ES2291961T3 - FORGE OF METAL ARTIFACTS. - Google Patents
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Abstract
Description
Forja de artefactos metálicos.Forging metal artifacts.
Esta invención trata del forjado de un artefacto metálico. Más particularmente, la invención se ocupa del forjado de un artefacto de metal y de un aparato o instalación para forjar un artefacto metálico, teniendo el proceso y el aparato o instalación utilidad especial para forjar artefactos de metal ligero. El término metal ligero en este contexto engloba tanto los metales ligeros como aleaciones de los mismos, en las que los metales ligeros representan la proporción mayor de más del 50% de la masa los mismos, y siendo metales ligeros aquellos cuya densidad es menor de 2,7 g/cm^{3}. Los metales ligeros suelen tener un punto de fusión de 660ºC o menos.This invention is about forging an artifact. metal. More particularly, the invention concerns the forging of a metal device and an apparatus or installation for forging a metal artifact, having the process and the apparatus or installation special utility to forge light metal artifacts. The term light metal in this context encompasses both light metals as alloys thereof, in which light metals they represent the greater proportion of more than 50% of the mass the themselves, and light metals being those whose density is less than 2.7 g / cm3. Light metals usually have a melting point of 660 ° C or less.
Con arreglo a un primer aspecto de la invención, se presenta un proceso para forjar un artefacto metálico, haciendo una carga de metal fundido con un precursor del mismo, cargando una matriz o molde con la carga fundida para llenar la matriz o molde lo necesario para moldear un solo artefacto metálico y haciendo o permitiendo que la carga se solidifique en la matriz o molde para formar el artefacto, incluyendo el proceso el paso de elegir el tamaño de la carga fundida que iguale la capacidad del molde o matriz de manera que la carga de la matriz o molde constituya esencialmente el total de la carga fundida, haciéndose la carga de la matriz o molde desde un cilindro o tubo por medio de un dispositivo de pistones de forma telescópica que elevan el cilindro o tubo haciendo contacto con la matriz o molde y lo ponga en comunicación con una abertura de carga de la matriz o molde, y un pistón central del dispositivo de pistones que entra en el cilindro o tubo y se desliza hacia arriba haciendo un cierre estanco con el mismo durante la carga, en tanto que los pistones periféricos del dispositivo de pistones que rodean el pistón central, empujan el cilindro o tubo hacia arriba haciendo un cierre estanco con la matriz o molde alrededor de la abertura de carga de la matriz o molde.According to a first aspect of the invention, a process is presented to forge a metal artifact, making a molten metal charge with a precursor thereof, loading a die or mold with the molten load to fill the die or mold so necessary to mold a single metal artifact and making or allowing the load to solidify in the matrix or mold to form the artifact, including the process of choosing the size of the molten load that matches the capacity of the mold or matrix so that the matrix or mold load constitutes essentially the total of the molten charge, making the charge of the matrix or mold from a cylinder or tube by means of a telescoping piston device that raise the cylinder or tube making contact with the matrix or mold and put it in communication with a loading opening of the die or mold, and a central piston of the piston device entering the cylinder or tube and slides up making a tight seal with the same during loading, while the peripheral pistons of the piston device surrounding the central piston, push the cylinder or tube facing up making a tight seal with the die or mold around the loading opening of the die or mold.
Aunque el proceso podría incluir el paso de formar la carga fundida con una o más menas metálicas, fundentes, elementos aleables y otros, es preferible que la carga fundida hecha con el precursor de la misma, sea un tocho o lingote de metal o partículas metálicas compactadas, como limaduras, granalla, etc. Entonces el proceso incluiría el paso previo de moldear un tocho o lingote del metal, o compactar previamente las partículas, limaduras o granalla de metal.Although the process could include the step of form the molten load with one or more metal ores, fluxes, aleable and other elements, it is preferable that the molten charge made with the precursor of it, be it a billet or metal ingot or compacted metal particles, such as filings, shot, etc. Then the process would include the previous step of molding a billet or metal ingot, or previously compacting particles, filings or metal shot.
El proceso incluye un dispositivo calefactor del metal de la carga fundida, después de hacer la carga fundida, para elevar la temperatura de la carga fundida, antes de llenar la matriz o molde, con la carga fundida a la temperatura que ha sido elevada. El paso de llenar la matriz o molde con la carga fundida puede ser a un ritmo determinado. Es preferible llenar la matriz o molde a presión, p. ej. moldeado por inyección. En particular, y preferiblemente, el llenado de la matriz o molde con la carga fundida se hará a presión intermedia, que es bien lo que se llama en la técnica moldeo por inyección a baja presión y no lo que se conoce en la técnica como moldeado a gran presión. Más en particular, la carga se realiza mediante moldeo por inyección a una presión intermedia del orden de 50 kPa a 30 kPa. Se observará que se puede realizar la experimentación habitual para determinar la presión intermedia óptima conveniente a la que se debe llenar la matriz o molde con la carga fundida.The process includes a heating device of the metal of the molten load, after making the molten load, for raise the temperature of the molten load, before filling the matrix or mold, with the molten load at the temperature that has been high. The step of filling the die or mold with the molten load It can be at a certain rate. It is preferable to fill the matrix or pressure mold, p. ex. injection molded. In particular, and preferably, the filling of the matrix or mold with the load molten will be done at intermediate pressure, which is well what is called in the low pressure injection molding technique and not what is known in the art as high pressure molding. More in In particular, the loading is done by injection molding at a intermediate pressure of the order of 50 kPa to 30 kPa. It will be noted that usual experimentation can be performed to determine the suitable optimum intermediate pressure to which the die or mold with the molten load.
El proceso puede incluir el paso de purgar el ambiente en el que se forme la carga fundida con un gas de purga, antes de formar la carga fundida. En vez de eso, o adicionalmente, se puede efectuar la purga durante la formación de la carga fundida. Preferiblemente, la purga se llevará a cabo antes y durante la formación de la carga fundida. El gas purgante será un gas inerte y puede ser un gas noble elegido del grupo consistente en SF_{6}, CO_{2} y mezclas de los mismos. En particular, el proceso podría incluir el paso de purgado del ambiente en el que se forma la carga fundida con un gas purgante activo elegido del grupo que consiste en mezclas de SF_{6}, CO_{2}, preferiblemente de mezclas de SF_{6}/CO_{2} que contengan de 0,1 a 0,3% al volumen de SF_{6} antes y durante la formación de la carga fundida. También puede incluir el proceso, al comienzo de la formación de la carga fundida, el paso de obturar la carga fundida en su sitio, pasando un gas pasivo o inerte elegido del grupo consistente en argón, helio, neón y mezclas de los mismos, preferiblemente argón, a través de la carga fundida y en contacto con la misma, para crear estanqueidad con una parte del metal ligero solidificado de la carga fundida.The process may include the step of purging the environment in which the molten charge is formed with a purge gas, before forming the molten charge. Instead, or additionally, purging can be carried out during molten charge formation. Preferably, the purge will be carried out before and during the molten load formation. The purging gas will be an inert gas and it can be a noble gas chosen from the group consisting of SF_ {6}, CO2 and mixtures thereof. In particular, the process could include the purging step of the environment in which the charge is formed fused with an active purging gas chosen from the group consisting in mixtures of SF 6, CO 2, preferably of mixtures of SF 6 / CO 2 containing 0.1 to 0.3% to the volume of SF6 before and during molten charge formation. Too may include the process, at the beginning of the load formation fused, the step of sealing the molten load in place, passing a passive or inert gas chosen from the group consisting of argon, helium, neon and mixtures thereof, preferably argon, through of the molten load and in contact with it, to create tightness with a part of the solidified light metal of the load cast.
El proceso puede incluir la elección de un metal ligero del grupo formado por aluminio, magnesio, litio, cinc y aleaciones de los mismos. Por aleaciones de metales ligeros, como se indica arriba, se entiende las aleaciones en las que uno o más de los metales ligeros forman la mayor proporción de más del 50% de la masa de la misma.The process can include the choice of a metal Lightweight group consisting of aluminum, magnesium, lithium, zinc and Alloys thereof. For light metal alloys, as Indicated above, it is understood the alloys in which one or more of light metals form the largest proportion of more than 50% of the mass of it.
Se espera que el proceso sea útil, en particular para el forjado de productos de metal ligero o aleación de metales ligeros, elegidos del grupo formado por llantas de rueda de aleación de magnesio o de aluminio, carcasas de la caja de cambios de automóviles, alojamientos del sistema de dirección, piezas auxiliares de los frenos, y partes o componentes de motores de automóvil, marinos o de aviación. Normalmente el proceso se aplicará a la forja de llantas de rueda de aleación de magnesio y aluminio, de modo que el artefacto forjado tenga la forma de llanta de rueda de metal ligero de un vehículo de motor.The process is expected to be useful, in particular For forging light metal products or metal alloy lightweight, chosen from the group consisting of alloy wheel rims magnesium or aluminum gearbox housings cars, steering system housings, parts auxiliary brakes, and engine parts or components of automobile, marine or aviation. Normally the process is apply to the forging of magnesium alloy wheel rims and aluminum, so that the forged device has the shape of a rim of light metal wheel of a motor vehicle.
Se espera que el proceso sea útil en la forja de artefactos cuya sección tenga un espesor del orden de 1,5 a 30 mm, generalmente de 2 a 27 mm, con una masa respectiva de 0,25 a 20 Kg., generalmente de 0,5 a 20 Kg. Así, el forjado, en particular, puede ser de un artefacto metálico en el que la parte del artefacto solidificada más alejada de la superficie del mismo, esté separada de la parte más cercana a la superficie del artefacto a una distancia de 0,75 a 15 mm, teniendo el artefacto una masa de 0,25 a 30 Kg.The process is expected to be useful in forging artifacts whose section has a thickness of the order of 1.5 to 30 mm, generally from 2 to 27 mm, with a respective mass of 0.25 to 20 Kg., Generally from 0.5 to 20 Kg. Thus, the floor, in particular, it can be from a metal artifact in which the part of the artifact solidified farther from the surface thereof, be separated from the part closest to the surface of the artifact to a distance of 0.75 to 15 mm, the device having a mass of 0.25 to 30 kg
El proceso puede aplicarse con cualquier tipo de molde, p. ej. un molde o matriz desechable, tal como una matriz o molde de arena o una matriz o molde reutilizable, como una matriz o molde de metal. En particular, el proceso con arreglo a la invención presente es especialmente apto para una matriz o molde que forme un molde o matriz reutilizable. Preferiblemente la matriz o molde metálico será una matriz o molde de acero.The process can be applied with any type of mold, p. ex. a disposable mold or matrix, such as a matrix or sand mold or a matrix or reusable mold, such as a matrix or metal mold In particular, the process according to the Present invention is especially suitable for a matrix or mold that forms a reusable mold or matrix. Preferably the matrix or metallic mold will be a matrix or steel mold.
El proceso puede incluir la formación de la carga fundida mediante el caldeo por inducción del precursor, de modo que el calentamiento por inducción produzca en la carga fundida un perfil de temperatura que, por ejemplo, asegure que la parte de la carga fundida que entre primero en la matriz o molde esté más caliente que la que entra en la matriz o molde después. Sin embargo, en principio, se puede alcanzar cualquier temperatura que se desee.The process may include the formation of the molten charge by precursor induction heating, of so that induction heating produces in the load melted a temperature profile that, for example, ensures that the part of the molten charge that first enters the die or mold is hotter than the one that enters the die or mold later. Without However, in principle, you can reach any temperature that is desired.
Con arreglo a otro aspecto de la invención, se ofrece un aparato o instalación para forjar un artefacto metálico en una matriz o molde, compuesto el aparato o instalación de forja una matriz o molde y un aparato fundidor que incluye un recipiente que contiene el precursor de la carga de metal fundido, un dispositivo calefactor para caldear el precursor en el recipiente para formar una carga de metal fundido, y un mecanismo para pasar una carga de metal fundido a la matriz o molde, teniendo tanto el recipiente y la matriz o molde la misma capacidad de manera que la cantidad de carga para llenar la matriz o molde desde el recipiente sea suficiente para moldear un solo artefacto metálico y consuma esencialmente toda la carga de metal fundido que hay en el recipiente y el recipiente quede vacío. El recipiente es un cilindro o tubo hueco, siendo el mecanismo que hace pasar el metal fundido un pistón telescópico para elevar el cilindro o tubo, ponerlo en contacto con la matriz o molde y en comunicación con la abertura de carga de la matriz o molde, teniendo el dispositivo de pistones un pistón central que penetra en el cilindro o tubo, se mueve hacia arriba dentro del mismo y lo obtura; el dispositivo de pistones tiene unos pistón periféricos que rodean el pistón central para empujar hacia arriba al cilindro o tubo y ponerlo en contacto estanco con la matriz o molde alrededor de la abertura de carga de la matriz o molde.In accordance with another aspect of the invention, offers an apparatus or installation to forge a metal artifact in a matrix or mold, the forging apparatus or installation a die or mold and a melting apparatus that includes a container which contains the precursor of the molten metal charge, a heating device to heat the precursor in the container to form a molten metal charge, and a mechanism to pass a charge of molten metal to the matrix or mold, having both the container and the matrix or mold the same capacity so that the amount of load to fill the die or mold from the container be enough to mold a single metal artifact and consume essentially all the molten metal charge in the container and the container is empty. The vessel is a cylinder or hollow tube, being the mechanism that passes the molten metal a telescopic piston to raise the cylinder or tube, put it in contact with the die or mold and in communication with the opening of loading of the die or mold, the piston device having a central piston that penetrates the cylinder or tube, moves towards up inside it and shut it; the piston device it has peripheral pistons surrounding the central piston to push up the cylinder or tube and put it in contact watertight with the die or mold around the loading opening of The matrix or mold.
El dispositivo calefactor puede ir montado en el mecanismo que traslada el metal fundido. El aparato de fundir puede moverse recíprocamente con la matriz o molde, entre una posición de carga, en la que se produce la carga del aparato de fundir, y una posición de llenado, en la que se efectúa el paso de la carga fundida desde el aparato de fundir a la matriz o molde.The heating device can be mounted on the mechanism that moves molten metal. The melting apparatus can move reciprocally with the die or mold, between a position of load, in which the charge of the melting apparatus occurs, and a filling position, in which the load passes melted from the melting apparatus to the die or mold.
El aparato o instalación puede comprender un suministro de gas inerte al recipiente para permitir que la formación de la carga fundida se haga en una atmósfera inerte.The apparatus or installation may comprise a supply of inert gas to the container to allow the Molten charge formation is done in an inert atmosphere.
El recipiente puede tener el interior cilíndrico hueco con forma de, p. ej. de un cilindro o tubo. El recipiente puede ser reutilizable. O al contrario y preferiblemente, el recipiente es desechable, o de un solo uso, para tirarlo después. En el caso de que el recipiente sea desechable, se observará que reduce la contaminación de una aleación metálica con otra, especialmente en los casos en que el aparato o instalación trabaje sucesivamente forjando artefactos de distintos metales o aleaciones.The container can have the cylindrical interior hollow shaped, p. ex. of a cylinder or tube. The recipient It can be reusable. Or on the contrary and preferably, the Container is disposable, or single-use, for later disposal. In the event that the container is disposable, it will be noted that reduces the contamination of one metal alloy with another, especially in cases where the device or installation works successively forging artifacts of different metals or alloys
Más particularmente, el dispositivo para pasar la carga fundida puede ser un dispositivo de pistón telescópico de varias fases que eleve el recipiente para que se cierre contra una matriz o molde antes de llenar la matriz o molde con la carga fundida del recipiente. En una versión particular de la invención, en la que el mecanismo de paso comprende un dispositivo de pistón multifase, el recipiente es dicho cilindro hueco, estando el cilindro sostenido en el mecanismo de paso con su interior hueco a una posición más o menos vertical, de manera que el pistón central del dispositivo multifase pueda moverse hacia arriba dentro del cilindro y al hacerlo quede más o menos en contacto estanco con el mismo, para permitir que la carga fundida del cilindro sea empujada hacia arriba y salga del cilindro al moverse hacia arriba el pistón central, para pasar la carga fundida a una matriz o molde, habiendo unos pistones periféricos alrededor del pistón central que se eleva y empuja el cilindro hacia arriba de modo que su extremo superior se cierre con la cara inferior de la matriz o molde alrededor de la abertura de carga de la matriz o molde, haciéndola estanca.More particularly, the device to pass the molten load can be a telescopic piston device of several phases that raise the container to close against a matrix or mold before filling the matrix or mold with the load container melt. In a particular version of the invention, in which the passage mechanism comprises a piston device multiphase, the vessel is said hollow cylinder, the cylinder held in the passage mechanism with its hollow interior to a more or less vertical position, so that the central piston of the multiphase device can move up inside the cylinder and in doing so it is more or less in tight contact with the same, to allow the molten cylinder load to be pushed up and out of the cylinder as the piston moves up central, to pass the molten load to a matrix or mold, having peripheral pistons around the central piston that rises and push the cylinder up so that its upper end close with the underside of the die or mold around the loading opening of the die or mold, making it waterproof.
En particular, el pistón central puede tener una cabeza dotada de una cara obturadora para hacer contacto y obturar la periferia de la abertura de carga de la matriz o molde, preferiblemente cuando toda la carga fundida hada pasado del cilindro a la matriz o molde. Así, en servicio, el paso de hacer o permitir que se solidifique la carga fundida en la matriz o molde para moldear el artefacto tendrá lugar normalmente mientras la cabeza del pistón está obturando la periferia de la abertura.In particular, the central piston may have a head equipped with a shutter face to make contact and seal the periphery of the loading opening of the die or mold, preferably when all the molten charge has passed from the cylinder to the die or mold. So, in service, the step of doing or allow the molten load to solidify in the matrix or mold to mold the artifact will normally take place while the Piston head is blocking the periphery of the opening.
El aparato o instalación de forjar puede ser esencialmente de construcción fija, construido in situ, en una fábrica de producción para forjar artefactos de metal ligero, en cuyo caso se considerará como una instalación, en vez de un aparato, usualmente, no se espera que sea de construcción fija, sino movible desde dicha fábrica productora a otra, y en tal caso se considerará un aparato.The forging apparatus or installation can be essentially of fixed construction, built in situ , in a production factory to forge light metal artifacts, in which case it will be considered as an installation, instead of an apparatus, usually, it is not expected that be of fixed construction, but moveable from said factory to another factory, and in this case it will be considered an apparatus.
El aparato de fundir puede estar provisto de ruedas que corran por carriles que forman parte del aparato o instalación de forja, siendo las ruedas para realizar el movimiento recíproco del aparato fundidor entre la posición de carga, donde tiene lugar la carga del recipiente con un precursor de la carga fundida, y la posición de llenado, en la que el aparato fundidor está alineado con la abertura de carga de la matriz o molde, para permitir que el recipiente sea elevado, haciendo contacto y obturando la matriz o molde y poniéndose en comunicación con el mismo, para permitir que la carga fundida formada al fundir el precursor en el recipiente, pase desde el recipiente a la matriz o molde, llenando así la matriz o molde con la carga fundida.The melting apparatus may be provided with wheels running on rails that are part of the device or forging installation, the wheels being to perform the movement reciprocal of the melting apparatus between the loading position, where container loading takes place with a load precursor molten, and the filling position, in which the melting apparatus is aligned with the loading opening of the die or mold, to allow the container to be raised, making contact and sealing the die or mold and communicating with the same, to allow the molten charge formed to melt the precursor in the container, pass from the container to the matrix or mold, thus filling the die or mold with the molten load.
Se observará que, tengan o no el recipiente y la matriz o molde la misma capacidad, como se ha dicho antes, la invención contempla un aparato o instalación para forjar un artefacto en una matriz o molde y un aparato de fundir dotado de un recipiente para contener un precursor de una carga de metal fundido, un dispositivo calefactor para caldear el precursor en el recipiente y formar una carga de metal fundido, y un mecanismo para trasladar una carga de metal fundido desde el recipiente a la matriz o molde, estando montado el dispositivo calefactor en el mecanismo de traslado del metal.It will be noted that, whether or not they have the container and the matrix or mold the same capacity, as said before, the invention contemplates an apparatus or installation for forging a artifact in a matrix or mold and a melting apparatus provided with a container to contain a precursor of a metal load molten, a heating device to heat the precursor in the container and form a molten metal charge, and a mechanism for transfer a load of molten metal from the container to the matrix or mold, the heating device being mounted on the metal transfer mechanism.
Un sub-elemento importante de esta combinación es un aparato fundidor que tiene un recipiente para contener un precursor de una carga de metal fundido, un dispositivo calefactor para calentar el precursor del recipiente y formar una carga de metal fundido y un mecanismo para trasladar la carga fundida desde el recipiente a la matriz o molde, estando montados el recipiente y el dispositivo calefactor en el mecanismo de traslado.An important sub-element of this combination is a melting device that has a container for contain a precursor of a molten metal charge, a device heater to heat the precursor of the container and form a molten metal load and a mechanism to move the load fused from the container to the die or mold, the container and heating device in the mechanism of transfer.
Igualmente, se observará que, tanto si el recipiente y la matriz o molde tienen o no la misma capacidad, como se ha dicho antes, la invención contempla un aparato o instalación para forjar un artefacto metálico en una matriz o molde, incluyendo dicho aparato o instalación, en combinación, una matriz o molde y un aparato de fundir, que tiene un recipiente para contener un precursor de la carga de metal fundido, un dispositivo calefactor para calentar el precursor del recipiente y formar una carga de metal fundido y un mecanismo para pasar la carga de metal fundido desde el recipiente a la matriz o molde, siendo el aparato de fundir movible recíprocamente entre una posición de carga, donde tiene lugar la carga del aparato de fundir, a una posición de llenado, donde se pasa la carga fundida desde el aparato de fundir a la matriz o molde.Likewise, it will be observed that, whether the container and the matrix or mold have the same capacity or not, as It has been said before, the invention contemplates an apparatus or installation to forge a metal artifact in a matrix or mold, including said apparatus or installation, in combination, a die or mold and a melting apparatus, which has a container to contain a precursor of molten metal charge, a heating device to heat the precursor of the vessel and form a charge of molten metal and a mechanism to pass the molten metal load from the container to the die or mold, the apparatus being fuse reciprocally between a loading position, where loading of the melting apparatus takes place, at a position of filling, where the molten charge is passed from the melting apparatus to the matrix or mold.
A su vez, un subelemento importante de esta combinación es un recipiente para contener un precursor de una carga de metal fundido, un dispositivo calefactor para calentar el precursor del recipiente y formar una carga de metal fundido y un mecanismo que traslada la carga de metal fundido a la matriz o molde, siendo movible recíprocamente el aparato de fundir entre una posición de carga, donde tiene lugar la carga del aparato fundidor y una posición de llenado, en la que se produce el paso de la carga fundida desde el aparato fundidor a la matriz o molde.In turn, an important sub-element of this combination is a container to contain a precursor of a molten metal charge, a heating device to heat the precursor of the vessel and form a molten metal charge and a mechanism that transfers the molten metal charge to the matrix or mold, the melting apparatus being reciprocally movable between a loading position, where the loading of the melting apparatus takes place and a filling position, in which the load passes cast from the melting apparatus to the die or mold.
Se hace destacar, como se ha indicado antes, que un aspecto importante de la invención presente es que la capacidad del recipiente no es mayor, sino aproximadamente igual a la carga fundida necesaria para llenar la matriz o molde y producir un solo artefacto. Lo que significa que, cada vez que se carga la matriz o molde con una carga fundida del aparato de fundir para moldear un solo artefacto, se vacía el recipiente del aparato o instalación de fundir.It is emphasized, as indicated above, that An important aspect of the present invention is that the ability of the container is not greater, but approximately equal to the load melt needed to fill the die or mold and produce a single artifact. Which means that, every time the matrix is loaded or mold with a molten charge of the melting apparatus to mold a only artifact, the container of the device or installation of melt.
El dispositivo de matriz o molde puede comprender una matriz o molde reutilizable, y en particular la matriz o molde reutilizable puede ser una matriz o molde de metal, preferiblemente, una matriz o molde de acero. En particular, la matriz o molde reutilizable puede ser de varias partes o segmentos.The matrix or mold device can comprise a matrix or reusable mold, and in particular the matrix or reusable mold can be a matrix or metal mold, preferably, a die or steel mold. In particular, the matrix or reusable mold can be multi-part or segments
El dispositivo de la matriz o molde puede comprender un dispositivo para caldear la matriz o molde a la temperatura de forjado. El dispositivo calefactor puede ser de calentamiento por inducción, consistente en una o más bobinas de inducción.The matrix or mold device can comprise a device for heating the die or mold to the floor temperature. The heating device can be of induction heating, consisting of one or more coils of induction.
En cada caso en los que el aparato fundidor, por una parte, y el dispositivo de matriz o molde, por la otra parte, contienen una o más bobinas de calentamiento por inducción, las bobinas calefactoras están conectadas eléctricamente a un suministro de energía eléctrica de las mismas. En particular, la matriz o molde puede estar provista de un dispositivo calefactor con varias bobinas de inducción, dos por lo menos, que funcionan independientemente para dar a la superficie interior del molde o matriz el perfil de temperatura deseado.In each case where the melting apparatus, by one part, and the matrix or mold device, on the other hand, contain one or more induction heating coils, the heating coils are electrically connected to a supply of electric power of the same. In particular, the matrix or mold can be provided with a heating device with several induction coils, two at least, that work independently to give the inner surface of the mold or matrix the desired temperature profile.
La invención hace posible disponer de un equipo de forja que disponga de dos o más aparatos o instalaciones de forja, estando la instalación dotada de dos o más aparatos de fundir, como se define antes, para fundir cargas de metal, incluyendo el equipo de forjar el mismo número de dispositivos de matriz o molde en los que se efectúa el forjado de lo artefactos, compartiendo los aparatos fundidores un suministro común de energía de caldeo para forjar los artefactos en ciclos separados que están desfasados lo necesario para poder compartir dicha energía, permitiendo al mismo tiempo que el suministro de energía calefactora común no sea mucho mayor, si acaso, que el que necesitaría respectivamente un solo aparato de fundir o un solo aparato o instalación de forjar.The invention makes it possible to have an equipment forging that has two or more appliances or installations of forging, the installation being equipped with two or more devices of melt, as defined above, to melt metal loads, including the team forging the same number of devices from matrix or mold in which the forging of the artifacts is carried out, sharing smelters a common energy supply of heating to forge the artifacts in separate cycles that are out of date what is necessary to be able to share this energy, allowing at the same time as the power supply common heater is not much larger, if any, than the one would need respectively a single melting device or a single apparatus or installation of forging.
La organización del equipo es particularmente apta para el caso en que cada dispositivo calefactor sea de calentamiento por inducción, siendo los suministros de energía de calefacción de energía eléctrica.The organization of the team is particularly suitable for the case where each heating device is of induction heating, being the power supplies of electric power heating.
Durante el trabajo de la instalación de forja como se define antes, el proceso de la invención presente puede hacerse con uno de los suministros compartidos de energía en sucesión para hacer cargas fundidas en los recipientes respectivos del aparato de fundir, mientras el otro suministro compartido de energía facilita sucesivamente calor al dispositivo de matriz o molde respectivo en ciclos de forjado desfasados.During the work of the forging installation as defined above, the process of the present invention can get one of the shared energy supplies in succession to make molten loads in the respective containers of the melting apparatus, while the other shared supply of energy successively facilitates heat to the array device or respective mold in outdated forging cycles.
Ahora se describirá la invención a modo de ejemplo no limitativo con referencia a las figuras diagramáticos adjuntas, en las que:The invention will now be described by way of non-limiting example with reference to diagrammatic figures attached, in which:
La figura 1 muestra un alzado lateral esquemático despiezado de los diversos componentes de un aparato de fundir con arreglo a la invención, para hacer una carga de metal ligero fundido, con arreglo al proceso de esta invención;Figure 1 shows a side elevation schematic exploded of the various components of an apparatus of melt according to the invention, to make a metal load light cast, according to the process of this invention;
la figura 2 es una vista tridimensional de un aparato o instalación de forja con arreglo a la invención, para forjar artefactos de metal ligero con arreglo al método de la invención;Figure 2 is a three-dimensional view of a forging apparatus or installation according to the invention, for forge light metal artifacts according to the method of invention;
la figura 3 es una vista tridimensional de una instalación de forja provista de dos aparatos o instalaciones para forjar como en la figura 2, con arreglo a la invención, para forjar artefactos metálicos según el método de la invención;Figure 3 is a three-dimensional view of a wrought iron installation equipped with two devices or installations for forging as in figure 2, according to the invention, to forge metal artifacts according to the method of the invention;
la figura 4 muestra una serie de alzados laterales esquemáticos simplificados del aparato o instalación de forjar de la figura 2, ilustrando el método para forjar un artefacto de metal ligero con forma de llanta de rueda de aleación de magnesio, mediante el aparato o instalación de forja de la figura 2; yFigure 4 shows a series of elevations simplified schematic sides of the apparatus or installation of forge from figure 2, illustrating the method for forging an artifact Light metal shaped alloy wheel rim magnesium, by means of the forging apparatus or installation of figure 2; Y
la figura 5 es otra serie de alzados laterales esquemáticos simplificados del aparato o instalación de la figura 2, que ilustran también el método para forjar un artefacto de metal ligero con forma de la llanta de rueda de aleación de magnesio ilustrada en la figura 4.Figure 5 is another series of side elevations simplified schematics of the apparatus or installation of figure 2, which also illustrate the method of forging a metal artifact lightweight shaped magnesium alloy wheel rim illustrated in figure 4.
Refiriéndonos primero a la figura 1, el número de referencia 10 designa en general un aparato de fundir para hacer una carga de metal ligero fundido con arreglo a la invención.Referring first to figure 1, the number reference 10 generally designates a melting apparatus for making a charge of molten light metal according to the invention.
El aparato de fundir comprende un recipiente 12 en forma de cilindro o tubo hueco para contener una carga fundida de metal ligero, y además para facilitar el caldeo del precursor de la carga de metal ligero, un dispositivo de caldeo por inducción 16 provisto de una bobina de inducción 18 para caldear el contenido del cilindro o tubo 14 y formar una carga fundida y un mecanismo para trasladar la carga fundida desde el cilindro o tubo 14 a la matriz o molde (omitido en la figura 1 pero ver las figuras de 3 a 5) en el que se forja el artefacto.The melting apparatus comprises a container 12 in the form of a cylinder or hollow tube to contain a molten load lightweight metal, and also to facilitate the heating of the precursor of Light metal charging, an induction heating device 16 provided with an induction coil 18 to heat the contents of the cylinder or tube 14 and form a molten load and a mechanism to move the molten load from the cylinder or tube 14 to the matrix or mold (omitted in figure 1 but see figures 3 to 5) in which the artifact is forged.
El aparato de fundir 10 también tiene un suministro de gas inerte 22 para alimentar gas argón al interior del cilindro o tubo 14 de modo que la fundición de la carga de metal ligero ocurra en una atmósfera esencialmente inerte, y también para enfriar el extremo inferior o base del cilindro o tubo 14 para formar una obturación secundaria del mismo como se describe más adelante.The melting apparatus 10 also has a supply of inert gas 22 to feed argon gas inside of the cylinder or tube 14 so that the charge smelting of light metal occurs in an essentially inert atmosphere, and also to cool the lower end or base of the cylinder or tube 14 to form a secondary seal thereof as described more ahead.
El cilindro o tubo 14 es reutilizable. El cilindro o manga 14 está hecho de acero dulce o de poco contenido de carbono. En otras versiones, el cilindro o tubo 14 está hecho opcionalmente de hierro colado o acero inoxidable.The cylinder or tube 14 is reusable. He cylinder or sleeve 14 is made of mild steel or low content carbon In other versions, the cylinder or tube 14 is made optionally cast iron or stainless steel.
La bobina de inducción 18, en servicio, va montada en el mecanismo que traslada el metal 20, estando la bobina 18 conectada al barrilete 62 y rodeando al cilindro o tubo 14 para caldear el contenido del mismo.Induction coil 18, in service, goes mounted on the mechanism that transfers the metal 20, the coil being 18 connected to the barrel 62 and surrounding the cylinder or tube 14 for heat the contents of it.
El mecanismo de traslado 20 comprende un dispositivo de pistones multifase que se mueven telecóspicamente 24, destinado a elevar el cilindro o tubo 14 y que se cierre con la cara periférica de un orificio de carga que mira hacia debajo de la matriz o molde, antes de llenar la matriz o molde con la carga fundida del cilindro o tubo 14. El dispositivo de pistones multifase incorpora un pistón central que comprende tres barras de pistón telescópicas 26, 27, 28 teniendo la barra central 28 una cabeza 30 dotada de una superficie cónica 31 para obturar la periferia de una abertura del cilindro o tubo 14 al que se ha pasado desde el cilindro o tubo 14 al interior de dicha matriz o molde. El dispositivo de pistones multifase 24 incluye un mando de velocidad y fuerza variable para dirigir el movimiento del mismo y también para mandar la fuerza ascendente que ejerce la cabeza del pistón 30 sobre la carga fundida dentro del cilindro o molde 14 y en la matriz o molde, cuando la cabeza del pistón hace contacto con la periferia de la abertura de carga de la matriz o molde.The transfer mechanism 20 comprises a multi-phase piston device that move telecoscopically 24, intended to raise the cylinder or tube 14 and close with the peripheral face of a loading hole that looks down from the matrix or mold, before filling the matrix or mold with the load fused cylinder or tube 14. The piston device multiphase incorporates a central piston comprising three bars of telescopic piston 26, 27, 28 having the center bar 28 a head 30 provided with a conical surface 31 to seal the periphery of an opening of the cylinder or tube 14 to which it has been passed from the cylinder or tube 14 into said matrix or mold. The multiphase piston device 24 includes a control of variable speed and force to direct its movement and also to send the upward force exerted by the head of the piston 30 on the molten load inside the cylinder or mold 14 and in the die or mold, when the piston head makes contact with the periphery of the loading opening of the die or mold.
De este modo, cuando el cilindro o tubo 14 está trabajando, está sostenido en el dispositivo de traslado 20 de manera que el dispositivo de pistones multifase 24 se mueve deslizándose dentro del cilindro o tubo 14 y haciendo suficiente estanqueidad con el mismo que permite empujar hacia arriba y fuera del cilindro o tubo 14 por el movimiento ascendente de las barras de los pistones 26, 27, 28, para llevar e inyectar la carga fundida en la matriz o molde.Thus, when the cylinder or tube 14 is working, it is held in the transfer device 20 of so that the multiphase piston device 24 moves sliding inside the cylinder or tube 14 and doing enough tightness with the same that allows pushing up and out of the cylinder or tube 14 by the upward movement of the bars of the pistons 26, 27, 28, to carry and inject the molten load into The matrix or mold.
El mecanismo de traslado también tiene una serie de barriletes concéntricos de 32, 24, 35, 36 y 37 de distintos diámetros. Los barriletes 32, 34, 35, 36 y 37 se desplazan verticalmente en telescopio respecto uno al otro y se agrupan uno dentro del otro.The transfer mechanism also has a series of concentric kites of 32, 24, 35, 36 and 37 of different diameters Kegs 32, 34, 35, 36 and 37 move vertically by telescope with respect to each other and they are grouped together within the other
El barrilete 32 es el de más abajo y tiene ruedas 38 que corren sobre carriles que forman parte de la instalación de forja de las figuras de 3 a 5 para moverse recíprocamente con el aparato de fundir 10 entre una posición de carga, donde se produce la carga del cilindro o tubo 14 con un precursor de la carga fundida, y una posición de llenado en la que el aparato fundidor queda alineado con la abertura de carga de la matriz o molde para permitir que la carga fundida hecha por la fundición del precursor en el cilindro o tubo 14 pase de allí a dicho molde o matriz 14, llenándolo normalmente con la carga fundida. El barrilete 37 es el de más arriba y tiene una cara de apoyo circunferencial que sale hacia arriba, con una ranura (omitida) para obturar el extremo inferior del cilindro o tubo 14. El barrilete 35, a su vez, tiene una cara anular que sale hacia arriba en la que se sostiene la bobina de inducción 18 cuando se sitúa sobre el cilindro o tubo 14 rodeándolo.Keg 32 is the one below and has wheels 38 running on rails that are part of the installation of forging of figures 3 to 5 to move reciprocally with the melting apparatus 10 between a position of load, where the loading of the cylinder or tube 14 occurs with a precursor of the molten charge, and a filling position in which the melting apparatus is aligned with the loading opening of the matrix or mold to allow the molten charge made by the smelting of the precursor in the cylinder or tube 14 pass from there to said mold or die 14, normally filling it with the load cast. Keg 37 is the one above and has a face of circumferential support that comes up, with a groove (omitted) to seal the lower end of the cylinder or tube 14. Keg 35, in turn, has an annular face that comes out toward up on which the induction coil 18 is held when it places on the cylinder or tube 14 surrounding it.
Además de la estanqueidad creada por la ranura del barrilete 37, el gas argón que envía el suministro de gas argón 22 causa el enfriamiento de la parte baja del cilindro o tubo 14 al empezar a fundirse el precursor de la carga fundida, permitiendo que una parte de la carga fundida formada se solidifique en una zona entre el dispositivo de pistones 24 y el barrilete superior 37, y el extremo inferior del cilindro o tubo 14, creando así una obturación secundaria que se forma al solidificarse el metal ligero de la carga fundida.In addition to the tightness created by the groove of skipjack 37, the argon gas that sends the argon gas supply 22 causes cooling of the lower part of the cylinder or tube 14 to begin to melt the precursor of the molten charge, allowing a part of the molten charge formed solidifies in an area between the piston device 24 and the upper barrel 37, and the lower end of the cylinder or tube 14, thus creating a seal secondary that is formed by solidifying the light metal of the molten load
Refiriéndonos ahora a la figura 2, el número de referencia 50 designa en general un aparato o instalación de forja para forjar artefactos de metal ligero, con arreglo a la invención. Las demás partes se designan con los mismos números de referencia de la figura 1, a menos que se indique otra cosa.Referring now to figure 2, the number of reference 50 generally designates a forge apparatus or installation for forging light metal artifacts, according to the invention. Other parts are designated with the same reference numbers of Figure 1, unless otherwise indicated.
El aparato o instalación de forja 50 comprende un aparato de fundir 10 como el que se ha descrito antes y un dispositivo de matriz o molde 52 que comprende una matriz o molde 54 y un dispositivo calefactor 56.The forging apparatus or installation 50 comprises a melting apparatus 10 as described above and a matrix or mold device 52 comprising a matrix or mold 54 and a heating device 56.
La matriz o molde 54 es reutilizable compuesto por varias partes o segmentos de acero, y consiste en una parte superior 58 a la que el artefacto solidificado queda pegado, pero separable al final del proceso de forjado, una parte de fondo o cara 60 que tiene en el centro una abertura de carga para llenar por abajo la matriz o molde 54, y un anillo segmentado de cuatro partes laterales 64, con sus correspondientes pistones 68, dando las partes laterales 64 el carácter segmentado, a la matriz o molde 54. La matriz o molde tiene funcionamiento hidráulico para los pistones 66 de las partes laterales 64, y para la elevación de la parte superior 58 y el metal ligero fundido (omitido) que esté unido a la misma, separándolos de las demás partes. El aparato o instalación de forja 50 tiene también un mando hidráulico 67 de la matriz o molde y un mando hidráulico del aparato o instalación de fundir 69.Matrix or mold 54 is reusable composite by various parts or segments of steel, and consists of one part superior 58 to which the solidified device is stuck, but separable at the end of the forging process, a bottom part or face 60 which has a loading opening in the center to fill by down the die or mold 54, and a segmented ring of four parts lateral 64, with their corresponding pistons 68, giving the side parts 64 the segmented character, to the die or mold 54. The die or mold has hydraulic operation for the pistons 66 of the side parts 64, and for lifting the part upper 58 and the molten light metal (omitted) that is attached to the same, separating them from the other parts. The device or installation of forge 50 also has a hydraulic control 67 of the die or mold and a hydraulic control of the melting apparatus or installation 69.
La parte superior 58 está unida a un medio desmoldante (omitido) para separar de ella el artefacto al término del proceso de forjado.The upper part 58 is attached to a medium release agent (omitted) to separate from it the artifact at term of the forging process.
El dispositivo calefactor 58 comprende seis bobinas de inducción que forman respectivamente bobinas de inducción, que funcionan con independencia entre sí, para obtener el perfil de temperatura deseado en la matriz o molde 54. El aparato o instalación de forja 50 también dispone de una unidad central del proceso (CPU) 70 que dirige el funcionamiento del dispositivo calefactor 56 para obtener el perfil deseado de temperatura y también para enviar información al mando sobre los suministros de energía respectivos 82 y 84 (ver la figura 3).The heating device 58 comprises six induction coils that respectively form coils of induction, which work independently of each other, to obtain the desired temperature profile in the die or mold 54. The forging apparatus or installation 50 also has a unit central of the process (CPU) 70 that directs the operation of the heating device 56 to obtain the desired profile of temperature and also to send command information about respective energy supplies 82 and 84 (see figure 3).
El aparato o instalación de forja 50 también está dotado de carriles (omitidos) sobre los que corren las ruedas 38 del mecanismo que traslada el metal 20 que forman parte del aparato o instalación de fundir 10. Así, el aparato de fundir 10 se mueve recíprocamente respecto al dispositivo de matriz 52 entre una posición de carga (como se ve en la figura 2), donde se efectúa la carga del aparato fundidor 10 con el precursor de la carga fundida, y una posición de llenado (ver las figuras 4 y 5) en la que la carga fundida se pasa del aparato de fundir 10 a la matriz 54 del dispositivo de matriz o molde 52.The forging apparatus or installation 50 also It is equipped with rails (omitted) on which the wheels run 38 of the mechanism that moves the metal 20 that are part of the melting apparatus or installation 10. Thus, melting apparatus 10 is reciprocally moves relative to the array device 52 between a loading position (as seen in figure 2), where the load of the melting apparatus 10 with the precursor of the molten load, and a filling position (see figures 4 and 5) in which the molten charge is passed from the melting apparatus 10 to the matrix 54 of the matrix or mold device 52.
Refiriéndonos ahora a la figura 3, el número de referencia 80 designa en general a un equipo de forjar con arreglo a la invención. El equipo de forjar 80 consta de dos aparatos o instalaciones de forja 50, cada uno dotado de un aparato fundidor 10 para fundir por inducción una carga de metal ligero, y un dispositivo de matriz o molde 52 en el que se realiza el forjado del artefacto. El equipo de forja 80 también incluye un suministro de energía 82 para fundir con caldeo por inducción, p. ej. de 100 Kw., para alimentar energía por separado al dispositivo de matriz o molde 52, una torre de refrigeración (omitida) que proporciona fluido de enfriamiento, y un mando del suministro de gas que alimenta gases de purga a los aparatos de fundir, así como al dispositivo de matriz o molde 52.Referring now to figure 3, the number of reference 80 designates in general a forging equipment according to the invention. The forging equipment 80 consists of two devices or 50 forging installations, each equipped with a casting device 10 for induction melting a light metal charge, and a die or mold device 52 in which the slab is made of the artifact. Forging equipment 80 also includes a supply of energy 82 for melting with induction heating, p. ex. of 100 Kw., To feed power separately to the array device or mold 52, a cooling tower (omitted) that provides cooling fluid, and a gas supply control that feeds purge gases to melting devices, as well as to matrix or mold device 52.
Se observará que la instalación de forja 80 permite forjar simultáneamente dos artefactos en ciclos de forja desfasados, compartiendo los aparatos fundidores 10 un suministro común de energía de caldeo por inducción 82 y compartiendo el dispositivo de matriz o molde 52 un suministro común de energía calefactora por inducción 84. El forjado de los artefactos se efectúa entonces en sus respectivos ciclos de forja, que están suficientemente desfasados para que se pueda compartir dicho suministro. Así se observará que la instalación de forja se puede explotar de manera casi continua, ya que los aparatos o instalaciones de forja 50 pueden trabajar alternamente, teniendo uno su aparato de fundir 10 en posición de llenado y forjando, mientras el otro tiene el aparato o instalación de fundir 10 en posición de cara y está siendo cargado con un precursor del metal ligero, y preparándose para moverse recíprocamente a la posición de llenado tan pronto como termine el proceso de forja en el otro aparato o instalación de forjar.It will be noted that the forging installation 80 allows to simultaneously forge two artifacts in forging cycles outdated, sharing the smelters 10 a supply common induction heating energy 82 and sharing the matrix or mold device 52 a common energy supply induction heating 84. The forging of the artifacts is then performs in their respective forging cycles, which are sufficiently outdated so that said can be shared supply. Thus it will be noted that the forging installation can be explode almost continuously, since the devices or 50 forging facilities can work alternately, taking one its melting apparatus 10 in the filling and forging position, while the other has the apparatus or installation of melting 10 in face position and is being loaded with a metal precursor light, and preparing to move reciprocally to the position of filled as soon as you finish the forging process on the other apparatus or installation of forging.
Refiriéndonos ahora a las figuras 4 y 5, ilustran el funcionamiento del aparato o instalación de forjar antes descrito con referencia al forjado de un artefacto de metal ligero con forma de una llanta de rueda de aleación de magnesio 90, a partir de un precursor en forma de un tocho o lingote 92 ya hecho de aleación de magnesio-aluminio-cinc llamada en la técnica AZ91. El tocho o lingote 92 se coloca en el dispositivo de pistones 24 con el aparato de fundir 10 respectivo en posición de carga. Rl cilindro o tubo 14 se pone sobre el tocho o lingote 92 de manera que el extremo de abajo del cilindro o tubo 14 toque y obture dicha ranura del barrilete de más arriba 37 del mecanismo de traslado del metal 20. y así, al poner el cilindro o tubo 14 y el tocho o lingote 92 en su posición se hace que los rodee la bobina 18.Referring now to figures 4 and 5, illustrate the operation of the forging apparatus or installation described above with reference to the forging of a metal artifact lightweight shaped like a 90-magnesium alloy wheel rim, from a precursor in the form of a billet or ingot 92 already made alloy magnesium-aluminum-zinc called in AZ91 technique. The billet 92 is placed in the device of pistons 24 with the respective melting apparatus 10 in position loading The cylinder or tube 14 is placed on the billet or ingot 92 so that the bottom end of the cylinder or tube 14 touches and secure said groove of the barrel from above 37 of the mechanism of metal transfer 20. and so, when putting the cylinder or tube 14 and the billet or ingot 92 in position makes the coil surround them 18.
El dispositivo de matriz 52 se prepara para forjar bajando la parte superior 58 de forma que se pose sobre la parte de fondo o cara 60. Luego los pistones 66 ponen en posición los segmentos del anillo lateral 54, cerrando la matriz. Se alimenta a la matriz o molde 54 el gas de purga, que es una mezcla fundente de gas SF_{6}/CO_{2}, con 2% al volumen de SF_{6}, y la matriz o molde se calienta mediante la bobina de inducción 64, con la energía eléctrica alimentada por el suministro de energía calefactora 84, a una frecuencia elegida previamente, hasta que la matriz o molde 54 llega a la temperatura de trabajo necesaria y tiene el perfil de temperatura deseado. El ritmo del caldeo se puede modificar cambiando la cantidad de energía del suministro 84 y/o variando la frecuencia de la misma; a mayor frecuencia el ritmo de calentamiento es mayor; y se pueden accionar selectivamente las vueltas de la bobina 84 para variar la entrada de energía a la misma para conseguir dicho perfil de temperatura.Matrix device 52 is prepared for forge lowering the upper part 58 so that it is held on the bottom or face part 60. Then the pistons 66 put into position the segments of the side ring 54, closing the die. Be feeds the purge gas to the matrix or mold 54, which is a mixture gas flux SF 6 / CO 2, with 2% to the volume of SF 6, and the die or mold is heated by induction coil 64, with the electric power fed by the power supply heater 84, at a previously chosen frequency, until the matrix or mold 54 reaches the necessary working temperature and It has the desired temperature profile. The rhythm of the Chaldean is can be modified by changing the amount of power supply 84 and / or varying the frequency thereof; more often the rhythm heating is greater; and you can selectively activate the turns of coil 84 to vary the power input to it to get said temperature profile.
El aparato de fundir 10 es movido recíprocamente con la ayuda de las ruedas 38 sobre los carriles (omitidos) del aparato o instalación de forja 50, desde la posición de carga, donde se efectúa la carga el cilindro o tubo 14 con el tocho o lingote precursor de aleación AZ91, a la posición de llenado, en la que el aparato o instalación de forjar 10 está alineado con la abertura de carga 62 de la pieza de fondo o cara 60 de la matriz o molde 54. El cilindro o tubo 14 queda obturado por la superficie de la parte inferior o cara 60 al levantarse hidráulicamente el barrilete 37, que también obtura el cilindro o tubo 14 contra el barrilete 37. La atmósfera del cilindro o tubo 14 es purgada con el gas de purga SF_{6}/CO_{2}. El tocho o lingote 92 se funde en la atmósfera purgada introducida en el cilindro o tubo 14 por el suministro de gas 22, hasta que se produce una carga fundida de aleación AZ91. Luego se pasa argón para crear una atmósfera refrigerante que enfría la carga fundida en la zona inferior del cilindro o tubo 14 para formar una obturación secundaria en forma de una parte o rebaba semisólida o medio solidificada del metal ligero (omitido).The melting apparatus 10 is reciprocally moved with the help of wheels 38 on the rails (omitted) of the forging apparatus or installation 50, from the loading position, where the cylinder or tube 14 is loaded with the billet or AZ91 alloy precursor ingot, to the filling position, in the that the forging apparatus or installation 10 is aligned with the loading opening 62 of the bottom piece or face 60 of the die or mold 54. The cylinder or tube 14 is sealed by the surface of the lower part or face 60 when the skip 37, which also seals the cylinder or tube 14 against the skip 37. The atmosphere of the cylinder or tube 14 is purged with the purge gas SF 6 / CO 2. The billet or ingot 92 melts in the purged atmosphere introduced into cylinder or tube 14 by the gas supply 22, until a molten charge of AZ91 alloy. Then argon is passed to create an atmosphere refrigerant that cools the molten charge in the lower area of the cylinder or tube 14 to form a secondary seal in shape of a part or semi-solid or solidified medium burr of the metal light (omitted).
Una vez alcanzada la temperatura de trabajo y el perfil de temperatura deseado en la matriz o molde 54 y se ha cerrado a presión la matriz o molde 54 con la ayuda de los pistones 68 mediante el mando hidráulico 67, se corta el paso de gas al cilindro o molde 14 y la carga fundida se traslada bajo presión desde el cilindro o tubo 14 a la matriz o molde 54 por medio del dispositivo de pistones 24, con lo que se llena la matriz o molde con la carga fundida. Antes y durante la inyección de la carga fundida en la matriz o molde 54, se purga la matriz o molde 54 con el antes citado gas purgante y fundente SF_{6}/CO_{2} mediante la unidad de mando del suministro de gas 88, cuyo gas también protege la superficie de la carga fundida, tanto en el tubo 14 como cuando entra en la matriz o molde 54. La cabeza del pistón 30 también se cierra contra la periferia de la abertura de carga 62 y la obtura entrando parcialmente en la abertura de carga 62 para aumentar la presión sobre la carga fundida dentro de la matriz o molde 54. Se permite que la matriz o molde 54 se enfríe y el aparato o instalación de fundir se desengancha de la matriz o molde 54. Entonces el aparato de fundir 10 vuelve recíprocamente a la posición de carga.Once the working temperature and the desired temperature profile in the die or mold 54 and it has Pressed die die or mold 54 with the help of the pistons 68 by means of the hydraulic control 67, the gas passage to the cylinder or mold 14 and the molten load is moved under pressure from the cylinder or tube 14 to the die or mold 54 by means of the piston device 24, thereby filling the die or mold With the molten load. Before and during load injection fused in the matrix or mold 54, the matrix or mold 54 is purged with the aforementioned purging and melting gas SF 6 / CO 2 by the gas supply control unit 88, whose gas also protects the surface of the molten charge, both in tube 14 and when it enters the die or mold 54. The piston head 30 it also closes against the periphery of the loading opening 62 and the seal partially entering the loading opening 62 to increase the pressure on the molten load within the matrix or mold 54. The die or mold 54 is allowed to cool and the melting apparatus or installation disengages from the die or mold 54. Then the melting apparatus 10 reciprocally returns to the loading position
A continuación se abre la matriz o molde 54 el separarse hidráulicamente unas de otras las partes segmentadas laterales del anillo, con la ayuda de los pistones 66 y el mando 67 levanta la parte superior con la llanta de rueda 90 solidificada unida a la misma. Luego se despega la llanta de rueda 90 y se separa de la parte superior 58 por las barras dirigidas hacia abajo del medio de desmolde (omitido) que empujan la llanta de rueda 90 hacia abajo mientras se levanta la parte superior 58.The matrix or mold 54 is then opened hydraulically separate the segmented parts from each other side of the ring, with the help of pistons 66 and control 67 lift the top with the solidified 90 wheel rim attached to it. Then the wheel rim 90 is detached and separated from the top 58 by the bars directed down the release means (omitted) that push the wheel rim 90 towards down while lifting the top 58.
El dispositivo de pistones 24 desciende y entonces los barriletes del mecanismo 20 se retraen liberando el cilindro o tubo 14 y la parte solidificada o rebaba (omitida) de la carga fundida que formaba la obturación secundaria del cilindro o tubo 14. Se quita el cilindro o tubo 14 y se pone uno nuevo para forjar otra llanta de rueda 90, haciendo posible forjar artefactos uno tras otro de manera casi ininterrumpida a partir de tochos o lingotes de aleaciones de distinta composición, sin que tarde más que forjarlas con la misma aleación, con el mismo ciclo de forjado, pero, naturalmente, con temperaturas y perfiles de temperatura distintos, si fuera apropiado. Una versión de la invención, el aparato o instalación para forjar 10 permite la forja de llantas de rueda hechas con las siguientes aleaciones, una tras otra y sin riesgo de contaminación: AM80B (aleación de aluminio-magnesio-manganeso), AZ91 (aleación de magnesio-aluminio-manganeso y cinc) y Galsi7 (aleación de aluminio-sílice).The piston device 24 descends and then the kegs of mechanism 20 retract releasing the cylinder or tube 14 and the solidified part or burr (omitted) of the molten load that formed the secondary seal of the cylinder or tube 14. The cylinder or tube 14 is removed and a new one is put on to forge another 90 wheel rim, making it possible to forge artifacts one after another almost continuously from bilges or ingots of alloys of different composition, without taking longer than forging them with the same alloy, with the same forging cycle, but naturally with temperatures and temperature profiles different, if appropriate. A version of the invention, the apparatus or installation for forging 10 allows forging of tires wheel made with the following alloys, one after another and without risk of contamination: AM80B (alloy aluminum-magnesium-manganese), AZ91 (alloy of magnesium-aluminum-manganese and zinc) and Galsi7 (aluminum-silica alloy).
Una ventaja de la invención presente es que el
tamaño del precursor de la carga fundida, p. ej. el tocho o lingote
92, iguala el volumen de la carga de metal fundido necesario para
cargar o llenar la matriz o molde 54 y producir un solo artefacto,
p. ej. una sola llanta de rueda. De este modo se reduce el
desperdicio de metal, si no se elimina, en comparación con la forja
de artefactos de metal ligero, o llantas de rueda, con los procesos
conocidos generalmente en el sector, en los que se funde
considerablemente más metal ligero del necesario para una llanta
de
rueda.An advantage of the present invention is that the size of the precursor of the molten charge, e.g. ex. the billet 92, equals the volume of the molten metal charge necessary to load or fill the die or mold 54 and produce a single artifact, e.g. ex. A single wheel rim. In this way the metal waste is reduced, if not eliminated, compared to the forging of light metal artifacts, or wheel rims, with the processes generally known in the sector, in which considerably more light metal melts from the necessary for a tire of
wheel.
Otra ventaja de la presente invención es que el aparato de fundir 10, así como el aparato o instalación de forjar 50 no tienen que ser necesariamente de construcción fija, sino que pueden trasladarse con facilidad de un centro de producción a otro; así, el aparato o instalación de forja puede montarse económicamente cerca del usuario final, ahorrando así los gastos de transporte y similares.Another advantage of the present invention is that the melting apparatus 10, as well as forging apparatus or installation 50 they do not necessarily have to be of fixed construction, but they can easily move from one production center to another; Thus, the forging apparatus or installation can be economically mounted near the end user, thus saving transportation costs and Similar.
Otra ventaja más de la invención es que el aparato o instalación de forjar 50 no ocupa mucho espacio para montarlo. Por ejemplo, el aparato o instalación para forjar 50 que se ha descrito antes, necesita alrededor de 23 m^{2} de suelo. Este proceso ofrece otras ventajas de costes, tales como el hecho de que sólo hay que suministrar energía al aparato o instalación de forja 50 inmediatamente antes de forjar y se puede apagar al acabar el forjado de un solo artefacto sin que pierda eficiencia. En el caso de que ocurra un apagón durante el proceso de forjado por el método y con el aparato o instalación 50 de la presente invención, se hace notar que las pérdidas no tienen que ser mayores que la de la carga fundida del cilindro o tubo 14, consistente en un solo tocho o lingote 92, comparado con una fundición típica, cuyo proceso es continuo y hay que fundir grandes cantidades de metal en un momento dado, y todo se solidifica si se produce un apagón. En efecto, las pérdidas, en principio, se pueden evitar totalmente, mediante la simple refundición del contenido del cilindro o tubo 14, cuando se restaura el suministro de energía.Another advantage of the invention is that the apparatus or installation of forging 50 does not take up much space for ride it. For example, the apparatus or installation for forging 50 that As described above, it needs about 23 m2 of soil. This process offers other cost advantages, such as the fact that you only have to supply power to the device or installation of Forge 50 immediately before forging and can be turned off when finished the forging of a single device without losing efficiency. At in the event of a blackout during the forging process by the method and with the apparatus or installation 50 of the present invention, it is noted that the losses do not have to be greater than that of the molten load of the cylinder or tube 14, consisting of a single billet or ingot 92, compared to a typical foundry, whose process It is continuous and you have to melt large amounts of metal in a given moment, and everything solidifies if a blackout occurs. In effect, losses, in principle, can be totally avoided, by simply recasting the contents of the cylinder or tube 14, when the power supply is restored.
Aun otra ventaja más del proceso de la presente invención está en que no exige un rodaje previo para ponerlo en las condiciones óptimas de trabajo. Los precursores de metal ligero, tales como los tochos o lingotes 92 se hacen con la composición y la metalografía debida. Así, los tochos o lingotes 92 pueden ser artículos de almacén. Se observará que las llantas de rueda 90 producidas con tochos o lingotes normalizados, exhiben una metalografía similar y de ahí las mismas propiedades, lo que facilita el control de calidad. El hecho de que el proceso no necesite un ciclo o ciclos de rodaje significa que un número determinado de tochos o lingotes 92 debe producir un número igual de llantas de rueda 90, salvo que se produzca un apagón.Yet another advantage of the present process invention is that it does not require a previous shoot to put it in the optimal working conditions The light metal precursors, such as the billets or ingots 92 are made with the composition and The due metallography. Thus, the billets 92 can be warehouse items. It will be noted that the 90 wheel rims produced with standardized billets or ingots, exhibit a similar metallography and hence the same properties, which It facilitates quality control. The fact that the process does not need a cycle or taxi cycles means that a number set of billets or ingots 92 must produce an equal number of 90 wheel rims, unless there is a blackout.
Claims (16)
30 Kg.9. A process like any one of the preceding claims characterized in that a metal artifact is forged in which the solidified part of the artifact is the furthest from the surface of the artifact, separated from the one closest to the surface of the artifact by a distance from 0.75 to 15 mm and the mass of the device is 0.25 to
30 kg
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