CZ83399A3 - Process of mass production of castings from aluminium alloys and apparatus for making the same - Google Patents
Process of mass production of castings from aluminium alloys and apparatus for making the same Download PDFInfo
- Publication number
- CZ83399A3 CZ83399A3 CZ1999833A CZ83399A CZ83399A3 CZ 83399 A3 CZ83399 A3 CZ 83399A3 CZ 1999833 A CZ1999833 A CZ 1999833A CZ 83399 A CZ83399 A CZ 83399A CZ 83399 A3 CZ83399 A3 CZ 83399A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- mold
- casting
- filling
- sand
- stamp
- Prior art date
Links
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Způsob výroby odlitků ze slitiny lehlých kovů, například z hliníkové slitiny,je charakteristický tím, že zahrnuje následující kroky: přípravy formy (10) se znakem razítka (1 la, 1 lb), zhotoveného z fyzikálně upraveného písku; zařízení pohyblivé uzávěiy (31) ve formě poblíž vtokového kanálu (22) formy a umístění formy tak, aby se vtokový kanál nacházel ve spodní části; připojení vtokového kanálu foty ktrubce (20) za účelemplnění formy roztavenou slitinou pod tlakem; plnění formy slitinou kovu a; před počátkemtuhnutí odlitku uvedení uzávěty (31) do pohybu za účelemuzavření vtokového kanálu a dále otáčení formy přibližně o 180? za účelem zajištění tuhnutí kovu v gravitačnímrežimuA method for producing light metal alloy castings, e.g. aluminum alloy is characterized by the fact that it includes the following steps: preparation of the mold (10) with the stamp mark (11a, 11b) made of physically treated sand; a movable closure device (31) in a mold near the inlet mold channel (22) and mold placement so that the inlet channel found at the bottom; inlet channel connection foty a tube (20) for filling the mold with the molten alloy below pressure; filling the mold with a metal alloy; before the start of solidification casting the shutters (31) in motion for closing the inlet channel and further rotate the mold by about 180? for in order to ensure the solidification of the metal in the gravitational mode
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká nového postupu výroby odlitků z hliníkové slitiny a zařízení k realizaci tohoto procesu.The invention relates to a new process for the production of aluminum alloy castings and to an apparatus for carrying out this process.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Stálý nárůst spotřeby hliníku v automobilovém průmyslu si vyžaduje vývoj nových postupů, které by byly šité na míru potřebě minimalizovat výrobní náklady, hromadné výrobě (několik set tisíců odlitků ročně pro každý typ výrobku), a nakonec i výrobě optimálně kvalitních odlitků, zvyšující se složitosti geometrie odlitků, předpisům omezujícím znečišťování prostředí, kdy zmíněné nároky vedou výzkum k systematickému odlehčování odlitků, k jejich maximální kompaktnosti, optimální výkonnosti a integraci funkcí.The steady increase in aluminum consumption in the automotive industry requires the development of new processes tailored to the need to minimize manufacturing costs, mass production (several hundred thousand castings per year for each product type), and ultimately production of optimal quality castings, increasing geometry complexity castings, regulations limiting the pollution of the environment, where these demands lead research to systematic lightening of castings, their maximum compactness, optimal performance and integration of functions.
Zmíněné kvality závisí jak na metalurgických aspektech (jmenovitě na hledáni nejlepších technických vlastností při co nejjemnější mikrostruktuře odlitku a co nejčistší struktuře v namáhaných zónách), tak i na rozměrových aspektech (zvláště na rozměrové přesnosti všech rozměrů odlitku, což je kritickou záležitostí pro výkonnost vozidla).These qualities depend both on the metallurgical aspects (namely, the search for the best technical characteristics for the finest casting microstructure and the cleanest possible structure in the stressed zones), as well as the dimensional aspects (especially the dimensional accuracy of all casting dimensions, critical to vehicle performance) .
Jistě existuje množství vhodných procesů k výrobě odlitků pro automobily. Přesto se zdá, že žádný z těchto procesů dosud nezahrnuje kombinaci vlastností, který by plně uspokojovaly zmíněné požadavky.Certainly, there are a number of suitable processes for producing automotive castings. However, none of these processes seems to yet include a combination of properties that fully satisfies these requirements.
Způsoby odlévání do kovových forem, zvláště pak gravitační způsob odlévání a způsob nízkotlakého odlévání, jsou jistě ekonomicky efektivní a zajišťují vysokou metalurgickou a rozměrovou kvalitu. Nejsou však vhodné pro výrobu odlitků se složitým tvarem.Methods of casting into metal molds, particularly gravity casting and low pressure casting, are certainly economically efficient and provide high metallurgical and dimensional quality. However, they are not suitable for the production of castings with complex shapes.
Vnitřní tvary jsou v těchto případech vyráběny pomocí jádra z chemicky upraveného písku. Tyto způsoby jsou vhodné pouze tehdy, je-li možné, po otevření formy, vytáhnou z ní, pokud možno rychle, hotové odlitky a vložit do ní nová jádra. Znamená to, že sekvence umísťování do formy musí zůstat relativně jednoduché, což se ukazuje v určitých situacích jako nekompatibilní, například v případě bloků motoru nebo hlav válců, u kterých je • · ·» ·· · »· · · ·· · • · · · ·» ···· • * · · · · · · ····«· π ··*»····In these cases, the inner shapes are produced using a core of chemically treated sand. These methods are suitable only when it is possible, after opening the mold, to remove the finished castings as quickly as possible and to insert new cores into it. This means that the molding sequence must remain relatively simple, which proves to be incompatible in certain situations, for example in the case of engine blocks or cylinder heads where · * · Π * π π π π π π π π π π
-4 ««···« ··«· ·· «· zapotřebí umístit do správné polohy (a po složité dráze) až dvanáct jader, což zabírá mnoho času.Up to twelve cores need to be placed in the correct position (and over a complicated path), which takes a lot of time.
Existují postupy nazývané balení do písku (sand packing), zvláště pak postup vyvinutý spol. Cosworth Castings, kdy tyto postupy byly vyvinuty proto, aby vyhověly již zmíněným požadavkům. Ukázalo se, že tyto postupy jsou velmi nákladné, jelikož vyžadují použít velké množství chemicky upraveného písku. Kromě toho, u procesu spol.Cosworth se vyžaduje použít speciální písek zirkonového typu, místo běžného křemičitého písku používaného v slévárnách, což rovněž vede k vysokým výrobním nákladům. Navíc, tyto postupy neumožňují dosahovat metalurgickou kvalitu, kterou lze dosáhnout použitím forem z kovových komponent, které dovolují co nejvíce urychlit tuhnutí hliníkové slitiny v nej kritičtějších zónách formy.There are procedures known as sand packing, especially those developed by Co. Cosworth Castings, where these processes were developed to meet the above requirements. These processes have proven to be very costly since they require the use of a large amount of chemically treated sand. In addition, the Cosworth process requires the use of special zircon type sand instead of conventional quartz sand used in foundries, which also leads to high production costs. In addition, these processes do not allow metallurgical quality to be achieved by using metal component molds that allow the solidification of the aluminum alloy in the most critical zones of the mold to be accelerated as much as possible.
Existuje rovněž postup nazvaný ztracená pěna (lost foam), který dovede čelit omezením, které vyplývají z geometrické složitosti a hromadné výroby. Úroveň metalurgické kvality získané tímto postupem je pod úrovní běžného standardu odlévání do kovové formy (gravitačního nebo nízkotlakého odlévání), čímž se stává, zvláště pro velmi namáhané odlitky, nevhodným postupem.There is also a process called lost foam that can cope with the constraints that result from geometric complexity and mass production. The level of metallurgical quality obtained by this process is below that of the standard casting standard in metal mold (gravity or low pressure casting), making it an unsuitable process, especially for very stressed castings.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Tento vynález si klade za cíl zmírnit omezení dané dosavadním stavem techniky a poskytnout postup odlévání, který by lépe uspokojoval požadavky trhu, zvláště požadavky automobilního průmyslu, a který by při zavedení do praxe zůstal ekonomicky výhodným způsobem.The present invention aims to alleviate the limitations of the prior art and to provide a casting process that better satisfies market requirements, especially the automotive industry, and which would remain economically viable in practice.
Dalším cílem tohoto vynálezu je poskytnout postup odlévání, který používá, alespoň do jistého rozsahu, fyzikálně upravený písek, nebo čerstvý (surový) písek, který při recyklaci nečiní žádné zvláštní problémy (a neovlivňuje životní prostředí), tak jak je tomu na u chemicky upraveného písku. Tento vynález, podle prvního aspektu, poskytuje postup odlévání odlitku z lehké slitiny, například hliníkové slitiny, a je charakteristický tím, že zahrnuje následující kroky :Another object of the present invention is to provide a casting process that uses, at least to some extent, physically treated sand, or fresh (raw) sand that does not present any particular problems (and does not affect the environment) as recycled chemically of sand. The present invention, in accordance with a first aspect, provides a process for casting a light alloy casting, for example an aluminum alloy, and is characterized in that it comprises the following steps:
- přípravu formy s lůžkem znaku razítka z fysikálně upraveného písku,- preparation of the mold with the emblem bed of physically treated sand,
- zahrnutí pohyblivé uzávěry do formy, a to do blízkosti vtokového kanálu formy,- including a movable closure in the mold near the inlet channel of the mold,
- umístění formy do polohy, ve které je vtokový kanál ve spodní části formy,- placing the mold in a position where the inlet channel is at the bottom of the mold,
- připojení vtokového kanálu formy k trubce plnění stlačenou roztavenou slitinou,- connecting the mold inlet channel to the pressurized molten alloy fill tube,
- plnění formy zmíněnou slitinou,- filling the mold with said alloy,
- před jakýmkoliv podstatným tuhnutím odlitku uzavření vtokového kanálu pomocí pohyblivé uzávěry, dále otočení formou o přibližně 180°, aby se tím zajistilo tuhnutí v gravitačním režimu.- prior to any substantial solidification of the casting, closing the inflow channel by means of the movable closure, further rotating the mold by approximately 180 ° to ensure solidification in the gravity mode.
Dalšími aspekty, kterým se dává přednost (nejsou však limitujícími aspekty) jsou následující aspekty:Other preferred (but not limiting) aspects are the following:
- provádí se další opatření, a to mezi krokem plnění formy a krokem tuhnutí, která mají zajistit uzavření spodní část formy s následnou separací formy od trubky plnění formy roztavenou slitinou,- further measures are taken, between the mold filling step and the solidification step, to ensure that the lower part of the mold is closed and the mold is separated from the mold filling tube by the molten alloy,
- krok uzavření se realizuje za méně jak 10 sekund po ukončení kroku plnění,- the closing step takes place less than 10 seconds after the filling step has been completed,
- krok otočení formy je dokončen nejdéle za 25 sekund po uzavření formy,- the mold turning step is completed no more than 25 seconds after the mold is closed,
- krok otočení formy je dokončen nejdéle za 15 sekund, lépe za 5 sekund, po uzavření formy.- the mold turning step is completed within a maximum of 15 seconds, preferably 5 seconds, after the mold has been closed.
- krok otočení formy je dokončen nejdéle za 15 sekund, lépe za 5 sekund, po dokončení kroku plnění,- the mold turning step is completed within a maximum of 15 seconds, preferably 5 seconds, after the filling step has been completed,
- tento postup používá formu vyrobenou z křemičitého písku s velikostí částic alespoň 40 AFS, lépe alespoň 55 AFS, nebo alespoň 80 AFS, kde velikost částic dodává povrchu vynikající vlastnosti,- this process uses a mold made of quartz sand with a particle size of at least 40 AFS, preferably at least 55 AFS, or at least 80 AFS, where the particle size gives the surface excellent properties,
- forma je vytvořena ze dvou polovin rámu, přičemž krok přípravy formy zahrnuje kroky odlévání dvou polovin lůžek znaků razítka formy ve dvou polovinách rámu, dále umístění jader do obou polovin formy se znaky razítek obrácenými směrem nahoru, a dále sestavení obou polovin rámu,- the mold is formed from two frame halves, wherein the mold preparation step comprises the steps of casting two halves of the die stamp features in the two frame halves, placing the cores in both mold halves with the stamp features facing upward, and assembling the two frame halves,
- krok sestavení obou polovin rámu vytvoří formu ve vodorovné poloze, přičemž krok dále zahrnuje krok, který zahrnuje naklonění formy do obecně svislé plnicí polohy,- the step of assembling the two frame halves to form the mold in a horizontal position, the step further comprising a step that comprises tilting the mold to a generally vertical filling position,
- jádra jsou vyrobena z chemicky upraveného písku,- the cores are made of chemically treated sand,
-jádra jsou vyrobena z křemičitého písku s velikostí částic alespoň 40 AFS,- the cores are made of quartz sand with a particle size of at least 40 AFS,
- dále po ztuhnutí odlitku následuje krok separace odlitku od formy, přičemž písčitá lůžka znaků razítka a jádra se upravují do původního stavu odděleně,- the solidification of the casting is followed by a step of separating the casting from the mold, the sandy beds of the stamp and core characters being treated separately,
- před krokem plnění formy se do formy, v jisté vzdálenosti od oblasti plnění, vloží pevné chladicí tělísko (chladítko), a po ztuhnutí následuje krok úpravy chladítka do původního stavu.- before the mold filling step, a solid cooling element (cooler) is inserted into the mold, at a distance from the filling area, and after solidification, the cooling step is restored to its original state.
Podle druhého aspektu tento vynález poskytuje zařízení pro odlévání odlitku z lehké slitiny, například z hliníku, přičemž toto zařízení je charakteristické tím, že zahrnuje:According to a second aspect, the present invention provides a device for casting a light alloy casting, for example aluminum, characterized in that it comprises:
9999
9 9 9 i 9 99 9 9 i 9 9
999 999999 999
99
9999
-499 ·♦ • · 9 ♦ 99-499 · ♦ • · 9 ♦ 99
9 99 9
9 99 9
9·9 ·
- formu, kterou lze obrátit dnem vzhůru tím, že se otočí kolem v podstatě vodorovné osy, kdy forma zahrnuje vtokový licí kanál sloužící k plnění formy roztavenou slitinou, a dále zahrnuje prostředky k uzavření zmíněného vtokového kanálu,- a mold which can be turned upside down by rotating about a substantially horizontal axis, the mold comprising an inlet channel for filling the mold with the molten alloy, and further comprising means for closing said inlet channel,
- zařízení k manipulaci s formou, kdy tato manipulace znamená její otáčení okolo vodorovné osy, a dále zahrnuje prostředky pro aktivaci uzávěrů.- a mold handling device, said handling means rotating it about a horizontal axis, and further comprising means for activating the shutters.
Aspekty, kterým se dává přednost, jsou tyto:Preferred aspects are:
- zařízení k manipulaci s formou (manipulační zařízení) má prostředky k postupnému pohybu formou ve směru pohybu trubky za účelem plnění formy roztavenou slitinou.- the mold handling device (handling device) has means for progressively moving the mold in the direction of movement of the tube to fill the mold with the molten alloy.
- manipulační zařízení je schopno pohybovat formou tak, že ji otáčí okolo vodorovné osy mezi počáteční polohou, po opuštění montážního stanoviště, a odlévací polohou,- the handling device is able to move the mold by rotating it about a horizontal axis between the initial position, after leaving the assembly station, and the casting position,
- manipulační zařízení je schopno pohybovat formou okolo svislé osy, a to za účelem spojení, pomocí dopravníku, s nízkotlakou odlévací pecí zahrnující zmíněnou plnicí trubicí, a dále je schopno pomocí dopravníku zmíněnou formu odsunout,- the handling device is able to move the mold about a vertical axis to be coupled, by means of a conveyor, to a low-pressure casting furnace comprising said filling tube, and is further able to move said mold by means of a conveyor,
Podle třetího aspektu tohoto vynálezu se poskytuje forma určená pro odlévání odlitku z lehké slitiny, například hliníkové slitiny, kdy je tato forma opatřena vtokovým kanálem pro přívod roztavené slitiny, která je pod tlakem, přičemž forma je charakteristická tím, že je smontována tak, že se může otáčet okolo vodorovné osy, a tímto způsobem se po naplnění může obrátit dnem nahoru, a dále tím, že zahrnuje prostředky pro mechanické uzavření vtokového kanálu.According to a third aspect of the present invention, there is provided a mold for casting a light alloy casting, for example an aluminum alloy, which mold is provided with a molten alloy inlet channel under pressure, the mold being characterized in that it is assembled such that it can rotate about a horizontal axis, and in this way it can be turned upside down after filling, and further comprising means for mechanically closing the inflow channel.
Nepovinnými aspekty, kterým se ale dává přesto přednost, jsou následující aspekty:Nonetheless, the following are the optional aspects that are preferred:
- forma zahrnuje alespoň jeden znak razítka formy zhotovený z fyzikálně upraveného písku, a kde zmíněný uzavírací prostředek zahrnuje kovovou desku, zahrnutou do znaku razítka formy, která je zmíněným prostředkem vedena,- the mold comprises at least one mold stamp feature made of physically treated sand, and wherein said sealing means comprises a metal plate included in the mold stamp feature guided by said means,
- forma zahrnuje zaslepený otvor, který končí v úrovni jednoho okraje zmíněné kovové desky, přičemž ve zmíněné otvoru je uložena tyč sloužící k aktivaci zmíněné desky,- the mold comprises a blind hole which ends at the level of one edge of said metal plate, said hole accommodating a rod for activating said plate,
- zmíněná deska zahrnuje alespoň jeden výstupek, který v počáteční poloze <^ky zapadá do protilehlého razítka formy.said plate comprises at least one projection which fits into the opposite mold stamp in the initial position.
»* 99 99 99»* 99 99 99
9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
999 9 9 9 9998 9 9 9 9
99 999 99999,999,999
9 9 9 99
99 99 9999 99 99
Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings
Další aspekty, cíle a výhody tohoto vynálezu se vyjasní po přečtení následujícího podrobného popisu ilustrativního provedení, a to pomocí příkladu a zobrazení na výkresech, na kterých:Other aspects, objects, and advantages of the present invention will become apparent upon reading the following detailed description of an illustrative embodiment, by way of example and by way of illustration in the drawings, in which:
obr. 1 znázorňuje perspektivní pohled na formu a její jádra, která se v průběhu montážního kroku používá u postupu podle tohoto vynálezu, obr.2a znázorňuje složky formy, které se mají smontovat, ve zvětšeném bočním pohledu, obr.2b a 2c znázorňuje smontovanou formu, v příčném řezu, ve dvou fázích zmíněného postupu, obr.3a až 3e znázorňuje pět po sobě následujících kroků procesu odlévání podle tohoto vynálezu, obr.4a až 4d znázorňuje čtyři po sobě následující kroky, které realizují upevnění uzavíracího zařízení ve formě, obr. 5 znázorňuje perspektivní pohled na oblast uzavíracího zařízení v situaci znázorněné na obr.4a, obr.6a až 6c znázorňuje čelní pohled na položku manipulačního zařízení formy, která se dá použít u postupu podle tohoto vynálezu, v průběhu tří po sobě následujících fází, obr.7a a 7b znázorňují boční pohled na zařízení z obr.óa až 6c, a to v průběhů dvou po sobě následujících fází, obr.8a až 8c znázorňuje půdorys zařízení z obr.óa až 6c a 7a a 7b a přidružených položek, a to v průběhu tří po sobě následujících fází.Fig. 1 shows a perspective view of the mold and its cores to be used in the process of the invention during the assembly step; Fig. 2a shows the mold components to be assembled in an enlarged side view; Figs. 2b and 2c show the assembled mold. 3a to 3e show five successive steps of the casting process according to the present invention; figs. 4a to 4d show four successive steps that realize the fastening of the closing device in the mold; Fig. 5 is a perspective view of a region of the closure device in the situation shown in Fig. 4a; Figs. 6a to 6c show a front view of an item of a mold handling device that can be used in the process of the present invention during three consecutive phases; Figures 7a and 7b show a side view of the device of Figures 6a to 6c in two sequences 8a to 8c show a plan view of the device of FIGS. 6a to 6c and 7a and 7b and associated items over three successive phases.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Obr. 1 znázorňuje formu 10, jejíž znaky razítka formy jsou vytvořena fyzikálně spojeným pískem, který neobsahuje tepelně nebo chemicky zpracovanou pryskyřici, přičemž lGiant. 1 shows a mold 10 whose mold stamp features are formed by physically bonded sand, which does not contain a thermally or chemically treated resin, wherein 1
se přednost dává čerstvému písku.fresh sand is preferred.
Je nutné zaznamenat, že zmíněný čerstvý písek má cenu na jednotku hmotnosti 10 až 15 krát nižší než chemický písek typu pro studený formovací rám, kromě toho tento druh písku nepůsobí potíže pří recyklaci, ani nepříznivě neovlivňuje okolní prostředí, tak jak je tomu u chemicky upravených písků.It should be noted that the fresh sand is cost per unit weight 10 to 15 times lower than the cold sand of the flask type, moreover, this type of sand does not cause recycling problems or adversely affect the environment, as is the case with chemically treated sands.
d • ·d • ·
Φ* ·· ·· ·♦ * · · · · 9 « » »» · · · · ·» · · ··> 99 99 9 9 9 9 9 »« «« «« «9 9 9 9 9 9
9 9 9 9 99
-6Tento písek se používá v rámu, tedy v podstatě ve dvoudílné formě 10a a 10b, která sestává ze dvou polovin rámu 17a, 17b, kdy každá polovina rámu zahrnuje polovinu znaku razítka 1 la, 11b, získaného pomocí obvyklé technologie výroby forem z čerstvého písku a s použitím modelu.This sand is used in a frame, i.e. essentially in a two-piece mold 10a and 10b, which consists of two frame halves 17a, 17b, each half of the frame comprising half of the stamp feature 11a, 11b obtained by conventional fresh sand mold making technology. and using the model.
Před uzavřením obou polovin rámu přiložením k sobě je každá polovina rámu umístěna na dopravník C v otevřeném stavu, se znakem razítka obráceným vzhůru, aby se tím usnadnila montáž formy, což znamená umístění různých jader a vložek (hlavní sada jader 13 a individuální sekundární jádra 12) určených k získání vnitřních tvarů vyráběného odlitku. Na zobrazeném příkladu se jedná o blok motoru.Prior to closing the two frame halves together, each frame half is placed on the conveyor C in an open state, with the stamped feature facing upwards to facilitate mold assembly, which means placing the various cores and liners (core set 13 and individual secondary cores 12). ) intended to obtain the internal shapes of the casting produced. In the example shown, this is an engine block.
Se zmíněnými jádry lze manipulovat ručně, jedná-li se o menší jádra 12, nebo lze použít roboty operující v sérii po sobě na příslušném pracovišti (v případě hlavní sady jader 13). Přednost se dává jádrům vyrobeným z chemicky upravených písků (nejlépe z typu pro studený formovací rám, nebo z písku používaného u postupu Isocet. Z cenových důvodů se dává přednost křemičitému písku S1O2 s částicemi o velikosti s hodnotami přibližně 55-60 AFS a vyššími, přičemž nejlepší povrch se získá při použití největších částic AFS).Said cores can be handled manually if they are smaller cores 12, or robots operating in series at a particular workstation (in the case of a core set of cores 13) can be used. Cores made of chemically treated sands (preferably of the cold flask type or Isocet sand) are preferred. For reasons of cost, quartz sand of S1O2 with particle sizes of about 55-60 AFS and above is preferred, with the best surface is obtained using the largest AFS particles).
Obr.2 znázorňuje hlavní sadu jader 13, která má v tomto příkladu, mimo různých chemických pískových jader 131 tvořících požadovanou geometrii, kovové vložky 132 určené k vytváření vložek válců a pevného kovového chladicího bloku 16 (chladítka), tak jak to bude uvedeno později. Takový chladicí blok se může zahrnout do sady jádra 13, v době kdy se jádra 131 vyrábí, aby se tím udržela pohromadě jádra s chladítkem.FIG. 2 shows a main set of cores 13 having, in this example, in addition to the various chemical sand cores 131 forming the desired geometry, metal liners 132 designed to form cylinder liners and a solid metal cooling block 16 (coolers), as will be discussed later. Such a cooling block may be included in the core set 13 at the time the cores 131 are manufactured to keep the cores with the coolant together.
Po upevnění jader se obě poloviny rámu smontují tak, že se horní polovina rámu, původně umístěná vedle spodní poloviny rámu se znakem razítka obráceným nahoru, otočí o 180θ (viz polohu na obr.2a), aby se mohla smontovat s dolní polovinou rámu, která zahrnuje polohové znáčky.When the cores are fixed, the two frame halves are assembled so that the upper frame half, originally located next to the lower frame half with the upwardly stamped stamp, rotates 180 ° (see position in Fig. 2a) to fit the lower frame half includes position markers.
Obr.2b a (2c) zobrazuje polohu formy K) v době fáze plnění, přičemž zobrazený příklad se týká bloku motoru.Figs. 2b and (2c) show the position of the mold K) at the time of the filling phase, the example shown relates to the engine block.
Nízkotlaké plnění probíhá přes plnicí hlavy 14, přičemž vtokový kanál 22 se nachází u dna formy. Směr proudu tekutého kovu je znázorněn šipkami Řl.The low pressure filling takes place via the filling heads 14, the inlet channel 22 being located at the bottom of the mold. The flow direction of the liquid metal is indicated by arrows R1.
Je nutné poznamenat, že v tomto případě bylo vyloučeno gravitační plnění, a to vzhledem k riziku turbulence a vytváření oxidů. Důvodem je skutečnost, že oxid v plnicím systému by se v tomto případě dostal do odlitku, kde by trvale zůstal.It should be noted that in this case gravitational loading was excluded due to the risk of turbulence and oxide formation. This is because the oxide in the fill system would in this case get into the casting where it would remain permanently.
Naproti tomu, použití nízkotlakého plnění umožňuje perfektní ovládání operace plnění bez vzniku turbulence, přičemž nízkotlaké plnění od samého počátku poskytuje • · ·· ·· *· • t 99 9 9 9 9 9 9 9 9On the other hand, the use of low-pressure filling allows perfect control of the filling operation without the occurrence of turbulence, while low-pressure filling from the outset provides t 99 9 9 9 9 9 9 9 9
9 9 9 99 9 9 9 99 9 9 99
9 · 9 9 9 9 9 999 99 99 · 9 9 9 9 9 999 99 9
9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9
9 99 · ·· ·· »· ·· správný teplotní gradient v odlitku i formě, přičemž plnicí hlavy 14 představují hned po naplnění nejteplejší oblasti.9 99. The correct temperature gradient in the casting and in the mold, with the filling heads 14 representing the hottest region immediately after filling.
Praktická operace nízkotlakého plnění probíhá posunem pískové formy 10 směrem do styku s ponornou trubkou (není na obr. 2a znázorněna), která je spojena s utěsněnou konvenční pecí nízkotlakého typu. Po této operaci je pohyb kovu a ovládání toku kovu zahájeno natlakováním pece. K tomu lze rovněž použít elektromagnetické čerpadlo.A practical low-pressure filling operation is by shifting the sand mold 10 towards the immersion tube (not shown in Figure 2a), which is connected to a sealed conventional low-pressure furnace. After this operation, the movement of the metal and control of the metal flow is initiated by pressurizing the furnace. An electromagnetic pump can also be used for this purpose.
Pokrokovým znakem tohoto postupu, podle tohoto vynálezu, je použití mechanického zařízení pro uzavření plnicího systému, a to ihned po dokončení plnění a před otočením formy o 180θ. Účelem tohoto otočení je dostat plnicí hlavy do horní polohy a zahájit tvrdnutí za stejných podmínek, jaké existují při gravitačním plnění.An advanced feature of this process, according to the present invention, is the use of a mechanical device to close the filling system immediately after the filling is completed and before the mold is rotated 180 °. The purpose of this rotation is to bring the filling heads to the upper position and to begin to set under the same conditions as those which exist during gravity filling.
Otočení se musí realizovat co nejdříve po uzavření plnicího systému. Provedené testy mohou demonstrovat, že pokud uplyne příliš dlouhá doba od uzavření plnicího systému a otočení formy dnem vzhůru, objeví se v odlitku vady ve formě svraštění nebo dutin, což znamená, že odlitek není možné použít. Vzniklé vady lze vysvětlit počátečním tuhnutím v nej studenějších oblastech formy před otočením dnem vzhůru.The rotation must take place as soon as possible after closing the filling system. The tests carried out may demonstrate that if too long a time has elapsed since the filling system has been closed and the mold has been turned upside down, the casting will exhibit defects in the form of wrinkles or voids, which means that the casting cannot be used. The defects can be explained by initial solidification in the coldest areas of the mold before the upside-down.
Při odlévání odlitků, jakými jsou například části bloku motoru nebo válce motoru automobilu, se otočení musí realizovat do 15 sekund, lépe do 5 sekund po dokončení uzavírací operace,When casting castings, such as parts of the engine block or cylinder of an automobile engine, the rotation must take place within 15 seconds, preferably within 5 seconds after completion of the closing operation,
Uzavírání samo je realizováno co nejdříve po ukončení plnění, aby se neztrácel čas a nemohlo se zahájit počáteční tvrdnutí ve vtokovém kanálu. Optimální je, když uzavření nastane nejvýše po 10 sekundách po ukončení plnění, ačkoliv překročení tohoto časového limitu nemusí odlitek poškodit.The closing itself is carried out as soon as possible after the filling has been completed, in order to avoid wasting time and to prevent initial hardening in the inlet channel. It is best if the closure occurs at most 10 seconds after completion of the filling, although exceeding this time limit may not damage the casting.
Mechanické uzavírání vtoku před otočením formy má mnoho výhod.Mechanical closing of the inlet before turning the mold has many advantages.
Zaprvé to umožňuje okamžité uvolnění tlaku a otočení odlitku, který již není zatížen tlakem tekutiny. Tím se lze vyhnout nutnosti použít u pískové formy složité otočné těsnění.Firstly, this allows immediate pressure release and rotation of the casting which is no longer loaded by fluid pressure. This avoids the need to use a complex rotary seal on the sand mold.
Kromě toho mechanické uzavírání ve všech situacích garantuje, že tok tekutého kovu se zastaví okamžitě. Jestliže by se tlak po ukončení otáčení uvolnil, kov by dále vytékal z plnicích hlav směrem do plnicího okruhu. Jelikož přirozené zastavení toku trvá dlouho, obvykle okolo 10 sekund až několik desítek sekund, nutně to způsobuje zpoždění při odpojování formy od plnicí ponorné trubky, a dále to vyžaduje přisunutí kontejneru s tekutým kovem pod formu a pod její dráhu vedoucí k dalšímu stanovišti. Odteklý kov je natrvalo ztracen.In addition, mechanical closing in all situations guarantees that the flow of liquid metal stops immediately. If the pressure is released after the rotation has ended, the metal will continue to flow from the filling heads towards the filling circuit. Since the natural stopping of the flow takes a long time, usually about 10 seconds to several tens of seconds, this necessarily causes a delay in detaching the mold from the filling dip tube, and further requires sliding the liquid metal container under the mold and below its path leading to the next station. Spilled metal is permanently lost.
• * 99 99 99 •9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 • · 9 9 99 9 9 9• * 99 99 99 • 9 9 9 9 9 9 9 9 9 • 9 9 99 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 9999 9 9 9 9 9 9 999
9 9 9 9 9 9 9 _g_ *·· ··· ·· ·♦ «« ··9 9 9 9 9 9 9 _g_ * ·· ··· ·· · ♦ «« ··
Naopak, uzavírací zařízení podle tohoto vynálezu umožňuje, aby kov zůstal ve formě a celý se zúčastnil procesu (vzrůst objemu plnicích hlav).Conversely, the closure device of the present invention allows the metal to remain in the mold and to be fully involved in the process (increasing the volume of the filling heads).
V praxi se uzavírací operace může realizovat aktivací kovové chlopně umístěné v pískové formě, což bude podrobněji popsáno později (systém guillotiny), nebo jiným mechanickým řešením, které by tuto funkci splňovalo.In practice, the closing operation can be accomplished by activating a metal flap located in the sand mold, which will be described in detail later (guillotine system), or other mechanical solution that would fulfill this function.
Obr. 2c znázorňuje polohu formy 10 po jejím otočení o 180θ, a kde je vyráběný blok motoru označen jako BM. Šipky F2 označují hlavní sběr postupu chlazení, přičemž toto chlazení probíhá v podstatě prostřednictvím pevného chladítka 16 umístěného ve spodní části.Giant. 2c shows the position of the mold 10 after it has been rotated through 180θ, and where the engine block to be manufactured is designated BM. Arrows F2 indicate the main collection of the cooling process, which cooling is essentially via a fixed cooler 16 located at the bottom.
Obecněji platí, že postup, podle tohoto vynálezu, zahrnuje jedno nebo více chladítek umístěných na opačných stranách od systému chladicích hlav, přičemž zmíněná chladítka jsou sestavena v průběhu série operací, za účelem sestavení hlavní sady chemicky vázaných pískových jader 13.More generally, the process of the present invention comprises one or more coolers located on opposite sides of the cooling head system, said coolers being assembled during a series of operations to assemble a main set of chemically bonded sand cores 13.
U příkladu chladítka 16 na obr. 1, 2a až 2c je možné akcentovat tepelný gradient, který tvrdnutí řídí směrem k plnicím hlavám.In the example of the cooler 16 in Figs. 1, 2a to 2c, it is possible to accentuate the thermal gradient that controls the hardening towards the filling heads.
V praxi tato chladítka sestávají z litinového bloku, nebo jiného materiálu, který má schopnost pohlcovat teplo. Tyto bloky mohou mít i tvar, který by částečně odpovídal tvaru vyráběného odlitku.In practice, these coolers consist of a cast iron block or other material that has the ability to absorb heat. These blocks may also have a shape that would partially correspond to the shape of the casting being produced.
Přednost se dává chladítkám zhotoveným zjednoho kusu. Mohou se umístit do pouzdra jádra, kde slouží k výrobě chemicky upravených jader, a dále mohou být do pouzdra jádra umístěny v době, kdy se písek jádra v pouzdře postřikuje a upravuje pryskyřicí.Preference is given to refrigerators made in one piece. They can be placed in the core sleeve where they are used to produce chemically treated cores, and can also be placed in the core sleeve while the core sand is sprayed and treated with resin.
Po vytvrdnutí odlitku ve svislé poloze, kdy se chladítko nachází u dna a plnicí hlavy u horní části formy (obr.2c), se rámy sestávající ze dvou poloviny obrátí znovu do vodorovné polohy (naplocho), a to tak, že oddělující spára je ve vodorovné poloze. Obě poloviny formy se potom opatrně od sebe oddělí. Odlitek je sevřen chladítkem (chladítky) a chemicky upraveným systémem jádra, a to například pomocí robotu, odlitek se dále čistí, například kartáčováním, aby se tím z odlitku odstranily zbytky fyzikálně a chemicky upraveného písku.After hardening of the casting in a vertical position with the cooler at the bottom and the filling head at the top of the mold (Fig. 2c), the two-half frames are turned back to the horizontal position (flat) so that the separating gap is in horizontal position. The two mold halves are then carefully separated from each other. The casting is gripped by a coolant (s) and a chemically treated core system, for example by means of a robot, and the casting is further cleaned, for example by brushing, to remove remnants of physically and chemically treated sand from the casting.
Odstranění a separace obou druhů písku umožňuje minimalizaci nákladů na recyklaci.Removing and separating both types of sand allows minimizing recycling costs.
Kromě toho, chladič nebo chladiče 16, které se mají znovu použít, se v tomto stádiu manipulace obnovují do původního stavu.In addition, the cooler or coolers 16 to be reused are restored to their original state at this stage of handling.
Odlitek se dále podrobuje obvyklým procedurám, například se zbavuje zbytku písku, leští se, tepelně se upravuje, mechanicky se opracovává a podrobuje se inspekčním cyklům.The casting is further subjected to conventional procedures, for example, it is stripped of sand residue, polished, heat treated, mechanically machined, and subjected to inspection cycles.
······
44
4* 4« « *4 44 4 4 «« * 4 4
4 444 44
4 4 4 • 4 4 4 ♦ 4 4 4 • 44 4 4 4 4 4 4 4 4 4
4 • · • 4 4 obr.3a až 3e znázorňuje postup podle tohoto vynálezu, podle kterého se u vtokového kanálu tekutého kovu 22, určeného ke spojení s ponornou trubkou 20, zařazují uzávěry označené referenční číslicí 30 (budou popsány později).FIGS. 3a to 3e illustrate a process according to the present invention according to which shutters marked with reference numeral 30 (to be described later) are inserted in the liquid metal inlet channel 22 to be connected to the immersion tube 20.
Uzávěry 30 se nejprve otevřou a plnicí trubka 20 se připojí k formě 10b přesunem formy ve směru šipky F3 (obr.3a). Konkrétněji, prostřednictvím otvoru 21 v rámu formy se plnicí trubka 2θ dostane do styku s fyzikálně upraveným pískem formy. Následuje nízkotlaké plnění (obr.3b). Uzávěry se přesunou tak, aby mohly izolovat dutiny formy, nyní naplněné, od plnicího systému (šipka F4 na obr.3c), následuje oddělení ponorné trubky 20 od formy 10 ve směru F5 (obr.3d). Nakonec se forma obrátí dnem vzhůru okolo vodorovné osy A (šipka F6 na obr.3e).The shutters 30 are first opened and the feed tube 20 is connected to the mold 10b by moving the mold in the direction of arrow F3 (FIG. 3a). More specifically, through the aperture 21 in the mold frame, the fill tube 2θ comes into contact with the physically treated sand of the mold. Low-pressure filling follows (Fig. 3b). The caps are moved to isolate the mold cavities now filled from the filling system (arrow F4 in Fig. 3c), followed by the separation of the dip tube 20 from the mold 10 in the direction F5 (Fig. 3d). Finally, the mold is turned upside down about the horizontal axis A (arrow F6 in Fig. 3e).
Alternativně lze zahájit otáčení okolo osy A ihned po uzavření a během dekomprese pece. Umožňuje to, aby i poslední kapky slitiny mohly během kroku otáčení tuhnout uvnitř ponorné trubky 20, aniž by takového otáčení muselo probíhat pod tlakem, což je vzhledem k těsnosti kontaktních povrchů mezi plnicí trubkou 2θ a čerstvým pískem formy kritickým krokem. Tato alternativa u tohoto postupu rovněž umožňuje mírné zvýšení produkce.Alternatively, rotation about the A axis can be initiated immediately after closing and during furnace decompression. This allows even the last alloy droplets to solidify within the dip tube 20 during the rotation step without having to rotate under pressure, which is a critical step due to the tightness of the contact surfaces between the fill tube 2θ and the fresh mold sand. This alternative also allows a slight increase in production in this process.
Zde je nutné zaznamenat, že odpojení plnicího systému od formy, a to co nejdříve, umožňuje zvýšit produkci, a co nejrychlejší spojení plnicího systému s další formou.It should be noted here that disconnecting the filling system from the mold as soon as possible makes it possible to increase production, and to connect the filling system to the other mold as quickly as possible.
Obr,4a až 4d znázorňuje provedení uzávěry 30. Uzávěra 30 zahrnuje malou kovovou desku 31, vyrobenou například z oceli nebo litiny, která má tloušťku okolo 2 až 5 mm, aje vložena do jednoho znaku razítka formy z čerstvého písku (v tomto případě 11b) během jeho výroby, a to tak aby byl vyrovnán v jedné přímce s kovovým vtokovým kanálem 22. U konce obráceného k vtokovému kanálu 22 má deska 31 dva příčné výběžky 31a, které usnadňují její umístění v době výroby poloviny formy 11b, a stejně tak lepší vedení desky během jejího pohybu do uzavírací polohy. Z tohoto důvodu mají protilehlé znaky razítka lfa dvě doplňkové dutiny 33, do kterých mohou zmíněné výběžky při montáži zapadnout.Figures 4a to 4d illustrate an embodiment of the closure 30. The closure 30 comprises a small metal plate 31, made, for example, of steel or cast iron, having a thickness of about 2 to 5 mm and inserted into a single stamp of fresh sand mold (in this case 11b). during its manufacture, so as to be aligned in line with the metal inlet channel 22. At the end facing the inlet channel 22, the plate 31 has two transverse projections 31a that facilitate its placement at the time of manufacture of the mold half 11b, as well as better guidance. plate during its movement to the closing position. For this reason, the opposing features of the stamp 1fa have two additional cavities 33 into which the projections may engage during assembly.
Použití čerstvého písku pro znaky razítka umožňuje, aby se uzávěra mohla vyrábět bez potíží, kdy pružnost čerstvého písku umožňuje pohyb desky 31 tak dlouho dokud zůstane dostatečně tenká, a to bez poškození formy.The use of fresh sand for stamp features allows the closure to be manufactured without difficulty, while the flexibility of the fresh sand allows the plate 31 to move as long as it remains thin enough without damaging the mold.
Obr.4a znázorňuje konstrukci znaku razítka 11b s vzorkovou deskou PM, kde znak razítka zahrnuje desku uzávěru 31 a dva výběžky 31a.Fig. 4a shows the construction of the stamp feature 11b with the sample plate PM, wherein the stamp feature comprises a closure plate 31 and two projections 31a.
Obr.4b znázorňuje způsob smontování obou polovin formy, a dále konce výběžků 31a, zapadajících do protilehlých znaků.Fig. 4b shows a method of assembling the two mold halves, and further the ends of the protrusions 31a that fit into opposing features.
Obr.4c znázorňuje dutinu 34 vytvořenou ve znaku razítka 11b, do které je vložena tyč 216 a hlava 216a pěchovadla, která má vykonávat danou činnost na desce 31, a to zaFig. 4c shows the cavity 34 formed in the feature of the stamp 11b, in which the rod 216 and the ram head 216a are inserted to perform the action on the plate 31, after
4* · ·4 * · ·
4 ♦ ·4 ♦ ·
4 • · 4 4 ♦ » · ·4 • · 4 4 · · ·
• ·• ·
- 10účelem uzavření vtokového kanálu 22 před uzávěrou. Dno dutiny končí v malé vzdálenosti od konce konce desky 31 proti vtokovému otvoru.The purpose of closing the inlet channel 22 before the closure. The bottom of the cavity ends at a small distance from the end of the plate 31 opposite the inlet opening.
Obr.4d znázorňuje situaci, ve které pěchovadlo, pomocí tyče 216 a hlavy 216a, tlačí proti desce 31 a místně vytlačuje čerstvý písek, aby se vytvořila uzávěra.Fig. 4d illustrates a situation in which the ram, by means of a rod 216 and head 216a, pushes against the plate 31 and locally forces fresh sand to form a closure.
Obr.6a až 6c znázorňuje příklad položky zařízení EQ určeného k manipulaci s formou, která zahrnuje hlavní stojan 100 s pohyblivým rámem 106 namontovaným na základové desce prostřednictvím hřídele 104 tak, aby byl schopen se pomocí elektromotoru otáčet okolo svislé osy B jako karusel.6a to 6c show an example of a mold handling device item EQ comprising a main stand 100 with a movable frame 106 mounted on a base plate via a shaft 104 so as to be able to rotate about a vertical axis B as a carousel by an electric motor.
Na rámu 106 je namontován sekundární stojan 200, který přijímá formu a otáčí s ní tak, jak to bude později uvedeno.Mounted on the frame 106 is a secondary stand 200 that receives and rotates the mold as will be discussed later.
Sekundární stojan zahrnuje rám 202, který je namontován tak, aby se mohl otáčet například okolo ozubeného kola 108, přičemž otáčení okolo vodorovné osy A se realizuje vhodným elektromotorem (není znázorněn).The secondary stand includes a frame 202 that is mounted to rotate, for example, about the gear 108, the rotation about the horizontal axis A being effected by a suitable electric motor (not shown).
Forma 10 je do tohoto rámu 202 zasazena tak, že její vtokový kanál 22 je orientován směrem ven a je umístěna mezi tlakovou deskou 204, která je stlačována pěchovadlem 208, a podpůrnou deskou 210. Vodicí válečky 206, 212, definující dosedací povrchy v různých směrech, umožňují vedení a držení formy 10 v zařízení v dané poloze.The mold 10 is fitted into this frame 202 so that its inlet channel 22 is oriented outwardly and is located between the pressure plate 204 which is compressed by the ram 208 and the support plate 210. Guide rollers 206, 212 defining bearing surfaces in different directions allow the mold 10 to be guided and held in position by the device.
Tyto obrázky rovněž zobrazují pěchovadlo 214 a její výstupní tyč 216, která umožňuje činnost uzavírací desky 31 umístěné ve formě, tak jak to již bylo popsáno.These figures also illustrate a stamper 214 and an outlet rod 216 thereof that allow the operation of a shut-off plate 31 disposed in a mold as previously described.
Obr.7a a 7b zobrazují stejné zařízení, v bočním pohledu v nárysu, s pecí 300 spojenou s plnicí trubkou 20. Obrázek ukazuje, že sekundární stojan 200 je namontován pomocí kluzátek 110 na vodicích kolejničkách 220, připevněných k hlavnímu stojanu 106, což umožňuje klouzavý pohyb, jestliže je forma 10 společně s vtokovým kanálem 22 obrácená k plnicí trubce 20, přičemž se sekundární stojan může pohybovat blíže k plnicí trubce a směrem od ní, a to vlivem činnosti pěchovadla (není znázorněno).7a and 7b show the same device, in a side elevational view, with the furnace 300 connected to the feed tube 20. The figure shows that the secondary rack 200 is mounted by sliders 110 on the guide rails 220 attached to the main rack 106, allowing sliding. movement when the mold 10 together with the inlet channel 22 faces the filling tube 20, wherein the secondary stand can move closer to and away from the filling tube due to the action of the ram (not shown).
Obr.8a až 8c znázorňuje v půdorysu již popsané zařízení spojené s dopravníkem C, na kterém se smontovávají formy, dále nízkotlakou pec 300 a dopravník C>, kterým se výrobky, po odlití a otáčení, dopravují směrem k chladicímu stanovišti.FIGS. 8a to 8c show a plan view of a device already described in connection with a conveyor C on which the molds are assembled, a low-pressure furnace 300 and a conveyor C by which the products are transported towards the cooling station after casting and rotation.
Následuje popis různých fází operace odlévání:The following is a description of the different stages of the casting operation:
- nejprve je na dopravníku C smontována forma, která leží ve vodorovné poloze obrácená k manipulačnímu zařízení EQ do kterého byla vsazena, přičemž sekundární stojan 200 je předem orientován do požadované polohy (obr.6a a 8a).First, a mold is mounted on the conveyor C, which lies in a horizontal position facing the handling device EQ into which it has been inserted, the secondary stand 200 being pre-oriented to the desired position (Figs. 6a and 8a).
0* «00 * «0
-11 • 0 0 ♦ 0 0 • · «0-11 • 0 0 ♦ 0 0 • · «0
0 00 0
00
00
900 t900 t
00
00
00
0 00 0
Zařízení EQ se otočí o 90θ okolo svislé osy B tak, že je forma obrácená směrem k peci a současně, nebo odděleně, se forma otáčí o 90θ tak, že zaujímá svislou odlévací polohu (obr.ób a 8b).The EQ device rotates 90θ about the vertical axis B so that the mold is facing the furnace and at the same time, or separately, the mold rotates 90θ to assume the vertical casting position (Figs. 8b and 8b).
Forma se pak pohybuje směrem k peci 300 tak, že se plnicí trubka těsně spojí s vtokovým kanálem 22 (obr.7a) a začíná operace nízkotlakého odlévání.The mold is then moved towards the furnace 300 such that the feed tube is tightly connected to the inlet channel 22 (FIG. 7a) and the low pressure casting operation begins.
Po dokončení operace odlévání se vtokový kanál 22 uzavře, tlak v peci se sníží tak, že se hladina kovu sníží pod úroveň plnicí trubky 20, forma 10 se oddělí od plnicí trubky 20 a otočí se o 180θ okolo vodorovné osy, tak jak to již bylo popsáno (obr.óc a 7b).Upon completion of the casting operation, the inlet duct 22 is closed, the furnace pressure is lowered so that the metal level is below the level of the feed tube 20, the mold 10 is detached from the feed tube 20 and rotated 180θ about a horizontal axis as previously described (Figs. 6c and 7b).
Současně, nebo odděleně, se stojan 200 otáčí o 90θ okolo svislé osy tak, že přivádí formu do polohy, ve které je obrácená k výstupnímu dopravníku G (obr.8c), který formu dopraví k chladicímu stanovišti.Simultaneously, or separately, the rack 200 rotates 90θ about a vertical axis so as to bring the mold to a position in which it is facing the exit conveyor G (FIG. 8c) to convey the mold to the cooling station.
Příklad vyráběného bloku motoru způsobem podle dosavadního stavu techniky (příklad 1) a příklad stejného bloku motoru vyráběného postupem podle tohoto vynálezu, bude nyní popsán v uvedeném sledu.An example of a manufactured engine block according to the prior art method (Example 1) and an example of the same engine block produced by the process of the present invention will now be described in the following sequence.
Příklad 1Example 1
Blok čtyřválcového řadového motoru s hmotností 18 kg se vyrábí s použitím nízkotlakého plnicího systému znázorněného na obr.2, který nepoužívá chladítka, ale používá čerstvý písek zirkonového typu s částicemi o velikosti 113 AFS a následujícího složení (v procentech/ hmotnost):The 18 kg 4-cylinder in-line engine block is manufactured using the low-pressure charge system shown in Figure 2, which does not use refrigerators but uses fresh zircon type sand with 113 AFS particles and the following composition (in percent / weight):
bentonit: 1,8% voda: 1,5 % zůstatek představuje zirkonový písek.bentonite: 1.8% water: 1.5% of the balance is zircon sand.
Jádra pro vnitřní konce (malé strany bloku) se vyrábí z chemicky upraveného písku. Slitina použitá k odlévání má následující složení (v procentech/hmotnost):The cores for the inner ends (small sides of the block) are made of chemically treated sand. The alloy used for casting has the following composition (in percent / weight):
Si: 8,6 %Si: 8.6%
Cu: 2,2 %Cu: 2.2%
Mg: 0,3 %Mg: 0.3%
Fe: 0,4 %Fe: 0,4%
Mn: 0,3 % zůstatek představuje hliníkMn: 0.3% balance is aluminum
Teplota kovu při odlévání má hodnotu 720θ0.The metal temperature during casting is 720θ0.
Operace plnění se provádí za nízkého tlaku a trvá 15 sekund.The filling operation is carried out at low pressure and takes 15 seconds.
-12• 11 ·· ·« · · · * · · · • ·*·« ···-12 • 11 ·· · · * * · * * *
1 · » · · · 9·· ♦ · · · · · · ··· ·· ·· ·· ·· »··1 · · · 9 · 9 · · · · · · · 9 9 9 9
Uzavření plnicího systému trvá 2 sekundy po ukončení plnění.The filling system closes 2 seconds after the filling is complete.
Otáčení o 180θ trvá 30 sekund po uzavření plnicího systému.The rotation of 180θ takes 30 seconds after the filling system is closed.
Zkoumání bloku motoru ukázalo na vysoký stupeň pórovitosti (od 1,5 do 3 %) u ložisek klikového hřídele a na přítomnost bublin a dutin v odlitku, které se mohou vyskytovat až ve velikosti jednoho centimetru, což je u tohoto typu odlévání zcela nepřípustné.Examination of the engine block revealed a high degree of porosity (from 1.5 to 3%) for the crankshaft bearings and the presence of bubbles and cavities in the casting, which may occur up to one centimeter, which is completely unacceptable for this type of casting.
Příklad 2Example 2
Vyrábí se stejný blok motoru s použitím formy z křemičitého čerstvého písku, s velikostí částic 55-65 AFS a se stejnou koncentrací bentonitu a vody jako u příkladu 1. Vnitřní a koncová jádra jsou vyrobena z chemicky upraveného písku jako u příkladu 1. Operace uzavření začíná 2 sekundy po ukončení plnění.The same engine block is produced using a quartz fresh sand mold with a particle size of 55-65 AFS and with the same bentonite and water concentration as in Example 1. The inner and end cores are made of chemically treated sand as in Example 1. The closure operation begins 2 seconds after filling.
Otáčení o 180θ začíná 1 sekundu po uzavření a trvá 4 sekundy. Výhodné je provést, v průběhu fáze otáčení, dekompresi nízkotlaké pece, která se používá k naplněné formy tekutým kovem.The 180θ rotation starts 1 second after closing and lasts 4 seconds. It is preferable to decompress the low pressure furnace which is used to fill the mold with liquid metal during the rotation phase.
Zkoumání bloku ukazuje, že se nevyskytují žádné vady, bubliny a dutiny, a že struktura slitiny (s použitím chladítka) v ložiskách klikového hřídele je neporušená (méně jak 0,5 % pórovitosti).Examination of the block shows that there are no defects, bubbles and cavities, and that the alloy structure (using a cooler) in the crankshaft bearings is intact (less than 0.5% porosity).
Tento vynález není v žádném případě omezen pouze na provedení uvedená a znázorněná v tomto dokumentu, odborníci v oboru snadno pochopí, jakým způsobem lze realizovat různé varianty a modifikace v souladu s principy tohoto vynálezu.The present invention is by no means limited to the embodiments set forth and shown herein, those skilled in the art will readily understand how various variations and modifications may be made in accordance with the principles of the present invention.
φ φ ·· φ φφ * φ φφ φφ φ ·· φ φφ * φ φφ φ
-13• < « « φ » φφφφ • · ΦΦ ΦΦ «Φ ΦφΦΦΦφ φ · · φ φ * φ «-13 • «φ φ φ Φ Φ Φ Φ Φ ·
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ1999833A CZ83399A3 (en) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | Process of mass production of castings from aluminium alloys and apparatus for making the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ1999833A CZ83399A3 (en) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | Process of mass production of castings from aluminium alloys and apparatus for making the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ83399A3 true CZ83399A3 (en) | 2000-05-17 |
Family
ID=5462321
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ1999833A CZ83399A3 (en) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | Process of mass production of castings from aluminium alloys and apparatus for making the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ83399A3 (en) |
-
1999
- 1999-03-10 CZ CZ1999833A patent/CZ83399A3/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10086430B2 (en) | Method for producing iron metal castings | |
US6540007B2 (en) | Molding process for the mass production of aluminum alloy castings and associated items of equipment | |
US20070199676A1 (en) | Composite mold with fugitive metal backup | |
US6615901B2 (en) | Casting of engine blocks | |
US4674553A (en) | Method for sand casting varying thickness articles | |
US5690160A (en) | Sealing device for an-inlet of a sand mold | |
CN101296769A (en) | Diecasting process and diecasting device | |
CN101890490A (en) | Low-pressure casting process of metal pattern die pre-casting cylinder sleeve of V-shaped aluminum alloy cylinder body | |
US4862945A (en) | Vacuum countergravity casting apparatus and method with backflow valve | |
CN111014640A (en) | Automobile part casting molding process | |
CN103878324B (en) | A kind of cylinder cap casting die and casting method | |
CZ83399A3 (en) | Process of mass production of castings from aluminium alloys and apparatus for making the same | |
CN112605342A (en) | Forming method of small-sized thin-wall stainless steel casting with complex cavity | |
US6554050B2 (en) | Iron alloy casting method and apparatus | |
CN110014538B (en) | Method for repairing air tightness of composite material component forming die | |
JP2637813B2 (en) | Mold casting method | |
CN105081276A (en) | Low-pressure casting device and method for operating low-pressure casting device | |
CA2375713C (en) | Casting method and apparatus | |
US4566518A (en) | Method of heat retention in a blind riser | |
US6929053B1 (en) | Mold fill method and system | |
US6923239B2 (en) | Casting method and apparatus | |
US4858671A (en) | Method and apparatus for accelerating metal solidification | |
MXPA99002295A (en) | Draining procedure in large series of aluminum alloy parts and asocia equipment | |
WO1999058272A1 (en) | Investment casting using sealable pressure cap | |
RU2513672C2 (en) | Device for production of piston patterns |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |