FI69412B - FOERFARANDE FOER SNABB AVKYLNING AV METALLGJUTSTYCKEN - Google Patents

FOERFARANDE FOER SNABB AVKYLNING AV METALLGJUTSTYCKEN Download PDF

Info

Publication number
FI69412B
FI69412B FI823324A FI823324A FI69412B FI 69412 B FI69412 B FI 69412B FI 823324 A FI823324 A FI 823324A FI 823324 A FI823324 A FI 823324A FI 69412 B FI69412 B FI 69412B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
sand
molds
cooling
cooled
water
Prior art date
Application number
FI823324A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI823324A0 (en
FI69412C (en
FI823324L (en
Inventor
Anton Alt
Original Assignee
Fischer Ag Georg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fischer Ag Georg filed Critical Fischer Ag Georg
Publication of FI823324A0 publication Critical patent/FI823324A0/en
Publication of FI823324L publication Critical patent/FI823324L/en
Application granted granted Critical
Publication of FI69412B publication Critical patent/FI69412B/en
Publication of FI69412C publication Critical patent/FI69412C/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/04Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould

Description

1 694121 69412

Menetelmä hiekkamuottien jäähdyttämiseksi äkillisestiMethod for abrupt cooling of sand molds

Keksintö kohdistuu menetelmään kemiallisella sideaineella lujitetuissa hiekkamuoteissa valettujen metallivalukappaleiden jäähdyttämiseksi äkillisesti.The invention relates to a method for abruptly cooling metal castings cast in chemically binder-reinforced sand molds.

Tunnetaan hyvin monta tällaista menetelmää, joihin kuitenkin liittyy lukuisia menetelmäteknisiä ja metallurgisia epäkohtia.Many such methods are known, but with numerous methodological and metallurgical drawbacks.

Edelleen tunnetaan menetelmiä pysyvien metallimuottien jäähdyttämiseksi muoteissa olevien jäähdytyskanavien avulla, kuten esimerkiksi on esitetty CH-patenttijulkaisuissa 557 209. Tällaista jäähdytysmenetelmää ei kuitenkaan voida soveltaa hiekka-muotteihin.Methods for cooling permanent metal molds by means of cooling channels in the molds are further known, as disclosed, for example, in CH Patent Publication No. 557,209. However, such a cooling method cannot be applied to sand molds.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa tämä epäkohta. Patenttivaatimuksissa määritetty keksintö ratkaisee tehtävän kanto-kykyisen pintakerroksen nopeaksi aikaansaamiseksi jähmettyvään metallimuotokappaleeseen ja hienorakeisen rakenteen aikaansaamiseksi, etenkin tulee grafiittisesti jähmettyvässä raudassa grafiitin erottumisesta johtuvaa lisätilavuutta käyttää hyväksi sisäänpäin suunnattua jähmettymisestä johtuvan tilavuuden pienenemisen tasaamiseen.The object of the invention is to eliminate this drawback. The invention as defined in the claims solves the task of rapidly providing a load-bearing surface layer to a solidifiable metal shaped body and a fine-grained structure, in particular the additional volume due to graphite separation in graphically solidifiable iron must be utilized to reduce inward solidification volume.

Keksinnön kannalta erikoisen tärkeätä on tällöin hiekkamaljan ulkopintojen kyllästäminen vettä hylkivällä aineella, esimerkiksi silikonilla, minkä johdosta jo täyttämisen kuluessa tai pian sen jälkeen metallilla täytettyjä maljoja voidaan äkillisesti jäähdyttää ulkopuolelta, esimerkiksi vedellä tai vesihöyryllä ilman, että jäähdytysnestettä pääsee tunkeutumaan hiekka-maljan (kuoren) läpi rautaan.Of particular importance to the invention is the impregnation of the outer surfaces of the sand cup with a water-repellent substance, for example silicone, as a result of which metal-filled cups can be abruptly cooled from the outside iron.

2 6941 22 6941 2

Keksinnöllä saavutetut edut ovat olennaisesti nähtävissä siinä, että etenkin grafiittisesti jähmettyvällä raudalla edellä mainittu tilavuuden kompensaatio mahdollistaa valun ilman syöttönielua ja alumiinilla ja sen seoksilla voidaan kaasukuplien muodostuminen metallissa ehkäistä. Valu ilman syöttönielua merkitsee tällöin metallin tehokkaampaa hyväksikäyttöä ja täten parempaa taloudellisuutta.The advantages achieved by the invention are essentially seen in that, especially with graphitically solidifying iron, the above-mentioned volume compensation enables casting without a feed sink and the formation of gas bubbles in the metal with aluminum and its alloys can be prevented. Casting without a feed sink then means more efficient utilization of the metal and thus better economy.

Keksinnön mukainen valukappaleiden äkillinen jäähdytys saa jo mainittujen etujen ohella myös aikaan mekaanisten ominaisuuksien merkittävän paranemisen.In addition to the advantages already mentioned, the sudden cooling of the castings according to the invention also results in a significant improvement in the mechanical properties.

Tuoreessa hiekassa tavanomaiseen tapaan valetulle alumiiniseokselle G AISi 8 Cu 3 vaaditaan DIN 1725:n mukaan valetussa 2 tilassa 140 N/mm vetolujuutta 0,5 %:n venymällä.According to DIN 1725, a tensile strength of 140 N / mm with a tensile strength of 0.5% is required for aluminum alloy G AISi 8 Cu 3 cast in the conventional way in fresh sand.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan valetussa tilassa 2 190 N/mm lujuusarvo^a 2 %:n venymällä, kylmävarastoinnin }äl- 2 keen jopa 210 N/mm lujuusarvoja noin 2,5 % venymällä.The method according to the invention gives a strength value of 2,190 N / mm in the cast state with an elongation of 2%, after cold storage, strength values of up to 210 N / mm with an elongation of about 2.5%.

Kun kuoret poistetaan vedessä on mahdollista edelleen parantaa lujuutta noin 300 N/mm^:iin 3,5 %:n venymällä. Tällaisia arvoja voidaan muutoin saavuttaa vain painevalulla.When the shells are removed in water, it is possible to further improve the strength to about 300 N / mm ^ with an elongation of 3.5%. Otherwise, such values can only be achieved by die casting.

Painevaluun verrattuna keksinnön mukainen menetelmä on kuitenkin kustannuksiin nähden edullisempi, koska kalliit paine-valumuotit jäävät pois.However, compared to die casting, the method according to the invention is more cost-effective because expensive die casting molds are eliminated.

Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettujen valukappaleiden hyvät, painevalun kaltaiset mekaaniset ominaisuudet johtuvat siitä, että toisaalta saadaan nopean lämmön poisjoh-tamisen ansiosta hienorakeinen rakenne, ja toisaalta jää jäähdytyksen jälkeen kuten painevalussa seoslisäaineilla rikastettu sekakide jäähdytysnopeudesta riippuen osaksi ylikylläs-tettyyn tilaan ja omaa täten tietyn karkaisukyvyn.The good, die-casting-like mechanical properties of the castings produced by the process according to the invention are due to the fact that rapid heat dissipation results in a fine-grained structure and, after cooling,

3 694123,69412

Kuoret voidaan valmistaa tekniikan tason mukaisesti, esimerkiksi sekoittamalla hiekkaan sideainetta, joka kovettuu.The shells can be made according to the prior art, for example by mixing a binder which hardens in the sand.

Eräs tällainen menetelmä on Croning-menetelmä, jonka mukaan hiekka sidotaan fenolihartsilla.One such method is the Croning method, in which sand is bound with a phenolic resin.

Kuorten seinänpaksuus on sopivimmin vähintään 3 mm. Malja-maisia muotinosia kootaan tavanomaiseen tapaan valumuoteiksi, jolloin kyllästäminen, esimerkiksi silikonilla, suoritetaan jo ennen kokoonpanoa, sopivimmin kuitenkin vasta kokoonpanon jälkeen maljojen kosketuspinnoissa olevien käsittelemättömien kohtien välttämiseksi.The wall thickness of the shells is preferably at least 3 mm. The cup-like mold parts are assembled in the usual way into molds, in which case the impregnation, for example with silicone, is carried out before assembly, but preferably only after assembly, in order to avoid untreated points on the contact surfaces of the cups.

Hiekkamaljoja voidaan joko tuettuina tai tukemattomina suihkuttaa jäähdytysnesteellä tai höyryllä tai myös upottaa kokonaan jäähdytyskylpyyn. Jäähdytysväliaineena käytetään sopivimmin vettä tai vesihöyryä.The sand cups, either supported or unsupported, can be sprayed with coolant or steam or also completely immersed in a cooling bath. Water or steam is preferably used as the cooling medium.

Veden lisäämisen ajankohta määräytyy valetusta metallista ja valukappaleen seinänvahvuudesta. Alumiinia tai hyvin ohutseinäisiä rautavalukappaleita, esimerkiksi männäntankoja valettaessa, voidaan muottia jo valun aikana valella vedellä. Paksumpiseinäisiä osia, esimerkiksi kiertokankia valettaessa, suoritetaan veden lisääminen muutamia sekunteja valun jälkeen.The timing of the addition of water is determined by the cast metal and the wall thickness of the casting. When casting aluminum or very thin-walled iron castings, for example when piston rods, the mold can already be poured with water during casting. When casting thicker-walled parts, for example a connecting rod, water is added a few seconds after casting.

Paksuseinäisillä rautavalukappaleilla on esiintyvän jähmetty-mispaineen ja suuremman lämpökuormituksen takia suositeltavaa tukea maljoja, esimerkiksi CH-patenttijulkaisussa 492 493 esitetyllä tavalla.Due to the solidification pressure and higher thermal load, thick-walled iron castings have recommended support plates, for example as described in CH patent 492,493.

Tukivälineenä tulevat etenkin teräshiekka, kvartsijauhe tai kvartsihiekka sekä muut rakeiset massat kyseeseen tai myös kiinteät tuet.Steel sand, quartz powder or quartz sand, as well as other granular masses or also fixed supports are particularly suitable as a support tool.

Suljetussa säiliössä voidaan tämän lisäksi myös käyttää itse jäähdytysnestettä hyväksi tukivälineenä.In addition to this, the coolant itself can also be used as a support in a closed tank.

4 694124,69412

Jos jäähdytysväliaine poistetaan kuorien lämpötilan ollessa 600-700°C, hehkuvat kuoret enemmän tai vähemmän kauttaaltaan ja murenevat purettaessa. Vaihtoehtoisesti voidaan kuorten poistaminen suorittaa jo vesikylvyssä tai jäähdytysväliaineel-la suihkutettaessa, jolloin saadaan seuraavat edut: a) tehokkaampi jäähdytysvaikutus b) kuoria voidaan käyttää uudelleen c) myrkyllisten hajoamiskaasujen syntyminen käytetystä orgaanisesta sideaineesta, esimerkiksi fenolihartsista, valun aikana ja jäähdytysväliaineen poistamisen jälkeen estyy.If the cooling medium is removed at a shell temperature of 600-700 ° C, the shells will glow more or less throughout and crumble upon disassembly. Alternatively, the peeling can be performed already in a water bath or by spraying with a cooling medium, which has the following advantages: a) more efficient cooling effect b) the peelings can be reused c) the formation of toxic decomposition gases from the used organic binder, e.g. phenolic resin, during casting and

Kuten CH-patenttijulkaisussa 583 758 on taulukossa 1 esitetty, kehittää esimerkiksi fenoliformaldehydi-sideaine kuumennettaessa valulämpötilaan paitsi 20-25 % metaania myös 25-30 % hiilimonoksidia, joka on ihmiselle hyvin vaarallista.As shown in Table 1 of CH Patent 583,758, for example, a phenol-formaldehyde binder generates not only 20-25% methane but also 25-30% carbon monoxide when heated to a casting temperature, which is very dangerous to humans.

Edellä kohdassa c) mainittu etu voidaan kuitenkin saavuttaa vain kun kuoret jäähdytetään fenolihartsin hajoamislämpötilan (noin 300°C) alle.However, the advantage mentioned in c) above can only be achieved when the shells are cooled below the decomposition temperature of the phenolic resin (about 300 ° C).

Claims (7)

1. Menetelmä kemiallisella sideaineella lujitetuissa hiekka-muoteissa valettujen metallivalukappaleiden jäähdyttämiseksi äkillisesti, tunnettu siitä, että hiekkakuoret tehdään ennen kokoonpanoa tai sen jälkeen vettä hylkiviksi ja juoksevalla metallilla täytetty hiekkamuotti jäähdytetään jo täytön kuluessa tai kohta sen jälkeen ulkoa nestemäisellä väliaineella.A method for abruptly cooling metal castings cast in chemically binder-reinforced sand molds, characterized in that the sand shells are made water-repellent before or after assembly and the liquid metal-filled sand mold is cooled externally during filling or shortly thereafter with a liquid medium. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nestemäisenä väliaineena käytetään vettä.Process according to Claim 1, characterized in that water is used as the liquid medium. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koko hiekkamuotti upotetaan jäähdytys-väliaineeseen .Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the entire sand mold is immersed in a cooling medium. 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiekkamuottia vain suihkutetaan jäähdy-tysväliaineella.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the sand mold is only sprayed with a cooling medium. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiekkamuotit jäähdytetään kemiallisen sideaineen hajoamislämpötilaa alhaisempaan lämpötilaan.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the sand molds are cooled to a temperature below the decomposition temperature of the chemical binder. 5 694125,69412 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että fenolihartsilla lujitettuja muotteja jäähdytetään alle 300°C:n lämpötilaan.Process according to Claim 5, characterized in that the molds reinforced with phenolic resin are cooled to a temperature of less than 300 ° C. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiekkamuotit tehdään silikonilla vettä hylkiviksi.Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the sand molds are made water-repellent with silicone.
FI823324A 1980-08-29 1982-09-28 FOERFARANDE FOER SNABB AVKYLNING AV METALLGJUTSTYCKEN FI69412C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH6513/80A CH650430A5 (en) 1980-08-29 1980-08-29 Method for casting of metals by phenolic bound sand shapes.
CH651380 1980-08-29
EP8100110 1981-08-04
PCT/EP1981/000110 WO1982000786A1 (en) 1980-08-29 1981-08-04 Metal molding process using sand hollow forms

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI823324A0 FI823324A0 (en) 1982-09-28
FI823324L FI823324L (en) 1982-09-28
FI69412B true FI69412B (en) 1985-10-31
FI69412C FI69412C (en) 1986-02-10

Family

ID=4310798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI823324A FI69412C (en) 1980-08-29 1982-09-28 FOERFARANDE FOER SNABB AVKYLNING AV METALLGJUTSTYCKEN

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP0058180B1 (en)
JP (1) JPS57501828A (en)
BE (1) BE890139A (en)
BR (1) BR8108968A (en)
CA (1) CA1165967A (en)
CH (1) CH650430A5 (en)
DK (1) DK190882A (en)
FI (1) FI69412C (en)
IT (1) IT1138537B (en)
PT (1) PT73559B (en)
WO (1) WO1982000786A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2633206B1 (en) * 1988-06-24 1990-10-12 Peugeot MOLD FOR MANUFACTURING A METAL PART, USE OF SUCH MOLD AND CORRESPONDING MOLDING METHOD
FR2680125B1 (en) * 1991-08-09 1995-02-17 Peugeot CARAPACE MOLDING METHOD AND DEVICE WITH COOLED RIGID SHELL.
DE10357618B4 (en) * 2003-12-10 2008-01-24 Bender, Wilfried, Dr. Method for producing a casting from a molten metal
FR3034332A1 (en) * 2015-04-01 2016-10-07 Saint Jean Ind PROCESS FOR SANDING CARAPLE MOLDING FOR THE PRODUCTION OF A PART IN THE AUTOMOTIVE AND AERONAUTICS FIELD

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE734046C (en) * 1941-05-20 1943-04-07 Heinrich Lanz Ag Process to prevent the penetration of moisture from the filler sand into the model sand layer in casting molds
FR1039893A (en) * 1950-08-04 1953-10-12 Ford Method and apparatus for heat treatments, such as quenching castings
US2968848A (en) * 1959-01-02 1961-01-24 Richard T Carter Method of casting refractory shells
US2985929A (en) * 1959-12-18 1961-05-30 Richard T Carter Method and apparatus for support and cooling of shell molds
DE1241051B (en) * 1961-08-12 1967-05-24 Deutsche Edelstahlwerke Ag Device for casting metallic workpieces
FR1351085A (en) * 1963-03-12 1964-01-31 Foundry mold
US3409069A (en) * 1966-02-01 1968-11-05 Amsted Ind Inc Method of casting steel in a shell mold
US3404724A (en) * 1966-02-01 1968-10-08 Amsted Ind Inc Method of casting in a shell molding
JPS5638565Y2 (en) * 1977-08-06 1981-09-09
DE2806995A1 (en) * 1978-02-18 1979-08-30 Avesta Jernverks Ab Pouring metal without turbulence into thin walled mould - gradually lowered into cooling bath during casting from horizontal into vertical position (SW 22.5.78)

Also Published As

Publication number Publication date
FI823324A0 (en) 1982-09-28
EP0058180B1 (en) 1984-10-17
EP0058180A1 (en) 1982-08-25
DK190882A (en) 1982-04-28
CH650430A5 (en) 1985-07-31
CA1165967A (en) 1984-04-24
FI69412C (en) 1986-02-10
BR8108968A (en) 1983-01-11
PT73559A (en) 1981-09-01
FI823324L (en) 1982-09-28
IT8123692A0 (en) 1981-08-28
PT73559B (en) 1983-01-17
JPS57501828A (en) 1982-10-14
WO1982000786A1 (en) 1982-03-18
IT1138537B (en) 1986-09-17
BE890139A (en) 1981-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009233751A (en) Method and device for chill molding
US20050103407A1 (en) Method for producing light-alloy casting
FI69412B (en) FOERFARANDE FOER SNABB AVKYLNING AV METALLGJUTSTYCKEN
US3965962A (en) Process for producing ductile iron casting
US5165464A (en) Method of casting hypereutectic aluminum-silicon alloys using a salt core
CN100333861C (en) High temperature gradient layer-by-layer solidifying continuously casting process
FI92807B (en) Lost-foam method for casting metal articles under controlled pressure
CN106513622A (en) AM50 magnesium alloy vacuum die-casting process
FI92162C (en) Method of casting metal pieces according to lost foam method and under pressure
US3977459A (en) Casting a shaped aluminum part on a work piece
RU2422243C2 (en) Cooling component of mould casting material and use of said mould component
CA2071902A1 (en) Method of controlling the rate of heat extraction in mould casting
CA1102995A (en) Mould for casting at low pressure
JPH0230790B2 (en)
JPH0128667B2 (en)
JPH0330708B2 (en)
Pedersen et al. Solidification of hypereutectic thin wall ductile cast iron
RU2594060C2 (en) Method for making models from foamed polystyrene to produce composite casts by using full-mold process
Guler et al. Investigation of lost foam casted aluminum bimetal microstructures
GB2048143A (en) A method for hardening foundry moulds and cores
RU2284243C2 (en) Melt metal transporting trough manufacturing method
NO159248B (en) PROCEDURE FOR AA TO GET QUICK COOLING OF COLD FOLDING FORMS.
SU476078A1 (en) Method of making permanent casting molds
RU2397040C2 (en) Method for manufacturing of chute for transportation of liquid aluminium and its alloys
SU859004A1 (en) Moulding mixture for differential cooling of castings

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: GEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT