, a peça de inserção do molde de fun- dição for fabricada de um material cujo coeficiente de dilatação térmica é maior que o coeficiente do material do corpo da coquilha.

Nesse contexto, tem-se comprovado como particularmente van- tajoso se, o coeficiente de dilatação térmica da peça de inserção do molde de fundição for de 17,0*10'6 m/ (m*K) até 18,5*10'6 m/ (m*K), em particular, de 17,5*10'6 m/ (m*K) até 18,0*10'6 m/ (m*K). Com respeito a isso, para a fabricação das peças de inserção do molde de fundição, materiais particu- larmente bem apropriados são as ligas baseadas em Cu, Ni ou Be, sendo que, pode ser vantajoso se, a peça de inserção do molde de fundição for constituída, respectivamente, de 90% até 98% de Cu, Ni ou Be, ou de ligas baseadas nesses elementos.

Um alto coeficiente de dilatação da peça de inserção do molde de fundição tem-se comprovado como particularmente vantajoso durante a fundição de partes fundidas de fusão de metal leve. No caso dessas fusões, por meio do emprego de peças de inserção do molde de fundição boas con- dutoras de calor, na área dos elementos de molde a serem reproduzidos respectivamente por meio da peça de inserção do molde de fundição, de maneira visada, pode ser produzido um resfriamento particularmente rápido e uma estrutura particularmente fina relacionada com isso, que atua de mo- do vantajoso sobre as propriedades mecânicas. Essa possibilidade da influ- encia da estrutura visada resulta particularmente vantajosa, durante a fundi- ção de cabeçotes do cilindro, nos quais com a invenção, de forma simples, na área das câmaras de combustão pode ser produzida uma estrutura fina favorável com respeito à capacidade de carga permanente.

Uma outra minimização dos desvios de forma que surgem em conseqüência do aquecimento durante a fundição, além disso, pode ser ob- tido pelo fato de que, as duas peças de inserção da câmara de combustão e/ou a coquilha são resfriadas, em particular, são resfriadas a água de for- ma bastante conhecida.

Também pode ser reagido contra deformações da peça de in- serção do molde de fundição em conseqüência de tensões que surgem du- rante seu aquecimento, e a um impedimento da dilatação da peça de inser- ção do molde de fundição na direção da altura pelo fato de que, a medida inferior da seção transversal do corpo de base em relação à seção transver- sal da recepção é, pelo menos, igual à dilatação do corpo de base, que sur- ge no contato com a fusão de metal na direção da largura. O material do corpo de coquilha pode ser, em particular, um ma- terial de aço como o que já é empregado com sucesso no estado da técnica.

De preferência, o material da coquilha de acordo com a invenção é escolhi- do de tal modo que, ele possui um coeficiente de dilatação térmica entre 11*10'6 m/ (m*K) até 12*10'6 m/ (m*K). Como material para o corpo de coqui- lha, em consequência disso, pode ser empregado, em particular, um aço de ferramenta, que se caracteriza por uma alta dureza e tenacidade. A seguir, a invenção será esclarecida em detalhes, com auxílio de um desenho, que representa um exemplo de execução. São mostradas esquematicamente: Figura 1 um recorte de um corpo de coquilha executado como placa de fundo de um molde de fundição permanente, para a fundição de um cabeçote do cilindro em vista de cima;

Figura 2 o corpo de coquilha em um corte ao longo da li- nha de corte A - A marcado na Figura 1. O corpo de coquilha 1 serve como placa de fundo de uma coqui- lha de fundição executada como molde de fundição permanente, não repre- sentada em detalhes, que envolve um espaço oco de molde H que reproduz a respectiva parte fundida. O corpo de coquilha 1, como os outros corpos de coquilha da coquilha de fundição não mostrados aqui, é fabricado de um aço de ferramenta resistente ao calor, ao qual na lista de ferro e de aço a- lemão está coordenado o número de material 1.2343, e que contém (% em peso) 0,36 - 0,42% C, 0,90 - 1,20% Si, 0,30 - 0,50% Mn, < 0,03% P, < 0,03% S, 4,80 - 5,50% Cr, 1,10 - 1,40% Mo, 0,25 - 0,50% V e como resto ferro e inevitáveis impurezas. Esse aço de ferramenta possui um coeficiente de di- latação térmica, que é, em média de 11,5*10'6 m/(m*K).

Na coquilha de fundição composta do corpo de coquilha de pla- ca de fundo 1 em conjunto com outros corpos de coquilha, não representa- dos aqui, que formam as paredes laterais e uma tampa, são fundidos cabe- çotes do cilindro para motores de combustão interna. Nos cabeçotes do ci- lindro, neste caso, é moldado um número de câmaras de combustão corres- pondente ao número de cilindros do respectivo motor de combustão interna, com assentos da válvula para respectivamente duas válvulas de entrada e duas válvulas de saída. Para essa finalidade, no corpo de coquilha 1 está colocado, respectivamente, em uma recepção 3, um número de peças de inserção do molde de fundição 2 correspondente ao número de cilindros do respectivo motor de combustão interna.

Cada uma das peças de inserção do molde de fundição 2 exe- cutada em peça única apresenta um corpo de base 2a cilíndrico, que em seu lado coordenado ao espaço oco de molde H suporta uma superfície 2b plana em sua seção da circunferência de formato anular, e curvada em sua seção central na direção do espaço oco de molde H, da qual se sobressaem os elementos de molde 2c, 2d, 2e, 2f que reproduzem aos pares os assen- tos da válvula de entrada e de saída. Partindo da seção da circunferência plana da superfície 2b, no corpo de base 2a está moldado um colar de apoio 2h, que se sobressai na direção radial em relação à superfície de circunfe- rência 2g do corpo de base 2a que circula em torno do corpo de base 2a e cuja superfície 2i coordenada ao espaço oco de molde H está conectada sem graduação à seção da circunferência plana da superfície 2b do corpo de base 2a. A altura hs do colar de apoio 2h é cerca de 22% da altura hg do corpo de base 2a. Na área do fundo 2j do corpo de base 2a da peça de in- serção do molde de fundição 2 que fica oposta à superfície 2b estão molda- dos furos cegos com rosca 2k, nos quais podem ser introduzidos parafusos de expansão não mostrados aqui, para a fixação da peça de inserção do molde de fundição 2 a partir de sua recepção 3. A recepção 3 é moldada em formato de pote no corpo de coqui- lha 1, e na área de sua abertura coordenada ao espaço oco de molde H, apresenta um rebaixo 3a contínuo em forma de anel, que passa pelo espaço oco de molde Η. O diâmetro do da abertura limitada pela superfície da cir- cunferência do rebaixo 3a corresponde ao diâmetro externo do colar de a- poio 2h com exceção de uma medida inferior pequena, de tal modo que, no caso da coquilha de fundição fria, o colar de apoio 2h é mantido no rebaixo 3a com ligeiro assento de pressão. Ao mesmo tempo, a profundidade do rebaixo 3a corresponde à altura hs do colar de apoio 2h, de tal modo que, no caso da coquilha de fundição fria, a superfície 2i do colar de apoio 2h é alinhada rente à superfície 1a do corpo de coquilha 1 que limita a recepção 3.

Fora do rebaixo 3a o diâmetro interno di do restante da seção da recepção 3 é maior, em torno de uma medida excedente ds, que o diâ- metro externo do corpo de base 2a da peça de inserção do molde de fundi- ção 2, de tal modo que, no caso da coquilha de fundição fria, o corpo de base 2a está assentado com jogo na recepção 3 na direção da circunferên- cia. Do mesmo modo, a profundidade da recepção 3 é maior em torno de uma medida excedente tg que a altura hg o corpo de base 2a de tal modo que, também entre a área do fundo 2j e o fundo 3b da recepção, no caso da coquilha de fundição fria, é formado um espaço de ar 3c livre.

As peças de inserção do molde de fundição 2 inseridas na co- quilha de fundição são constituídas até 95% em peso de Cu. Ao lado das impurezas inevitáveis condicionadas à fabricação, o material de Cu pode apresentar outros componentes, de forma conhecida, que são adicionados a ele para o aperfeiçoamento de determinadas propriedades. As peças de inserção do molde de fundição 2 fabricadas do material de Cu composto desse modo possuem no meio um coeficiente de dilatação térmica de 18*10' 6 m/(m*K).

De modo correspondente, as peças de inserção da câmara de combustão 2 de dilatam além de sua altura e largura durante um aqueci- mento visivelmente mais forte que o corpo de coquilha 1 fabricado do mate- rial de aço 1.2343. Neste caso, todavia, a cota da dilatação da peça de in- serção do molde de fundição 2 que ocorre durante o aquecimento através da altura da peça de inserção do molde de fundição na direção do espaço oco de molde H, que atua sobre a posição da superfície 2b equipada com os elementos de molde 2c - 2f é pequena, uma vez que uma mudança de posição da superfície 2b entra somente proporcional à altura hs do colar de apoio 2h. A parte essencial da dilatação na direção da altura da peça de inserção do molde de fundição 2 é absorvida pelo espaço de ar 3b formado abaixo do corpo de base 2a na recepção 3. De forma correspondente, a di- latação do corpo de base 2a na direção da largura radial é absorvida pelo jogo exixtente, no caso da coquilha de fundição fria, entre a parede da cir- cunferência interna da recepção 3, e a superfície da circunferência externa 2g do corpo de base 2a. Dessa forma é assegurado que, a dilatação do cor- po de base 2a não é impedido na recepção 3.

Claims (17)

1. Molde de fundição permanente para a fundição de peças fun- didas, em particular, de cabeçotes de cilindro, de uma fusão de metal, em particular, de uma fusão de metal leve, compreendendo, - pelo menos um corpo de coquilha (1), que envolve um espaço oco de molde (H), pelo menos, parcialmente, que reproduz a peça fundida a ser fundida e em cuja parede que limita o espaço oco de molde (H) está moldada uma recepção (3), - uma peça de inserção do molde de fundição (2), que apresenta um lado superior (2b) coordenado ao espaço oco de molde (H) envolvido pelo respectivo molde de fundição permanente, que apresenta um corpo de base (2a) que, no caso do molde de fundição frio, assenta com jogo na re- cepção (3), caracterizado pelo fato de que inclui, - um rebaixo (3a) que passa pelo espaço oco de molde (H), - um colar de apoio (2h), que se estende através de uma fração (hs) da altura (hg) do corpo de base (2a) da peça de inserção do molde de fundição (2), e está assentado com fecho devido à forma no rebaixo (3a) da recepção (3), e - a altura total (hg) do colar de apoio (2h) e do corpo de base (2a) ser menor que a profundidade da recepção (3), em torno de uma medi- da inferior (tg), que é, pelo menos, igual à medida de altura, em torno da qual o corpo de base (2a) se dilata durante a fundição, em conseqüência de seu aquecimento na direção da altura que surge devido ao contato com a fusão de metal, de tal modo que, no caso do molde de fundição frio, entre o fundo da recepção (3) e o lado (2j), coordenado a ela, da peça de inserção do molde de fundição (2) existe um intervalo (tg).

2. Molde de fundição permanente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, o colar de apoio (2h) está assentado isen- to de jogo no rebaixo (3a) da recepção (3).

3. Molde de fundição permanente de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, o colar de apoio (2h) sai do lado su- perior (2b) coordenado ao espaço oco de molde (H) da peça de inserção do molde de fundição (2).

4. Molde de fundição permanente de acordo com uma das rei- vindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que, a altura (hs) do colar de apoio (2h) é, no máximo, 30% da altura (hg) do corpo de base (2a).

5. Molde de fundição permanente de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que, a altura (hs) do colar de apoio (2h) é, no máximo, 15%, em particular, no máximo, 10% da altura (hg) do corpo de base (2a).

6. Molde de fundição permanente de acordo com uma das rei- vindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que, a medida inferior (ds) da seção transversal do corpo de base (2a) em relação à seção transversal da recepção (3), pelo menos, é igual à dilatação que surge em conseqüência do aquecimento da peça de inserção do molde de fundição (2) no contato com a fusão de metal na direção da largura do corpo de base (2a).

7. Molde de fundição permanente de acordo com uma das rei- vindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que, o colar de apoio (2h) pas- sa em volta do corpo de base (2a).

8. Molde de fundição permanente de acordo com uma das rei- vindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que, a peça de inserção do molde de fundição (2) é fabricada de um material, cujo coeficiente de dilata- ção térmica se diferencia do material do corpo de coquilha (1).

9. Molde de fundição permanente de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que, a peça de inserção do molde de fundição (2) apresenta um coeficiente de dilatação térmica maior que o material do corpo de coquilha (1).

10. Molde de fundição permanente de acordo com uma das rei- vindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que, o corpo de coquilha (1) é fabricado de um material de aço.

11. Molde de fundição permanente de acordo com uma das rei- vindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que, o coeficiente de dilata- ção térmica, do qual o corpo de coquilha (1) é fabricado, é 10*10'6 m/(m*K) até 14*10'6 m/(m*K), particularmente 11*10'6 m/(m*K) até 12*10'6 m/(m*K).

12. Peça de inserção do molde de fundição, em particular, peça de inserção da câmara de combustão, para um molde de fundição perma- nente como definido na reivindicação 1, para a fundição de peças de fundi- ção de uma fusão de metal, em particular, de uma fusão de metal leve, com um corpo de base (2a) e um lado superior (2b), que com a peça de inserção do molde de fundição (2) inserida no molde de fundição permanente, está coordenado ao espaço oco de molde (H) limitado pelo molde de fundição permanente, que reproduz a peça fundida a ser fabricada, caracterizada por um colar de apoio (2h) que se sobressai em rela- ção ao corpo de base (2a), cuja altura (hs) é menor que a altura (hg) da pe- ça de inserção do molde de fundição (2a).

13. Peça de inserção do molde de fundição de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que, o colar de apoio (2h) sai da superfície (2b) coordenada ao espaço oco de molde (H) do molde de fundição permanente.

14. Peça de inserção do molde de fundição de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizada pelo fato de que, ela é fabricada de uma liga baseada em Cu, Ni ou Be.

15. Peça de inserção do molde de fundição de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que, ela é constituída de 90% até 98% de Cu, Ni ou Be.

16.

Peça de inserção do molde de fundição de acordo com uma das reivindicações 12 a 15, caracterizada pelo fato de que, seu coeficiente de dilatação térmica é 17,0*10'6 m/ (m*K) até 18,5*10'6 m/ (m*K), em particu- lar, 17,5*10'6 m/ (m*K) até 18,0*10'6 m/ (m*K).