Mehrteiliger metallener Form- oder Kernteil zum Herstellen von Fertiggußstücken
aus Nichteisenschwermetallen Beim Gießen von Eisenröhren mittels metallener Dauerformen
ist es bekannt, mehrteilige Kerne zu verwenden, .deren Einzelteile zum Ausgleich
der beim Abkühlen der Gußstücke auftretenden Kräfte gegeneinander beweglich sind,
um während des Schrumpfens schädliche Spannungen in den Gußstücken zu vermeiden.
Zwischen den einzelnen Kernteilen sind hierbei vielfach Einlagen aus Sand oder Kernmasse
vorgesehen, die beim Abkühlen des Gußstüaks unter dem Einflub der hierbei auftretenden
Spannungen ihre Form verlieren und dabei den gewünschten Spannungsausgleich herbeiführen.
Auf das Luftabführen hat diese Unterteilung der Metallkerne keinen Einfluß, da hierdurch
keine zusät:zlichenLuftkanäle gebildet werden. Außerdem handelt es sich hierbei
um das Gießen von eisernen Röhren mit Querschnitt, so daß das Luftabführeh keine
nennenswerten Schwierigkeiten bereitet. Beim Gießen von Motorkolben aus Leichtmetallegierungen
mittels Dauerformen ist es bekannt, gewellte oder geriefte Blechstreifen in den
Kernen vorzusehen, um während des Gießens sie Luft aus dein Formhohlraum abzuführen.
Die von diesen Blecheinlagen gebildeten Luftkanäle sind dauernd offen und können
leicht durch das Gießmetall verstopft werden, so d,aß dann die Luft nicht mehr in
ausreichendem Maße abgeführt werden kann. Ferner zeichnen sich -diese gewellten
Einlagen auf dem Gußstück ab, das dadurch keine glatte Oberfläche erhält. Bei :den
einer weiteren Bearbeitung 'unterworfenen Gußstücken kann dies in Kauf genommen
werden, da diese rauhen Stellen bei der späteren Bearbeitung entfernt werden. Dagegen
ist die mit diesen gewellten Einlagen verbundene Verschlechterung der Oberfläche
bei Fertiggußstücken, die nicht weiterbearbeitet werden, sehr nachteilig und macht
deren Verwendbar-
].zeit in vielen Fällen überhaupt unmöglich. Im
übrigen bereitet die Luftabführung beim Gießen t=or. Leichtmetallen in Metallformen
keine großen Schwierigkeiten, da diese zu Beginn des Gießvorgangs annähernd auf
die Gießtemperatur erwärmt sind, so daß-sich die in dem Formhohlraum befindliche
Luft beim Eingießen des Metalls nicht mehr nennenswert ausdehnt und infolgedessen
leicht abgeführt werden kann. Im Gegensatz hierzu. haben die Dauerformen beim Gießen
von iNichteisenmetallen, insbesondere Kupferlegierungen, zu Beginn des Gießvorgangs
vielfach eine wesentlich tiefere Temperatur als das Gießmetall, denn sie werden,
z.13. durch Eintauchen in ein Wasserbad, auf eine Temperatur von etwa iooo° C abgekühlt.
Die Dauerform ist daher beim Einfließen des Metalls, das meistens eine Temperatur
von etwa 1000' C und mehr hat, einer plötzlichen starken Temperaturerhöhung
ausgesetzt, unter deren Einfluß die in dem Formhohlraum enthaltene Luft sich auf
das Vielfache ausdehnt. Die Luft setzt sich dabei vor den Gießstrom und stört den
Gießvorgang. Das Abführen der Luft aus der Form wird weiter dadurch erschwert, daß
die Gußstücke stark veränderliche Querschnitte aufweisen und die Forin während des
Gießvorgangs vielfach aus der waagerechten in die senkrechte Lage geschwenkt wird,
um das Einfließen des Metalls zu verbessern. Trotzdem die bisher bekannten Ausbildungen
der metallenen Dauerformen besondere Rücksicht auf die Luftabführung nehmen, gelang
es bisher noch nicht, die Luft in allen Fällen restlos aus dein Formhohlraum zu
entfernen. Die Erzielung eines fehlerfreien Gußstücks erfordert aber eine vollkommene
Entfernung der Luft, denn selbst kleinste Luftmengen stören den Strom des fließenden
Metalls und bleiben in Kehlen und hinter scharfen Ecken des Formhohlraumes hängen.
Werden beim Gießen von Hohlkörpern Sandkerne verwendet, so kann das fließende Metall
die störenden kleinen Luftmengen in die durchlässige Kernwand drücken. Im Gegensatz
hierzu bilden sich bei Verwendung von für Luft undurchlässigen Stahl- oder Eisenkernen
an diesen Stellen leicht Luftpolster, die das gleichmäßige Erstarren der Gußteile
verhindern und Saugstellen hervorrufen. Derartige Gußstiicke sind daher vielfach
fehlerhaft und ergeben Ausüchuß, besonders wenn es sich um Teile handelt, die höhere
Drücke auszuhalten haben.Multi-part metal mold or core part for the production of finished castings from non-ferrous heavy metals When casting iron pipes by means of permanent metal molds, it is known to use multi-part cores, whose individual parts are movable against each other to compensate for the forces that occur when the castings cool, to avoid damaging stresses during the shrinkage to avoid in the castings. Between the individual core parts, deposits made of sand or core material are often provided, which lose their shape when the cast piece cools under the influence of the stresses that occur and thereby bring about the desired equalization of stresses. This subdivision of the metal cores has no effect on the air discharge, since it does not create any additional air ducts. In addition, this involves the casting of iron pipes with a cross-section, so that the air discharge does not cause any significant difficulties. When casting engine pistons from light metal alloys using permanent molds, it is known to provide corrugated or grooved sheet metal strips in the cores in order to remove air from the mold cavity during casting. The air channels formed by these sheet metal inserts are permanently open and can easily be blocked by the cast metal, so that the air can then no longer be discharged to a sufficient extent. Furthermore, these corrugated inlays stand out on the casting, which does not have a smooth surface as a result. In the case of castings which are subjected to further processing, this can be accepted, since these rough spots are removed during later processing. On the other hand, the deterioration of the surface associated with these corrugated inserts in finished castings that are not processed further is very disadvantageous and in many cases makes their usable time impossible at all. In addition, the air discharge prepares t = or during casting. Light metals in metal molds do not pose any great difficulties, as these are heated to approximately the casting temperature at the beginning of the casting process, so that the air in the mold cavity no longer expands significantly when the metal is poured and can therefore be easily removed. In contrast to this. When casting non-ferrous metals, especially copper alloys, the permanent molds often have a much lower temperature than the casting metal at the beginning of the casting process, because they are, for example, 13. by immersion in a water bath, cooled to a temperature of about 100 ° C. The permanent mold is therefore exposed to a sudden sharp increase in temperature when the metal, which usually has a temperature of about 1000 ° C. and more, flows in, under the influence of which the air contained in the mold cavity expands many times over. The air settles in front of the pouring stream and disrupts the pouring process. The removal of the air from the mold is made more difficult by the fact that the castings have highly variable cross-sections and the mold is swiveled many times from the horizontal to the vertical position during the casting process in order to improve the flow of the metal. Despite the fact that the previously known designs of the permanent metal molds take special account of the air discharge, it has not yet been possible to completely remove the air from the mold cavity in all cases. Achieving a flawless casting requires complete removal of the air, because even the smallest amounts of air disrupt the flow of the flowing metal and get stuck in throats and behind sharp corners of the mold cavity. If sand cores are used when casting hollow bodies, the flowing metal can push the disturbing small amounts of air into the permeable core wall. In contrast, if air-impermeable steel or iron cores are used, air cushions easily form at these points, which prevent the cast parts from solidifying evenly and cause suction points. Such castings are therefore often defective and result in rejects, especially when it comes to parts that have to withstand higher pressures.
Gemäß der Erfindung kann auch bei Verwendung von Metallformen mit
Metallkernen eine vollkommene Abführung der Luft aus dem Formhohlraum dadurch gesichert
werden, daß die vorzugsweise aus Metallen verschiedener Wärmedehnung bestehenden
Teile der For n oder des Kerns derart miteinander verbunden werden, daß sich bei
ihrer Erwärmring durch das einfließende Gießmetall zwischen ihren Berührungsflächen
zum Luftabführen dienende Kanäle bilden, .die sieh beim Abkühlen auf gewöhnliche
Temperatur wieder schließen. Der aus einem Metall hoher @@'ärmcdehnung .bestehende
Teil der Form oder des Kerns erhält zweckmäßig bei großer Oberfläche einen kleinen
Ouersclinitt, damit sich dieser Teil unter dem Einfluß der Hohen Temperatur des
in den Formhohlraum strömenden Gießmetalls kurzzeitig erhitzt und durch die hiermit
verbundene Ausdehnung die Luftkanäle freigibt. Dadurch werden die Luftkanäle gerade
in dem Augenblick freigegeben, wo das Abfuhren der Luft am notwendigsten ist, nämlich
beim Einströmen des Gießmetalls. Die große Masse des übrigen aus einem Metall geringer
Wärmedehnurig - bestehenden Kernteiles erwärmt sich nicht so schnell, so daß sich
die verhältnismäßig kleine Masse des Metalls hoher Wärmedehnung auf die Temperatur
des größeren Kernteiles abkühlt, wodurch die Kanäle wieder verschlossen werden.
Dies hat noch den weiteren Vorteil, daß die Innenwand er Dauerform sowohl zu Beginn
als auch am Schluß des Gießvorgangs glatt ist. Das Gußstück erhält daher auch bei
Verwendung von Kupferlegierungen oder anderen scharf auslaufenden Nichteisenmetallen
eine völlig glatte Oberfläche und ist ohne weitere Bearbeitung als Fertiggußstück
brauchbar. Die Erfindung ermöglicht auch bei Gußütücken mit stark wechselndem Querschnitt
ein vollkommenes Abführen der Luft, so daß Lufteinschlüsse oder Lunkerungen in den
Gußstücken nicht auftreten können.According to the invention, when using metal molds with
Metal cores thereby assured a complete evacuation of the air from the mold cavity
be that the preferably consisting of metals of different thermal expansion
Parts of the For n or the core are connected to one another in such a way that at
their heating ring through the flowing cast metal between their contact surfaces
Forming ducts serving to evacuate air, which look to ordinary ones when it cools down
Close the temperature again. The one made of a metal of high thermal expansion
Part of the mold or the core is expediently given a small one with a large surface
Ouersclinitt, so that this part is under the influence of the high temperature of the
Briefly heated casting metal flowing into the mold cavity and thereby
associated expansion releases the air ducts. This will straighten the air ducts
released at the moment when the evacuation of the air is most necessary, namely
when the casting metal flows in. The great mass of the rest of a metal is less
Thermal expansion - the existing core part does not heat up so quickly, so that
the relatively small mass of the metal of high thermal expansion on temperature
of the larger core part cools down, whereby the channels are closed again.
This has the further advantage that the inner wall is permanent form both at the beginning
and is smooth at the end of the casting process. The casting therefore also receives
Use of copper alloys or other sharp non-ferrous metals
a completely smooth surface and is available as a finished casting without further processing
useful. The invention also enables cast pieces with greatly varying cross-sections
a complete evacuation of the air, so that air inclusions or cavities in the
Castings can not occur.
Es empfiehlt sich, die einzelnen Teile des Kerns bzw. der Form z.
B. durch Niete oder Schrauben so miteinander zu verbinden, daß sich die Teile mit
hoher Wärmedehnungszahl unter dem Einfluß der Gießtemperatur ausdehnen und zur Schaffung
der Luftkanäle gegen die übrigen Teile der Form bzw. des Kerns verschieben können.It is recommended that the individual parts of the core or the form z.
B. to connect by rivets or screws so that the parts with
high coefficient of thermal expansion under the influence of the casting temperature and to create
the air ducts can move against the other parts of the mold or the core.
Während die wegen ihrer tiefen Anfangstemperatur beim Gießvorgang
erheblichen Temperaturschwankungen ausgesetzte Kokille aus einem Werkstoff von geringer
Wärmeausdehnung, z. B. aus Grauguß, hergestellt wird, tun mit Rücksicht auf die
Genauigkeit des Gußstücks stärkere Formänderungen der Kokille zu vermeiden, empfiehlt
es sich, diejenigen Teile der Kokille, bei denen absichtlich durch den Einfluß der
Wärmeausdehnung eine vorübergehende Formänderung zur Bildung der Luftkanäle herbeigeführt
werden soll, aus verschiedenen Baustoffen lierzustellen.
So kann
man die Kerne vorteilhaft aus Eisen-, ,Stahl- oder Gußteilen herstellen, die so
miteinander verbunden werden, daß eine Beweglichkeit der einzelnen Teile gegeneinander
gesichert bleibt. Ein derartiger aus verschiedenen Werkstoffen hergestellter Kern
kann sich beim Einfließen des heißen Gießmetalls infolge des hierbei auftretenden
plötzlichen Erhitzens ausdehnen, wodurch die Einzelteile das Bestreben haben, sich
voneinander abzuheben. Hierbei entstehen zwischen den wie zu eineflt Stück zusammengefügten
Einzelteilen feine Spalten, die genügen, um im selben Augenblick kleine, den Gußvorgang
behindernde Luftmengen in sich aufzunehmen und abzuleiten. - Beim Erstarren des
:Gußtei@les werden die Kernteile wieder zusammengedrückt, ahne :daß dadurch auf
die Dauer eine Lockerung entsteht.While those because of their low initial temperature during the casting process
Mold made of a material of low material which is exposed to significant temperature fluctuations
Thermal expansion, e.g. B. made of cast iron, do with consideration for the
Precision of the casting to avoid major changes in the shape of the mold is recommended
it is those parts of the mold that are deliberately affected by the influence of the
Thermal expansion caused a temporary change in shape to form the air channels
should be made of different building materials.
So can
the cores are advantageously made of iron, steel or cast parts that are so
are connected to each other that a mobility of the individual parts against each other
remains secured. Such a core made from different materials
can occur when the hot casting metal flows in as a result of this
Sudden heating, causing the individual parts to tend to
stand out from each other. This creates between the pieces that have been put together as if to be one piece
Individual parts have fine gaps that are enough to start the casting process at the same time
to absorb and divert hindering amounts of air. - When the
: Gußtei @ les the core parts are pressed together again, suspect: that by doing this
the duration a loosening occurs.
Es empfiehlt sich, die Kernteile in gleicher Weise wie die Innenwand
der Kakillb vor jedem Guß mit einer Isoliermasse zu beziehen, damit sich diese Teile
besser von den Gußteilen lösen. Diese Isolierschicht kann beispielsweise durch Eintauchen
der Kokille bzw. der Kernteile in ein fein verteilte Isolierstoffe enthaltendes
Wasserbad gebildet werden. Als isolierende Stoffe können z. B. Graphit, Kreide Ton,
Aluminiumoxyd, Zinkoxyd, Bleioxyd, Talkum, Sand oder andere nicht gasbildende Erden
verwendet werden. Diese isolierenden Stoffe werden in fein verteiltem Zustanel in
das Wasserbad gegeben, in das die von dem vorhergehenden Gießvorgang erhitzte Kokille
bzw. deren Kernteile so lange eingetaucht werden, bis diese auf etwa ioo° C abgekühlt
sind. Hierbei kommt das Bad in der Nähe der Kokille zum Kochen, wodurch die von
dem Gießvorgang zurückgebliebene Isolierschicht mit etwaigen Oxydniederschlägen
abgewaschen und nach -dem Herausziehen der Kokille oder Kernteile aus dem Bad durch
Verdampfen des Wassers eine gleichmäßige dünne Isolierschicht gebildet wird. Diese
Isolierschicht bildet ein Poliermittel, das die Kernteile schwarzglänzend macht
und als ungeteiltes Stück erscheinen läßt. Sie beeinträchtigt aber die Luftabführung
,nicht, da sich die Kernteile bei jedem Guß zwangsmäßig infolge ihrer Wärmedehnung
bewegen und dadurch die zur Abführung der Luft erforderlichen Kanäle freigeben.
Diese von dem tiefgekühlten Kern beim Erhitzen während des Eingießens des Gießmetalls
hervorgebrachte Bewegung seiner Einzelteile gegeneinander wird durch die Verwendung
verschiedener Baustoffe für de Herstellung der Kernteile noch gesteiäert.It is best to keep the core parts in the same way as the inner wall
to cover the kakillb with an insulating compound before each casting so that these parts can be attached
better detach from the castings. This insulating layer can be immersed, for example
the mold or the core parts in a finely divided insulating material containing
Water bath can be formed. As insulating materials, for. B. graphite, chalk clay,
Aluminum oxide, zinc oxide, lead oxide, talc, sand or other non-gas-forming earths
be used. These insulating materials are finely distributed in
given the water bath, in which the mold heated by the previous casting process
or their core parts are immersed until they have cooled down to about 100 ° C
are. Here, the bath near the mold comes to a boil, which causes the
The insulating layer left after the casting process with any oxide deposits
washed off and after pulling out the mold or core parts from the bath
Evaporation of the water forms a uniform thin layer of insulation. These
The insulating layer forms a polishing agent that makes the core parts shiny black
and makes it appear as an undivided piece. But it affects the air discharge
, not because the core parts inevitably move with each casting due to their thermal expansion
move, thereby releasing the ducts required to discharge the air.
These from the frozen core when heated during the pouring of the cast metal
the movement of its individual parts against each other is caused by the use
different building materials for the production of the core parts.
Durch die Erfindung wird das Gießen von Kupferlegierungen und anderen
Nichteisenschwermetallen erheblich vervollkommnet. Es ist hierdurch möglich, -daß
für viele Gußteile, bei denen bisher zur Behebung der- Luftschwierigkeiten Sandkerne
verwendet werden mußten, jetzt Datierkerne benutzt werden können, so @daß durch
Ersparnis teurer einmaliger Sandkerne die Wirtschaftlichkeit des Kokillengießverfahrens
beträchtlich verbessert wird; zumal infolge des guten Luftabführens das Entstehen
von Saugstellen oder anderen undichten Stellen in dem Gußstück mit Sicherheit vermieden
wird, so @daß trotz Verwendung von Metallkernen kaum ein Aus-: schuß auftritt.The invention enables the casting of copper alloys and others
Non-ferrous heavy metals are significantly improved. It is hereby possible -that
for many castings where sand cores were previously used to eliminate air problems
had to be used, dating cores can now be used, so @ that through
Saving of expensive, one-off sand cores, the economic viability of the chill casting process
is considerably improved; especially as a result of the good air evacuation
of suction points or other leaks in the casting avoided with certainty
so that, despite the use of metal cores, there is hardly any waste.