DE3305839A1

DE3305839A1 - Method for the production of a casting

Info

Publication number: DE3305839A1
Application number: DE19833305839
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. 6330 Wetzlar Eppstein
Original assignee: Buderus AG
Current assignee: Buderus AG
Priority date: 1983-02-19
Filing date: 1983-02-19
Publication date: 1984-08-23

Abstract

An essentially conventional foundry mould consisting of refractory compacted moulding sand containing a binder is sealed off all around from atmospheric pressure and, during the casting operation, connected to a vacuum source. In this way, it is possible with great reliability to produce absolutely sound castings, even where these are complicated and have multiple cores. <IMAGE>

Description

BUDERUS AKTIENGESELLSCHAFT
TP/Be/St/PG 10126BUDERUS AKTIENGESELLSCHAFT
TP / Be / St / PG 10126

Verfahren zum Herstellen eines GußstückesMethod of making a casting

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gußstückes in einer aus feuerfestem, bindemittelhaltigem und verfestigtem Formstoff bestehenden Form.The invention relates to a method for producing a casting in a form consisting of refractory, binder-containing and solidified molding material.

Die in einer Gießerei üblichen Formen zum Abgießen von Gußstücken bestehen vorwiegend aus einem feuerfesten Sand, welchem ein Bindemittel zugemischt wird, um durch mechanisches Verdichten oder durch Aushärten die gewünschte Formenfestigkeit zu erhalten.The usual forms in a foundry for pouring castings consist mainly of a refractory sand, which a binder is added to achieve the desired dimensional stability by mechanical compression or curing to obtain.

Beim Abgießen solcher Formen können eine Reihe von Probleme auftreten, welche sich auf die Brauchbarkeit des Gußstückes auswirken. Insbesondere bei der Herstellung von kernreichen, komplizierten Gußstücken, die möglicherweise noch sehr unterschiedliche Wanddicken besitzen, kommt es oft zu Undichtheiten. Zu Mikro- und Makroporositäten kommt es häufig, wenn Orte der letzten Erstarrung sehr nahe an Kernpartien liegen und ein Gasstoß vom Kern in die Restschmelze Gas eindringen läßt.When pouring such forms, a number of problems can arise occur, which affect the usability of the casting. Especially in the production of core-rich, Complicated castings, which may still have very different wall thicknesses, often lead to leaks. Micro- and macro-porosities often occur when sites of the last solidification are very close to core parts and a Gas impact from the core into the residual melt allows gas to penetrate.

Es ist bereits bekannt (DE-PS 1 178 557) an den Formkasten über eine Saugpumpe einen Unterdruckraum anzulegen, um einen Luftstrom durch die Gießform und insbesondere durch den Formhohlraum hindurch in den Unterdruckraum hineinzusaugen. Der beim Eingießen des Metalls durch Reaktion mit der feuchten Formoberfläche entstehende Dampf oder sonstige Gießgase sollen mit der durch die Form strömenden Luft abgesaugt werden.It is already known (DE-PS 1 178 557) on the molding box Using a suction pump to create a vacuum space in order to allow an air flow through the casting mold and in particular through the mold cavity to suck through into the negative pressure space. The when pouring the metal by reaction with the moist Steam or other pouring gases generated on the surface of the mold should be extracted with the air flowing through the mold.

Es hat sich geneigt, daß bei etwas komplizierten Gußstücken, wie Schiffsdieselzylinderköpfe oder Motorengehäuse, für welche ein absolut dichter Guß gefordert wird, das bloße Erzeugen eines Luftstromes durch die Form nicht zu dem gewünschten Ergebnis führen, dagegen wurden mit den im Patentanspruch angegebenen Maßnahmen einwandfrei dichte Gußstücke erzielt.· Bei der Berührung des flüssigen Metalls mit der Formoberfläche entstehen nicht nur Gase, die abgeführt werden müssen, sondern die Formoberfläche zerfällt vorzeitig, so daß sich bei Gußstücken aus z.B. Gußeisen und Sphäroguß der Graphitisierungsdruck nicht zur Selbstspeisung der Gußstücke auswirkt, sondernIt has tended that with somewhat complicated castings, such as ship diesel cylinder heads or engine housings, for which an absolutely tight casting is required, the mere production an air flow through the mold does not lead to the desired result, however, were with those specified in the claim Measures perfectly tight castings achieved. · When the liquid metal comes into contact with the mold surface not only gases that have to be removed, but the mold surface breaks down prematurely, so that in castings from e.g. cast iron and nodular cast iron the graphitization pressure does not affect the self-feeding of the castings, but

durch Treiben auf die in ihrer Festigkeit geminderten Formwände ausweicht.evades by drifting onto the mold walls, which are less rigid in terms of their strength.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde' für komplizierte Gußstücke mit unterschiedlichen Wanddicken und eingelegten Kernen eine Methode zu finden, welche einen einwandfrei dichten und sauberen Guß gewährleistet. Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen Merkmalen gelöst.The invention is based on the object 'for complicated castings with different wall thicknesses and inserted cores to find a method that seals one perfectly and clean casting guaranteed. This object is achieved with the features specified in the characterizing part of the patent claim.

An die rundum abgedichtete Form wird ein Vakuum angelegt. Auch der Eingußtrichter und evtl. Steiger werden von der Folie verschlossen, so daß die ganze Form unter Vakuum steht. Dann wird durch die den Eingußtrichter überspannende Folie das flüssige Metall in die Form gegossen, wobei die Vakuumquelle weiterhin angeschlossen bleibt, möglichst bis zur Beendigung der Erstarrung des Gußstückes. Von den Kernmarken evtl. eingelegter Kerne oder Kernpakete ausgehend können Kernluft abführende Elemente bis in den Bereich des Vakuumanschlusses gelegt werden, um auch die Kerne unter Vakuum zu setzen.A vacuum is applied to the mold, which is sealed all around. The pouring funnel and possibly riser are also closed by the film, so that the whole form is under vacuum. Then the liquid becomes through the film spanning the pouring funnel Metal poured into the mold, with the vacuum source still connected, if possible until the solidification is complete of the casting. Core air can be discharged from the core brands of possibly inserted cores or core packages Elements can be placed in the area of the vacuum connection in order to also place the cores under vacuum.

Es hat sich ergeben, daß bei einem solchen Verfahren eine Reihe von überraschenden Ergebnissen eintritt. Neben einem porenfreien Abguß wird auch eine sehr glatte Oberfläche des Gusses erzielt.It has been found that a number of surprising results occur with such a process. In addition to a non-porous The casting also gives the cast a very smooth surface.

Aufgrund der bis zur Erstarrung des Metalles angelegten Vakuums wird eine hohe Festigkeit der Formoberfläche auch beim Zerfall des Binders beibehalten. Der Graphitisierungdruck beim Erstarren der Gußeisenschmelze führt folglich nicht zum Treiben der Form sondern wirkt sich zur Selbstspeisung des Gußstückes aus. Einerseits wird dadurch ein geringeres Speiservolumen und damit Kreislaufmaterial eingespart, zum anderen werden poröse Stellen im Gußstück vermieden. Das angelegte Vakuum verringert die Abkühlungsgeschwindigkeit des Abgusses um etwa 10 %. Offenbar wird auch die Sandoberfläche dabei so gekühlt, daß ein Ansintern. der Staubkörner und ein Einpenetrieren des flüssigen Metalles vermieden wird. Nebenbei ergibt sich eine bessere Formfüllung, was bei dünnen Wandstärken besonders günstig ist.Due to the vacuum applied up to the solidification of the metal, a high strength of the mold surface is maintained even when the binder disintegrates. The graphitization pressure during solidification of the cast iron melt consequently does not lead to the mold drifting but rather has the effect of self-feeding the casting. On the one hand, this saves a smaller feeder volume and thus cycle material, on the other hand, porous areas in the casting are avoided. The applied vacuum reduces the cooling rate of the casting by about 10 %. Apparently the sand surface is also cooled in such a way that sintering occurs. the dust grains and a penetration of the liquid metal is avoided. In addition, there is a better filling of the mold, which is particularly favorable with thin wall thicknesses.

Über den Vakuumanschluß können die Schadgase aus Form und Kern im Kreislaufwasser der Vakuumpumpe aufgefangen und niedergeschlagen werden, wodurch die Arbeitsbedingungen in der Gießerei verbessert werden.The harmful gases from the mold and core can be captured and precipitated in the circulating water of the vacuum pump via the vacuum connection which improves working conditions in the foundry.

Anhand der Zeichnung soll verständlich gemacht werden, wie das erfindungsgemäße Verfahren gehandhabt wird.The drawing should make it clear how the method according to the invention is handled.

Die aus einem Unterkasten 1 und einem Oberkasten 2 mit verdichtetem Formsand zusammengesetzte Form enthält außerdem den eingesetzten harzgebundenen Kern 3· Nachdem die Form in dieser Weise auf dem üblichen Weg zusammengestellt ist, wird die Form über die Anschlußleitungen 4 bzw. 5 an eine Unterdruckquelle angeschlossen, wobei vorher die Unterseite und die Oberseite der Form durch Folien 6 bzw. 7 abgedeckt ist und gegebenenfalls die Kastentrennebene 8 zusätzlich abgedichtet worden ist. Damit das Vakuum möglichst gleichmäßig sich in derThe from a lower box 1 and an upper box 2 with compressed Molding sand composite mold also contains the inserted resin-bonded core 3 · After the mold is in is put together in the usual way in this way, the form is connected to a vacuum source via the connecting lines 4 and 5, respectively connected, the bottom and the top of the form is previously covered by foils 6 and 7 and if necessary, the box parting plane 8 has also been sealed. So that the vacuum is as evenly as possible in the

Form verteilt, sind die Formkästenseitenwände 9 in geringem Abstand mit einer Zwischenwand 10 versehen, die eine Vielzahl von Öffnungen aufweist. Schnüre 11 können von dem Kern 3 bis in den Bereich des Vakuumanschlusses gelegt werden um eine bessere Entgasung des Kernes zu erreichen.Distributed in the form, the molding box side walls 9 are slightly Provided spacing with an intermediate wall 10 which has a plurality of openings. Cords 11 can from the core 3 to be placed in the area of the vacuum connection in order to achieve better degassing of the core.

In eine so vorbereitete Form wird das Metall durch den Eingußtrichter 12 eingefüllt, wobei die den Eingußtrichter mit abdeckende Folie 7 kein Hindernis ist, weil sie durch das flüssige Metall an dieser Stelle augenblicklich verstört wird.The metal is poured into a form prepared in this way through the pouring funnel 12 filled, the sprue with the covering film 7 is not an obstacle because it is instantly disturbed by the liquid metal at this point.

Claims

BUDERUS AKTIENGESELLSCHAFT TP / Be / St / PG 10-126 patent claims

1. A method for producing a casting in a per se stable form made of refractory, binder-containing and solidified molding sand, especially for the production of complex castings made of gray cast iron, nodular cast iron and other metals,

characterized in that the mold is sealed all around against atmospheric pressure and connected to a vacuum source is connected, the vacuum source being effective at least during the casting process.

2. A method for producing a casting according to claim 1, characterized in that the vacuum source is also effective during the solidification of the casting.

3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that that the entire form is sealed against atmospheric pressure by a shrink film with a vacuum connection will. . .

4. The method according to any one of claims 1 and 2, with an in a molding box compacted form, characterized in that the top and bottom of the form by means of a film is sealed.

5. The method according to claim 4, characterized in that the box part plane is additionally sealed.

6. The method according to any one of claims 1 to 5 with in the form inserted cores, characterized in that the cores are coupled to the vacuum via core air ducts.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that the gases sucked out of the mold are cleaned of harmful gases by introducing them into water.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that the negative pressure applied is at least between 0.3-0.6 bar.