CS213829B1

CS213829B1 - Metallic mould with rotary intake port for centrifugal casting of metal pieces

Info

Publication number: CS213829B1
Application number: CS799301A
Authority: CS
Inventors: Rudolf Kudrna; Jan Kanak
Original assignee: Rudolf Kudrna; Jan Kanak
Priority date: 1980-06-26
Filing date: 1980-06-26
Publication date: 1982-04-09

Description

Vynález se týká kovové formy pro odstředivé lití kovových těles s rotačním otvorem, zejména bandéží hutních válců, vložek válců motorů a různých polotovarů s otvorem válcového tvaru.The invention relates to a metal mold for centrifugal casting of metal bodies with a rotary orifice, in particular a bandage of metallurgical cylinders, cylinder liners and various semi-finished products with a cylindrical orifice.

Známé kovové formy pro odstředivé odléváni se obvykle skládají z vlastní válcové formy a dvou kovových vík, která ohraničují délku odlitku a jedno z nich současně svým středovým otvorem umožňuje odlévání kovu za rotace celé formy. Povrch kovové formy bývá chráněn různými nástřiky, které uspokojivě chrání válcovou část formy, avšak nedostatečně chrání čela obou kovových vík, která proto musí být intenzivněji chráněna proti přitavení. Zejména při lití kovů s vysokou licí teplotou jako jsou slitiny železa, dochází při lití k netavení kovových vík a jejich poškození, čehož následkem je znesnadněné vyjímání odlitku v teplém stavu, jak odpovídající technologie lití často vyžaduje. Hlavním nedostatkem však je, ža přitavení kovového víka zabraňuje volnému smršťování tuhnoucího a chladnoucího odlitku. To pak způsobuje vznik trhlin v odlitku a jeho znehodnocení.Known metal molds for centrifugal casting usually consist of a cylindrical mold itself and two metal lids which limit the length of the casting and one of them simultaneously, through its central opening, allows metal casting while the entire mold is rotating. The surface of the metal mold is protected by various coatings which satisfactorily protect the cylindrical portion of the mold but do not sufficiently protect the faces of the two metal lids, which must therefore be more intensively protected from fusing. Particularly when casting high-temperature metals such as iron alloys, casting does not melt the metal lids and damage them, making it difficult to remove the cast in a warm state, as appropriate casting technology often requires. The main drawback, however, is that the melting of the metal lid prevents the shrinkage of the solidifying and cooling cast. This in turn causes cracks in the casting and deteriorates.

Jedním ze způsobů ochrany těchto vík je opatření choulostivé části žáruvzdorným materiálem, avšak ani tak nelze zaručit, že odlitek se nepřitaví k víku. Mimoto se tato žáruvzdorná čáat musí po každém lití opravovat a někdy 8β natolik poškodí, že je nutné zhotovit novou, což znemožňuje žádoucí kontinuitu odlévání.One way to protect these lids is to provide the delicate part with a refractory material, but even so, it cannot be guaranteed that the casting will not melt to the lid. In addition, this refractory time has to be repaired after each casting and sometimes 8β is so damaged that it is necessary to make a new one, which prevents the desired casting continuity.

Uvedené nedostatky odstraňuje kovová forma pro odstředivé lití kovových těles s ro213 829These deficiencies are eliminated by the metal mold for centrifugal casting of metal bodies with ro 823 829

213 829 tačním otvorem, skládající se z válce, licího předního víka a zadního víka, která mají na svých vnitřních stranách ochranné kovové dieky se soustřednými otvory, kde průměr alespoň jednoho z těchto ochranných kovových disků je o 1 až 20 % menSÍ než licí průměr kovové formy, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi spojovacími členy vík a ochranných kovových disků je přítlačná podložka a ochranný kovový disk zadního víka je k němu připojen svorníkem, procházejícím otvorem zadního víka i ochranného kovového disku s hlavou na přítlačné podložce, která překrývá otvor v tomto ochranném kovovém disku na straně přivrácené k vnitřku kovové formy a je vyrobena z lehce deformovatelného materiálu oproti hmotě ochranného kovového disku nebo má teplotu tání min. o 50 °C nižší než je teplota tavení odlévaného kovu nebo je ochranný kovový disk k licímu přednímu víku připojen šrouby, procházejícími tělesem tohoto ochranného kovového disku i licího předního víka, s přítlačnými podložkami na straně ochranného kovového disku, přivrácené k vnitřku kovové formy, vhodně vyrobenými z nízkotavitelné slitiny s teplotou tání min. o 50'% nižší než je teplota tavení odlévaného kovu.213 829 through an opening, consisting of a cylinder, a casting front cover and a rear cover, having internal metal protective holes with concentric holes, the diameter of at least one of these protective metal disks being 1 to 20% smaller than the metal casting diameter A mold according to the invention, characterized in that there is a thrust washer between the connecting members of the lids and the protective metal discs and the protective metal disc of the rear lid is connected thereto by a bolt passing through the opening of the rear lid and the protective metal disc with the head on the pressure pad. it overlaps the opening in the protective metal disc on the side facing the inside of the metal mold and is made of a slightly deformable material relative to the protective metal disc mass or has a melting point of min. 50 ° C lower than the melting temperature of the cast metal or the protective metal disc is attached to the casting front cover by screws passing through the protective metal disc body and the casting front cover with thrust pads on the side of the protective metal disc facing the inside of the metal mold, made of low-melting alloy with melting point min. 50% lower than the melting temperature of the cast metal.

Výhodou řešeni kovové formy podle vynálezu je odstraněni nebezpečí přitavení kovového odlitku k vlkům a zejména umožní volné smršťování v podélné ose kovového odlitku při tuhnutí a ochlazování. Dále je umožněno vyjmutí kovového odlitku už při teplotách odpovídajících nadeutektoidnímu bodu, čímž se zkvalitní výroba a zároveň zkrátí doba setrvání odlitku v kovové formě.An advantage of the solution of the metal mold according to the invention is to eliminate the danger of the metal casting being attached to the wolves and in particular to allow free shrinkage along the longitudinal axis of the metal casting during solidification and cooling. Furthermore, it is possible to remove the metal casting even at temperatures corresponding to the nadeutectoid point, thereby improving production and at the same time reducing the casting residence time in the metal mold.

Příkladná provedení kovové formy podle vynálezu jsou vysvětlena za pomoci výkresu, kde obr. 1 představuje kovovou formu v podélném řezu, obr. 2 tutéž formu, avěak s odlišným provedením jednoho z ochranných kovových disků. Těleso 1 kovové formy je zakončeno předním licím víkem_2 a zadním víkem_3. Víka 2, 3 jsou na vnitřní straně opatřena ochrannými kovovými disky, a to ochranným kovovým diekem 5, předního licího víka 2 a ochranným kovovým diskem 4 zadního víka 3, které jsou před litím pevně připojeny k víkům 2, 3.Exemplary embodiments of the metal mold of the invention are explained with reference to the drawing, wherein Fig. 1 represents the metal mold in longitudinal section; Fig. 2 shows the same mold but with a different embodiment of one of the protective metal disks. The metal mold body 1 is terminated by a front casting lid 2 and a rear lid 3. The lids 2, 3 are provided on the inside with protective metal discs, namely a protective metal plate 5, a front casting lid 2 and a protective metal disc 4 of the rear lid 3, which are firmly attached to the lids 2, 3 before casting.

V provedení podle obr. 1 je ochranný kovový disk 5 předního licího víka 2 zapuštěn v tělese 1 kovové formy a opatřen středovým otvorem soustředným s otvorem předního licího víka JÍ. Ochranný kovový diskj4 zadního víka _3 je k němu připojen svorníkem 11 přes přítlačnou podložku_6 překrývající otvor ochranného kovového disku 4 zadního víka 3. Přítlačná podložka_6 je z hliníkového nebo ocelového plechu a je provedena jako tenkostenná, aby její pevnost v ohybu byla malá ve srovnání se silou vyvozenou axiálním smršťováním kovového odlitku_7 nebo může být zhotovena.z materiálu o teplotě tání nižší, min. o 50 °C než je teplota tavení odlévaného kovu. Ochranný kovový disk 4 zadního víka 3 je menšího průměru A' nežlicí průměr A kovové formy o 1 až 20 %. Tloušťka ochranného kovového disku ss volí podle tloušťky odlitku. Například pro litinové odlitky o tloušťce stěny 80 mm, o hmotnosti 0,5 t, se osvědčily ochranné kovové disky o tloušťce 5 mm. Ochranný kovový disk 4 zadního víka 3 i óáhranný kovový disk 5 předního licího víka 2 mohou být po jedné nebo po obou stra nách opatřeny žáruvzdorným nástřikem.In the embodiment of FIG. 1, the protective metal disc 5 of the front casting lid 2 is embedded in the metal mold body 1 and has a central opening concentric to the opening of the front casting lid 11. The protective metal disc 14 of the rear lid 3 is connected thereto by a bolt 11 over a thrust pad 6 overlapping the opening of the protective metal disc 4 of the rear lid 3. The thrust pad 6 is made of aluminum or steel sheet and is thin-walled so that its bending strength is small compared to force caused by axial shrinkage of the metal casting 7 or can be made of a material with a melting point lower, min. 50 ° C than the melting temperature of the cast metal. The protective metal disc 4 of the rear lid 3 is of a smaller diameter A 'than the diameter A of the metal mold by 1 to 20%. The thickness of the DC protective metal disc is chosen according to the thickness of the casting. For example, cast iron castings with a wall thickness of 80 mm and a weight of 0.5 t have proven to be protective metal discs of 5 mm thickness. The protective metal disc 4 of the rear cover 3 as well as the protective metal disc 5 of the front casting lid 2 can be provided with a heat-resistant coating on one or both sides.

Volný prostor mezi zmenšeným ochranným kovovým diskem 4 zadního vlka 3 a tělesem 1 kovové fermy se ihned na počátku, liti zalije odlévaným kovem, který pak brání narůstáni ochranného kovového disku _4_zadního víka 3 na větší průměr v důsledku jeho-ohřevu tekutýmThe free space between the reduced protective metal disc 4 of the rear wolf 3 and the metal fermal body 1 is immediately poured with cast metal, which then prevents the protective metal disc 4 of the rear lid 3 from growing to a larger diameter due to its heating by liquid

213 829 kovem. Vnitřní povrch ochranného kovového disku 4 zadního víka i ochranného kovového disku 5 licího předního víka se litou taveninou nataví a ochranné kovové disky se stanou nedílnou součásti odlitku 7. Jelikož se ochranné kovové disky vyrábějí z obyčejné nízkouhlíkaté oceli, umožní to snadné obrábění čel odlitků. Teplo potřebné k ohřátí a natavení obou ochranných kovových disků 4 a 5 je odebráno tavenině odlitku, která se pak ochladí a , není pak schopna netavit ještě víka 2 a 3, která mohou být na vnitřní straně opatřena žáruvzdorným nástřikem.. Plechová přítlačná podložka 6 se přitažením svorníku 11 částečně vtlačí do otvoru ochranného kovového disku 4 zadního víka 3. Sálavým teplem vlité taveniny se přítlační podložka 6' ohřeje na vysokou teplotu, čímž se sníží její již tak malá pevnost v ohybu nebo se dokonce roztaví, což umožní podélné smrštění odlitku 7 s přitaveným ochranným kovovým diskem 4 zadního víka 3 směrem k ochrannému kovovému disku 5 předního licího víka 2· Deformací nebo roztavením přítlačné podložkyse zruší pevné spojení ochranného kovového disku 4 se zadním víkem 3.213 829 metal. The inner surface of the protective metal disc 4 of the back cover and the protective metal disc 5 of the cast front melt is melted and the protective metal discs become integral parts of the casting 7. Since the protective metal discs are made of ordinary low carbon steel, this makes machining of the casting faces easy. The heat required to heat and melt the two protective metal disks 4 and 5 is removed from the casting melt, which is then cooled and is then unable to melt the lids 2 and 3, which may be provided with a heat-resistant coating on the inside. by pressing the bolt 11, it partially presses into the opening of the protective metal disc 4 of the back cover 3. By means of the radiant heat of the cast melt, the thrust washer 6 'is heated to a high temperature. with the fused protective metal disc 4 of the rear lid 3 towards the protective metal disc 5 of the front casting lid 2 · By deforming or melting the thrust pad, the firm connection of the protective metal disc 4 to the rear lid 3 is removed.

Je-li třeba odlévat dlouhé odlitky, kde by volné podélné smršťování odlitku pouze z jedné jeho strany nebylo dostatečné, je třeba, aby oba ochranné kovové disky a 5 byly menšího rozměru A.' než licí průměr A kovové formy.If it is necessary to cast long castings where the free longitudinal shrinkage of the casting from only one side thereof would not be sufficient, both the protective metal discs and 5 should be of smaller size A. than the casting diameter A of the metal mold.

Tomuto požadavku vyhovuje provedení podle obr. 2. Ochranný kovový disk 5 předního licího víka 2 se středovým otvorem 10, je k němu upevněn dvěma šrouby 8 s přítlačnými podložkami) _9. Buá přítlačné podložky 9 nebo šrouby 8 jsou z materiálu o teplotě tání nižší min. o 50 °C než je teplota tavení odlévaného kovu, například ze zinkových nebo hliníkových slitin, které se sálavým teplem odlévaná taveniny buá roztaví nebo se značně sníží jejich pevnost v tahu a ohybu a tím uvolní pevné spojení ochranného kovového disku 5 s předním licím víkem 2. Tak se může odlitek 7 už v kovové formě smršťovat podélně z obou stran při tuhnutí a chladnutí. Odšroubováním matic šroubů 8,se po zastavení licího stroje volně odejme přední licí víko 2 a je možné vyjmout odlitek 7 z formy.The design according to FIG. 2 satisfies this requirement. The protective metal disc 5 of the front casting lid 2 with the central opening 10 is fastened to it by two screws 8 with thrust washers 9. Either the thrust pads 9 or the screws 8 are made of a material with a melting point lower than min. by 50 ° C than the melting temperature of the cast metal, for example of zinc or aluminum alloys, which either melts with the radiant heat of the cast melt or significantly reduces its tensile and bending strength, thereby releasing a firm bond of the protective metal disc 5 to the front casting lid 2 Thus, the casting 7 can already shrink longitudinally on both sides during solidification and cooling in metallic form. By unscrewing the screw nuts 8, after stopping the casting machine, the front casting lid 2 is freely removed and it is possible to remove the casting 7 from the mold.

Je-li tedy zajištěno, že odlitek nenataví žádnou součást kovové formy, tedy ani víka, která jeou taveninou nejvíc napadena, může se odlitek celou dobu volně smrštovat a lze jej brzy vyjmout, i když ještě není vychladlý, a kovová forma se uvolni pro další proces.Thus, if it is ensured that the casting does not melt any part of the metal mold, that is, even the lid most attacked by the melt, the casting can shrink all the time and can be removed soon, even if it is not yet cooled, and released. process.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A metal mold for centrifugal casting of metal bodies having a rotary orifice, consisting of a cylinder, a casting front cover and a rear cover having protective metal disks with concentric holes on their inside, wherein the diameter of at least one of these protective metal disks is 1 up to 20% smaller than the casting diameter of the metal mold, characterized in that there is a thrust washer (6, 9) between the connecting members of the lids (2, 3) and the protective metal disks (4, 5).

Metal mold according to claim 1, characterized in that the protective metal disc (4) of the rear cover (3) is connected thereto by a bolt (11) passing through the opening of the rear cover (3) and the protective metal disc (4) a washer (6) which overlaps the opening in the protective metal disc (4) on the side facing the inside of the metal mold and is made of a slightly deformable material relative to the protective metal disc mass (4) or has a melting point at least 50 ° C than the melting temperature of the cast metal.

Metal mold according to claim 1, characterized in that the protective metal disc (5) of the casting front cover (2) is connected thereto by screws (8) passing through the body of the protective metal disc (5) and the casting front cover (2), and the thrust washers (9) on the side of the protective metal disc (5) facing the interior of the metal mold.

4. Metal mold according to claim 1, characterized in that the tubes (8) are made of a low-melting alloy with a melting point at least 50 DEG C. lower than the melting point of the cast metal.