CS211501B1

CS211501B1 - Protective atmosphere for cast mold castings

Info

Publication number: CS211501B1
Application number: CS576074A
Authority: CS
Inventors: Bedrich Kust; Jiri Polivka; Zdenek Hamata; Vaclav Lorenc
Original assignee: Bedrich Kust; Jiri Polivka; Zdenek Hamata; Vaclav Lorenc
Priority date: 1976-02-04
Filing date: 1976-02-04
Publication date: 1982-02-26

Abstract

Vynález se týká oboru přesného lití do skořepinových forem, vytvořených metodou vytavitelného modelu. ReSí problém dosažení jakostního ner oduhličeného povrchu odlitku s velkou rozměrovou přesností, a to ochrannou atmosférou, jejíž složení podle vynálezu je následující: 40 až 57 % vodíku, 26 až 43 % metanu, 8 % kysličníku uhelnatého, 3 až 5 % dusíku, 4 až 6 % ostatních uhlovodíků a stopových plynů.The invention relates to the field of precision casting in shell molds created by the method of a fusible pattern. It solves the problem of achieving a high-quality non-decarburized surface of a casting with high dimensional accuracy, namely by a protective atmosphere, the composition of which according to the invention is as follows: 40 to 57% hydrogen, 26 to 43% methane, 8% carbon monoxide, 3 to 5% nitrogen, 4 to 6% other hydrocarbons and trace gases.

Description

Vynález se týká ochranné atmosféry pro výrobu odlitků litých do skořepinových forem, zamezující styku povrchu odlitku se vzdušným kyslíkem, která zároveň upravuje obsah uhlíku v povrchové vrstvě odlitku.The present invention relates to a protective atmosphere for the production of shell-molded castings, preventing contact of the casting surface with atmospheric oxygen, which also modifies the carbon content of the casting surface layer.

Je známo odlévání kovů do skořepinových forem zamezující vzniku povrchového okysličení a oduhliěení odlitku, které spočívá v odlévání ve vakuu. Toto odlévání však vyžaduje velmi složitého zařízení, které je značně nákladné a není vhodné pro hromadnou výrobu odlitků.It is known to cast metals into shell molds to prevent surface oxidation and decarburization of the casting by vacuum casting. However, this casting requires a very complex device, which is very expensive and not suitable for mass production of castings.

Zamezení přístupu vzdušného kyslíku k povrchu odlitků se proto také řešilo vytvořením ochranné atmosféry na basi chloru a to uvnitř dutiny skořepinové, příp. pískové formy. Hlavní nedostatek tohoto řešení spočívá v tom, že používaná atmosféra má toxicitní a dusivý charakter a že při vlévání tekutého kovu do dutiny formy je ochranná atmosféra obsažená v této dutině protlačována touto formou do ovzduší. V pórech skořepinové formy sice zůstane určité malé množství této ochranné atmosféry, které však není schopno zabránit styku povrchu litého kovu se vzdušným kyslíkem obklopujícím formu a dochází k zhoršení jakosti povrchu odlitku.Preventing access of atmospheric oxygen to the surface of the castings was therefore also solved by creating a protective atmosphere based on chlorine inside the shell cavity, resp. sand forms. The main drawback of this solution is that the atmosphere used is toxic and suffocating and that when liquid metal is introduced into the mold cavity, the protective atmosphere contained therein is forced through the mold into the atmosphere. While some small amount of this protective atmosphere remains in the pores of the shell mold, it is unable to prevent the cast metal surface from contacting the atmospheric oxygen surrounding the mold and deteriorates the quality of the cast surface.

Cílem vynálezu je odstranit výše uvedené nedostatky.It is an object of the invention to overcome the above drawbacks.

Úkolem vynálezu je vytvořit takovou ochrannou atmosféru, pro výrobu odlitků litých do skořepinových forem, která by zvyšovala jakost jejich povrchu a celkovou rozměrovou přesnost odlitků.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a protective atmosphere for the manufacture of castings cast into shell molds which would increase the surface quality and overall dimensional accuracy of the castings.

Úkol je vyřešen ochrannou atmosférou podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že obsahuje 40 až 57 % vodíku, 26 až 43 % metanu, 8 % kysličníku uhelnatého, 3 až 5 % dusíku a 4 až 6 % ostatních uhlovodíků a stopových plynů.The object is achieved by a protective atmosphere according to the invention comprising 40 to 57% hydrogen, 26 to 43% methane, 8% carbon monoxide, 3 to 5% nitrogen and 4 to 6% other hydrocarbons and trace gases.

Další výhody ochranné atmosféry podl-e vynálezu vyplývají z následujícího popisu:Further advantages of the protective atmosphere according to the invention result from the following description:

Ochranná atmosféra podle vynálezu umožňuje vyrábět odlitky s dokonalým povrchem o vysoké rozměrové přesnosti a přitom je hygienicky nezávadná.The protective atmosphere according to the invention makes it possible to produce castings with perfect surface with high dimensional accuracy while being hygienically safe.

Nanášením vrstev keramické hmoty na modelovou soustavu, vyrobenou např. z vytavitelných látek, se vytvoří skořepinová forma požadované pevnosti a tloušlky. Podle potřeby může být skořepinová forma při zhotovování alespoň z části nauhličena, např. koloidním grafitem. Po odstranění modelové hmoty, např. vytavením v parním autoklávu, vzniknou dutiny, které svým tvarem odpovídají tvaru vyráběného odlitku. Tato skořepinová forma se pak vloží do žíhací pece, kde je žíhána na teplotu danou druhem použitého keramického materiálu. Zároveň je tato skořepinová forma podle potřeby nauhličena některým o sobě známým způsobem, např. nedokonalým spalováním propan-butanu. Toto nauhličení je také možno provést v průběhu vlévání tekutého kovu do zmíněné formy. Před vlastním litím kovu do skořepinové formy se tato obklopí ochrannou atmosférou,” vytvůřenou spalováním paliv.By applying layers of ceramic mass to a pattern system, made, for example, of fusible materials, a shell form of desired strength and thickness is formed. If desired, the shell mold can be at least partially carburized, for example colloidal graphite. After removal of the model mass, eg by smelting in a steam autoclave, cavities are formed which correspond to the shape of the casting produced. The shell mold is then placed in an annealing furnace where it is annealed to a temperature given by the type of ceramic material used. At the same time, the shell form is carburized according to need in a manner known per se, e.g. by incomplete combustion of propane-butane. This carburization can also be carried out during the pouring of the liquid metal into the mold. Before the metal is poured into the shell mold, it is surrounded by a protective atmosphere created by the combustion of fuels.

//

Složeni této ochranné atmosféry vyplývá z následujících příkladů:The composition of this protective atmosphere results from the following examples:

Příklad 1 % vodíku % metanu % kysličníku uhelnatého % dusíku % ostatních uhlovodíků, stopových plynů, kysličníku uhličitého a siřičitého.Example 1% hydrogen% methane% carbon monoxide% nitrogen% other hydrocarbons, trace gases, carbon dioxide and sulfur.

P ř í k 1 a d 2 % vodíku % metanu '211501 % kysličníku uhelnatého % dusíku « o‘statnich uhlovodíků, stopových plynů, kysličníku uhličitého a siřičitého.Example 2% hydrogen% methane 211501% carbon monoxide% nitrogen other hydrocarbons, trace gases, carbon dioxide and sulfur dioxide.

Příklad 3 % vodíku % metanu , % kysličníku uhelnatého . \ .Example 3% hydrogen% methane,% carbon monoxide. \

« dusíku % ostatních uhlovodíků, stopových plynů, kysličníku uhličitého a siřičitého.«Nitrogen% of other hydrocarbons, trace gases, carbon dioxide and sulfur dioxide.

Různým stupněm dokonalosti spalováním je možno dosáhnout toho, že takto vzniklá atmosféra zabraňuje buň okysličení povrchu odlitku nebo napomáhá nauhličení povrchu tohoto odlitku. V této ochranné atmosféře se do skořepinové formy vleje kov. Skořepinová forma zůstane vystavena působení ochranné atmosféry během zchladnutí -odlévaného kovu z licí teploty na teplotu 1 000 až 100 °C,· což je závislé na druhu použitého odlévaného kovu. Získá ní odlitků povrchově neokyšličených s různým obsahem uhlíku v povrchové vrstvě závisí na stupni zamezení*přístupu vzduchu, nebo vyvoláni redukčního působení na povrch odlitku.By varying degrees of perfection by combustion, it can be achieved that the atmosphere thus formed prevents the cell from oxygenating the surface of the casting or helps to carbonize the surface of the casting. In this protective atmosphere, metal is poured into the shell mold. The shell mold remains exposed to the protective atmosphere while the cast metal is cooled from the casting temperature to 1000 to 100 ° C, depending on the type of cast metal used. Obtaining non-oxygenated castings with different carbon contents in the surface layer depends on the degree of air entrapment or reducing effect on the casting surface.

.*. *

Proto je možno podle stupně žádaného účinku, tj. jakosti povrchu odlitku s ohledem na okysličení a oduhličení povrchové vrstvy, vypustit nauhličování skořepinové formy a zavádění ochranné atmosféry kolem skořepinové formy provádět až během vlévání tekutého kovu do zmíněné formy, nebo těsně po něm. Skořepinová forma je touto ochrannou atmosférou obklopena v průběhu chladnutí kovu z licí teploty až na teplotu 1 000 až 100 °C podle druhu odlévaného kovu.Accordingly, depending on the degree of effect desired, i.e. the quality of the casting surface with respect to oxidation and decarburization of the surface layer, the carburization of the shell mold and the introduction of the protective atmosphere around the shell mold can be omitted only during or shortly after the liquid metal. The shell mold is surrounded by this protective atmosphere during cooling of the metal from the casting temperature to a temperature of 1000 to 100 ° C depending on the type of metal to be cast.

Tímto způsobem výroby odlitků lze dosáhnout vysoké jakosti povrchu odlitku bez oduhličené vrstvy, vysoké rozměrné přesnosti dokonale kopírující detaily povrchu licí formy bez použití vakuové techniky. Ochranná atmosféra je z.hlediska hygieny práce přijatelná a navíc lze tak vyrábět odlitky povrchově nauhličené.With this method of casting production it is possible to achieve high quality of cast surface without decarburized layer, high dimensional accuracy perfectly copying details of casting surface without using vacuum technology. The protective atmosphere is acceptable from the point of view of work hygiene and it is also possible to produce surface-carburized castings.

Claims

Protective atmosphere for the production of shell molded castings, preventing the casting surface from contacting with air oxygen, characterized in that it contains 40 to 57% hydrogen,

26 to 43% methane, 8% carbon monoxide, 3 to 5% nitrogen, 4 to 6% other hydrocarbons and trace gases.