DD203002A1

DD203002A1 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING COMPRESSED COEKILLENGUSS

Info

Publication number: DD203002A1
Application number: DD23717582A
Authority: DD
Inventors: Werner Hilgenfeldt; Manfred Kadner
Original assignee: Werner Hilgenfeldt; Manfred Kadner
Priority date: 1982-02-04
Filing date: 1982-02-04
Publication date: 1983-10-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von verdichteten Kokillengusz. Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten technischen Loesungen zu ueberwinden, wobei ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen wird, die geringe Dichtungsprobleme aufweist. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, indem das Gieszwerkzeug mit einer zeitlich und druckseitig gesteuerten Nachdruckeinrichtung ausgestattet wird, die ueber ein System von Rohrleitungen und Kanaelen mit dem Formhohlraum verbunden ist und saemtliche Speiser erreicht. Durch eine spezielle Ventilkombination wird sowohl eine Entlueftung des Formhohlraumes waehrend des Gieszens als auch eine steigende Druckeinwirkung waehrend der Erstarrung gewaehrleistet, ohne dasz bestimmte Abdichtplatten fuer den Speiser oder Eingusz notwendig werden. Diese Vorrichtung zeichnet sich durch einen Verzicht auf Verschleiszteile und bewegliche Bauelemente aus, die mit dem fluessigen Metall in Beruehrung kommen. Die Erfindung ist in der Gieszereitechnik anwendbar.The invention relates to a method and an apparatus for producing compressed Kokillengusz. The object of the invention is to overcome the disadvantages of the known technical solutions, whereby a method and a device is provided, which has low sealing problems. According to the invention, the object is achieved by providing the mold with a pressure and time controlled pressure device, which is connected to the mold cavity via a system of pipes and channels and reaches all feeders. Through a special valve combination both a ventilation of the mold cavity during the Gieszens and an increasing pressure during the solidification is ensured without dasz certain sealing plates for the feeder or Eingusz are necessary. This device is characterized by a waiver of Verschleiszteile and moving components, which come into contact with the liquid metal. The invention is applicable to the Gieszerei technique.

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von verdichteten KokillengußMethod and device for producing compacted chill casting

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung ist in der Gießereitechnik anwendbar. Sie betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von verdichteten Kokillenguß.The invention is applicable to foundry technology. It relates to a method and an apparatus for producing compacted chill casting.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß Kokillen nach dem Gießen mit Druck beaufschlagt" werden, um eine verbesserte Speisung des Gußstückes zu erreichen mit dem Ziel Gefügefehler, die im Zusammenhang mit der Volumenkontraktion des Metalls entstehen, durch Speisung auszugleichen und damit die Dichtheit zu verbessern«It is known that molds are "pressurized" after casting in order to achieve an improved feeding of the casting with the aim of compensating structural defects that arise in connection with the volume contraction of the metal, by feeding it and thus to improve its tightness. "

Es- wurde auch eine Vorrichtung zum Gießen von Aluminiumlegierungen in vorgewärmte, mehrteilige Kokillen vorgeschlagen, die einen dichtend auf den Einguß aufsetzbaren flachen Deckel aufweist, in den eine Druckleitung mündet, Die Druckeinwirkung soll durch Zusatzeinrichtungen, wie Prallplatte-, Luftvorwärmer und Druckbegrenzungsventil verbessert werden. Derartige Einrichtungen sind nichtIt has also been proposed an apparatus for casting aluminum alloys in preheated, multi-part molds, which has a sealing placed on the sprue flat lid into which a pressure line opens, the pressure is to be improved by ancillary equipment, such as flapper, air preheater and pressure relief valve. Such facilities are not

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wesentlich für den Effekt der Verdichtung von Kokillenguß. Nachteilig ist, daß die Abdeckplatte für den Speiser mit einer Asbestdichtung versehen ist, die durch den Anpreßdruck und die thermischen Einflüsse der Kokille einen erheblichen Verschleiß unterworfen ist. Es sind ferner Verfahren und Vorrichtungen bekannt bei dem sich Schmelzbehälter und Gießwerkzeug in einer hermetisch abgeschlossenen Kammer befinden, die mit einem Steigrohr verbunden sind. Durch eine entsprechende Kombination von Druck und Gegendruck wird eine Förderung von Schmelze in die Gießform erreicht. Die Hermetisierung der Gießform ist außerordentlich aufwendig.essential for the effect of compression of chill casting. The disadvantage is that the cover plate for the feeder is provided with an asbestos seal, which is subjected by the contact pressure and the thermal influences of the mold considerable wear. There are also methods and apparatuses known in which the melting vessel and the casting tool are located in a hermetically sealed chamber, which are connected to a riser. By an appropriate combination of pressure and counterpressure a promotion of melt is achieved in the mold. The Hermetisierung the mold is extremely expensive.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Nachteile derThe aim of the invention is to overcome the disadvantages of

bekannten technischen Lösungen zu überwinden, wobei einto overcome known technical solutions, wherein a

Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen wird, die geringe DichtungsProbleme aufweist.Method and apparatus is provided which has low sealing problems.

Darlegung des Wesens der Erfindung ·Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine flexible Vorrichtung zu schaffen, die eine Druckeinwirkung auf sämtliche Speiser unabhängig von der Gestalt des Gußstückes und der Gießart gestattet, wodurch sich die Anzahl und das Volumen der Speiser reduzieren läßt. Im Ergebnis der verbesserten ITachapeisung und Infiltration des Gefüges während der Erstarrung erhöhen sich die Werkstoffkennwerte, Festigkeit und Dehnung in Abhängigkeit von Gußstückgestalt, Speisungsbedingungen sowie Werkstoffqualitat im Vergleich zum Kokillenguß ohne Nachverdichtung.The invention has for its object to provide a flexible device that allows pressure on all feeders regardless of the shape of the casting and the casting, which can reduce the number and volume of the feeders. As a result of the improved ITachapeisung and infiltration of the structure during solidification increase the material properties, strength and elongation depending on casting shape, feeding conditions and material quality compared to chill casting without recompression.

Außerdem wird durch die i^achverdichtung eine verringerte Maßtoleranz und verbesserte Oberflächenqualität erreicht.In addition, reduced dimensional tolerance and improved surface quality are achieved by compacting.

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Diese. Aufgabe wird dadurch gelöst, indem das Gießwerkzeug und die Gießmaschine mit einer zeitlich und druckseitig gesteuerten Nachdruckeinrichtung ausgestattet wird, die über ein System von Rohrleitungen und Kanälen mit dem Pormhohlraum verbunden ist und sämtliche Speiser erreicht. Durch eine spezielle Ventilkombination wird sowohl eine Entlüftung des Eormhohlraumes während der Erstarrung gewährleistet, ohne daß bestimmte Abdichtplatten für den Speiser oder Einguß notwendig werden. Diese Vorrichtung zeichnet sich durch einen Verzicht auf Verschleißteile und bewegliche Bauelemente aus, die mit dem flüssigen Metall in Berührung kommen. Wesentlich für.die Druckbeaufschlagung der Schmelze ist der versetzte Anschluß für das Druckmedium und die Anordnung eines Druckaufbauraumes, um durch eine geringe Strömungsgeschwindigkeit des Druckmediums eine vorzeitige Abkühlung der Speiseroberfläche durch das Druckmedium zu vermeiden. Der Druckaufbau nach dem Gießen, erfolgt mit einer Zeitverzögerung nach der Erstarrung einer Randschale. Nach weiteren Erstarrungsfortschritten erhöht sich der Druck, um auch in entfernten GußStückbereichen die notwendige Hachverdichtung zu erreichen. Der zeitlich gesteuerte in Abhängigkeit von der Wanddicke und der Gußstückgestalt steigende, programmierte Druckverlauf führt zu optimalen Qualitätsverbesserungen. Die verzögerte Druckbeaufschlagung' sowie die Anwendung von Grat- und Kragenanschnitten gewährleistet bei Seiten- und Bodenguß, daß die Schmelze nicht aus den Einlauf gedruckt wird. Falls mehrere Speiser notwendig sind, wird durch die Anordnung von Verbindungskanälen oder jeweils gesonderter Druckanschlüsse an der Kokille die Luft oder ein anderes Druckmedium auf die Speiser aufgebracht. Die in die Kokille eingearbeiteten Entlüftungskanäle gewährleisten beim Gießen eine formentlüftung und bei Erstarrung eine Verbindung mit dem Druckmedium, sodaß ein Ausquetschen von breiartiger Schmelze in die Entlüftun.gskanäle und Kokillenteilung durch den sichThese. This object is achieved by the casting tool and the casting machine is equipped with a time and pressure side controlled Nachdruckeinrichtung which is connected via a system of pipes and channels with the Pormhohlraum and reaches all feeders. By a special combination of valves, both a venting of the Eormhohlraumes is ensured during solidification, without certain sealing plates for the feeder or sprue are necessary. This device is characterized by a lack of wearing parts and moving components, which come into contact with the liquid metal. Essential for the pressurization of the melt is the staggered connection for the pressure medium and the arrangement of a pressure build-up space in order to avoid a premature cooling of the feeder surface by the pressure medium by a low flow velocity of the pressure medium. The pressure build-up after casting takes place with a time delay after the solidification of a marginal shell. After further solidification progresses, the pressure increases to achieve the necessary Hachverdichtung also in distant GußStückbereichen. The timed in dependence on the wall thickness and increasing Gußstückgestalt, program m ierte pressure variation leads to optimal quality improvements. The delayed pressurization 'as well as the application of ridge and collar cuttings ensures in side and bottom casting, that the melt is not printed from the inlet. If multiple feeders are necessary, the air or other pressure medium is applied to the feeders by the arrangement of connecting channels or separate pressure ports on the mold. The venting channels incorporated in the mold ensure mold venting during casting and, when solidified, a connection with the pressure medium, so that a squeezing of mushy melt into the vent channels and mold parting through the

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bildenden Gegendruck vermieden wird. Eine Druckbeaufschlagung von Seitenspeisern ist über entsprechende Luftkanale und luftdurchlässige Einsätze möglich.forming counterpressure is avoided. A pressurization of side feeders is possible via appropriate air ducts and air-permeable inserts.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing shows:

Pig.. 1i ein KokillenseitenteilPig .. 1i a Kokillenseitenteil

Pig. 21 eine Schnittdarstellung der SteuerungPig. 21 is a sectional view of the controller

Die beiden Seitenteile 1i und 2 der Kokille werden auf den Aufspannplatten der Gießmaschine befestigt, um die Bewegungs- und Zuhaltekräfte aufzubringen. In den Seitenteilen 1i und 2- ist der Pormhohlraum mit Speiser 4, einem darüber" angeordneten Druckaufbauraum 3 der mit einem Seitenspeiser 7 über ein Entlüftungssystem 5 verbunden ist, eingearbeitet. Die Arbeitsweise mit der erfindungsgemäßen Kokillenvorrichtung ist folgende: Der Formhohlraum wird über den Einlauf 6 mit flüssigem Metall gefüllt.. Die Entlüftung erfolgt über das eingearbeitete Entlüftungssystem 5, die Verbindungsleitung und die Entlüftungsleitung fi2-, wobei das Wegeventil to die Stellung "Entlüftung" einnimmt. Der abgesetzte Eingußtrichter gewährleistet eine definierte Steighöhe des Metalls im Speiser 4, unter" dem erfindungsgemäß angeordneten Druckaufbauraum 3. iiach beginnender Randschalenerstarrung und Erstarrung im Gratanschnitt wird das Wegeventil 1o in die Stellung "Nachverdichtung" geschaltet, sodaß der Druckaufbauraum 3 und damit der . Speiser 4 über die Yerbindungsleitung 9 und die Druck-The two side parts 1i and 2 of the mold are mounted on the platens of the casting machine to apply the movement and clamping forces. In the side parts 1i and 2, the mold cavity is incorporated with feed 4, a pressure build-up space 3 arranged above it, which is connected to a side feeder 7 via a ventilation system 5. The method of operation with the mold device according to the invention is as follows: The mold cavity is introduced via the inlet 6 The venting takes place via the incorporated venting system 5, the connecting line and the vent line fi2, the directional valve to occupy the position "venting." The stepped sprue ensures a defined height of rise of the metal in the feeder 4, below the " according to the invention arranged pressure build-up space 3. iiach beginning Randschalenerstarrung and solidification in the ridge section, the directional control valve 1o is switched to the "post-compression", so that the pressure build-up space 3 and thus the. Feeder 4 via the connecting line 9 and the pressure

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leitung 1iti mit Druck "beaufschlagt wird. Durch die versetzte Anordnung der Druckluftleitung wird ein direktes Einblasen des Druckmediums auf die Speiserfläche vermieden, um deren vorzeitiges Erstarren auszuschließen. Eine Druckbeaufschlagung des Seitenspeisers 7 erfolgt über das Entlüftungssystem 5 un-d den luftdurchlässigen Einsatz 8. Gleichzeitig erfolgt über das Entlüftungssystem 5 der Aufbau eines Gegendruckes in den Teilungen, der das Auspressen breiartiger Schmelze verhindert. Gesteuert wird der Nachdruck mit erforderlichenfalls zwei Druckstufen von dem Druckventil M und den programmierbaren Zeitrelais 13, um einen optimalen Druckaufbau für das jeweilige Gußstück, abgestimmt auf Gui3stückmodul und legierung zu erzielen. Diese zweite Druckstufe bis maximal ο,β Μ Pa. sichert eine Infiltration der Schmelze in speiserentfernte Gußstückbereiche und eine hohe Gefügegüte.The staggered arrangement of the compressed air line avoids direct blowing of the pressure medium onto the feeder surface in order to prevent its premature solidification the build-up of a backpressure in the partitions prevents the pressing of mushy melt and is controlled by the pressure valve M and the programmable time relay 13, if necessary, with two pressure stages for an optimum pressure build-up for the respective casting, matched to the control module This second pressure stage up to a maximum of ο, β Μ Pa. ensures infiltration of the melt into particle-depleted casting areas and a high structural quality.

Claims

- ⁶ - 237175 C

claims

ti. A method for producing compressed Kokillenguß, characterized in that on the feeder (4) in a Druckaufbaurauin (3) opens a pressure line over which both the venting of the mold cavity and the pressurization of the feeder (4), after the compressed air source via a time relay (ίι3) and a pressure valve (U) is connected, wherein a counter-pressure in the partitions upon application of pressure is applied via an incorporated in the divisions Entltiftungssystem (5) by the gaseous pressure medium,

2. Device for Durchführlang the method according to item 11, characterized in that in the side parts (ii; Z) of the mold cavity with feeder (4), an above-ordered pressure build-up space (3) and a Sntlüftungssystem (5) is incorporated, that over a connecting line (9), a directional control valve (1io) with pressure line (tii) and pressure valve t'4) with a time relay (13) .verbunden ist. is connected.

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