DE4134763A1 - Verfahren zur vermeidung der lunkerbildung in gussstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung der Lunkerbildung bzw. Verminderung der Lunkerneigung in Guß­ stücken, die durch Ausgießen von Sandformen, bestehend aus Formstoff und Kern, mit flüssigem Metall erzeugt werden, wobei das Gußstück in Bereichen großer Materialanhäufungen bzw. geringer Abkühlgeschwindigkeit gekühlt wird.

Es ist bekannt, daß Metall in der Erstarrungsphase zur Lunkerbildung neigt, wobei solche Lunker stets dort auf­ treten, wo das Metall zuletzt erstarrt. Es ist deshalb Aufgabe des Gießers, durch richtig gewählte Anschnitt-Technik, vor allem durch Setzen von Speisern und Anwendung von Kühlkörpern, die Lunkerbildung am Gußstück zu vermei­ den. Die Art der Ausbildung ist neben dem spezifischen Schrumpfungsverhalten des Gußwerkstoffes weitgehend von Konstruktion und Abkühlungsbedingungen des Gußstückes abhängig. Hierbei wird durch eine große Materialanhäufung und kleine Abkühlungsgeschwindigkeit die Lunkerausbildung begünstigt. Bei komplizierten Gußstücken ist es hierbei erforderlich, daß eine größere Anzahl von solchen Speisern gesetzt werden, was mit dem Nachteil verbunden ist, daß ein hoher Anteil an Kreislaufmaterial anfällt. Hinzu kommt ein hoher Putzaufwand, sowie eine niedrige Auslastung der Modellplatte, da die Speiser viel Platz beanspruchen. Dieses Verfahren hat auch noch den Nachteil, daß bei dem Einsatz von exothermen Massen ein erhöhter Aufwand gegeben ist.

Weiterhin ist es bekannt, zum Kühlen Kokillen, überwiegend Metallkokillen, einzuformen, was jedoch ebenfalls mit erheblichen Nachteilen verbunden ist, indem damit hohe Kosten der Kokille, sowie ein hoher Putzaufwand anfallen. Darüberhinaus ergibt sich ein kompliziertes Einformen der Kokille.

Ein Einwirken auf das Abkühlungsverhalten versucht man auch dadurch zu erreichen, daß in die Form Metallgegen­ stände, wie Metallnägel, Metallbleche, Metalldrähte ver­ schiedener Form u. dgl. eingesetzt werden. Diese Metall­ teile schmelzen im Gußstück auf. Der Nachteil dieses Ver­ fahrens besteht darin, daß diese Metallgegenstände nur sehr begrenzt einsetzbar sind und nur eine kleine Wirkung aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vermeidung der Lunkerbildung bzw. der Verminderung der Lunkerneigung in Gußstücken vorzuschlagen, bei dem diese Lunkerbildung sicher und mit wesentlich einfacheren Mit­ teln vermieden bzw. vermindert werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im Formstoff und/oder im Kern beim Formen oder unmittelbar danach zum Erreichen einer gleichmäßigen Erstarrung des Metalls durch gezielte Injektion von Kühl- und Wärmeme­ dien, durch die Temperaturdifferenzen erzeugt werden.

Ein vorteilhafter Verfahrensschritt sieht vor, daß als Kühlmedium Gas oder Flüssiggas verwendet wird.

Gemäß einem weiteren Verfahrensschritt geht man so vor, daß als Flüssiggas Flüssigstickstoff verwendet wird.

Schließlich wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zur Temperaturerhöhung je nach Form- bzw. Kernstoff, feuchte oder trockene Heißluft vorgesehen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur bei verschie­ denen Form- und Kernstoffen, sondern auch bei verschiede­ nen Werkstoffen mit hohen wirtschaftlichen Vorteilen ver­ bunden. Es führt zu einer erheblich verminderten Lunker­ neigung und ist sowohl bei der Serienherstellung, als auch bei der Einzelstückherstellung anwendbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt den Schnitt durch einen Teil einer Sandform 1, in der sich eine Ausnehmung 2 befindet, die mit Metall gefüllt wird. In diese Form ragt der Teil eines Kerns 3. Sofern dieser auszugießende Bereich in der Form 1 gegenüber anderen Bereichen eine Materialanhäufung bringt, wird der diesen Bereich umgebende, gekreuzt schraffierte, Abschnitt 1′ der Form 1 mit einem Kühlmedium injiziert, wobei ggf. zur Unterstützung oder ggf. auch für sich al­ lein der gekreuzt schraffierte Abschnitt des Kerns 3 eben­ falls gekühlt wird. Auf diese Art und Weise lassen sich die erforderlichen Temperaturdifferenzen an den gefähr­ deten Stellen erzeugen. Der Formstoff und/oder der Kern 3 werden beim Formen oder unmittelbar danach auf die unter­ schiedlichen Temperaturen gebracht.

Als Kühlmedium verwendet man zweckmäßigerweise ein Flüs­ siggas oder Gas, wobei hierfür insbesondere Flüssigstick­ stoff infrage kommt, der nach dem Abgießen der Form mole­ kularen Stickstoff frei setzt, was umweltfreundlich und völlig unbedenklich ist.

Entsprechend kann auch gezielt eine Temperaturerhöhung vorgesehen werden, vor allem im Bereich dünnwandiger Ab­ schnitte des Gußstückes, wobei man hier insbesondere Heißluft benutzen kann.

Es lassen sich gezielte Temperaturdifferenzen in Form und Kern von mehr als 100° erreichen. Dadurch wird die Ver­ gleichmäßigung der Erstarrung erheblich unterstützt, wobei beim Abgießen der Form das Metall relativ gleichmäßig da­ durch erstarrt, daß in dickwandigen Bereichen durch Unter­ kühlung von Kern und Form die Erstarrung beschleunigt wird, während in dünnwandigen Bereichen die Erwärmung die Erstarrung verzögert.

Claims (4)

1. Verfahren zur Vermeidung der Lunkerbildung bzw. Ver­ minderung der Lunkerneigung in Gußstücken, die durch Ausgießen von Sandformen, bestehend aus Formstoff und Kern, mit flüssigem Metall erzeugt werden, wobei das Gußstück in Bereichen großer Materialanhäufungen bzw. geringer Abkühlgeschwindigkeit gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstoff und/oder der Kern beim Formen oder unmittelbar danach zum Erreichen einer gleichmäßigen Erstarrung durch gezielte Injektion von Kühl- und Wärmemedien in den Temperatur­ differenzen beeinflußt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmedium Gas oder Flüssiggas verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß als Flüssiggas Flüssigstickstoff verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperaturerhöhung feuchte oder trockene Heißluft vorgesehen wird.