EP3077138B1 - Method for producing castings from a metal melt by means of casting - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gießtechnischen Erzeugen von Gussteilen aus einer Metallschmelze nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a method for the casting-technical production of castings from a molten metal according to the preamble of claim 1.
Eine solche Vorgehensweise beim Gießen von Gussteilen ist aus der
Ein grundsätzliches Problem beim Gießen von Gussteilen aus einer Metallschmelze besteht darin, die Formfüllung mit dem schmelzflüssigen Material so durchzuführen, dass es zu möglichst wenig Luft- und Oxideinschlüssen in dem Gussteil kommt. Darüber hinaus wird bei vielen Anwendungen ein bestimmter Erstarrungsverlauf angestrebt, um eine den jeweiligen Anforderungen an die Verteilung der mechanischen Eigenschaften genügende Gefügeausbildung zu erzielen.A fundamental problem when casting castings from a molten metal is to perform the mold filling with the molten material so that it comes as little as possible air and Oxideinschlüssen in the casting. In addition, in many applications, a particular course of solidification is sought in order to achieve a structure formation which satisfies the respective requirements for the distribution of the mechanical properties.
Speziell beim Gießen von Al-Legierungen kommt hier hinzu, dass die Schmelze möglichst zügig aus der Schmelzwanne bzw. dem Gießbehälter in die Form gelangen soll. Auf diese Weise wird verhindert, dass Legierungsbestandteile mit dem Umgebungssauerstoff reagieren und sich harte Oxide bilden. Gleichzeitig sollen Temperaturverluste beim Gießen minimiert sein, um eine optimale Gefügeausbildung zu gewährleisten. Diesen Anforderungen steht die Gefahr gegenüber, dass beim schnellen Einfüllen der Schmelze erhebliche Verwirbelungen im Schmelzenstrom entstehen und Gase im Gussteil eingeschlossen werden, wodurch die Ausbildung eines optimierten Gefüges im Gussteil behindert wird.Especially when casting Al alloys is added here that the melt should get as quickly as possible from the melting tank or the casting container into the mold. In this way, alloy components are prevented from reacting with the ambient oxygen and forming hard oxides. At the same time, temperature losses during casting should be minimized in order to ensure optimal microstructure formation. These requirements are offset by the risk that during rapid filling of the melt considerable turbulence in the melt flow and gases are included in the casting, causing the Training an optimized structure in the casting is obstructed.
Speziell im Bereich des Gießens von für den Bau von Verbrennungsmotoren benötigten Teilen, wie Zylinderköpfen oder Kurbelgehäusen, aus einer Leichtmetallschmelze, insbesondere einer auf Aluminium basierenden Schmelze, ist ein turbulenzarmes "ruhiges" Füllen der jeweiligen Gießform besonders wichtig. Hierdurch lässt sich die Menge an Oxiden und anderen Verunreinigungen minimieren, die auf dem in die Gießform zu füllenden Schmelzenvolumen schwimmen und andernfalls beim Abgießen in die Gießform gelangen. Um dies zu erreichen, sind in der Vergangenheit eine große Zahl von Varianten des so genannten "Kippgießens" entwickelt worden.Particularly in the field of casting of parts required for the construction of internal combustion engines, such as cylinder heads or crankcases, from a light metal melt, in particular an aluminum-based melt, a low-turbulence "quiet" filling of the respective casting mold is particularly important. This will minimize the amount of oxides and other contaminants that will float on the melt volume to be filled into the mold and otherwise enter the mold during casting. In order to achieve this, a large number of variants of the so-called "tilt casting" have been developed in the past.
Gemeinsames Charakteristikum der bekannten Kippgießverfahren ist, dass die Gießform über einen an sie angedockten Schmelzenbehälter gefüllt wird, indem sie mit dem Schmelzenbehälter aus einer Ausgangsstellung, in der der Schmelzenbehälter mit der zu vergießenden Schmelze befüllt wird, um eine Schwenkachse in eine Endstellung gedreht wird, so dass in Folge dieser Schwenkbewegung die Schmelze in die Gießform einströmt.A common feature of the known Kippgießverfahren is that the mold is filled via a docked to them melt container by being rotated with the melt container from a starting position in which the melt container is filled with the melt to be cast, about a pivot axis in an end position, so that as a result of this pivoting movement, the melt flows into the mold.
Bei einer aus der
Aus der
Aus der
Aus der
Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren für die gießtechnische Herstellung von Gussteilen zu schaffen, bei dem eine weiter optimierte Formfüllung und einem damit einhergehenden optimierten Erstarrungsablauf eine optimale Qualität der Gussteile gewährleistet ist.Against the background of the above-described prior art, the object of the invention was to provide a method for the casting production of castings, in which a further optimized mold filling and a concomitant optimized solidification process, an optimal quality of the castings is guaranteed.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst worden, dass beim Gießen von Gussteilen aus einer Metallschmelze die in Anspruch 1 angegebenen Arbeitsschritte absolviert werden.According to the invention, this object has been achieved by completing the steps specified in claim 1 when casting castings from a molten metal.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum gießtechnischen Erzeugen von Gussteilen aus einer Metallschmelze wird demgemäß eine Gießform eingesetzt, die in einer Gießmaschine um eine horizontal ausgerichtete Schwenkachse schwenkbar gelagert ist und dabei einen das jeweils zu gießende Gussteil abbildenden Formhohlraum umgrenzt sowie einen den Formhohlraum an seiner einen Seite begrenzenden Deckel, an dem mindestens eine Einfüllöffnung zum Einleiten von Metallschmelze in den Formhohlraum vorgesehen ist, eine mit dem Deckel zusammenstoßende Bezugsseitenwand, die den Formhohlraum an seiner einen Seite mit Wandflächen begrenzt, in die eine achsparallel zur Schwenkachse verlaufende Hauptebene der Bezugsseitenwand so gelegt ist, dass ihre Ausrichtung dem Mittel der Ausrichtungen der Wandflächen angenähert ist, die sich jeweils ebenfalls in einer parallel zur Schwenkachse ausgerichteten Richtung erstrecken, und einen Boden aufweist, dessen dem Formhohlraum zugeordnete Bodenflächen den bodenseitigen Abschluss des Gussteils abbilden.In a method according to the invention for the casting-technical production of castings from a molten metal, a casting mold is accordingly used, which is pivotally mounted in a casting machine about a horizontally oriented pivot axis and thereby defines a mold cavity respectively forming the cast part to be cast and a mold cavity delimiting on one side thereof A cover, on which at least one filling opening is provided for introducing molten metal into the mold cavity, a reference side wall, which collides with the cover, which surrounds the cover Mold cavity bounded on its one side with wall surfaces in which an axis parallel to the pivot axis extending main plane of the reference side wall is set so that their orientation is approximated the means of orientations of the wall surfaces, each extending in a direction parallel to the pivot axis direction, and a Floor having its bottom surface associated with the mold cavity images the bottom end of the casting.
Zusätzlich wird erfindungsgemäß eine Gießwanne eingesetzt, die an ihrer Eingussseite zum Eingießen der Metallschmelze in die Gießwanne und einer mit der Eingussseite sowie einem Boden der Gießwanne zusammenstoßenden Ausgussseite jeweils mindestens abschnittsweise offen ist, über die die in die Gießwanne gefüllte Metallschmelze im Gießbetrieb aus der Gießwanne in die Gießform abfließt.In addition, a tundish is used according to the invention, which is at least partially open on its sprue for pouring the molten metal into the tundish and a colliding with the sprue side and a bottom of the tundish over which the filled in the tundish molten metal in the casting from the tundish in the mold flows off.
Gemäß der Erfindung wird dann in einem ersten Arbeitsschritt die Gießwanne an der Gießform derart angeordnet, dass ihre Ausgussseite am Deckel der Gießform anliegt und der Boden der Gießwanne der Bezugsseitenwand zugeordnet ist, wobei die Eingussöffnung der Gießform und der offene Abschnitt der Ausgussseite einander mindestens überschneiden.According to the invention, the tundish is then arranged on the mold in a first step such that its spout side abuts the lid of the mold and the bottom of the tundish is associated with the reference side wall, wherein the sprue of the mold and the open portion of the spout face at least intersect each other.
Dann wird die Gießform in eine Eingussstellung geschwenkt, in der die Hauptebene der Bezugsseitenwand mit dem Badspiegel einer in die Gießwanne zu füllenden Metallschmelzenportion einen Winkel ß1, der kleiner als 180° ist, einschließt und der Badspiegel der in die Gießwanne zu füllenden Metallschmelzenportion sich unterhalb der Einfüllöffnung der Gießform befindet.Then, the mold is pivoted to a pouring position in which the main plane of the reference side wall with the bath level of a molten metal portion to be filled into the tundish forms an angle β1 which is smaller than 180 °, and the bath level of the into the Tundish to be filled molten metal portion is located below the filling opening of the mold.
Daraufhin wird die in der Eingussstellung stehende Gießwanne mit der zum Befüllen der Gießform ausreichenden Metallschmelzenportion gefüllt.Subsequently, the tundish standing in the pouring position is filled with the metal melt portion which is sufficient for filling the casting mold.
Schließlich wird die Gießform mit der an ihr angeordneten Gießwanne um die Schwenkachse in eine Schwenkrichtung geschwenkt, in der in Folge der Verschwenkung und der Schwerkraftwirkung Metallschmelze aus der Gießwanne in die Gießform fließt, wobei das Verschwenken fortgesetzt wird, bis eine Endstellung erreicht ist, in der die Gießform mit Metallschmelze gefüllt ist, und wobei der zwischen der Hauptebene der Bezugsseitenwand und dem Badspiegel der in der Gießwanne jeweils enthaltenen Metallschmelzenportion jeweils eingeschlossene Winkel ß1 mindestens solange stets kleiner 180° ist, bis die in die Gießform einströmende Schmelze den Boden der Gießform trifft.Finally, the casting mold with the tundish arranged on it is pivoted about the pivot axis into a pivoting direction, in which molten metal flows from the tundish into the casting mold as a result of the pivoting action and the gravity effect, wherein the pivoting is continued until an end position is reached in which the mold is filled with molten metal, and wherein between the main plane of the reference side wall and the bath level of each contained in the tundish metal melt portion each included angle ß1 is at least always smaller than 180 ° until the melt flowing into the mold meets the bottom of the mold.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird gegenüber konventionellen Rotationsgießverfahren, bei denen üblicherweise ein Schwenkweg von 180° zurückgelegt wird, eine beträchtliche Verkürzung des Schwenkwegs erzielt. Dies führt gegenüber diesen Verfahren zu einer deutlichen Zeiteinsparung.With the method according to the invention, a considerable shortening of the pivoting path is achieved compared with conventional rotational casting methods, in which a pivoting travel of 180 ° is usually covered. This leads to a significant time savings compared to these methods.
Gleichzeitig wird sowohl gegenüber den konventionellen Rotationsgießverfahren als auch gegenüber den konventionellen Kippgussverfahren, bei denen zwischen der Startposition, in der aus dem jeweils an die Gießform angedockten Schmelzenbehälter noch keine Schmelze in die Gießform läuft, bis zu der Endstellung, in der die Gießform vollständig gefüllt ist, üblicherweise ein Schwenkweg von bis zu 110° zurückgelegt wird, eine deutliche Verbesserung des Formfüllvorgangs und damit einhergehend des Gießergebnisses erreicht. So ist bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise die kinetische Energie, die der in der Gießwanne enthaltenen Schmelze im Zuge der Schwenkbewegung zugeführt wird, auf ein Minimum reduziert. Verwirbelungen in der in der Gießwanne enthaltenen Schmelze werden so vermieden. Dementsprechend ist auch die Zahl der oxidischen und sonstigen Einschlüsse minimiert, die in der Gießwanne über die Oberfläche in die Schmelze gelangen.At the same time compared to the conventional Rotationsgießverfahren as well as compared to the conventional Kippgussverfahren in which between the starting position, in the docked to the mold from the melt container still no melt in the Casting runs until the end position in which the mold is completely filled, usually a pivoting of up to 110 ° is covered, achieved a significant improvement of the mold filling process and, consequently, the casting result. Thus, in the case of the procedure according to the invention, the kinetic energy which is supplied to the melt contained in the tundish in the course of the pivoting movement is reduced to a minimum. Turbulences in the melt contained in the tundish are thus avoided. Accordingly, the number of oxidic and other inclusions that reach the melt in the tundish via the surface is minimized.
Dies gelingt dadurch, dass zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Schwenkstellung der aus Gießform und an ihr angeordneter, als Schmelzenbehälter dienender Gießwanne gebildeten Kombination in der Startposition so gewählt wird, dass, nachdem die zum Befüllen der Gießform benötigte Metallschmelzenportion eingefüllt ist, der Badspiegel der Metallschmelzenportion mit der Hauptebene der Bezugsseitenwand einen Winkel ß1 einschließt, der kleiner als 180° ist.This is achieved in that for carrying out the method according to the invention, the pivot position of the arranged from casting mold and arranged at her, serving as a melt container tundish combination is selected in the starting position so that after the required for filling the mold metal melt portion is filled, the bath level of the molten metal portion with the main plane of the reference side wall includes an angle ß1, which is smaller than 180 °.
Dieser Winkel ß1 wird erfindungsgemäß jeweils zwischen der Hauptebene der Bezugsseitenwand und der freien Oberfläche des bis zum Einfüllen der Metallschmelzenportion virtuellen Badspiegels gemessen. Als "Bezugsseitenwand" ist dabei die Seitenwand der Gießform bezeichnet, die, wenn die Gießwanne an die Gießform angedockt ist, zur Gießwanne nächstbenachbart ist. "Hauptebene" der Bezugsseitenwand ist dann eine gedachte Ebene, die durch einen parallel zur Schwenkachse der Gießform verlaufenden Richtungsvektor und einen zweiten Richtungsvektor aufgespannt ist, der einerseits normal zur Schwenkachse ausgerichtet ist und dessen Ausrichtung andererseits dem Mittel der Ausrichtungen von ebenfalls zur Schwenkachse normal positionierten Vektoren entspricht, die an diejenigen Wandflächen angelegt sind, welche sich jeweils parallel zur Schwenkachse erstrecken.According to the invention, this angle β1 is respectively measured between the main plane of the reference side wall and the free surface of the virtual bath level until the molten metal portion is filled. As "reference side wall" while the side wall of the mold is referred to, which, when the tundish is docked to the mold, is adjacent to the tundish next. "Main plane" of the reference side wall is then an imaginary plane passing through a parallel to the pivot axis of the mold extending direction vector and a second direction vector is spanned, which is aligned on the one hand normal to the pivot axis and its alignment on the other hand corresponds to the means of orientations of also to the pivot axis normally positioned vectors, which are applied to those wall surfaces which extend in each case parallel to the pivot axis.
Der Winkel ß1 wird erfindungsgemäß durch eine entsprechende Verschwenkung der Gießform/Gießwanne-Kombination für die Eingussstellung so gewählt, dass er während des nach dem Einfüllen der erforderlichen Metallschmelzenportion in die als Schmelzenbehälter dienende Gießwanne einsetzenden Verschwenken der aus Gießform und Gießwanne gebildeten Kombination so lange kleiner als 180° bleibt, bis die Schmelze gegen den Boden der Gießform stößt. Dies bedeutet, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren die zu vergießende Schmelze im Zuge des Verschwenkens und ihres damit einhergehenden Einströmens in die Gießform solange flach ansteigend gegen die die Lage der Hauptebene bestimmenden inneren Wandflächen der Bezugsseitenwand anläuft, bis sie den Boden der Gießform erreicht. Ähnlich wie bei einer sanft gegen einen flach ansteigenden Strand anlaufenden Dünung treten somit in der in die Gießform gelangende Schmelze allenfalls minimale Verwirbelungen auf.The angle ß1 is selected according to the invention by a corresponding pivoting of the mold / tundish combination for the Eingussstellung so that it during the filling of the required molten metal portion in the serving as a melt container tundish pivoting of the combination formed from the mold and tundish so long smaller than 180 ° remains until the melt hits the bottom of the mold. This means that in the process according to the invention, the melt to be cast in the course of pivoting and its associated inflow into the mold as long rising flat against the determining the position of the main plane inner wall surfaces of the reference side wall until it reaches the bottom of the mold. Similar to a gently rising against a shallow rising beach swell thus occur in the reaching into the mold melt at most minimal turbulence.
Folglich wird die Gießform im Zuge des erfindungsgemäßen Verschwenkens durch die in Folge der Schwenkbewegung und der Schwerkraftwirkung in die Gießform eintretende Schmelze besonders gleichmäßig und ruhig geflutet. Das Gussteil baut sich bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise mit zunehmender Verschwenkung ausgehend von der Bezugsseitenwand im Formhohlraum der Gießform allmählich auf, bis die Endstellung des Schwenkwegs erreicht und die Gießform vollständig mit Schmelze gefüllt ist.Consequently, in the course of the pivoting according to the invention, the casting mold is flooded particularly smoothly and quietly by the melt entering the casting mold as a result of the pivoting movement and the force of gravity. The casting is built according to the invention with increasing pivoting starting from the reference side wall in Mold cavity of the mold gradually until the end position of the pivoting path is reached and the mold is completely filled with melt.
Überraschend hat sich gezeigt, dass die Flutung der Gießform als Resultat der erfindungsgemäßen Vorgehensweise so ruhig stattfindet, dass auf dem Schmelzenbad in der Gießwanne vorhandene Oxide und sonstige Verunreinigungen weitestgehend außerhalb des Formhohlraums der Gießform verbleiben, ohne dass dazu besondere Maßnahmen erforderlich sind. Bei solchen Gießformen, bei denen im Bereich des Deckels eine Ausnehmung zur Aufnahme einer als Speiser für das zu gießende Gussteil dienenden Schmelzenportion vorgesehen ist, sammeln sich die Oxide und Verunreinigungen dementsprechend in einem oberflächennahen Bereich, in dem sie hinsichtlich der Qualität des Gussteils keine Gefahr darstellen. Auf diese Weise ist das Vorkommen von Einschlüssen in erfindungsgemäß erzeugten Gussteilen auf ein Minimum reduziert. Baulicher oder apparativer Maßnahmen, wie die Anordnung eines Rückhalteschwerts, eines Filters oder eines Siebs im Bereich der Einfüllöffnung der Gießform, oder desgleichen bedarf es folglich nicht. Die Erfindung führt somit nicht nur zu einer deutlichen Zeitersparnis gegenüber konventionellen Rotationsgießverfahren, sondern auch zu verbesserten Produkteigenschaften der erhaltenen Gussteilen gegenüber solchen Gussteilen, die nach konventionellen Kippgussverfahren hergestellt sind.Surprisingly, it has been shown that the flooding of the casting mold as a result of the procedure according to the invention takes place so quietly that oxides and other impurities present on the melt bath in the tundish remain as far as possible outside the mold cavity of the casting mold, without the need for special measures. In such molds, in which a recess is provided in the region of the cover for receiving a serving as a feeder for the casting casting melt portion, the oxides and impurities accumulate accordingly in a near-surface region in which they pose no danger in terms of the quality of the casting , In this way, the occurrence of inclusions in castings produced according to the invention is reduced to a minimum. Structural or apparative measures, such as the arrangement of a restraining sword, a filter or a sieve in the region of the filling opening of the mold, or the like, it is therefore not necessary. The invention thus leads not only to a significant time savings over conventional Rotationsgießverfahren, but also to improved product properties of the resulting castings over such castings, which are produced by conventional Kippgussverfahren.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass als Gießbehälter eine zu ihrer Eingussseite hin während des Füll- und Schwenkvorgangs offene Gießwanne von einfachster geometrischer Gestaltung verwendet werden kann. Dabei ergibt sich bei Beachtung der erfindungsgemäßen Vorgaben jeweils eine gut erreichbare Eingussstellung, in der mittels eines konventionellen Gießlöffels die jeweils erforderliche Schmelzenportion in die Gießwanne gefüllt werden kann.Another advantage of the invention is that as casting a open to its sprue side during the filling and panning process tundish of simplest geometric design can be used. This results in respect of the specifications according to the invention in each case a well achievable pouring position, in which by means of a conventional ladle the respectively required melt portion can be filled into the tundish.
Die im Deckel der Gießform vorgesehene Einfüllöffnung kann für das erfindungsgemäße Verfahren so ausgelegt werden, dass die Füllung auch von in Bezug auf die Einfüllöffnung weit entfernten Abschnitten der Gießform jeweils in einer direkten Anströmung erfolgen kann. D. h., die Einfüllöffnung ist optimaler Weise nicht auf einen kleinen Flächenabschnitt des Deckels beschränkt, so dass die Schmelze in einem konzentrierten, schnell strömenden Fluss in die Gießform gelangt, sondern vielmehr so gestaltet, dass sie in Draufsicht auf den Deckel gesehen die vom parallel zum Deckel ausgerichteten Querschnitt des Formhohlraums der Gießform eingenommene Fläche weitestgehend abdeckt. Dies kann auch dadurch erreicht werden, dass den einzelnen über die Querschnittsfläche verteilten Abschnitten der Gießform jeweils eine eigene Einfüllöffnung oder ein bestimmter Abschnitt einer großen gemeinsamen Einfüllöffnung zugeteilt ist. Dazu können mehrere Einfüllöffnungen einander überlagernd so ausgebildet sein, dass sie in ihren Schnittbereichen ineinander übergehen und so eine in zwei oder mehr Abschnitte verästelte Einfüllöffnungen bilden. Ziel ist hierbei, dass die Einfüllöffnung maximal groß ist, um den gleichzeitigen Eintritt eines großen Schmelzenvolumens in die Gießform in einem ruhigen Fluss unter Vermeidung lokaler Strömungsgeschwindigkeitsspitzen zu ermöglichen.The filling opening provided in the cover of the casting mold can be designed for the method according to the invention so that the filling can also be effected in each case in a direct flow from those sections of the casting mold which are far away with respect to the filling opening. D. h., The filling opening is optimally not limited to a small surface portion of the lid, so that the melt enters the mold in a concentrated, fast-flowing flow, but rather designed so that they seen in plan view of the lid from the Covers parallel to the lid-oriented cross-section of the mold cavity of the mold as far as possible. This can also be achieved by allocating each individual fill opening or a specific section of a large common fill opening to the individual sections of the casting mold distributed over the cross-sectional area. For this purpose, a plurality of filling openings can be superimposed on one another in such a way that they merge into one another in their cutting areas and thus form a filling openings branched into two or more sections. The aim here is that the filling opening is maximally large, to allow the simultaneous entry of a large volume of melt into the mold in a quiet flow while avoiding local flow velocity peaks.
Unterstützt werden kann die ruhige Formfüllung auch dadurch, dass die Schwenkachse, um die die Gießform verschwenkt wird, durch oder nahe dem Boden der Gießform verläuft. Durch diese in Bezug auf die Gießform exzentrische, in Richtung des Gießformbodens versetzte Anordnung der Schwenkachse ist das Gefälle und damit einhergehend die kinetische Energie weiter reduziert, mit der die Schmelze in die Gießform eintritt.The quiet mold filling can also be supported by the fact that the pivot axis about which the casting mold is pivoted extends through or near the bottom of the casting mold. By this with respect to the mold eccentric, offset in the direction of Gießformbodens arrangement of the pivot axis of the slope and, consequently, the kinetic energy is further reduced, with which the melt enters the mold.
Aufgrund der optimierten Gießergebnisse und minimierten Gießzeiten eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere zur Großserienfertigung von Zylinderköpfen und Kurbelgehäusen für Verbrennungsmotoren, an deren mechanische und thermische Eignung höchste Anforderungen gestellt werden. Hier zeigen sich die Vorteile des erfindungsgemäßen Vorgehens insbesondere dann, wenn als Gusswerkstoff eine auf Aluminium basierende Leichtmetallschmelze eingesetzt wird.Due to the optimized casting results and minimized casting times, the inventive method is particularly suitable for mass production of cylinder heads and crankcases for internal combustion engines, the highest demands are placed on their mechanical and thermal suitability. This shows the advantages of the procedure according to the invention, in particular, when an aluminum-based light metal melt is used as the casting material.
Die Gießwanne kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entweder dauerhaft fest mit der Gießform verbunden oder mittels geeigneter Anpresseinrichtungen an der Gießform lösbar gehalten sein. Letztere Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Gießwanne beispielsweise zum Säubern oder zum Ersatz leicht von der Gießform getrennt werden kann. Gleichzeitig wird durch eine ausreichende Haltekraft eine sichere Abdichtung der Fügestellen, an der die Gießwanne gegen die Gießform stößt, sichergestellt und zwar auch dann, wenn in Folge von Wärmeeinwirkung oder Verschleiß die einander zugeordneten Anlageflächen von Gießform und Gießwanne nicht mehr perfekt zueinander passen. Als Einrichtung zum Halten der Gießwanne an der Gießform eignen sich insbesondere hydraulisch arbeitende Anpresseinrichtungen, die auf kleinem Raum hohe Anpresse- und Haltekräfte erzeugen können.The tundish can be either permanently connected to the mold or held releasably by means of suitable pressing on the mold to carry out the method according to the invention. The latter embodiment has the advantage that the tundish, for example, for cleaning or replacement can be easily separated from the mold. At the same time by a sufficient holding force secure sealing of the joints, at which the tundish abuts against the mold, ensured and even if due to heat or wear the mating contact surfaces of the mold and tundish no longer fit perfectly with each other. As a device for holding the tundish at the Mold are particularly suitable hydraulically operating pressing devices that can generate high Anpresse- and holding forces in a small space.
Als im Hinblick auf das angestrebte gleichmäßig ruhige Einströmen der Schmelze in die Gießform erweist es sich als besonders wirksam, wenn die Gießwanne einen Boden aufweist, der auf seiner der Metallschmelze zugewandten Bodenfläche eben ist. Optimalerweise ist dabei die ebene Bodenfläche so ausgerichtet, dass sie sich frühestens an dem Zeitpunkt, an dem die in die Gießform einströmende Schmelze auf den Boden der Gießform trifft, in einer horizontalen Stellung befindet.As in view of the desired evenly calm inflow of the melt into the mold, it proves to be particularly effective if the tundish has a bottom which is flat on its surface facing the molten metal. Optimally, the flat bottom surface is aligned such that it is in a horizontal position at the earliest at the time when the melt flowing into the casting mold meets the bottom of the casting mold.
Beim Gießen von Gussteilen, die eine eindeutig definierte, optimalerweise ebene Kopf- und Bodenfläche aufweisen, wie Zylinderköpfe oder Kurbelgehäuse für Verbrennungsmotoren, bei denen die Gießform dementsprechend an der Außenseite von Deckel und Boden ebenfalls zwei parallel zueinander ausgerichtete Außenflächen aufweist, lässt sich dies dadurch gewährleisten, dass die Bodenfläche der Gießwanne mit dem Boden der Gießform einen rechten Winkel einschließt.When casting castings having a well-defined, optimally flat top and bottom surfaces, such as cylinder heads or crankcases for internal combustion engines, where the mold accordingly has two parallel outer surfaces on the outside of the lid and bottom, this can be ensured in that the bottom surface of the tundish forms a right angle with the bottom of the mold.
Besonders einfach an der Gießform angeordnet und ausgerichtet werden kann die Gießwanne dann, wenn die Ausgussseite über die Höhe und Breite des von der Gießwanne umgrenzten Wannenraums offen ist. Diese Ausgestaltung hat bei einer Gießform, bei der im Deckel mehrere Eingussöffnungen oder Anschnitte vorhanden sind, über die Schmelze in die Gießform verteilt werden soll, den zusätzlichen Vorteil, dass die in der Gießwanne anstehende Metallschmelzenportion beim Verschwenken über eine große Breite gleichmäßig gegen den Deckel der Gießform läuft und dementsprechend gleichmäßig in die dort vorhandenen Öffnungen der Gießform einströmt.The tundish can be arranged and aligned in a particularly simple manner on the casting mold if the outlet side is open over the height and width of the trough space delimited by the tundish. This embodiment has the additional advantage that the pending in the tundish in a mold in which a plurality of sprues or gates are present in the lid to be distributed over the melt in the mold Metal melt portion during pivoting over a large width runs evenly against the lid of the mold and accordingly flows evenly into the existing there openings of the mold.
Die Menge an Oxiden und anderen Verschmutzungen, die beim Eingießen in die in die Gießwanne gefüllte Metallschmelzenportion eingezogen werden, kann dadurch minimiert werden, dass auch das Eingießen selbst in einem möglichst ruhigen Strom erfolgt. Dies kann dadurch unterstützt werden, dass an einer der der Metallschmelze zugewandten Seiten einer der geschlossenen Seitenwände der Gießwanne eine ausgehend vom Gießwannenboden in Richtung des oberen freien Rands dieser Seitenwand ansteigende Anlauffläche ausgebildet ist, gegen die die Metallschmelze beim Eingießen der Metallschmelze in die Gießwanne gerichtet wird. Der auf die so gebildete Schrägfläche treffende Schmelzenschwall wird unter Entzug von kinetischer Energie so umgelenkt, dass er über eine verbreiterte Front verteilt auf die in der Gießwanne bereits vorhandene Schmelze trifft, so dass die Intensität und Tiefe der dort zwangsläufig entstehenden Verwirbelungen minimiert ist. Abhängig von der Art und Weise, wie konzentriert der Gießstrahl beim Eingießen auf die Anlauffläche trifft, kann es dabei zweckmäßig sein, die Anlauffläche konkav eingewölbt, eben oder konkav ausgewölbt auszuführen.The amount of oxides and other contaminants that are drawn when pouring into the molten metal portion filled into the tundish can be minimized by also pouring in the stream which is as calm as possible. This may be assisted by forming on one of the molten metal facing sides of one of the closed sidewalls of the tundish a rising starting from the tundish bottom in the direction of the upper free edge of this side wall starting surface against which the molten metal is directed when pouring the molten metal into the tundish , The melt of melt which strikes the thus formed inclined surface is deflected with the removal of kinetic energy in such a way that it spreads over a widened front onto the melt already present in the tundish, so that the intensity and depth of the turbulences inevitably arising therefrom are minimized. Depending on the way in which concentrated the pouring stream meets the run-up surface during pouring, it may be expedient to make the run-up surface concave, concave or curved in a concave manner.
Unter Berücksichtigung der voranstehend zusammengefassten Vorschläge der Erfindung als besonders geeignet herausgestellt hat sich eine Gießwanne, deren Wannenraum eine quaderförmige Grundform aufweist, wobei die der Gießform zugeordnete Ausgussseite und die Oberseite der Gießwanne offen sind, während die Anlauffläche an der zur Ausgussseite gegenüberliegenden Innenfläche der Gießwanne ausgebildet ist.Taking into account the above summarized proposals of the invention has been found to be particularly suitable, a tundish whose tub space has a cuboid basic shape, wherein the Mold associated pour spout and the top of the tundish are open, while the run-up surface is formed on the opposite side to the spout side inner surface of the tundish.
Praktische Erfahrungen zeigen, dass sich insbesondere beim Guss von Zylinderköpfen und Kurbelgehäusen für Verbrennungsmotoren optimale Gießergebnisse einstellen, wenn vor dem Verschwenken bei in Eingussstellung befindlicher Gießform der zwischen der Oberfläche des Badspiegels der in die Gießwanne gefüllten Schmelzenportion und der Hauptebene der Bezugsseitenwand eingeschlossene Winkel ß1 120 - 160° beträgt.Practical experience shows that optimum casting results are obtained, in particular when casting cylinder heads and crankcases for internal combustion engines, if the angle β1 included between the surface of the bath level of the melt portion filled in the tundish and the main plane of the reference side wall is between the surface of the bath level before pivoting. 160 °.
Die Befüllung der Gießform kann über ein an ihrem Deckel ausgebildetes oder ein dem Deckel vorgelagertes Verteilerrinnensystem erfolgen, wenn dies aus gieß- oder strömungstechnischer Sicht für zweckmäßig erachtet wird. Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen sich jedoch insbesondere dann, wenn an dem Deckel als Eingussöffnungen zwei oder mehr Anschnitte münden, über die die Schmelze beim Verschwenken direkt in den Formhohlraum der Gießform strömt. Hier hat sich herausgestellt, dass es aufgrund der besonders ruhigen Befüllung, die durch die Erfindung gewährleistet ist, auch dann problemlos möglich ist, den Deckel direkt anzuströmen, wenn er als verlorener Formkern aus einem Formstoff gebildet ist.The filling of the casting mold can take place via a distributor channel system formed on its lid or upstream of the lid, if this is considered to be expedient from a pouring or fluidic point of view. However, the particular advantages of the method according to the invention are particularly evident when two or more gates open on the cover as sprues, through which the melt flows during pivoting directly into the mold cavity of the casting mold. Here it has been found that due to the particularly quiet filling, which is ensured by the invention, it is also possible without any problems to directly flow to the lid when it is formed as a lost mold core from a molding material.
Dementsprechend eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere zum Gießen von Gussteilen in Gießformen, die vollständig oder zumindest teilweise als so genanntes Kernpaket aus einer Vielzahl von insbesondere aus Formstoff vorgeformten Gießkernen zusammengesetzt sind. Derartige Gießformen eignen sich insbesondere zur Herstellung von filigran geformten Gussteilen mit einer Vielzahl von Innenkanälen, wie sie für den Bau von Verbrennungsmotoren benötigt werden.Accordingly, the method according to the invention is particularly suitable for casting cast parts in casting molds that are completely or at least partially so-called Core package of a variety of particular molding material preformed casting cores are composed. Such molds are particularly suitable for the production of filigree castings with a variety of internal channels, as they are needed for the construction of internal combustion engines.
Der beim erfindungsgemäßen Verfahren beim Verschwenken der Gießform mit der daran angeordneten Gießwanne zwischen der Eingussstellung und der Endstellung zurückgelegte Schwenkwinkel liegt typischerweise im Bereich von mindestens 110° und bis zu 160°, wobei sich in der Praxis Schwenkwinkel von 120 - 150° als besonders probat herausgestellt haben.The inventive method when pivoting the mold with the tundish disposed thereon between the Eingussstellung and the end position completed swing angle is typically in the range of at least 110 ° and up to 160 °, which turned out in practice pivoting angle of 120 - 150 ° as particularly probat to have.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
- Fig. 1
- eine in Grundstellung geschwenkte Gießmaschine zum Gießen von Gussteilen in seitlicher Ansicht;
- Fig. 2
- die Gießmaschine gemäß
Fig. 1 in einer Ansicht von oben; - Fig. 3
- die Gießmaschine gemäß
Fig. 1 in Ausgangsstellung mit an ihr angeordneter Gießwanne in seitlicher Ansicht; - Fig. 4
- die Gießmaschine gemäß
Fig. 1 in Eingussstellung in seitlicher Ansicht; - Fig. 5
- die Gießmaschine gemäß
Fig. 4 beim Eingießen von Schmelze in die Gießwanne in seitlicher Ansicht; - Fig. 6-8
- die Gießmaschine gemäß
Fig. 1 in verschiedenen Schwenkstellungen in seitlicher Ansicht; - Fig. 9
- die Gießmaschine in der nach Abschluss der Schwenkbewegung erreichten Endstellung in seitlicher Ansicht.
- Fig. 1
- a cast in the basic position casting machine for casting castings in a side view;
- Fig. 2
- the casting machine according to
Fig. 1 in a view from above; - Fig. 3
- the casting machine according to
Fig. 1 in the starting position with arranged on her tundish in side view; - Fig. 4
- the casting machine according to
Fig. 1 in pouring position in lateral view; - Fig. 5
- the casting machine according to
Fig. 4 when pouring melt into the tundish in a lateral view; - Fig. 6-8
- the casting machine according to
Fig. 1 in different swivel positions in lateral view; - Fig. 9
- the casting machine in the end position reached after completion of the pivoting movement in a lateral view.
Die Gießmaschine G weist eine in einem Gestell 1 gelagerte Trägerplatte 2 auf, die mittels eines Schwenkantriebs 3 um eine horizontal ausgerichtete Schwenkachse HS verschwenkbar ist. Bei in Ausgangsstellung (
Auf einer an der Oberseite der Trägerplatte 2 ausgebildeten Montagefläche 4 ist eine als Kernpaket aus einer Vielzahl von in bekannter Weise vorgefertigten Gießkernen 6 - 11 zusammengesetzte Gießform 5 zum Gießen beispielsweise eines Zylinderkopfes, eines Kurbelgehäuses oder eines Motorblocks für einen Verbrennungsmotor aufgebaut. Bei dem Formstoff, aus dem die Gießkerne 6 - 11 bestehen, handelt es sich um eine Mischung aus einem Formsand, optional vorhandenen Additiven und einem Binder, der durch eine chemische Behandlung oder Wärmezufuhr verfestigt wird, um die notwendige Formfestigkeit zu bewirken. Selbstverständlich können einzelne Kerne oder Teile der Gießform 5 auch aus anderen Werkstoffen bestehen, um sie wiederholt verwenden zu können. Ebenso können in der Gießform 5 hier nicht gezeigte Kühleisen oder desgleichen vorhanden sein, um eine gerichtete Erstarrung der in die Gießform 5 eingefüllten Schmelze zu bewirken.On a mounting
Die hier der Übersichtlichkeit halber nur in einer groben Detaillierung dargestellte Gießform umfasst einen Boden 6, Seitenwände 7,8, die den seitlichen äußeren Abschluss der Gießform 5 bilden, einen Deckel 9 sowie innerhalb des von der Gießform 5 umgrenzten Formhohlraum 10 angeordnete Gießkerne 11, die in dem zu gießenden Gussteil Kanäle und oder Hohlräume abbilden. Der Boden 6 und die Seitenwände 7,8 können beispielsweise als Gießkerne aus Formstoff oder als Dauergießformteil aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise einem warmfesten Stahlwerkstoff oder aus einem Kupferwerkstoff, hergestellt sein. Im Hinblick auf die Entformbarkeit des in der Gießform 5 abzugießenden Gussteils bestehen jedoch nur der Deckel 9 typischerweise aus Formstoff, wohingegen der Boden 6 und die Seitenwände 7,8 als Dauerformteile ausgelegt sind.The mold shown here for clarity only in a rough detailing comprises a
Von seiner Oberseite her ist in den Deckel 9 eine wannenartige Ausnehmung 12 eingeformt, in deren Grund als Einfüllöffnungen dienende Anschnitte 13 enden, über die der Formhohlraum 10 der Gießform 5 mit Schmelze befüllbar ist.From its upper side, a trough-
Die Gießmaschine G umfasst zusätzlich eine ebenfalls auf der Tragplatte 2 montierte Schwenk- und Positioniereinrichtung 14. Mittels der Einrichtung 14 kann eine Gießwanne 15 zwischen einer Wartestellung, in der sie sich jeweils außerhalb des Bereichs befindet, welcher vor dem Gießvorgang zum Aufbau der Gießform 5 auf der Trägerplatte 2 oder nach Abschluss des Gießvorgangs zum Entnehmen der Gießform 5 benötigt wird, und einer Eingussstellung verschwenkt werden, in der sie mit ihrer Ausgussseite 16 an der Außenseite 17 des Deckels 9 anliegend angeordnet ist.The casting machine G additionally comprises a pivoting and
Die an ihrer Ausgussseite 16 und Oberseite O offene, aus einem Feuerfestmaterial gefertigte Gießwanne 15 umgrenzt mit ihrem Boden 18, zwei parallel zueinander angeordneten, sich längs des Bodens 18 erstreckenden Längsseitenwänden 19,20 und einer Rückwand 21 einen Gießwannenraum 22. Die Rückwand 21 erstreckt sich dabei parallel zur offenen Ausgussseite 16 zwischen den ihr zugeordneten Enden der Längsseitenwände 19,20 und weist an ihrer dem Gießwannenraum 22 zugeordneten Seite eine Anlauffläche 23 auf, die ausgehend von der ebenen, dem Gießwannenraum 22 zugeordneten Bodenfläche des Bodens 18 in Richtung der freien Oberkante der Rückwand 21 schräg ansteigt.The open on its
In ihrer Nutzstellung wird die Gießwanne 15 von der Einrichtung 14 so an der Gießform 5 gehalten, dass die Gießform 5 mit den jeweils freien Stirnseiten der Längsseitenwände 19,20 und des Bodens 18 dicht an den zugeordneten Anlageflächen des Deckels 9 der Gießform 5 anliegt.In its use position, the
Während des Zusammensetzens der Gießform 5 befindet sich die Tragplatte 2 mit der darauf aufgebauten Gießform 5 in der Ausgangsstellung. Der Schwenkwinkel ß2 um die Schwenkachse HS ist in dieser Stellung gleich "0".During assembly of the
Nachdem die Gießform 5 auf der Tragplatte 2 aufgebaut ist, setzt die Einrichtung 14 die Gießwanne 15 mit ihrer Ausgussseite auf den Deckel 9 der Gießform 5 (
Bei auf die Gießform 5 aufgesetzter Gießwanne 15 stellt die in dieser Stellung zum Boden 18 der Gießwanne 5 nächstbenachbart angeordnete Seitenwand 7 der Gießform die Bezugsseitenwand dar, welche für die Bestimmung der Eingussstellung, in der die Gießwanne 5 mit Schmelze befüllt wird, ausschlaggebend ist. Auf ihrer dem Formhohlraum 10 zugeordneten Seite weist die Seitenwand 7 Wandflächen 24 auf, welche an der zugeordneten seitlichen Außenfläche des zu gießenden Gussteils Formflächen abbilden. Jede der Wandflächen 24 weist in Bezug auf die Schwenkachse HS eine bestimmte Orientierung auf, welche jeweils durch einen an die jeweilige Wandfläche 24 angelegten und in einer normal zur Schwenkachse HS ausgerichteten Vektor VW angezeigt werden kann.When placed on the
Zur Bestimmung des Schwenkwinkels ß2, um den die Gießform 5 mit der Gießwanne 15 aus der Ausgangsstellung in die Eingussstellung geschwenkt werden muss, wird in die Seitenwand 7 eine virtuelle Hauptebene HE gelegt, die sich einerseits parallel zur Schwenkachse HS erstreckt und andererseits so ausgerichtet ist, dass ihre Ausrichtung dem Mittel der durch die Vektoren VW angezeigten Ausrichtungen der Wandflächen 24 angenähert ist, die sich jeweils ebenfalls in einer parallel zur Schwenkachse ausgerichteten Richtung erstrecken.In order to determine the
Der Schwenkwinkel ß2, um den die Gießform 5 nach dem Andocken der Gießwanne 15 beim hier dargestellten Beispiel gegen den Uhrzeigersinn um die Schwenkachse HS aus der in
Dabei wird bei der Ermittlung des Schwenkwinkels ß2 zusätzlich berücksichtigt, dass sich der Badspiegel BS bei in Eingussstellung geschwenkter Gießform 5 und Gießwanne 15 unterhalb des in dieser Position am tiefsten im Deckel 9 angeordneten Anschnitts 13 der Gießform 5 befindet.In this case, when determining the swivel angle β2, it is additionally taken into account that, when the casting
Nachdem die aus Gießform 5 und Gießwanne 15 gebildete Kombination um den in der voranstehend erläuterten Weise bestimmten Winkel ß2 in die Eingussstellung geschwenkt ist, wird mittels eines konventionellen Gießlöffels 25 die Metallschmelzenportion S in die Gießwanne 15 gefüllt. Als Metallschmelze wird hier eine Aluminiumgusslegierung eingesetzt, wie sie üblicherweise zum Gießen von Teilen für Verbrennungsmotoren verwendet wird. Um eine möglichst ruhige, verwirbelungsarme Befüllung der Gießwanne 15 zu gewährleisten, wird der aus dem Gießlöffel 25 austretende Gießstahl 26 gegen die Anlauffläche 23 der Gießwanne 15 gerichtet. Der dort auftreffende Strahl 26 wird unter Entzug von kinetischer Energie in Richtung der Bodenfläche der Gießwanne 15 umgeleitet und trifft so in einer vergleichbar sanften, über eine größere Breite verteilten Strömung auf die bereits in der Gießwanne 15 vorhandene Schmelze S.After the combination formed from the casting
Nach dem Ende der Befüllung der Gießwanne 15 wird die Gießform 5 mit der Gießwanne 15 im Uhrzeigersinn zurück in Richtung der Ausgangsstellung geschwenkt. Mit zunehmender Verschwenkung strömt immer mehr Schmelze S in den Formhohlraum 10 der Gießform 5 ein, bis schließlich bei Wiedererreichen der Endstellung (= Ausgangsstellung) die Metallschmelzenportion S vollständig in die Gießform 5 gefüllt ist. Überzähliges Schmelzenvolumen wird dabei von der Ausnehmung 12 im Deckel 9 aufgenommen. Das dort bei fertig verschwenkter Gießform 5 gesammelte Schmelzenvolumen dient als Speiser zum Ausgleich der im Zuge der Erstarrung der Schmelze auftretenden Materialschrumpfung.After the end of the filling of the
Der für die Eingussstellung gewählte Schwenkwinkel ß2 ist in erfindungsgemäßer Weise so eingestellt worden, dass der Winkel ß1 zwischen dem Badspiegel BS und der Hauptebene HB der Seitenwand 7 solange stets kleiner als 180° ist, bis die in die Gießform 5 einströmende Schmelze S gegen den Boden 6 der Gießform stößt. Durch diese Einstellung wird sichergestellt, dass die Schmelze S unter einem spitzen Winkel flach gegen die Wandflächen 24 der Bezugsseitenwand (Seitenwand 7) läuft. Auf diese Weise wird eine ruhige, schichtweise erfolgende Füllung der Gießform 5 erreicht, welche optimale Voraussetzungen für die Ausbildung eines gleichmäßigen Gefüges im fertigen Gussteil bildet. Eine Schaumbildung auf der Schmelze wird so weitestgehend unterbunden. Ebenfalls aufgrund des ruhigen Füllvorgangs ist das erhaltene Gussteil weitestgehend frei von Einschlüssen oder anderen Schadstellen. Verschmutzungen und Oxide, die solche Einschlüsse verursachen könnten, sammeln sich in einer oberen Schicht des in der Ausnehmung 12 aus restlicher Schmelze S gebildeten Speiservolumens SV, wogegen in der Gießwanne 15 allenfalls kleine Reste zurückbleiben, die leicht entfernt werden können.The selected for the Eingussstellung swivel angle ß2 has been adjusted in accordance with the invention that the angle ß1 between the bath level BS and the main level HB of the
- ß1ß1
- Zwischen der Oberseite des Badspiegels BS und der Hauptebene HE eingeschlossener WinkelAngle enclosed between the top of the bath level BS and the main plane HE
- ß2ß2
- Schwenkwinkelswivel angle
- BSBS
-
Badspiegel der in der Gießwanne 15 vorhandenen Metallschmelze SBath level of existing in the
tundish 15 molten metal S - GG
- Gießmaschinecasting machine
- HSHS
- Schwenkachseswivel axis
- HEHE
- Hauptebene der Bezugsseitenwand (Seitenwand 7)Main plane of the reference side wall (side wall 7)
- SS
- Metallschmelzemolten metal
- SVSV
- SpeiserSpeiser
- OO
-
Oberseite der Gießwanne 15Top of the
tundish 15 - VWVW
- die Ausrichtung der Wandflächen 24 anzeigende Vektorenthe orientation of the wall surfaces 24 indicating vectors
- 11
- Gestellframe
- 22
- Trägerplattesupport plate
- 33
- SchwenkantriebRotary actuator
- 44
- Montageflächemounting surface
- 55
- Gießformmold
- 66
- Bodenground
- 77
- Seitenwand (Bezugsseitenwand)Side wall (reference side wall)
- 88th
- SeitenwandSide wall
- 99
- Deckelcover
- 1010
- Formhohlraummold cavity
- 1111
- Gießkerncasting core
- 1212
- Ausnehmungrecess
- 1313
- Anschnittegates
- 1414
- Schwenk- und PositioniereinrichtungPivoting and positioning device
- 1515
- Gießwannetundish
- 1616
- AusgussseiteAusgussseite
- 1717
-
Außenseite des Deckels 9Outside of the
lid 9 - 1818
-
Boden der Gießwanne 15Bottom of the
tundish 15 - 19, 2019, 20
-
Längsseitenwände der Gießwanne 15Longitudinal side walls of the
tundish 15 - 2121
-
Rückwand der Gießwanne 15Rear wall of the
tundish 15 - 2222
- GießwannenraumGießwannenraum
- 2323
-
Anlauffläche der Gießwanne 15Contact surface of the
tundish 15 - 2424
-
Wandflächen der Seitenwand 7Wall surfaces of the
side wall 7 - 2525
- Gießlöffelladles
- 2626
- Gießstrahlpouring stream
Claims (14)
- Method for casting cast parts from a molten metal using- a casting mould (5) pivotably mounted about a horizontally aligned pivot axis (HS) in a casting machine (G), the casting mould (5) defining a mould cavity (10) shaping the cast part to be cast in each case and having- a lid (9) delimiting the mould cavity (10) on its one side, on which at least one filling opening (13) is provided for feeding molten metal (S) into the mould cavity (10),- a reference side wall (7) abutting on the lid (9) and delimiting the mould cavity (10) on its one side with wall areas (24), into which a main plane (HE) of the reference side wall (7) running axially parallel to the pivot axis (HS) is placed in such a way that its alignment is approximated to the average of the alignments (VW) of the wall areas (24), which also in each case extend in a direction aligned parallel to the pivot axis (HS), and- a bottom (6) whose bottom areas assigned to the mould cavity (10) shape the bottom end of the cast part,
and using- a tundish (15) which on its pouring-in side for pouring the molten metal into the tundish (15) and on a pouring-out side abutting on the pouring-in side and on a bottom of the tundish (15) is at least in sections open in each case, via which the molten metal filled into the tundish (15) in casting operation flows out of the tundish (15) into the casting mould (5),wherein:- the tundish (15) is arranged on the casting mould (5) in such a way that its pouring-out side (16) butts against the lid (9) of the casting mould (5) and the bottom (18) of the tundish (15) is assigned to the reference side wall (7), wherein the pouring-in opening (13) of the casting mould (5) and the open section of the pouring-out side (16) at least overlap one another,characterised by the following production steps:- pivoting the casting mould (5) into a pouring-in position, in which the main plane (HE) of the reference side wall (7) encloses an angle β1 that is less than 180° with the bath level (BS) of a molten metal portion (S) to be filled into the tundish (15) and the bath level (BS) of the molten metal portion (S) to be filled into the tundish (15) is located below the filling opening (13) of the casting mould (5);- filling the tundish (15), which is in the pouring-in position, with the molten metal portion (S) which is sufficient for filling the casting mould (5);
and- pivoting the casting mould (5) with the tundish (15) arranged on it about the pivot axis (HS) into a pivot direction, in which as a result of the pivoting molten metal (S) flows out of the tundish (15) into the casting mould (5), wherein the pivoting is continued until an end position is reached, in which the casting mould (5) is filled with molten metal (S), and wherein the angle β1 enclosed in each case between the main plane (HE) of the reference side wall (7) and the bath level (BS) of the molten metal portion (S), which is contained in the tundish (15) in each case, is at least constantly less than 180° until the melt flowing into the casting mould (5) hits the bottom (6) of the casting mould (5). - Method according to Claim 1, characterised in that the bottom (18) of the tundish (15) is flat on its side facing the molten metal (S).
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that a bottom area formed on the inside of the tundish (15) encloses a right angle with the bottom (6) of the casting mould (5).
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the pouring-out side (16) of the tundish (15) assigned to the casting mould (5) is open.
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the filling opening (13) of the casting mould (5) extends over the side of the lid (9) of the casting mould (5) assigned to the tundish (15).
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that a recess (12) is formed into the lid (9) of the casting mould (5), which when the casting mould (5) is completely pivoted takes up a melt volume which serves as a feeder (SV).
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that an inflow surface (23) is formed on the side of one of the closed walls (21) of the tundish (15) facing the molten metal (S), this inflow surface (23) being inclined starting from the bottom (18) in the direction of the upper free edge of this wall (21) and at which the molten metal is directed when the molten metal is poured into the tundish (15).
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the angle β1 is 120 - 160° when the casting mould (5) is in the pouring-in position.
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that two or more ingates (13) open out onto the lid (9) as pouring-in openings, via which the melt flows into the mould cavity (10) of the casting mould (5) when pivoting into the end position.
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the molten metal (S) when pivoting into the end position runs directly against the lid (9) of the casting mould (5) and flows into the respectively available pouring-in opening (13) there.
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the pivot angle covered by the casting mould (5) with the tundish (15) arranged on it between the pouring-in position and the end position is 110 - 160°.
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the pivot axis (HS) runs through or close to the bottom (6) of the casting mould (5).
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the molten metal (S) is a light metal melt.
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the cast part to be cast is a cylinder head or a crankcase for an internal combustion engine.
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