CZ244694A3 - Process for producing castings cast as a single-part product with non-homogeneous graphite structure - Google Patents
Process for producing castings cast as a single-part product with non-homogeneous graphite structure Download PDFInfo
- Publication number
- CZ244694A3 CZ244694A3 CZ942446A CZ244694A CZ244694A3 CZ 244694 A3 CZ244694 A3 CZ 244694A3 CZ 942446 A CZ942446 A CZ 942446A CZ 244694 A CZ244694 A CZ 244694A CZ 244694 A3 CZ244694 A3 CZ 244694A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- graphite
- flywheel
- vermicular
- parts
- casting
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 71
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 58
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 16
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 8
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 2
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 16
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910001126 Compacted graphite iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000024121 nodulation Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
- F16F15/131—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
- F16F15/13142—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses characterised by the method of assembly, production or treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/20—Measures not previously mentioned for influencing the grain structure or texture; Selection of compositions therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby odlitých výrobků, jež jsou odlity jako. jednodílný odlitek a jež mají '.řízené nehomogenní strukturu grafitu. Podle tohoto vynálezu výrobky mohou být odlity -tak,-že se získá např. vermikulární (červovitá) struktura grafitu v některých částech výrobku a nodulárni (kuličkovitá) struktura grafitu v jiných jeho částech, čímž se propůjčí rozdílné vlastnosti různým částem zmíněného výrobku.
Litina se zhutnělým grafitem nebo litina s vermikulární strukturou grafitu jsou přechodové formy mezi šedou litinou, jež má vločkovou strukturu grafitu, a tvárnou litinou, 'jež má nodulárni strukturu- grafitu.
Litina se zhutnělým grafitem má žádoucí a jedinečné vlastnosti, které, zahrnují dobré mechanické a fyzikální vlastnosti a dobrou obrobitelnost, což činí tento materiál vysoce vhodným pro řadu mechanických dílů při konstrukci strojů. Toto zahrnuje konstrukci strojů vyráběných ve velkých počtech, hlavně motorů a např. čerpadel zejména pro motorová vozidla. Materiály, na něž jsou kladeny vysoké požadavky a jež závisí na železe, a způsoby obrábění se běžně nepoužívají pro speciální výrobky, jako jsou např. letecké hřídele, a· pokud jsou kladeny mimořádné vysoké požadavky na výrobky', zhotovení téchto výrobků nepatří do rozsahu tohoto vynálezu.
Dosavadní stav techniky
Litina se zhutnělým grafitem obsahuje grafit, který se vysrážel ve formé vermikulárního grafitu a který je definován podle ISO/R 945-1969(E) jako grafit - forma III nebo grafit typ IV ve shodě s ASTM A 247. Tato forma grafitu byla prvně popsána v- Anglii (1948) a od té doby se používá k výrobě speciálních dílů v malém rozsahu. Důvodem, pro malý rozsah výroby je to, že není možné, s dostatečnou přesností regulovat vlastnosti a složení tavenin litiny tak, aby s dostatečnou reprodukovatelností byly zaručeny složení a struktura grafitu v. odlitém výrobku.
9450
Vlastnosti “litiny se zhutnělým grafitem leží někde'mezi vlastnostmi šedé litiny a tvarné litiny. Na příklad, modul pružnosti litiny se zhutnělým grafitem je o 30 až 40% vyšší než modul pružnosti šedé litiny, což znamená, že modul pružnosti litiny se zhutnělým grafitem je téměř stejný jako modul pružnosti tvárné litiny. Litina se zhutnělým grafitem má tvárnost vyšší než šedá litina, často více než desetkrát vyšší než šedá litina a má mnohem větší pevnost v tahu, řádově dvakrát větší než šedá litina. Mez únavy litiny se zhutnělým grafitem je o 100% vyšší než mez únavy šedé litiny a je řádově stejná jako mez únavy tvárné litiny. Tepelná vodivost litiny se zhutnělým grafitem je řádové stejná jako tepelná vodivost šedé litiny a mnohem vyšší než tepelná vodivost tvárné litiny.
.......Je proto' jasné, že existují dobré důvody pro použití litiny se zhutnělým grafitem při konstrukci strojů, kde se spojují požadavky na dobrou pevnost a požadavky na vysokou tepelnou vodivost. Kvůli potížím při reprodukovatelném získávání litiny se zhutnělým grafitem nebylo dříve možné vyrábět z litiny odlitky tohoto typu.
Ve WO-A1-89/04224 (PCT/US88/03693) je popsán způsob ovládání radiálního tuhnutí odlitého kola turbiny za . účelem získáni jemnozrné struktury v nábojové části a směrově tuhlou zrnitou strukturu v integrované lolatkové části. Dosáhne se toho zahříváním dílů kolem části formy a chlazením dílů ve formě.,
Je však možné 'stanovit koncentraci nukleačních a modifikačních činidel v tavenině analýzou teplotních dat vztažených k času, jež byla získána prostřednictvím teplotních čidel během tuhnutí vzorků odebraných z příslušné taveniny.1 Toto umožní přesné stanovení způsobu, jímž tavenina ztuhne ve formě, a rovněž umožní úpravu obsahu očkovacích a modifikačních činidel tak, aby odlitku byly. dodány požadované vlastnosti. Viz SE-B-S404579-8 nebo US-A-4,667,725. Podle těchto, patentových popisů, výše uvedené hodnoty se měří pomocí dvou teplotních čindel umístěných v lázni vzorku, v níž je tavenina v termodynamické rovnováze S teplotou nádoby na vzorek na počátku procesu tuhnutí.
Jedno z těchto teplotních čidel je umístěno uprostřed taveniny v nádobě na vzorek, zatímco druhé čidlo je v tavenině v blízkosti stěny nádoby. Během procesu tuhnutí jsou zaznamenávány
50 hodnoty vztahující se k podchlazeni taveniny u stěny nádoby (T*w), spontání vzestup teploty u stěny nádoby (recw), kladný rozdíl mezi teplotou u stěny nádoby a teplotou ve středu nádoby (delta T+) a derivace teploty u stěny nádoby a ve středu nádoby (dT podle d tau při w), při konstantním ekvivalentovém růstu teplot (dT podle d tau při c = 0), s jejichž pomocí a vztažením k známým referenčním hodnotám analogických podmínek odběru vzorků mohou být stanovený přítomnost a'. množství krystalizačních nukleačních činidel a množství modifíkačních činidel struktury a tyto hodnoty mohou být upraveny přídavky k tavenině nebo zavedením doby zdržení tak, aby množství přítomných krystalizačních nukleačních činidel a modifikačních činidel struktury odpovídaly požadovaným množstvím pro dosažení požadované graf itové .struktury v-.odlitém výrobku,
Když množství rozpuštěného aktivního hořčíku a s tím i odpovídající množství dalších činidel modifikujících strukturu, tj. množství těchto prvků přítomných v roztoku, které se tam původně nacházely v tuhé formě ve formě oxidů a sulfidů, dosáhne okolo 0,035% nebo více, po ztuhnutí taveniny grafit se vysráží v nodulární (kuličkové) formě. Jestliže výše zmíněný obsah klesne na hodnotu kolem 0,015%, grafit se vysráží jako vermikulérní grafit, zatímco jestliže výše zmíněný obsah klesne ještě více pod přibližně 0,008%, grafit se vysráží jako vločkový grafit a železo ztuhne jako šedá litina. Z toho je jasné, že při hodnotách ležících mezi 0,010 a 0,025% se vytváří hlavně vermikulární grafit nebo litina se zhutnělým grafitem. Nebylo možné sérioně vyrábět reprodukovatelným způsobem litinu se zhutnělým grafitem podle dosavadního, stay.u před výše-, uvedenými patenty.
Podstata vynálezu
Nehomogenní distribuce krystalů grafitu ve vermikulární a nodulární formě v různých částech jednodílných odlitků z litiny se dosáhne se úpravou složení a fyzikálních vlastností taveniny nebo lokálního nukleačního potenciálu tak, aby v závislosti na době tuhnutí anebo v závislosti na lokálním- nukleačním potenciálu taveniha ztuhla s větším .. podílem krystalů vermikulárního grafitu v těch částech odlitku, v kterých se vyžaduje vermikulární struktura, v těch částech, u kterých se vyžaduje větší podíl
9450
-— ·· l r· m Jo Π J 1 2. o o oř lo A. ow oo —. 4 ^o « * . V*i %o 4 t- X% XJ X^ T ř *i- ř3 - *m —r - ·* V% f* %M, T_. X. £ - .
Mj^caiu J.lULlU±aXII±UW (JtOl X LU |>1 X vu j-fw* v J.UU j xo-iiii - L|?ujL>Wcni HIC I Jí> ± lit podílu krystalů vermikulárního grafitu úpravou místního nukleačního potenciálu je zajištěno, aby bylo teplo odváděno z odlitku během tuhnutí rychleji, bud tím, že odlitek má tenké části nebo vybavením formy prvky absorbujícími teplo.
Přehled obrázků na výkrese
Vynález nyní bude podrobněji popsán s odkazem na příklady provedení a také s odkazem na přiložené výkresy, kde
Obr.l zobrazuje křivky změny struktury krystalů grafitu v závislosti na množství aktivního rozpuštěného hořčíku a na lokálním obohacení nukleačními činidly; různé křivky představuji rozdílné rychlosti chlazení a různé, lokální změny nukleačních činidel.
Obr.2 znázorňuje běžný setrvačník.
Obr.3 znázorňuje setrvačník zkonstruovaný a vyrobený ve shodě s předloženým vynázem.
Příklady provedení vynálezu
Kromě přítomných množství látek modifikujících strukturu (vyjádřených jako procentní množství rozpuštěného hořčíku) mají také velký vliv při vytváření struktury množství nukleačních hodů a převládající rychlost tuhnutí. Je to ukázáno na obr.l, kde spodní křivka .znázorňuje, jak se mění nodularita krystalů grafitu (0% odpovídí úplně vermikulární litině.., zatímco 100% odpovídá úplně nodulární litině, tj. tvárné litině). Když se zvýší počet nukleačních částic anebo rychlost tuhnutí, křivka se posune směrem vzhůru a směrem nalevo ve grafu.
Z toho plyne, jestliže - se lokálně ve formě mění počet nukleačních částic anebo rychlost tuhnutí, mění se struktura odlitého materiálu a tím i jeho vlastnosti. Ve shodě s předloženým vynálezem struktura a tím i vlastnosti požadované pro různé části výrobku móhou být záměrně regulovány vhodným výběrem nukleačních přísad anebo vhodným výběrem podmínek tuhnutí.
Je také možné nakreslit křivku ukazující množství grafitu vysráženého v nodulární formě v závislosti na množství rozpuštěného aktivního hořčíku v tavenině. Bylo nyní také
9450 zjištěno, že je možné nakreslit podobné křivky, u nichž se berou v úvahu rychlosti tuhnutí udané např. v Ks-1, získají se rozdílné křivky pro různé rychlosti tuhnutí, když při vyšších rychlostech tuhnutí křivka ve tvaru . S se posune nalevo. Jak bylo výše uvedeno, závislost na obr.l obsahuje křivky, z nichž křivka I odpovídá rychlosti tuhnutí 1 Ks-1 a křivka II odpovídá rychlosti tuhnutí 5 Ks“1.. Takto, při odlévání taveniny obsahující 0,018% aktivního rozpuštěného hořčíku ve formě je třeba, aby dutina formy a tudíž i odlitý výrobek měly takový rozměr nebo chladící tělesa nebo prostředky absorbující teplo, aby rychlost ochlazování byla např.. 5 Ks“1 a odlitý výrobek potom ztuhne s 50% nodulárního grafitu v těchto částech výrobku. Jestliže jiné části téhož odlitého výrobku tuhnou rychlostí 1 Ks-1, výsledná grafitová struktura bude v podstatě vermikulární s přibližně 5% nodulárního grafitu. Toto umožní zhotovení odlitků s nehomogenní grafitovou strukturou v různých částech výrobku. Na příklad, jestliže je oblast výrobku, která má obsahovat tvárnou strukturu rychle chlazena, např. rychlostí 5 Ks“1,, získaná struktura bude obsahovat kolem 50% nodulárního grafitu u případu zobrazeného na obr.l při obsahu aktivního rozpuštěného hořčíku 0,018% a tím i větší mechanickou pevnost, ale nižší tepelnou vodivost, než ty části odlitky, jež tuhly rychlostí 1 Ks“1, kde obsah nodulárního grafitu činí pouze 5% a převážná část grafitu je přítomna, ve vermikulární- formě. Tohoto výsledku může být dosaženo, když teplo se odvádí z roztaveného kovu nacházejícího se ve formě v různých množstvích vztažených na jednotku času bud tak, že díly, které mají ztuhnout za tvorby nodulárního-grafitu, jsou tenčí nebo tak, že k těmto zmíněným dílům těsné přiléhají prostředky přenosu tepla, jako jsou např. chladící prvky nabo chladící hady.
Osobám dobře znalým slévárenských technik je dobře známo umístění chladících hadů a chladících prvků do slévárenských forem. Pokud si je však vynálezce vědom,- tyto chladící hady a chladící prvky byly instalovány ve většině případů se záměrem zlepšit plnící možnosti v daném odlévacím procesu a snížit rychlost ochlazování tenčích dílů a zvýšit rychlost ochlazování tlustších dílů. Principiálně je to v protikladu k záměrům vynálezce a spíše to odvádí osobu znalou oboru od vynálezeckého záměru než by ji to přivádělo k tomuto záměru.
Jako příklad výrobku zhotovovaného podle vynalezeného
9450 zpusůDu''muže'být 'zmíněn setrvačník' spojený s motorem vozidla. Setrvačník je tvořen otočným kotoučem s nábojem, jenž je spojen s klikovou hřídelí a s ní se společně otáčí. Když se zapojí spojka, točivý moment motoru se přenáší na hnací hřídel prostřednictvím kotouče spojky a hnacího kotouče spojky a vozidlo je uvedeno, do pohybu hnací hřídelí přes převodovku. Při startování vozidla a často za jízdy hnací síla je odpojena oddálením hnacího kotouče spojky od setrvačníku 'a potom je opět připojena během prokluzování spojky. Mechanická práce vykonávaná v důsledku třecích sil vyvolanými oběma mechanickými díly se mění na tepelnou energii, která musí být odvedena . z obvodu setrvačníku. Současně, celá síla motoru se přenáší na hnací kotouč spojky přes náboj setrvačníku a proto setrvačník musí vykazovat - vysoký, stupeň: mechanické pevnosti a vysoký modul pružnosti, zejména v místě svého náboje.
.. Jelikož setrvačník musí mít velkou- tepelnou vodivost, setrvačníky se normálně vyrábějí z šedé litiny nabo jsou složeny z různých materiálů. . Toto vyžaduje, aby setrvačník měl velké rozměry zejména v nábojové části, nízkou --rozměrovou stálost. ' U výrobku materiálů je ovšem možné vlastnosti optimalizovat, ačkoliv toto řešení výrobu prodražuje. Z toho plyne, že je žádoucí vytvarovat setrvačník s frikčním povrchem na obvodu, jenž' obsahuje nejméně kolem 80% litiny se zhutnělým grafitem a tím' < 20% tvárné neboli nodulární litiny. Tyto hodnoty odpovídají navrženému standardu, u něhož materiál na frikční požadovanou vysokou tepelnou vodivost a současně odolnost -proti ' opotřebení. . Grafitová struktura v nábojové části setrvačníku je z. více než .50% nodulární.a proto je tento materál podobný?tvárné' litině, což' mu dává- vysokou mechanickou pevnost a velkou tuhost ve srovnání s jinými typy litiny. Když se přejde od šedé litiny k tvárné litině, tlouštka nábojové části setrvačníku může'být o polovinu zmenšena. Když se přechází k materiálu, který obsahuje alespoň 80% zhutnělého grafitu v kotouči vystaveném opotřebení, získá se prakticky stejná tepelná vodivost jako u šedé litiny, ačkoliv se vysoce zvýší mechanická pevnost a tuhost. Je známa výroba setrvačníků úplně z litiny se zhutnělým grafitem. Ačkoliv tyto setrvačníky mají lepší vlastnosti než setrvačníky z šedé litiny, není možné z bezpečnostních důvodů Šedá litina .má také složeného z - různých povrch má i vysokou
9450 dosáhnout podobných úspor materiálu, kterých se dosáhne při provádění způsobu podle předloženého vynálezu.
Přesunem hmoty směrem radiálně ven je možné zachovat stejný moment setrvačnosti setrvačníku i při nižší celkové hmotnosti, což je ovšem jedním z hlavních cílů.
Obr.2 zobrazuje setrvačník zhotovený z šedé .litiny a obr.3 zobrazuje setrvačník zhotovený z nehomogenní grafitové struktury tj.. z litiny se zhutnělým grafitem ve vnější části setrvačníku a se. strukturou tvárné litiny v jeho nábojové části. Rozměry jsou uvedeny v následující tabulce.
Tabulka I
| Obr. 2 | Obr. 3 | |
| D | 350 | 350 |
| d | 139 | 220 |
| B | 25 | 30 |
| b | 12 | 6 |
Při odlévání setrvačníku v běžných pískových formách chlazení tenkých dílu u nábojové části (kolem 6 mm) je dostačující k tomu, aby vlivem rychlosti tuhnutí vzniklo více než 50% npdulárního grafitu. Chlazení samozřejmě závisí na uspořádání formy. Jestliže však pokles teploty, je nedostačující, chladící tělesa mohou být umístěna blízko k nábojové části pískové formy při přípravě zmíněné formy tak, aby teplo opuštéjící odlitek bylo rychleji absorbováno.
Předložený vynález může být také použit při odlévání bloku válců v odlévacím procesu, při němž vzniká nehomogenní grafitová struktura.
Blok válců představuje příklad mechanického dílu nebo výrobku, který je vystaven řade různých napětí a deformací. Na příklad, válce motoru jsou běžně umístěný v horní části bloku válců a jsou vystaveny daným určitým termálním napětím. Spalování nastává ve válcích umístěných v horní části bloku válců, kde existují velké rozdíly teplot. V této části motoru je pracovní teplota relativně vysoká. Po odlití tato část- bloku válců je značně obrobena před tím, než může být instalována do·motoru. Obrobitelnost této části bloku válců je proto důležitou
9450 vlastností bloku. Jinými požadovanými vlastnostmi bloku jsou dobrá tepelná vodivost, velká rozměrová stálost a tuhost. Všem těmto požadavkům nejlépe vyhoví litina se zhutnělým grafitem. * y
Spodní části bloku válců normálně obsahují klikovou hřídel a prostředky připojení motoru a hlavně musí vykazovat dobrou obrobitelnost, velkou tlumící schopnost a dostatečnou tuhost. Je jasné, že litina se zhutnělým grafitem je optimálním materiálem pro tyto , díly.,motoru., Mezi horní a spodní částí.bloku válců je umístěna část, jež má relativně tenké stěny a jejíž nejdůležitější vlastností je vysoká mechanická pevnost. Tato část může být vhodně zhotovena z tvárné litiny nebo alespoň z litiny obsahující, velký podíl nodulárního grafitu. Tvárná litina, která se vysoce zahřeje, např. kvůli své nízké tepelné vodivosti snadno ztratí' svou ’rozměrovou stálost a nemůže být snadno opracována.
Výše uvedená prostřední část bloku válců není vystavena tepelným vlivům tak jako další části bloku, ačkoliv požadavky na mechanickou pevnost této prostřední části jsou větší než požadavky na mechanickou pevnost zmíněných dalších částí. Tyto části se normálně neobrábí. Struktura tvárné litiny je proto optimální strukturou v této oblasti.
Z výše uvedeného je jasné, že vynálezecký způsob'umožní vyrobit např. blok'válců s optimální strukturou. V tomto případě musí být zajištěno vhodné chlazení těch částí konečného odlitého výrobku něbo bloku válců s optimální strukturou získanou..vysokým podílem nodulárního srážení grafitu nebo získanou tvorbou nodulú lokálním uvedením nukléačních látek.
Nukleační činidla mohou být lokálně přidána vpravením nukléačních činidel do vnitřku formy do- těch míst, kde se vyžaduje vyšší míra nodulárního tuhnutí. Lze toho např. dosáhnout vstříknutím kašovité směsi jemnozrného ferrosilikonu do zmíněných částí vnitřního povrchu formy před začátkem odlévacího procesu.
Předložený vynález není samozřejmě omezen na popsané ji příklady provedení týkající se výroby setrvačníku a bloku válců.
Na příklad, tento vynálezecký způsob může být rovněž dobře využit k výrobě brzdových kotoučů a jiných dílů motoru, jež mohou být vyráběny z litiny s nehomogenní grafitovou strukturou.
. Výroba vozidel představuje hlavní oblast využití tohoto vynálezu, jelikož úspory hmotnosti mají v tomto oboru mimořádný význam.Je vypočítáno, že muže být dosaženo řádově 30% úspory
9450 hmotnosti při použití litiny se zhutnělým grafitem v bloku válců při srovnání s použitím šedé litiny, aniž by došlo ke snížení výkonu motoru.
Když je motor navržen pro výrobu podle způsobu předloženého vynálezu, muže se dosáhnout dalších úspor hmotnosti.
Claims (4)
- Způsob výroby jednodílných výrobků z litiny majících nehomogenní distribuci krystalů grafitu ve vermikulární a nodulární formě v různých částech finálního ^odlitku, vyznačující se úpravou složení a fyzikálních vlastností taveniny nebo lokálního nukleačního potenciálu tak, aby v závislosti na době tuhnutí anebo v závislosti na lokálním ’nukleačním potenciálu” tavenina ” ztuhla- s ‘ větším podílem krystalů vermikulárního grafitu a tím i s odpovídajícím způsobem menším podílem krystalů nodulárního grafitu v těch částech odlitku, v kterých se vyžaduje vermikulární grafitová struktura; a zajištěním toho, aby z těch částí, u kterých se vyžaduje větší podíl krystalů nodulárního grafitu, bylo teplo z odlitku během tuhnutí rychle odváděno úpravou místního nukleačního potenciálu, buď tím, že zmíněné části odlitku jsou tenké nebo vybavením formy prvky teplo tak, že se teplota formy ve zmíněných za dostatečně krátký časový interval a tím se absorbujícími částech sníží dosáhne požadovaného stupně nodularity.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se úpravou obsahu modifikačního činidla v tavenině tak, aby. zmíněný obsah odpovídal obsahu 0,010 až 0,025 aktivního rozpuštěného hořčíku nebo odpovídajícímu obsahu nějakého jiného modifikačního činidla.
- 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se takovým utvářením odlitého výrobku, aby tam, kde se vyžaduje převládající struktura nodulárního grafitu, byla rychlost ochlazování v oblasti mezi 1150°C a 1OOO°C nejméně 5 Ks1 nebo vyšší a tam, kde se vyžaduje struktura vermikulárního grafitu, byla v této oblasti rychlost ochlazování < 1 Ks-1.
- 4. Způsob výroby setrvačníku, jenž je kotoučem u kotoučových brzd vozidla, automobil, nákladní automobil, autobus vyznačující se tím , v záběru s brzdovým jako je např. osobní nebo železniční vagón, že poměr mezi tloušťkou frikčních částí a tloušťkou náboje setrvačníku je větší než 3, výhodně 5.'Setrvačník vyráběný podle způsobu nároku 1 až 4, vyznačující se tím , že setrvačník je odlit do pískové formy s tím, že tavenina obsahuje 0,010 až 0,025 aktivního rozpuštěného hořčíku nebo odpovídající množství nějakého jiného modifikačního činidla, as tím, že tloušťka v nábojových částech setrvačníku je mezi 4 a 8 mm a tloušťka ve vnějších částech setrvačníku; jejichž povrchy jsou určeny ke kontaktu s kotoučem spojky, je 25 až 35 mm.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9201140A SE470092B (sv) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | Förfarande för framställning av gjutgods med homogen grafitstruktur |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ244694A3 true CZ244694A3 (en) | 1995-05-17 |
Family
ID=20385915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ942446A CZ244694A3 (en) | 1992-04-09 | 1993-04-06 | Process for producing castings cast as a single-part product with non-homogeneous graphite structure |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0634962B1 (cs) |
| JP (1) | JPH07505338A (cs) |
| KR (1) | KR100250397B1 (cs) |
| CN (1) | CN1083422A (cs) |
| AU (1) | AU674312B2 (cs) |
| BR (1) | BR9306196A (cs) |
| CA (1) | CA2133331A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ244694A3 (cs) |
| DE (1) | DE69318978T2 (cs) |
| MX (1) | MX9302075A (cs) |
| PL (1) | PL171822B1 (cs) |
| RU (1) | RU94045913A (cs) |
| SE (1) | SE470092B (cs) |
| TW (1) | TW278102B (cs) |
| WO (1) | WO1993020969A1 (cs) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE504136C2 (sv) * | 1995-02-07 | 1996-11-18 | Sintercast Ab | Förfarande för framställning av gjutgods som är gjutna i ett enda stycke där vissa delar innehåller kompaktgrafitjärn och andra grått gjutjärn |
| EP0769615A1 (en) * | 1995-10-17 | 1997-04-23 | Ford Motor Company Limited | Engine cylinder block |
| SE9704208L (sv) * | 1997-11-17 | 1999-05-18 | Sintercast Ab | Nytt förfarande |
| CN103255335A (zh) * | 2013-05-11 | 2013-08-21 | 罗云 | 生产高速重载汽车刹车鼓的合金蠕墨铸铁 |
| CN109468526B (zh) * | 2018-12-14 | 2020-06-02 | 苏州东海玻璃模具有限公司 | 蠕墨铸铁玻璃模具材料及模具制备方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1259515B (de) * | 1966-11-22 | 1968-01-25 | Bergische Stahlindustrie | Einteilige Bremsscheiben |
| SE306809B (cs) * | 1967-08-07 | 1968-12-09 | C Green | |
| SE372902B (cs) * | 1973-05-14 | 1975-01-20 | Go Avtomobilny Z | |
| US4501612A (en) * | 1983-10-27 | 1985-02-26 | The University Of Alabama | Compacted graphite cast irons in the iron-carbon-aluminum system |
| JPH01107958A (ja) * | 1987-10-19 | 1989-04-25 | Honda Motor Co Ltd | 部分的に組織が異なる鋳造品の鋳造方法 |
| US4813470A (en) * | 1987-11-05 | 1989-03-21 | Allied-Signal Inc. | Casting turbine components with integral airfoils |
| JPH035055A (ja) * | 1989-05-30 | 1991-01-10 | Aisin Seiki Co Ltd | リングギヤーとフライホイール一体形の製造方法 |
| SE466059B (sv) * | 1990-02-26 | 1991-12-09 | Sintercast Ltd | Foerfarande foer kontroll och justering av primaer kaernbildningsfoermaaga hos jaernsmaeltor |
| SE469712B (sv) * | 1990-10-15 | 1993-08-30 | Sintercast Ltd | Foerfarande foer framstaellning av gjutjaern med kompakt grafit |
-
1992
- 1992-04-09 SE SE9201140A patent/SE470092B/sv not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-04-06 CA CA002133331A patent/CA2133331A1/en not_active Abandoned
- 1993-04-06 WO PCT/SE1993/000297 patent/WO1993020969A1/en not_active Application Discontinuation
- 1993-04-06 DE DE69318978T patent/DE69318978T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-06 AU AU39645/93A patent/AU674312B2/en not_active Ceased
- 1993-04-06 JP JP5518227A patent/JPH07505338A/ja active Pending
- 1993-04-06 BR BR9306196A patent/BR9306196A/pt not_active IP Right Cessation
- 1993-04-06 EP EP93909111A patent/EP0634962B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-06 RU RU94045913/02A patent/RU94045913A/ru unknown
- 1993-04-06 KR KR1019940703595A patent/KR100250397B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-06 PL PL93305560A patent/PL171822B1/pl unknown
- 1993-04-06 CZ CZ942446A patent/CZ244694A3/cs unknown
- 1993-04-08 CN CN93105223A patent/CN1083422A/zh active Pending
- 1993-04-12 MX MX9302075A patent/MX9302075A/es not_active IP Right Cessation
- 1993-06-07 TW TW082102599A patent/TW278102B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL171822B1 (pl) | 1997-06-30 |
| TW278102B (cs) | 1996-06-11 |
| SE470092B (sv) | 1993-11-08 |
| SE9201140D0 (sv) | 1992-04-09 |
| EP0634962A1 (en) | 1995-01-25 |
| CN1083422A (zh) | 1994-03-09 |
| CA2133331A1 (en) | 1993-10-28 |
| SE9201140L (sv) | 1993-10-10 |
| EP0634962B1 (en) | 1998-06-03 |
| KR950700798A (ko) | 1995-02-20 |
| WO1993020969A1 (en) | 1993-10-28 |
| AU3964593A (en) | 1993-11-18 |
| AU674312B2 (en) | 1996-12-19 |
| DE69318978T2 (de) | 1998-09-24 |
| RU94045913A (ru) | 1996-09-10 |
| KR100250397B1 (ko) | 2000-04-01 |
| MX9302075A (es) | 1994-01-31 |
| BR9306196A (pt) | 1998-06-23 |
| DE69318978D1 (de) | 1998-07-09 |
| JPH07505338A (ja) | 1995-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4938810A (en) | Heat-resistant, wear-resistant, and high-strength aluminum alloy powder and body shaped therefrom | |
| US5976709A (en) | Aluminum alloy member, with insert provided therein, possessing improved damping capacity and process for producing the same | |
| CN106735225B (zh) | 一种喷射成形锻造铝合金制动盘制动鼓的方法 | |
| EP1232292B1 (en) | Cast iron alloy | |
| US3965962A (en) | Process for producing ductile iron casting | |
| CZ244694A3 (en) | Process for producing castings cast as a single-part product with non-homogeneous graphite structure | |
| CN102366827A (zh) | 一种镁合金汽车发动机气缸罩盖的挤压铸造方法 | |
| CN100402191C (zh) | 制备金属基体复合材料的方法 | |
| JPH0999353A (ja) | 半溶融射出成形部品及びその製造方法 | |
| JP4390762B2 (ja) | デファレンシャルギアケース及びその製造方法 | |
| AU2018253475A1 (en) | Method for producing an improved ductile iron alloy with pearlitic matrix | |
| US5855698A (en) | Engine cylinder block cast with component zones having different material properties | |
| CZ243097A3 (cs) | Způsob výroby odlitků, odlévaných jako jeden kus, s možností řízených změn zhutněné grafitické litiny a šedé litiny | |
| CN106381426B (zh) | 基于稀土铈变质的减摩耐磨过共晶铝硅合金制备方法 | |
| US20240286187A1 (en) | Cast hypereutectic aluminum alloy disc brake rotor | |
| CN223185484U (zh) | 一种大热模数类型卡钳铸造模型结构 | |
| Talabi et al. | Effects of spin casting on microstructure and mechanical behaviour of AA6063/SiC composite cold rolled and heat treated | |
| Chang et al. | Semi-solid squeeze casting of ignition-proof mg-ca-zr system alloys | |
| JPH11226723A (ja) | 過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金ダイカスト部材及びその製造方法 | |
| JP2000345279A (ja) | 球状黒鉛鋳鉄品及びその製造方法 | |
| JPS60204843A (ja) | 耐摩耗性軽量ロツカ−ア−ムの製造法 | |
| Shaha et al. | Prediction of Heat Flow through Sand Mould and Its Verification on the Structure and Property of Gray Cast Iron. | |
| JPH04272522A (ja) | ディスクブレーキ用ロータおよび製造方法 | |
| SU1138240A1 (ru) | Способ получени литых штампов | |
| Eigenfeld | Advanced Casting Materials and Technology |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |