DE2107179A1

DE2107179A1 - Cpd casting in a single mould

Info

Publication number: DE2107179A1
Application number: DE19712107179
Authority: DE
Inventors: Karl χ 7035 Leipzig; Schwabe Werner χ 4201 Schladebach. P Lange
Original assignee: VEB Gisag, χ 7034 Leipzig
Priority date: 1970-03-01
Filing date: 1971-02-15
Publication date: 1972-01-27

Abstract

Simultaneous production of compound metallic castings is carried out in series in one single mould. Several metallic base shapes are arranged one behind the other in the mould cavity, which has the outline of the finished component. Constructions are placed between successive sub cavities so as to ensure, that when the mould is filled, the melt rises to a level which just covers the surface of each base shape before it flows into the next sub cavity. Only when the whole mould has thus been partially filled, are the cavities allowed to fill up completely with the melt, which is circulated through the mould until a diffusion layer is formed on the base shapes. The partial filling up of each sub cavity is pref. effected by the insertion of single or split cores which form a weir like step between the sub cavities. The quick partial filling up ensures that the base components' surface is prevented from oxidising which would impede the formation of a diffusion bond.

Description

Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von mehreren Verbundgußteilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen von mehreren metallischen Verbundgußteilen nach dem Durchgußverfahxen vorzugsweise aus Eisenwerkstoffen, durch Diffusion der zu verbindenden Metalle. Process for the simultaneous production of several composite castings The invention relates to a method for the simultaneous production of several metallic composite castings after the casting process, preferably made of ferrous materials, by diffusion of the metals to be joined.

Es wurde bereits vorgeschlagen, metallische Verbundgußteile aus insbesondere Eisenwerkstoffen dadurch herzustellen, daß der zu umgießende metallische Grundkörper in eine Form eingelegt und dem verbleibenden Formhohlraum dergestalt flüssiges Metall sowohl zugeführt als auch aus ihm abgeführt wird, daß bis zur Formfüllung die äe Zeiteinheit zugeführte Menge flüssigen Metalls größer ist als die je Zeiteinheit abgeführte Menge, und daß darüber hinaus solange flüssiges Metall zu- und abgefuhrt wird bis die Kontaktfläche des Grundkörpers mit dem flüssigen Metall eine die Diffusion der zu verbindenden Werkstoffe bewirkende Temperatur aufweist, Dies wird dadurch erreicht, daß der Querschnitt des in der Ebene der Kontaktfläche liegenden Einlaufsystems größer ist als der des gegenüberliegenden Auslaufsystems der Form.It has already been proposed to use metallic composite castings in particular Manufacture ferrous materials in that the metal base body to be cast around placed in a mold and the remaining mold cavity in this way liquid metal both supplied and discharged from it that the äe Unit of time supplied amount of liquid metal is greater than that per unit of time amount discharged, and that, in addition, as long as liquid metal is supplied and discharged diffusion occurs until the contact surface of the base body with the liquid metal the temperature causing the materials to be joined, this is what achieves that the cross section of the inlet system lying in the plane of the contact surface is larger than that of the opposite outlet system of the mold.

Zur wirtschaftlichen Herstellung der Verbundgußteile ist es von Vorteil, mehrere Formen hintereinander dergestalt anzuordnen, daß das Auslaufsystem der vorhergehenden Form das Einlauf system der nachfolgenden bildet, und diese in einem Gießvorgang mit flüssigem Metall zu füllen. Das bedingt aber eine stnfenförmige Verringerung der freien Querschnitte vom ersten Einlaufsystem bis zum letzten Auslaufsystem0 Diese Verfahrensweise hat den laach-teil, daß die Abstufung der bezeichneten Querschnitte die Anzahl der gleichzeitig herstellbaren Verbundgußteile erheblich einschränkt, da der Querschnitt des ersten Einlaufsystems nicht beliebig groß gewählt werden kann. Außerdem bringt das Entfernen der Ein- und Ausläufe größerer Querschnitte vom Gußteil insbesondere bei der Verwendung von harten, verschleißfesten Werkstoffen sowie das Nacharbeiten erhebliche Schwierigkeiten mit sich, die die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens nachteilig beeinflussen0 Ein wesentlicher Mangel des Verfahrens ist darin zu sehen, daß bei Uberschreitung einer bestimmten Größe der Kontaktfläche, die durch die Gesamtheit aller in einer Ebene liegenden und über die in gleicher Ebene angeordneten Ein- und Auslaufsysteme miteinander verbundenen Kontaktflächen der einzelnen zu umgießenden Grundkörper gebildet wird, ein schnelles und bleibendes Benetzen derselben mit flüssigem Metall infolge der gießtechnisch begrenzten Dimensionierungsmöglichkeit der Ein- und Ausläufe sowie des unkontrollierbaren Breitfließens des Metalls nicht mehr gewährleistet ist Daraus erwächst die Gefahr, daß Stellen der Kontaktfläche bei Gußbeginn infolge nur zeitweiliger oder teilweiser Benetzung mit flüssigem Metall und infolge der erhöhten Temperatur im Formhohlraum der Oxydation ausgesetzt sind, die einen einwandfreien Verbund der metallischen Werkstoffe verhindert Die Erfindung hat den Zweck, bei der gleichzeitigen Herstellung mehrerer Verbundgußteile die Oxydationsgefahr der einzelnen Kontaktflächen zu beseitigen und den Aufwand bei der Entfernung der Gießläufe sowie den Putz aufwand zu verringern0 Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfähren zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer, hintereinander in einer Gießform angeordneter Verbundgußteile zu schaffen, das es erlaubt, die Kontaktflächen der einzelnen zu umgießenden Grundkörper unabhängig von deren Anzahl und dem Querschnitt der Ein und Auslaufsysteme zu Beginn des Gießprozesses sclmell und ohne Gefahr eines Aufreißens der flüssigen Metallschicht mit derselben vollständig zu über spülen.For the economical production of composite castings, it is advantageous to several shapes in a row in such a way to arrange that the outlet system of the previous form forms the enema system of the following, and this in a casting process to fill with liquid metal. But that requires a stick-shaped Reduction of the free cross-sections from the first inlet system to the last outlet system0 This procedure has the laughing part that the gradation of the designated cross-sections Significantly restricts the number of composite castings that can be produced at the same time, because the cross-section of the first inlet system cannot be chosen arbitrarily large can. In addition, removing the inlets and outlets results in larger cross-sections from the casting, especially when using hard, wear-resistant materials as well as reworking considerable difficulties, which affect the profitability adversely affect the procedure0 A major flaw in the procedure is to see that if a certain size of the contact area is exceeded, those by the totality of all lying in one plane and above those in the same plane Inlet and outlet systems arranged on a level, interconnected contact surfaces the individual base body to be encapsulated is formed, a fast and permanent one Wetting of the same with liquid metal due to the limited dimensioning possibilities in terms of casting technology the inlets and outlets as well as the uncontrollable widespread flow of the metal more is guaranteed This creates the risk that points of the contact surface at the start of casting due to only temporary or partial wetting with liquid metal and are exposed to oxidation as a result of the increased temperature in the mold cavity, the one flawless The bond between the metallic materials is prevented The invention has the purpose of producing several composite castings at the same time to eliminate the risk of oxidation of the individual contact surfaces and the effort in the removal of the runners and the plastering effort to reduce0 of the invention the task is based on a process for the simultaneous production of several, to create composite castings arranged one behind the other in a casting mold that it allows the contact surfaces of the individual base bodies to be encapsulated independently on their number and the cross-section of the inlet and outlet systems at the beginning of the casting process quickly and without the risk of the liquid metal layer tearing open with the same to rinse completely over.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen den einzelnen Formhohlräumen, die teilweise durch den Formstoff der Form und die Kontaktflächen der zu umgießenden Grundkörper begrenzt werden, diese voneinander abgrenzende Mittel, beispielsweise Kerne, der Art in die Form eingelegt werden, daß das in die Form gefüllte flüssige Metall zuerst den dem Einguß nächstliegenden Formhohlraum bis zu einem gewünschten Maße füllt, wobei die diesen teilweise begrenzende Kontaktfläche schnell mit flüssigem Metall überspült xerd und mit demselben bedeckt bleibt, und daß anschließend das diesen Formhohlraum durchströmende Metall den folgenden Formhohlraum in gleicher Weise bis zu dem gevtinschten Maße füllt, bevor es in den nächsten Form hohlraum fließt0 Auf diese Weise werden gemaß der Erfindung die einzelnen Formhohlräume, die die Form der endgültigen Verbundgußteile begrenzen, nacheinander zunächst teilweise und-im Anschluß daran vollständig tit flüssigem Metall gefüllte Darüber hinaus wird eine weitere Menge flüssiges Metall durch die Form hindurchgegossen, bis die Kontaktflächen eine den Verbund infolge Diffusion der Werkstoffe bewirkende Temperatur aufweisen0 Ein zur Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit besonderem Vorteil geeignetes Mittel besteht in einem einteiligen oder zweiteiligen Kern, der den jeweils zwei Formhohlräume verbindenden Durchbruch in der Ebene der Kontaktflächen so formt, daß innerhalb des Durchbruches eine sich über das Niveau der Kontaktflächen erhebende Schwelle gebildet wird.According to the invention the object is achieved in that between the individual mold cavities, which are partially covered by the mold material and the Contact surfaces of the base body to be encapsulated are limited, these from each other delimiting means, for example cores, of the kind placed in the mold, that the liquid metal filled into the mold is first the one closest to the sprue Fills the mold cavity to a desired extent, which partially delimits it Contact surface quickly flooded with liquid metal and covered with the same remains, and that then the metal flowing through this mold cavity the following Fills the mold cavity in the same way to the desired extent before it is inserted into the next mold cavity flows 0 In this way, according to the invention, the individual Mold cavities that define the shape of the final composite castings, one at a time initially partially and then completely liquid Metal-filled In addition, an additional amount of liquid metal is carried through the Poured through the mold until the contact surfaces form the composite as a result of diffusion of the materials causing temperature have 0 A for carrying out the invention Method with a particularly advantageous suitable means consists in a one-piece or two-part core, the opening connecting the two mold cavities in the plane of the contact surfaces so that within the opening a A threshold rising above the level of the contact surfaces is formed.

Eine weitere Möglichkeit zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, die Grundkörper so in der Form anzuordnen daß die Kontaktfläche des folgenden Grundkörpers gegenüber der des vorhergehenden um den Betrag höher liegt, der der Dicke der zu Beginn des Gießvorganges auf dem vorhergehenden Grundkörper gewünschten flüssigen Metallschicht entspricht. Zur Vberbrückung der Höhendifferenzen der Kontaktflächen werden zwischen den Formhohlräumen Kerne mit einer schragen Fläche, ähnlich einem Keil, angeordnet.Another possibility for realizing the invention The method consists in arranging the base body in such a way that the contact surface of the following base body is higher than that of the previous one which is the thickness of the previous base body at the beginning of the casting process corresponds to the desired liquid metal layer. To bridge the height differences of the contact surfaces are cores with an inclined surface between the mold cavities, similar to a wedge, arranged.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß infolge des schnellen Bedeckens der metallischen Kontaktfläche eines jeden Grundkörpers mit flüssigem Metall einer vorbestimmten Schichtdicke vor dem toerströmen desselben in den nächsten Formhohlraum die Gefahr einer den Verbund verhindernden Oxydation der Kontaktflächen vermieden wird.The inventive method has the advantage that due to the rapid Covering the metallic contact surface of each base body with liquid Metal of a predetermined layer thickness before it flows into the next Mold cavity the risk of oxidation of the contact surfaces preventing the bond is avoided.

Das trifft insbesondere für die in der chronologischen Reihenfolge später mit Metall benetzten Grundkörper zu, da die infolge der Erfindung mögliche Beibehaltung der Querschnittsdimensionen der die Formhohlräume verbindenden Durchbrüche ein gleichermaßen schnelles und vollständiges Uberspülen der letzten wie der ersten Kontaktflächen erlaubt.This is especially true for those in chronological order later to the base body wetted with metal, as the result of the invention possible retention of the cross-sectional dimensions of those connecting the mold cavities Breakthroughs an equally quick and complete flushing of the last as allowed by the first contact surfaces.

Dieser Umstand beschränkt auch nicht mehr die Anzahl der in einer Form gleichzeitig gießbaren Verbundgußteile in dem ursprünglichen Maße.This fact no longer limits the number of in one Form at the same time castable composite castings in the original dimensions.

Ein nicht zu unterschätzender Vorteil ist auch darin zu sehen, daß die durch das erfindungsgemäße Verfahren festgelegten gießtechnischen Bedingungen keine Uberdimensionierung der Eingußsysteme erfordern, so daß der Aufwand zur Entfernung der selben vom Verbundgußteil und zu dessen Nacharbeit wesentlich geringer ist.Another advantage that should not be underestimated is that the casting conditions established by the method according to the invention do not require oversizing of the pouring systems, so that the effort for removal the same from the composite casting and its rework is much lower.

Claims

Patent claims:

1. Process for the simultaneous production of several metallic composite castings after the casting process, with several metallic base bodies to be cast around are arranged one behind the other in a form and are partially limited by these Mold cavities' which correspond to the contour of the final composite castings of liquid metal until diffusion of the metallic to be connected occurs Materials are traversed, characterized in that the filled in the form liquid metal first the borehole cavity adjacent to the sprue up to a desired one Dimensions fills and that then the metal flowing through this mold cavity Fills the following mold cavity in the same way to a desired extent before it flows into the next mold cavity, and that after that to the desired extent if all mold cavities were partially filled, they were also completely filled liquid metal follows.

20 The method according to claim 1, characterized in that between the individual mold cavities inserted cores; each of the two mold cavities connecting openings in the plane of the contact surfaces so that within the breakthroughs formed thresholds rising above the level of the contact surfaces will.

3. The method according to claim 1, characterized in that the metallic Base body are arranged in the form that the contact surface of each subsequent Basic body compared to that of the preceding by the amount is higher than the Thickness of the liquid desired on each base body at the beginning of the casting process Metal layer corresponds, and that between the mold cavities the height differences bridging cores are inserted into the mold.