EP0073441B1 - Dauerform, insbesondere eine metallische Kokille - Google Patents

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EP0073441B1
EP0073441B1 EP82107688A EP82107688A EP0073441B1 EP 0073441 B1 EP0073441 B1 EP 0073441B1 EP 82107688 A EP82107688 A EP 82107688A EP 82107688 A EP82107688 A EP 82107688A EP 0073441 B1 EP0073441 B1 EP 0073441B1
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EP
European Patent Office
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mould
permanent
feeder
chill
casting
Prior art date
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Expired
Application number
EP82107688A
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English (en)
French (fr)
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EP0073441A1 (de
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Ivo Dipl.-Ing. Henych
Erwin Fischer
Eduard Rogg
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Georg Fischer AG
Original Assignee
Georg Fischer AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/088—Feeder heads

Definitions

  • the present invention relates to a permanent mold known per se, in particular a metallic mold, which has at least one opening for receiving a feeder insert.
  • 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 mill chillers, Feeder used.
  • Cover plates which contain feeder inserts, are used, as described in DE-PS No. 2622891. These cover plates form the upper part of the mold during casting. After the casting process has been completed, before the casting has completely solidified, these cover plates with the casting are removed from the mold. 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 1 a is provided by a recess in the mold wall 1. 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 part of the mold 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 results from controlled spring formation i.e. 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 cast material and can be between 0.5 and 10, 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine an sich bekannte Dauerform, insbesondere eine metallische Kokille, welche mindestens eine Öffnung für die Aufnahme eines Speisereinsatzes aufweist.
  • 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 in der DE-PS Nr. 2622891 beschrieben ist. Diese Deckplatten bilden während des Giessens das Oberteil der Kokille. Nach abgeschlossenem Giessvorgang, noch bevor das Gussstück vollständing 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 lenken, dass die Speisergrösse minimalisiert wird, und
    • - 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 Gussstükkes 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 Öffnung 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 1 a ist durch eine Ausnehmung in der Kokillenwand 1 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, 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 zwischen 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:
    Figure imgb0001
  • Durch genaue Abstimmung der Erstarrungszeiten lässt sich die Verweilzeit des Gussstückes in der Kokille wesentlich verkürzen. Es ermöglicht das vereinfachte Auspacken der Gussstücke durch Ausstossen statt Ausheben aus der Kokille.

Claims (7)

1. Dauerform, insbesondere eine metallische Kokille, welche mindestens eine Öffnung für die Aufnahme eines Speisereinsatzes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Speisereinsatz (2) und der diesen umgebenden Kokillenwand (1a) ein gegen den Kokilleninnenraum (5) offener Hohlraum (3) für die Aufnahme der Schmelze vorgesehen ist.
2. Dauerform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (3) als eine in der den Speisereinsatz (2) umschliessenden Kokillenwand (1 a) entlang ihres Umfanges gegen den Kokilleninnenraum (5) offene Ausnehmung ausgebildet ist.
3. Dauerform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung in der Kokillenwand (1 a) entlang ihres Umfanges durchgehend verläuft.
4. Dauerform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Ausnehmungen in der Kokillenwand (1 a) vorgesehen sind.
5. Dauerform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (3) mit dem Speiserinnenraum (6) mittels Rillen direkt verbunden ist.
6. Dauerform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (3) durch eine oder mehrere Ausnehmungen im Speisereinsatz (2) und/oder Brechkern (4) gebildet ist.
7. Dauerform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe des Hohlraumes (3) in einem Bereich von 0,5 bis 10 mm eingestellt ist.
EP82107688A 1981-08-25 1982-08-23 Dauerform, insbesondere eine metallische Kokille Expired EP0073441B1 (de)

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CH5466/81 1981-08-25
CH546681 1981-08-25

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EP0073441A1 EP0073441A1 (de) 1983-03-09
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AU553844B2 (en) 1986-07-31
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