DE1301013B

DE1301013B - Verfahren zum Giessen von Vorpresslingen fuer Kolben mit Hohlraeumen

Info

Publication number: DE1301013B
Application number: DESCH41905A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich-Wilhelm; Rabenau
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1968-01-30
Filing date: 1968-01-30
Publication date: 1969-08-14

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen nen. Als Kernmaterial werden im Rahmen der Ervon aus Leichtmetall bestehenden Vorpreßlingen für findung vorzugsweise hochfeste Salzringe verwendet, Kolben mit Hohlräumen mittels kernstützenfrei ein- die nach an sich bekannten Verfahren durch Pressen gegossener Kerne, woraus nach dem bekannten und Sintern hergestellt werden. Das Eingießen dieser Gesenkpreß- bzw. Gesenkschmiedeverfahren Kolben, 5 Kerne erfolgt erfindungsgemäß vorteilhafterweise insbesondere für Brennkraftmaschinen, gepreßt wer- derart, daß die Kerne von oben her durch eine im den. Die Kerne sind vorzugsweise aus Salz, beispiels- Gießring zentrierte, im oberen Salzringteil angreiweise aus HCl oder aus KCl gefertigt. Die Salzkerne fende zangenförmige Vorrichtung in den Sumpf der werden erst nach dem Verschmieden bzw. Ver- Metallschmelze hineingeführt werden,
pressen aus dem Kolben herausgewaschen, wobei io Die Vorrichtung wird dabei frühestens dann zubeispielsweise für Kühlzwecke Hohlräume ent- rückgezogen, wenn der untere Teil des Kernes in stehen. dem erstarrenden Sumpf des Stranggußbarrens ver-

Es ist bereits bekannt, Salzkerne in durch Gießen ankert und damit fixiert ist. Bis zu diesem Zeitpunkt hergestellte Kolben mit einzugießen und anschließend wird der einzugießende Kern von der Vorrichtung die Salzkerne herauszuspülen. Dabei müssen jedoch 15 fixiert.

die Salzkerne in der Kokille durch geeignete mit- Es hat sich gezeigt, daß das vorstehende Verfahren

eingegossene Kernstützen gehalten, fixiert und zen- den besten Erfolg verspricht, wenn eine exakte Temtriert werden. Die anschließend nicht herauslösbaren peratur-, Zeit- und Geschwindigkeitsabstimmung in und im Kolben verbleibenden Kernstützen geben der Zuführung der Kerne eingehalten wird. Nach den nachteiligerweise Anlaß zu Dauerbrüchen im KoI- 20 bisherigen Erfahrungen war es bekannt, daß generell ben während des Betriebes. Aus diesem Grunde Stranggußbarren beim Eingießen von Fremdteilen wird dieses Verfahren nur unter Vorbehalt ange- während oder nach dem Gießen rissen. Überraschenwendet, derweise wurde gefunden, daß bei genügender Vor-Mit den gleichen Nachteilen ist auch das Ver- erwärmung der Salzkerne dieser Nachteil vermieden fahren zum Gießen von metallischen Körpern nach 25 werden kann. Außerdem ist die Ausbildung der der Schweizer Patentschrift 246 046 behaftet, bei zangenförmigen Kernzuführung von Bedeutung, dem Kerne verwendet werden, die zum größten Teil Deren Geschwindigkeit muß bei der Einführung in aus wasserlösendem Salz bestehen. Die Kerne werden den absinkenden Stranggußbarren mit diesem synbei einer Temperatur gegossen, die über der Gieß- chronisiert werden. Schließlich muß der Schmelzentemperatur des Metalls liegt. 30 zufluß bzw. die Barrenabsenkgeschwindigkeit derart Es ist auch schon versucht worden, die Kern- drosselbar sein, daß die Kerne ohne Überschreiten stützen nachträglich herauszubohren und die entstan- der Spannungsspitzen und ohne Kernstütze zentrisch denen Löcher zuzuschweißen. Aber auch an den und waagerecht im Falle von meist ringförmigen Schweißübergangsstellen besteht erhöhte Dauer- Salzkernen mit eingegossen werden können,
bruchgefahr. Außerdem sind mit dieser Maßnahme 35 Der allgemein ringförmige Salzkern wird zweckzusätzliche Arbeitsvorgänge verbunden, was die mäßigerweise in der Zentrier- und Zuführungsvor-Wirtschaftlichkeit der Kolbenherstellung sehr nach- richtung durch drei nach oben hin konisch erweiterte, teilig beeinflußt. geschlichtete Stifte aus Material schlechter Wärme-Es wurde weiterhin in der deutschen Patentschrift leitfähigkeit nur im oberen Ringteil gehalten, der am 1138 301 vorgeschlagen, in Vorpreßlinge für Kolben 40 längsten von der flüssigen Schmelze umgeben ist. metallische Hohlkerne oder Massivkerne mit einzu- Dabei kommen nur die konischen Stifte und nicht gießen, deren Verdrängungsgewicht der flüssigen, zu die Vorrichtung selbst mit der flüssigen Schmelze in umgießenden Schmelze annähernd entspricht, um sie unmittelbare Berührung, so daß mit einem Minimum im Schwebezustand ohne Kernstützen in der erstar- an Wärmeentzug gerechnet werden kann. Die Stifte renden Schmelze mit einfrieren zu lassen. Das 45 werden durch die Vorrichtung erst in dem Augen-Fixieren der Hohlkerne in der flüssigen Schmelze bis blick aus der flüssigen Schmelze gezogen, wenn der zu deren Erstarrung war jedoch ohne Kernstützen allseitig zu umgießende Kern in seinem unteren Teil nicht exakt möglich. Außerdem war das Heraus- verankert ist.

ätzen der metallenen Hohlkerne aus dem gepreßten Durch die Vermeidung von miteingegossenen

Kolben zeitraubend und daher ebenfalls unwirt- 50 Kernstützen, durch Verwendung sehr schwacher Zuschaftlich. führungsstifte aus Material schlechter Wärmeleit-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Salz- fähigkeit sowie durch zweckmäßige Vorwärmung der kerne ohne Verwendung von Kernstützen in Vor- zu umgießenden Kerne bis nahe an die Schmelzpreßlingen für Kolben zu fixieren, die nach dem temperatur können die zusätzlichen Spannungen im Umformen der Vorpreßlinge aus diesen vollständig 55 Stranggußbarren, die bisher beim Umgießen von herausgelöst werden können. Fremdkörpern stets zu Rissen geführt haben, ver-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- mieden bzw. erheblich herabgesetzt werden,
löst, daß die Vorpreßlinge in zusammenhängender Um aber bei der weiteren Verarbeitung derartiger

Form als Rundbarren durch Stranggießen hergestellt Stranggußbarren mit Hohlräumen die noch restlich und dabei die Kerne in entsprechenden Abständen 60 enthaltenen Spannungen zu beseitigen bzw. zu egaliin den Sumpf der Schmelze hineingeführt werden, sieren, hat sich eine nachträgliche Homogenisierungswobei mit dem Erstarren des Sumpfes ein Fixieren glühung der Stranggußbarren als vorteilhaft erwiesen, der Kerne erfolgt. Hierdurch gelingt es, die bisher Die Homogenisierungszeit soll dabei mehrere, vorverwendeten Kernstützen vollends zu vermeiden, so zugsweise 15 bis 20 Stunden, vorteilhaft 16 Stunden daß die nach der Erfindung hergestellten Vorpreß- 65 betragen. Die Homogenisierungstemperatur selbst Iinge und die daraus weiter verarbeiteten Kolben soll dicht unterhalb des Soliduspunktes der betreffrei sind von allen Nachteilen, die durch in ihnen fenden Legierung, also z. B. bei Aluminium-Kolbenverbleibende Kernstützen hervorgerufen werden kön- legierungen bei 500 bis 517° C, liegen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von aus Leichtmetall bestehenden Vorpreßlingen für Kolben mit Hohlräumen durch Eingießen den Hohlräumen entsprechender Salzkerne, die nach dem Umformen der Vorpreßlinge zu Kolben aus diesen herausgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorpreßlinge in zusammenhängender Form als Rundbarren durch Stranggießen hergestellt werden, wobei die Salzkerne in entsprechenden Abständen mittels einer zangenförmigen Vorrichtung in den Sumpf der Schmelze eingeführt und dort so lange fixiert werden, bis die Kerne von der erstarrenden Schmelze erfaßt und darin verankert sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zangenförmige Vorrichtung bis zur Verankerung der Kerne in der Schmelze synchron mit der Geschwindigkeit des Rundbarrens abgesenkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch

ao gekennzeichnet, daß der Zufluß der Schmelze während des Einfrierens der Kerne gedrosselt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkgeschwindigkeit des zu gießenden Stranges während der Einführung und Fixierung der Kerne gedrosselt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Salzkerne vor dem Einbringen in die Schmelze auf eine Temperatur dicht unterhalb des Liquiduspunktes der zu umgießenden Legierung erhitzt werden.

6. Verfahren zur Behandlung von aus Leichtmetall hergestellten Vorpreßlingen nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorpreßlinge einer 5- bis 20stündigen Homogenisierungsglühung dicht unterhalb der Solidustemperatur der Metallegierung unterzogen werden.