DEP0003563BA

DEP0003563BA - Process for the production of cast iron molds for centrifugal casting machines

Info

Publication number: DEP0003563BA
Authority: DE
Inventors: Karl Lauer
Original assignee: Ardeltwerke GmbH, Osnabrück
Publication date: 1950-11-30

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Gußeisen-Kokillen zum Gießen von metallenen zylindrischen Hohlkörpern nach dem Schleudergießverfahren. Die Verwendung von Gußeisen als Werkstoff für diese Kokillen ist bekannt, jedoch ist es mit den bekannten Herstellungsverfahren für gußeiserne Kokillen noch nicht gelungen, eine einigermaßen befriedigende Lebensdauer für die Kokillen zu erreichen, so daß die Kokillenkosten einen auffallend hohen Anteil an den Fertigungskosten der Schleudergußkörper bilden.The invention relates to the production of cast iron molds for casting metal cylindrical hollow bodies by the centrifugal casting process. The use of cast iron as a material for these molds is known, but it has not yet been possible with the known manufacturing processes for cast-iron molds to achieve a reasonably satisfactory service life for the molds, so that the mold costs form a strikingly high proportion of the production costs of the centrifugally cast bodies .

Aufgabe der Erfindung ist daher in erster Linie, gußeiserne Kokillen von erhöhter Lebensdauer zu erhalten und damit eine entsprechende Kostensenkung für die Schleudergußerzeugnisse zu erzielen. Als Vorbedingung für die Lösung dieser Aufgabe waren zunächst die Gründe zu ermitteln, die bei den bisher bekannten Kokillen zum schnellen Verschleiß führten.The object of the invention is therefore primarily to obtain cast-iron molds with a longer service life and thus to achieve a corresponding reduction in costs for the centrifugally cast products. As a prerequisite for solving this problem, the reasons that led to rapid wear in the previously known molds had to be determined.

Die gußeisernen Kokillen wurden bisher am häufigsten in der Weise hergestellt, daß ein voller runder Block (also ohne Kern) mit der erforderlichen Bearbeitungszugabe auf den äußeren Durchmesser in geeigneter Gußeisenqualität gegebenenfalls unter Zugabe von die Hitzebeständigkeit fördernden Legierungsbestandteilen in einer wärmeisolierend wirkenden Gießform stehend gegossen wurde. Die zur Aufnahme des flüssigen Metalls erforderlich Bohrung wurde dann durch Ausbohren des sogenannten Kernstücks auf einer Hohlbohrbank hergestellt. Der Hauptnachteil dieses Verfahrens ist, daß sich unter dem Einfluß der langsamen Abkühlung des flüssigen Eisens ein äußerst grobkristallines, lockeres und wenig widerstandsfähiges Gefüge aufbaut. DiesesThe cast-iron chill molds have so far most often been produced in such a way that a full round block (i.e. without a core) with the necessary machining allowance on the outer diameter in suitable cast iron quality, if necessary with the addition of alloy components that promote heat resistance, was cast standing in a heat-insulating casting mold. The hole required to accommodate the liquid metal was then made by drilling out the so-called core piece on a hollow drill bench. The main disadvantage of this process is that, under the influence of the slow cooling of the liquid iron, an extremely coarsely crystalline, loose and less resistant structure builds up. This

Gefüge ist sehr nachteilig für die Lebensdauer der Kokille, da bei jedem Schleudervorgang flüssige Metallteilchen in das Gefüge eindringen, die sich am fertigen Gußstück als Spitzen und Kanten abheben, mit dem Gußstück aber fest verbunden sind. Beim Herausziehen des fertigen Gußstücks aus der Kokille reißen diese Spitzen und Kanten in das lockere Gefüge der Kokillenwand Riefen und Rillen, die nach kurzer Zeit die Kokille unbrauchbar machen, zumal unter dem Wärmeeinfluß des flüssigen Metalls die Auflockerung des Gefüges der Kokillenwand ohnehin schon fortschreitet.The structure is very disadvantageous for the service life of the mold, since liquid metal particles penetrate into the structure with each centrifugal process, which stand out on the finished casting as points and edges, but are firmly connected to the casting. When the finished casting is withdrawn from the mold, these points and edges tear into the loose structure of the mold wall, which makes the mold unusable after a short time, especially since the structure of the mold wall is already loosening up under the influence of heat from the liquid metal.

Diesen Übelständen hat mach zu begegnen versucht, indem man zur Erzielung einer gleichmässigeren Gefügestruktur in der fertigen Kokille einen Kern aus Sand, Lehm, Schamotte oder ähnlichen feuerfesten Stoffen in den Block eingegossen hat. Eine wesentliche Änderung des Gefüges nach der Blockmitte hin wird dabei vermieden, dafür ergeben sich aber andere wesentliche Nachteile. Zunächst lösen sich während des Gießvorganges oder während des Überganges des Blockwerkstoffs vom flüssigen Zustand zur völligen Erstarrung Teile des feuerfesten Kernmaterials ab und lagern sich in den Werkstoff ein. Beim nachfolgenden Ausbohren des Werkstücks auf der Hohlbohrbank treten derartige Einschlüsse dann gegebenenfalls als Löcher in Erscheinung, die die Kokille von vornherein unbrauchbar machen, abgesehen davon, daß derartige Stellen den Hohlbohrkopf aus der Geraden ableiten und seine Messer beschädigen. Außerdem besteht auch die Gefahr, daß sich der gesamte Kern im Innern des Blockes exzentrisch verlagert oder unter dem Einfluß der Hitze des flüssigen Eisens krumm wird, wodurch wiederum der Bohrkopf während des Hohlbohrens abgelenkt wird und Ausschuß ergibt.Some have tried to counteract these inconveniences by pouring a core of sand, clay, fireclay or similar refractory materials into the block in order to achieve a more even structure in the finished mold. A significant change in the structure towards the middle of the block is avoided, but there are other significant disadvantages. First of all, parts of the refractory core material detach themselves during the casting process or during the transition of the block material from the liquid state to the complete solidification and become embedded in the material. When the workpiece is subsequently bored out on the hollow drill bench, such inclusions may appear as holes which make the mold unusable from the outset, apart from the fact that such places derive the hollow drill head from the straight line and damage its knives. In addition, there is also the risk that the entire core in the interior of the block is displaced eccentrically or becomes crooked under the influence of the heat of the molten iron, which in turn deflects the drill head during hollow drilling and results in rejects.

Es wurde nun gefunden, daß die geschilderten Nachteile vermieden werden können, indem erfindungsgemäß die Kokillen in der Weise hergestellt werden, daß volle Gußeisenblöcke nach Art des Walzenhartgusses in Gußeisen- oder Stahlkokillen gegossen werden. Hierbei wird in der bei Hartgußwalzen bekannten Weise der kristalline Gefügeaufbau des Gußeisenblocks derart beeinflußt, daß sich unter der sogenannten Schreckwirkung der Gußeisen- oder Stahl-Kokillen von der Außenzone bis beliebig tief in das innere des Gußeisenblocks ein feinkörniges und festes Gefüge aufbaut. Bei der Herstellung von Kokillen für Schleudergießmaschinen nach der Erfindung wird nun weiter die Kühlwirkung der Kokillenwand beim Guß des Ausgangsblocks mit den an sich bekannten Mitteln so eingestellt, daß beim nachfolgenden Ausbohren des Kernes die Innenwandung ein feinkörniges dichtes Gefüge aufweist.It has now been found that the disadvantages outlined can be avoided by manufacturing the molds according to the invention in such a way that solid cast iron blocks are cast into cast iron or steel molds in the manner of chilled rolls. The crystalline structure of the cast iron block is influenced in the manner known from chilled cast iron rollers in such a way that a fine-grained and solid structure builds up under the so-called shock effect of the cast iron or steel molds from the outer zone to any depth into the interior of the cast iron block. In the manufacture of permanent molds for centrifugal casting machines According to the invention, the cooling effect of the mold wall during the casting of the starting block is now adjusted with the means known per se so that the inner wall has a fine-grained, dense structure when the core is subsequently bored out.

Bei der beschriebenen Art der Kokillenherstellung wird einmal der Ausschuß auf ein Mindestmaß herabgesetzt, und sodann erhält man eine Schleudergießkokille, deren durchschnittliche Lebensdauer die der bisher bekannten Gußeisenkokillen erheblich übertrifft. Dieses Ergebnis ist insofern völlig unerwartet, als bisher dem Walzenhartguß eine Empfindlichkeit gegen Temperaturschwankungen nachgesagt wurde, die bei der Verwendung als Schleudergießkokille eine Neigung zu Rissen und Sprüngen erwarten ließ. Die beträchtliche Lebensdauer der Kokille nach der Erfindung ist also überraschend, was damit erklärt werden kann, daß durch das Ausbohren die etwa vorhandenen Spannungen auf ein ungefährliches Maß herabgesetzt werden.In the described type of mold production, the scrap is reduced to a minimum, and then a centrifugal casting mold is obtained, the average life of which considerably exceeds that of the previously known cast iron molds. This result is completely unexpected insofar as the roll chilled cast iron was previously said to be sensitive to temperature fluctuations which, when used as a centrifugal casting mold, indicated a tendency to cracks and cracks. The considerable service life of the mold according to the invention is therefore surprising, which can be explained by the fact that the stresses that may be present are reduced to a harmless level by the drilling out.

Claims

Process for the production of cast iron chills for centrifugal casting machines, characterized in that full cast iron blocks are poured into cast iron or steel chills with such a quenching depth that after drilling out the core, the inner wall has a fine-grained, dense structure.