DE3730398A1 - METHOD FOR ACCELERATED COOLING OF CASTING PARTS - Google Patents
METHOD FOR ACCELERATED COOLING OF CASTING PARTSInfo
- Publication number
- DE3730398A1 DE3730398A1 DE19873730398 DE3730398A DE3730398A1 DE 3730398 A1 DE3730398 A1 DE 3730398A1 DE 19873730398 DE19873730398 DE 19873730398 DE 3730398 A DE3730398 A DE 3730398A DE 3730398 A1 DE3730398 A1 DE 3730398A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- casting
- temperature
- cooling
- castings
- wall thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D30/00—Cooling castings, not restricted to casting processes covered by a single main group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D5/00—Heat treatments of cast-iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/70—Furnaces for ingots, i.e. soaking pits
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur beschleunigten Abkühlung von Gußteilen aus Gußeisen im Anschluß an die Erstarrung, das in allen Gießereianlagen angewendet werden kann.The invention relates to a method for accelerated Cooling of cast iron castings after the Solidification, which are used in all foundry plants can.
Der zentrale Punkt des Fertigungsverfahrens Gießen ist die Gußkörperbildung, bei der die flüssige Schmelze entsprechend der Geometrie der Form in die entsprechende Gestalt gebracht und durch Wärmeabführung in einen festen, gestaltbildenden Körper überführt wird. Der Prozeßablauf an der Gießstelle ist bestimmend für die Leistung der Gießerei, er setzt die Bedingungen für den Stoff- und Wärmefluß vor- und nachgeord neter technologischer Form- und Gießanlagen und hat zu hohen Fertigungsgeschwindigkeiten und entsprechenden Produktions kapazitäten moderner Gießereien geführt. Die Kühlstrecken längen der Formanlagen ergaben sich aus dem Produkt aus erfor derlicher Abkühlzeit des einzelnen Gußkörpers, der Formen fließzahl und der Längenabmessung der Form. Behält man die Wärmeübergangsbedingungen zwischen Gußkörper und Form bei, so führen erhöhte Fertigungsgeschwindigkeiten zu propor tional verlängerten Kühlstrecken. Daraus resultieren entspre chend aufwendige anlagentechnische Lösungen.The central point of the casting manufacturing process is the Cast body formation, in which the liquid melt accordingly the geometry of the shape brought into the appropriate shape and by dissipating heat into a solid, form-forming Body is transferred. The process flow at the pouring point is decisive for the performance of the foundry, he sets the Conditions for the material and heat flow before and after technological molding and casting systems and has too high Manufacturing speeds and corresponding production capacities of modern foundries. The cooling sections lengths of the molding lines resulted from the product from expl the cooling time of the individual cast body, the shapes flow number and the length dimension of the shape. If you keep that Heat transfer conditions between the casting and the mold, so increased production speeds lead to proportions tionally extended cooling sections. This corresponds to elaborate plant engineering solutions.
Mit dem Abschluß der Erstarrung hat die Form ihre primäre Aufgabe der Formgebung erfüllt. Nach einer technologisch be stimmten Zeit nach Abschluß der Erstarrung werden Gußkör per und Form getrennt. Nach der Trennung treten andere, meist verschärfte Wärmeentzugsbedingungen auf. Die technisch reali sierbare Wärmeentzugsgeschwindigkeit wird von zwei Kriterien begrenzt:With the completion of the solidification, the form has its primary Design task accomplished. After a technologically time after completion of the solidification become castings separated by and form. After separation, others kick, mostly tightened heat extraction conditions. The technically real The heat removal rate that can be set is based on two criteria limited:
- 1. Die Temperaturdifferenz auf Grund der unterschiedlichen Wanddicken eines Gußstückes dürfen während des Abkühlens nicht so groß werden, daß es zu erhöhten Eigenspannungen und im Extremfall zu Verzug oder Spannungs rissen kommt.1. The temperature difference due to the different Wall thicknesses of a casting may be during the Cooling does not become so great that it increases too Internal stresses and, in extreme cases, distortion or stress crack comes.
- 2. Bei Gefügeumwandlungen im festen Zustand darf es nicht zu unzulässiger Härtezunahme kommen.2. In the case of structural changes in the solid state, it must not lead to an inadmissible increase in hardness.
Auf Grund von Erfahrungen wird im praktischen Gießereibetrieb meist so verfahren, daß spannungs- und rißempfindliche Guß teile möglichst lange in der Form verbleiben, so z. B. bei Gußstücken aus GGL bis zu Temperaturen < 300 Grad Celsius. Die Höhe der Eigenspannungen eines Gußteiles sind abhängig von seiner Gestalt und dem Abkühlregime. Bei kompliziert ge stalteten Teilen treten auch beim Abkühlen in der Form bis auf Temperaturen < 300 Grad Celsius noch beträchtliche Eigen spannungen auf. In extremen Fällen werden die Eigenspannungen durch nachfolgendes Spannungsfreiglühen deutlich vermindert. Based on experience, the practical foundry operation usually proceed in such a way that stress and crack sensitive casting parts remain in the mold as long as possible, e.g. B. at Castings made of GGL up to temperatures <300 degrees Celsius. The amount of internal stress in a casting is dependent of its shape and the cooling regime. With complicated ge designed parts also occur when cooling in the mold Temperatures <300 degrees Celsius are still considerable tensions on. In extreme cases, the residual stresses significantly reduced by subsequent stress relief annealing.
Es hat zahlreiche Bemühungen gegeben, die Abkühlungszeiten, insbesondere für Gußteile aus Eisen-Kohlenstoff-Gußwerk stoffen zu verkürzen (Ruehl, R. et. al.: DD-Patentschrift 1 41 123, DE-OS 31 00 028; Hilgeroth, DE-OS 33 23 839).There have been numerous efforts to reduce the cooling times, especially for castings from iron-carbon foundries to shorten substances (Ruehl, R. et. al .: DD patent 1 41 123, DE-OS 31 00 028; Hilgeroth, DE-OS 33 23 839).
Die vorgeschlagenen Lösungen gehen von beschleunigter Ab kühlung von Gußteilen aus Eisen-Kohlenstoff-Werkstoffen von Temperaturen < 600 Grad Celsius aus, um erhöhte Eigen spannungen und Härtesteigerungen zu vermeiden.The proposed solutions are accelerated cooling of castings from iron-carbon materials from Temperatures <600 degrees Celsius from increased to own to avoid tensions and increases in hardness.
Im Falle des Patentanspruches Ruehl werden Gußkörper und Form erst nach der eutektoiden Umwandlung getrennt. Im Falle Hilge roth wird zwar die Trennung Form - Gußkörper bei übereutek toiden Temperaturen vorgenommen, anschließend aber eine gesteuerte Abkühlung vorgesehen, die bis Abschluß der eutek toiden Umwandlung langsam vor sich geht und erst danach be schleunigt wird. Auf Grund des Abkühlverlaufes dünnerer Partien des Gußteiles vollzieht sich für diese die eutektoide Umwandlung deutlich schneller als in den stärkeren Partien. Das führt bei konventioneller Abkühlung des Gußkörpers in der Form und auch bei der von Ruehl und Hilgeroth vorgeschla genen Verfahrensweise dazu, daß die dünneren Gußstückpar tien die höchste, die stärksten Partien die geringste Härte aufweisen.In the case of the Ruehl claim, the cast body and shape only separated after the eutectoid transformation. In the Hilge case The separation of mold and cast body becomes red at übereutek tooid temperatures, but then a Controlled cooling provided until the end of the eutek tooid conversion takes place slowly and only afterwards is accelerated. Thinner due to the cooling process Parts of the cast part take place for them the eutectoid Conversion much faster than in the stronger parts. This leads to conventional cooling of the cast body the form and also suggested by Ruehl and Hilgeroth procedure to ensure that the thinner casting par the highest, the strongest parts the lowest hardness exhibit.
Ziel der Erfindung ist es, bei der Abkühlung von Gußstücken im Anschluß an die Erstarrung eine Prozeßverkürzung bei ver besserter Gußkörperqualität zu erreichen.The aim of the invention is to cool castings following the solidification a process shortening at ver to achieve better casting quality.
Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren zu entwickeln, das bei konventioneller Arbeitsweise eine wesentliche Verkürzung der Abkühlungszeit und eine Verringe rung der Kühlstreckenlänge moderner Formanlagen bei gleich zeitiger Senkung der Streubreite der Gefügeausbildung der metallischen Matrix, der Härte und Bearbeitbarkeit sowie der Höhe der Eigenspannungen erlaubt.The invention is based on the technical object, a Ver drive to develop, which is a conventional way of working Significant reduction in cooling time and a decrease the cooling section length of modern molding plants at the same time early reduction in the spread of microstructure formation metallic matrix, the hardness and machinability as well as the Amount of residual stress allowed.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Gußkörper unmittelbar nachdem in der stärksten Wanddicke desselben die Solidustemperatur unterschritten wurde von der Form getrennt und anschließend sofort einem gesteuerten Ab kühlregime unterworfen wird. Hierbei wird das Gußteil mit erhöhter Geschwindigkeit (18-20 K/min) an bewegter Luft ab gekühlt und sobald die Temperatur in der stärksten Wanddicke den Temperaturbereich vom Übergang des vorwiegend plastischen zum vorwiegend elastischen Werkstoffverhaltens der für Fe-C- Legierungen bei 700 bis 500 Grad Celsius liegt, erreicht hat, wird dasselbe schnellstmöglich auf Temperaturen im Bereich unterhalb der eutektischen Umwandlung aufgeheizt. Es werden Aufheizzeiten von < 5 Minuten gewählt und dabei wird ein Temperaturausgleich zwischen dünnen und dickeren Gußstück partien bzw. sogar höheren Temperaturen in den dünneren Wand dicken erreicht.According to the invention the object is achieved in that the Cast body immediately after in the thickest wall the solidus temperature was fallen below by the Form separated and then immediately a controlled Ab cooling regime is subjected. Here, the casting with increased speed (18-20 K / min) in moving air cooled and as soon as the temperature in the thickest wall the temperature range from the transition from the predominantly plastic on the predominantly elastic material behavior of Fe-C- Alloys has reached 700 to 500 degrees Celsius, the same as soon as possible at temperatures in the area heated below the eutectic conversion. It will Heating times of <5 minutes are selected and a Temperature compensation between thin and thick castings lots or even higher temperatures in the thinner wall thick reached.
Sofort nach Erreichen des Temperaturbereiches unterhalb der eutektoiden Umwandlung wird eine schnelle Abkühlung des Guß teiles (70-90 K/min) bis auf Manipulations- bzw. Raumtemperatur vorgenommen.Immediately after reaching the temperature range below the Eutectoid conversion will rapidly cool the cast some (70-90 K / min) up to manipulation or room temperature performed.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können folgende Vorteile erzielt werden:The following advantages can be achieved with the method according to the invention be achieved:
- - die Abkühlungszeit gegenüber konventionellen Technologien auf etwa 10% verringert werden kann,- the cooling time compared to conventional technologies can be reduced to about 10%
- - die Restspannungen gegenüber der Abkühlung in der Form bis auf 100 Grad Celsius auf 50% verringert werden, d. h. auf Größenordnungen, die sonst nur durch zusätzliches Spannungsfreiglühen erreichbar sind,- The residual stresses compared to the cooling in the mold reduced to 100 degrees Celsius to 50%, d. H. on Orders of magnitude that otherwise only through additional Stress relief annealing can be achieved,
- - bei Fe-C-Gußwerkstoffen durch die Beschleunigung der eutek toiden Umwandlung in den stärkeren Wanddicken des Gußteils die Ausbildung des metallischen Grundgefüges zwischen den starken und schwachen Gußstückpartien ähnlicher wird und damit Differenzen der mechanischen Eigenschaften, insbeson dere der Härte und damit der Bearbeitbarkeit verringert werden.- with Fe-C cast materials by accelerating the eutek tooid transformation in the thicker wall thickness of the casting the formation of the basic metallic structure between the strong and weak cast parts become more similar and thus differences in mechanical properties, in particular the hardness and thus the machinability reduced will.
Die Erfindung soll am nachfolgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be closer to the following embodiment are explained.
Gußteile in Gestalt eines Spannrahmens werden in Formen zum einmaligen Gebrauch aus GGL 25 gegossen. Nach einem Unter schreiten der Gußstücktemperatur unterhalb der Solidustempe ratur wird bei ca. 1000 Grad Celsius das Gußstück von der Form getrennt.Castings in the form of a tenter frame are used in molds cast once from GGL 25. After a sub the casting temperature falls below the solidus temperature At about 1000 degrees Celsius, the casting becomes mold Cut.
Bei einer herkömmlichen Abkühlung im Formkasten wurde die technologisch mögliche Auspackungstemperatur in der starken Gußstückpartie nach 95 Minuten bei ca. 400 Grad Celsius erreicht.With a conventional cooling in the molding box, the technologically possible unpacking temperature in the strong Cast part after 95 minutes at approx. 400 degrees Celsius reached.
Nach der Trennung von Form und Gußsteil wird die Abkühlungs geschwindigkeit mittels Luftdusche von etwa 0,4 K/s auf etwa 2,0 K/s gesteigert.After the separation of the mold and casting, the cooling air shower speed from about 0.4 K / s to about 2.0 K / s increased.
Nach dem Temperaturausgleich zwischen dünnen und dicken Guß stückpartien, der durch schnellstmögliches Aufheizen des Gußkörpers auf Temperaturen unterhalb der eutektoiden Tempe ratur im Glühofen erreicht wird, erfolgt weiter beschleunigte Abkühlung. Diese Abkühlung auf Raumtemperatur wird bei Abkühlungsgeschwindigkeiten von ca. 13 K/s in Wasser mit 1% Aqua-Plast vorgenommen. Die gesamte Abkühlzeit verringert sich damit auf ca. 10 Minuten.After temperature equalization between thin and thick cast batches, which by heating the Cast body at temperatures below the eutectoid temp reached in the annealing furnace, accelerated further Cooling down. This cooling to room temperature is at Cooling rates of approx. 13 K / s in water with 1% Aqua-Plast made. The total cooling time is reduced to about 10 minutes.
Bei dem erfindungsgemäß abgekühlten Gußstück verringert sich die Eigenspannung im 20-mm-Querschnitt um 7,0 MPa, wäh rend im 40-mm-Querschnitt der Abfall der Eigenspannungen ca. 8,0 MPa beträgt.Reduced in the cast according to the invention cooled the residual stress in the 20 mm cross-section is around 7.0 MPa In the 40 mm cross-section, the drop in residual stresses approx. 8.0 MPa.
Die Härtedifferenz zwischen dem 20-mm-Querschnitt und dem 40-mm-Querschnitt verringert sich bei der Abkühlung ent sprechend der Erfindung von 37 HB auf 7 HB.The hardness difference between the 20 mm cross section and the 40 mm cross-section decreases during cooling speaking of the invention from 37 HB to 7 HB.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD29492786A DD252988A1 (en) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | PROCESS FOR ACCELERATED COOLING OF CASTORS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3730398A1 true DE3730398A1 (en) | 1988-04-14 |
Family
ID=5582829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873730398 Withdrawn DE3730398A1 (en) | 1986-10-02 | 1987-09-10 | METHOD FOR ACCELERATED COOLING OF CASTING PARTS |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD252988A1 (en) |
DE (1) | DE3730398A1 (en) |
FR (1) | FR2604644A1 (en) |
GB (1) | GB2212425A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007048419B3 (en) * | 2007-10-09 | 2009-06-18 | Albert Handtmann Metallgusswerk Gmbh & Co. Kg | Accelerated, direct cooling of non-ferrous castings, injects gas coolant into gap left when molding shrinks away from contour-forming wall of mold |
DE102007041445B4 (en) * | 2007-08-31 | 2014-03-27 | Bühler Druckguss AG | Method for cooling castings |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1315955C (en) * | 1987-01-12 | 1993-04-13 | Masatoshi Kawaguchi | Mold casting process and apparatus, and method for producing mechanical parts |
US5706566A (en) * | 1994-06-07 | 1998-01-13 | Igarashi; Lawrence Y. | High output method for fabricating metal wood golf club heads |
CN111069582B (en) * | 2020-01-06 | 2021-04-06 | 四川大学 | Preparation method of low-stress casting |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5858223A (en) * | 1981-09-30 | 1983-04-06 | Nippon Steel Corp | Production of wear resistant material |
JP2659353B2 (en) * | 1983-09-01 | 1997-09-30 | 日立金属株式会社 | Manufacturing method of tough gray cast iron |
-
1986
- 1986-10-02 DD DD29492786A patent/DD252988A1/en not_active IP Right Cessation
-
1987
- 1987-09-10 DE DE19873730398 patent/DE3730398A1/en not_active Withdrawn
- 1987-10-02 FR FR8713636A patent/FR2604644A1/en active Pending
- 1987-11-20 GB GB8727276A patent/GB2212425A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007041445B4 (en) * | 2007-08-31 | 2014-03-27 | Bühler Druckguss AG | Method for cooling castings |
DE102007048419B3 (en) * | 2007-10-09 | 2009-06-18 | Albert Handtmann Metallgusswerk Gmbh & Co. Kg | Accelerated, direct cooling of non-ferrous castings, injects gas coolant into gap left when molding shrinks away from contour-forming wall of mold |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB8727276D0 (en) | 1987-12-23 |
GB2212425A (en) | 1989-07-26 |
FR2604644A1 (en) | 1988-04-08 |
DD252988A1 (en) | 1988-01-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102010009005B4 (en) | Process for improving the mechanical properties of die-cast parts made of an aluminum alloy | |
DE3445767A1 (en) | Method of forging nickel-base superalloys and a nickel-base superalloy article having improved forgeability | |
DE3445768A1 (en) | METHOD FOR FORGING SUPER ALLOYS | |
EP2844409B1 (en) | Method for casting a cast part provided with at least one passage opening | |
WO2011098213A2 (en) | Method and device for producing motor vehicle chassis parts | |
DE112013007406B4 (en) | Process for manufacturing aluminum alloy components | |
DE102011105447B4 (en) | Process for the production of aluminum die-cast parts | |
DE2507170B2 (en) | METHOD OF MANUFACTURING CAST IRON PIPES CONTAINING SPHERICAL GRAPHITE | |
DE3730398A1 (en) | METHOD FOR ACCELERATED COOLING OF CASTING PARTS | |
CN1710227B (en) | Method for manufacturing lock shaft parts for container | |
DE2842019C3 (en) | Operating mode for die casting of stainless steel with a low melting point | |
DE1508127B2 (en) | Process for the production of fine carbide tool and high-speed steels | |
DE102011117845B3 (en) | Producing austenite-containing fine-dendritic cast steel exhibiting increased transformation induced plasticity/twinning induced plasticity properties, comprises blowing species-characteristic particles with inert gas, into casting stream | |
DE2133421A1 (en) | Gravity die casting appts | |
US2906651A (en) | Method for producing malleabilized castings | |
DE712326C (en) | Process for improving the permanent magnetic properties of iron-nickel-aluminum alloys | |
DE102004033053A1 (en) | Production of a metal cast part, especially made from an aluminum alloy, comprises pouring a casting metal into a mold having several cores made from different core materials, quenching and separating the core material and cast part | |
DE2164698A1 (en) | Casting forging billets - free from base-sand | |
DE369191C (en) | Process for the production of alloys from metals of the iron and chromium group | |
DE2700573A1 (en) | Austenitic manganese steel castings - quenched after casting to eliminate long and expensive heat treatment process | |
AT153465B (en) | Process for the production of moldings from metals, metalloids, metal alloys, silicates and the like. like | |
EP4302898A1 (en) | Method for casting a cast part from a light metal melt and core package, casting and casting apparatus | |
DE974977C (en) | Continuous casting process | |
DE3923550A1 (en) | METHOD AND PERMANENT FORM FOR MOLDING ELECTRICALLY CONDUCTIVE MATERIALS | |
DE490349C (en) | Process for cleaning aluminum and aluminum alloys by applying reduced pressure to the molten metal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: GISAG-AG GIESSEREI UND MASCHINENBAU LEIPZIG, O-703 |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |