EP0073441A1 - Dauerform, insbesondere eine metallische Kokille - Google Patents
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- B22C9/088—Feeder heads
Definitions
- the present invention relates to a permanent mold, in particular a metallic mold which has at least one opening for receiving a feeder insert, and to the use of the permanent mold to connect the feeder insert to the casting.
- the seal feed of the castings made of metals and alloys, which have a volume deficit during solidification, must be ensured by the feeder.
- the feeders must be the last, i.e. solidify only after the casting has solidified in order to ensure the sealing feed. For this reason, so-called lost heads are used in steel molds, or in steel casting, among other things. Feeder used.
- cover plates which contain feeder inserts can be used, as described in DE-PS 26 22 891. These cover plates form the upper part of the mold during casting. After the casting process is complete, before the casting is full is constantly solidified, these cover plates are removed from the mold with the casting. This frees the mold for the next casting process before the casting solidifies.
- the figure shows a cross section through a permanent mold, in particular a metallic mold.
- a feeder insert 2 is inserted into an opening provided in the upper part of the mold.
- a crushing core 4 is arranged between the feeder insert 2 and the mold interior 5.
- a cavity 3 between the feeder insert 2 and the surrounding mold wall la is provided by a recess in the mold wall la. This recess is open towards the mold interior 5 and serves to receive the liquid metal penetrating from the mold interior 5.
- Cavities in the upper mold part or groove-like passages between the crusher core and the feeder insert or in the crusher core serve to fill the cavity 3 with the liquid metal.
- the condition for unpacking the casting before the feeders solidify is that they have a firm connection to the casting. This arises from controlled spring formation, ie a thin sleeve made of cast material is formed around the feeder insert 2.
- the required gap size is determined by the fluidity of the potted material and can be between 0.5 and 10 mm, preferably between 0.5 and 5 mm.
- Another criterion is the easy removal of the bushing without the risk of breaking into the casting by tapping it simultaneously with the feeder. Due to the sleeve made of cast metal surrounding the feeder insert or part of the feeder insert, it is firmly connected to the casting and the outflow is thereby prevented.
- the adaptation of the casting speed to the heat transfer between the mold and the casting takes place in such a way that the solidification zone follows the casting zone approximately in the saturation length of the feeder. This allows the volume of the feeder to be kept to a minimum.
- the required feeder module can be determined using the following formula:
- the dwell time of the casting in the mold can be significantly reduced by precisely coordinating the setting times. It makes it easier to unpack the castings by ejecting them instead of lifting them out of the mold.
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dauerform, insbesondere eine metallische Kokille welche mindestens eine Oeffnung für die Aufnahme eines Speisereinsatzes aufweist, sowie die Verwendung der Dauerform um den Speisereinsatz mit dem Gussstück zu verbinden.
- Die Dichtspeisung der Abgüsse aus Metallen und Legierungen, welche ein Volumendefizit während der Erstarrung aufweisen, muss durch den Speiser gewährleistet werden. Die Speiser müssen als letzte, d.h. erst nach der Erstarrung des Gussstückes erstarren, um die Dichtspeisung zu gewährleisten. Aus diesem Grunde werden bei Stahlwerkkokillen sogenannte verlorene Köpfe, oder beim Stahlguss u.a. Speiser verwendet.
- Beim Formkokillenguss können z.B. Deckplatten, welche Speisereinsätze beinhalten, verwendet werden, wie dies im DE-PS 26 22 891 beschrieben ist. Diese Deckplatten bilden während des Giessens das Oberteil der Kokille. Nach abgeschlossenem Giessvorgang, noch bevor das Gussstück vollständig erstarrt ist, werden diese Deckplatten mit dem Gussstück aus der Kokille entnommen. Dadurch wird die Kokille noch vor dem Erstarren des Gussstückes frei für den nächsten Giessvorgang.
- Die beschriebenen Methoden weisen nachteilige Aspekte auf. Sie verlängern entweder die Belegungszeit der Kokille oder verursachen gewisse Schwierigkeiten beim Herausnehmen des Gussstückes, z.B. Ausfliessen des flüssig gebliebenen Speiserinhaltes durch Verschieben der Deckplatten.
- Zudem sind die bekannten Methoden und Vorrichtungen unwirtschaftlich insbesondere bei der Herstellung von kleinen Gussstücken.
- Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt eine Dauerform vorzuschlagen, bei der die Speisereinsätze mit dem Gussstück so verbunden sind, dass die Vorteile der oben genannten Deckplatte erhalten bleiben:
- - Entnehmen des Gussstückes aus der Kokille vor dem vollständigen Erstarren des Speiserinhaltes
- - Vereinfachung des Auspackens ohne Gefahr, dass der flüssige Speiserinhalt ausfliesst
- - Durch gesteuerte Giessgeschwindigkeit die Erstarrung und das Giessen so zu lenken, dass die Speisergrösse minimalisiert wird
- - Bestimmung des Verhältnisses zwischen Erstarrung des Speiserinhaltes und Erstarrung des Gussstückes bei dem eine beinahe gleichzeitige Erstarrung erfolgt, womit das Auspacken aus der Kokille durch einfaches Ausstossen des Gussstückes auch bei grösseren Abgüssen ermöglicht wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
- Nachstehend wird in Verbindung mit der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
- Die Figur zeigt einen Querschnitt durch eine Dauerform, insbesondere eine metallische Kokille.
- Ein Speisereinsatz 2 ist in eine dafür vorgesehene Oeffnung im Oberteil der Kokille eingesetzt. Zwischen dem Speisereinsatz 2 und dem Kokilleninnenraum 5 ist ein Brechkern 4 angeordnet. Ein Hohlraum 3 zwischen Speisereinsatz 2 und der umgebenden Kokillenwand la ist durch eine Ausnehmung in der Kokillenwand la vorgesehen. Diese Ausnehmung ist gegen den Kokilleninnenraum 5 offen und dient zur Aufnahme des aus dem Kokilleninnenraum 5 eindringenden flüssigen Metalles. Hohlräume im Kokillenoberteil oder rillenartige Durchgänge zwischen dem Brechkern und dem Speisereinsatz oder im Brechkern dienen zum Füllen des Hohlraumes 3 mit dem flüssigen Metall.
- Die Bedingung für das Auspacken des Abgusses noch vor der Erstarrung der Speiser ist, dass diese eine feste Verbindung mit dem Gussstück haben. Diese entsteht durch gesteuerte Federbildung, d.h. es wird eine dünne Büchse aus gegossenem Werkstoff um den Speisereinsatz 2 gebildet. Die erforderliche Spaltgrösse wird durch das Fliessvermögen des vergossenen Werkstoffes bestimmt und kann zwischen 0,5 und 10 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 mm liegen. Ein weiteres Kriterium ist die einfache Entfernbarkeit der Büchse ohne Einbruchsgefahr in das Gussstück durch Abklopfen gleichzeitig mit dem Speiser. Durch die, den Speisereinsatz oder einen Teil des Speisereinsatzes umgebende Büchse aus gegossenem Metall wird dieser mit dem Gussstück fest verbunden und das Ausfliessen wird dadurch verhindert.
- Das in den Hohlraum zwischen Kokillenoberteil und Speisereinsatz eingedrungene Flüssigmetall erstarrt durch die Wirkung der Kokille beinahe schlagartig, und die feste Verbindung zwischem dem Gussstück und dem Speisereinsatz ist gebildet. Dann kann das Gussstück ohne Gefahr aus der Kokille herausgenommen werden.
- Die Anpassung der Giessgeschwindigkeit an die Wärmeübertragung zwischen der Form und dem Gussstück geschieht derart, dass die Erstarrungszone der Giesszone etwa in Sättigungslänge des Speisers folgt. Dadurch kann das Speiservolumen auf ein Minimum beschränkt werden.
- In diesem Fall wird das Lunkervolumen, welches durch den Speiserinhalt nachgefüllt werden soll, reduziert und die Erstarrungsgeschwindigkeit im Speiser und im Gussstück rückt in den Vordergrund. Zur Gewährleistung der Dichtspeisung kann das erforderliche Speisermodul nach folgender Formel bestimmt werden:
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