DE102008043313A1 - Mold for casting a metal object, comprises a degassing section that is porous and formed as insert, where the degassing section is lockable so that it is impermeable for gas and fluid metal - Google Patents
Mold for casting a metal object, comprises a degassing section that is porous and formed as insert, where the degassing section is lockable so that it is impermeable for gas and fluid metal Download PDFInfo
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft eine Gießform sowie eine Gießvorrichtung mit einer neuartigen Gießform.The The invention relates to a casting mold and a casting device with a novel casting mold.
Beim Gießen von Metallgegenständen, wie z. B. Kolben für Verbrennungsmotoren, wird flüssiges Metall in eine Form eingefüllt, deren Hohlraum im Wesentlichen der gewünschten Form des zu erzeugenden Produkts entspricht. Insbesondere an der ”Front” des eingegossenen Metalls kommt es hierbei zu der Bildung von Oxiden, die unerwünschte Einschlüsse in dem fertigen Produkt bilden können, oder so genannte oxidische Trennungen in Form von Falten in dem Gussteil erzeugen können.At the Pouring metal objects, such. B. pistons for internal combustion engines, becomes liquid metal filled in a mold whose cavity is substantially corresponds to the desired shape of the product to be produced. Especially at the "front" of the cast Metal occurs here to the formation of oxides, the unwanted Can form inclusions in the finished product, or so-called oxide separations in the form of wrinkles in the Can produce casting.
Stand der TechnikState of the art
Aus
der
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gießform und eine damit ausgestattete Gießvorrichtung zu schaffen, durch welche die Qualität eines Gussteils im Hinblick auf das Vorliegen von Oxiden verbessert werden kann.Of the Invention is based on the object, a mold and to provide a pouring device equipped therewith, through which the quality of a casting in view of its presence of oxides can be improved.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 beschriebene Gießform.The Solution of the problem is achieved by the described in claim 1 Mold.
Demzufolge weist diese zumindest einen so genannten Entgasungsabschnitt auf, der für Gas durch-, jedoch für flüssiges Metall undurchlässig ist. Nachdem der Entgasungsabschnitt für flüssiges Metall undurchlässig ist, entspricht er nicht einem Auslass im Sinne eines Überlaufs, sondern kann in vorteilhafter Weise auch im Bereich des Bodens der Gießform angeordnet werden. In vorteilhafter Weise kann die erfindungsgemäße Gießform vor dem Einfüllen des flüssigen Metalls mit einem Schutz- oder Inertgas, wie zum Beispiel Argon, gefüllt werden, so dass in der Form die Luft verdrängt wird, und praktisch kein Sauerstoff vorhanden ist. Hierdurch wird die Bildung von Oxiden an der Oberfläche der Metallschmelze verhindert. Durch den beschriebenen Entgasungsabschnitt wird das Schutzgas beim Einfüllen des flüssigen Metalls verdrängt, das Metall jedoch gleichzeitig zurückgehalten, so dass auch in diesem Bereich eine Oberfläche des gewünschten Gussteils erzeugt werden kann.As a result, this has at least one so-called degassing section, for gas, but for liquid Metal is impermeable. After the degassing section is impermeable to liquid metal, it does not correspond to an outlet in the sense of an overflow, but may advantageously also in the region of the bottom of the mold to be ordered. Advantageously, the inventive Casting mold before filling the liquid Metal with a protective or inert gas, such as argon, be filled, so that in the form displaces the air is, and virtually no oxygen is present. This will be the Formation of oxides at the surface of the molten metal prevented. By the described degassing section is the Inert gas during filling of the liquid metal displaced, but the metal retained at the same time, so that even in this area a surface of the desired Casting can be produced.
Durch die Verdrängung der Luft aus dem Hohlraum der Gießform wird ferner in vorteilhafter Weise die Oberflächenspannung der Metallschmelze verringert. Hierdurch wird die Fließfähigkeit des flüssigen Metalls verbessert, und infolgedessen kann auch die Füllung der Form, insbesondere auch in engen Bereichen, die dünnwandigen Abschnitten des Gussteils entsprechen, verbessert werden. Somit kann insgesamt die Qualität des erzeugten Gussteils verbessert werden. Es sei betont, dass die Erfindung insbesondere zum Gießen eines integralen Gussteils, d. h. ohne umgossene Einsätze oder dergleichen geeignet ist und dementsprechend auch ein derartiges Verfahren betrifft.By the displacement of air from the cavity of the mold furthermore, the surface tension advantageously becomes the molten metal decreases. This will make the fluidity of the liquid metal improves, and as a result can too the filling of the mold, especially in narrow areas, correspond to the thin-walled sections of the casting, be improved. Thus, overall the quality of the produced casting can be improved. It should be emphasized that the invention in particular for casting an integral casting, d. H. without encapsulated Inserts or the like is suitable and accordingly also relates to such a method.
Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Gießform sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.preferred Further developments of the casting mold according to the invention are described in the further claims.
In vorteilhafter Weise kann der Entgasungsabschnitt derart verschließbar sein, dass er auch für Gas undurchlässig ist. Hierdurch kann die Menge des verwendeten Schutz- oder Inertgases gering gehalten werden, da der Entgasungsabschnitt beim Füllen der Form mit dem Gas geschlossen werden kann, und während dieses Füllvorganges kein zuvor eingefülltes Gas entweicht. Sobald die Füllung der Form mit dem flüssigen Metall beginnt, wird der Entgasungsabschnitt geöffnet, mit anderen Worten gasdurchlässig gemacht, so dass das Gas durch das flüssige Metall verdrängt werden kann.In Advantageously, the degassing section can be closed in such a way be that it is also impermeable to gas. This allows the amount of protective or inert gas used be kept low, since the degassing section when filling the Form with the gas can be closed, and during this Filling process escapes no previously filled gas. Once the filling of the mold with the liquid Metal begins, the degassing section is opened, in other words made gas permeable, so that the Gas are displaced by the liquid metal can.
Erste Versuche haben ergeben, dass eine Anordnung des Entgasungsabschnitts am Boden der Form vorteilhaft ist.First Experiments have shown that an arrangement of the degassing section at the bottom of the mold is advantageous.
Für die Gestalt dieses Einsatzes hat sich das Vorsehen einer gewissen Porosität als günstig erwiesen. Hierdurch kann das Gas entweichen, während das flüssige Metall zurückgehalten wird.For the shape of this mission has the provision of a certain Porosity proved favorable. This can the gas will escape while the liquid metal is held back.
Derzeit wird ferner bevorzugt, den Entgasungsabschnitt als Einsatz vorzusehen. Mit anderen Worten kann die im Übrigen geschlossene Gießform an einen oder mehreren Stellen ausgespart werden, und in die Aussparungen kann jeweils in Form eines Einsatzes ein Entgasungsabschnitt eingesetzt werden. An diesen kann sich eine Ableitung für das verdrängte Gas anschließen. In dieser Leitung können ferner ein oder mehrere Ventile vorgesehen sein, um den Entgasungsabschnitt, wie oben beschrieben, auch für Gas undurchlässig zu machen.Currently It is further preferred to provide the degassing section as an insert. In other words, the otherwise closed mold on one or more places are recessed, and in the recesses can be used in the form of an insert a degassing section become. These can be a derivative for the repressed Connect gas. In this line can further one or more valves may be provided to guide the degassing section, as described above, also impermeable to gas close.
Mit der Erfindung wird ferner eine Gießvorrichtung mit zumindest einer Gießform in einer vorangehend beschriebenen Ausführungsformen vorgestellt. Die Gießvorrichtung weist ferner eine Vorrichtung zur Füllung der Form mit einem Schutz- oder Inertgas, insbesondere Argon, und eine Steuerung auf. Die Steuerung ist mit einer Vorrichtung zum öffnen und Schließen der Form, mit der Vorrichtung zum Füllen der Form mit dem Schutzgas und einem oder mehren Ventilen zum Öffnen und Schließen der Entgasungsabschnitte verbunden. Hierdurch kann, in die Steuerung der Gießvorrichtung insgesamt integriert, das Schließen der Entgasungsabschnitte, das Füllen der Form mit Schutzgas, das Öffnen der Entgasungsabschnitte, das Einfüllen des geschmolzenen Metalls und das Öffnen der Form zur Entnahme des Gussteils in vorteilhafter Weise koordiniert und zentral gesteuert werden. Die Gießvorrichtung kann insbesondere mehrere der beschriebenen Gießformen aufweisen, und die Vorgehensweise kann zwischen den mehreren Gießformen in vorteilhafter Weise so ”getaktet” sein, dass die Gießformen nacheinander mit dem Schutzgas gefüllt werden.The invention further provides a casting device with at least one casting mold in a previously described embodiment. The casting apparatus further comprises a device for filling the mold with a protective or inert gas, in particular argon, and a controller. The controller is equipped with a device for opening and closing the mold, connected to the device for filling the mold with the protective gas and one or more valves for opening and closing the degassing sections. In this way, integrated into the control of the casting device as a whole, the closure of the degassing, the filling of the mold with inert gas, the opening of the degassing, the filling of the molten metal and the opening of the mold to remove the casting advantageously coordinated and centrally controlled , The casting apparatus may in particular comprise a plurality of the casting molds described, and the procedure may advantageously be "clocked" between the plurality of casting molds in such a way that the casting molds are successively filled with the protective gas.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Nachfolgend wird eine beispielhaft in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.following is an embodiment shown by way of example in the drawing the invention explained in more detail.
Die Figur zeigt eine Schnittansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Gießform.The FIG. 1 shows a sectional view of part of a device according to the invention Mold.
Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der ErfindungDetailed description a preferred embodiment of the invention
In
der Figur ist im Schnitt das Oberteil einer Gießform
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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