HU230866B1 - Casting process and sand mould provided with an inlet system for producing at least partly thin walled aliminium casts with sand moulding technology by means of gravity casting - Google Patents
Casting process and sand mould provided with an inlet system for producing at least partly thin walled aliminium casts with sand moulding technology by means of gravity casting Download PDFInfo
- Publication number
- HU230866B1 HU230866B1 HU1700498A HUP1700498A HU230866B1 HU 230866 B1 HU230866 B1 HU 230866B1 HU 1700498 A HU1700498 A HU 1700498A HU P1700498 A HUP1700498 A HU P1700498A HU 230866 B1 HU230866 B1 HU 230866B1
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- casting
- mold
- sand
- inlet system
- sand mold
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims description 119
- 239000004576 sand Substances 0.000 title claims description 58
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims description 36
- 230000005484 gravity Effects 0.000 title claims description 21
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 31
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims 4
- 241000792859 Enema Species 0.000 claims 1
- 239000007920 enema Substances 0.000 claims 1
- 229940095399 enema Drugs 0.000 claims 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 46
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 238000007528 sand casting Methods 0.000 description 9
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000003110 molding sand Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 241000282832 Camelidae Species 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100532722 Ovis aries SCNN1B gene Proteins 0.000 description 1
- 238000012356 Product development Methods 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 101150082646 scnn1a gene Proteins 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
- B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
- B22D21/04—Casting aluminium or magnesium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
- B22C9/082—Sprues, pouring cups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/12—Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
- B22D15/04—Machines or apparatus for chill casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
- B22D21/002—Castings of light metals
- B22D21/007—Castings of light metals with low melting point, e.g. Al 659 degrees C, Mg 650 degrees C
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D25/00—Special casting characterised by the nature of the product
- B22D25/02—Special casting characterised by the nature of the product by its peculiarity of shape; of works of art
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Casting Devices For Molds (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Description
Öntészeti eljárás és beömlő-rendszerrel ellátott homokforma legalább részben vékonyfalú alumínium öntvénydarabok homokformázásos technológiával, gravitációs öntéssel való előállításáraInjection molding process and in-mold sand mold for the production of at least partially thin-walled aluminum castings by sand-forming technology by gravity molding
A találmány tárgya őntészeti eljárás legalább részben vékonyfalú alumínium öntvénydarabok homokformázásos technológiával gravitációs öntéssel való előállítására, amely vékonyfalú rész falvastagsága 1-3 mm közötti.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a casting process for the production of at least partially thin-walled aluminum castings by gravity casting with a wall thickness of 1-3 mm.
A találmány tárgya továbbá ilyen öntvénydarabok előállítására szolgáló homokforma és beömlő-rendszer.The present invention also relates to a sand mold and an inlet system for producing such castings.
Alumínium öntvénydarabok előállítására már hosszú ideje alkalmazzák az ún. homokforma technológiát. Ennek lényege, hogy erre alkalmas formázó homokból létrehozzák az öntvénydarab geometriájának megfelelő forma-üreget, amelyet megfelelő hőmérséklet és egyéb öntési körülmények betartásával az olvadt alumíniummal kiöntenek. A megszilárdult öntvényről a formázóhomokot 20 eltávolítják, és azt követően az adott célnak megfelelően felhasználják. A homokforma technológia előnye, hogy a homokforma előállítása viszonylag egyszerű, hátránya, hogy minden öntéshez új homokforma kell, ezért a homokformát minden ötvénynél meg kell gyártani, újra felhasználni ontesre már nem lehet. Ebből adódóan a homokformázásos technológiát eddig különösen az 25 egyedi, vagy kis sorozatú öntvénydarabok előállításánál alkalmazták. Az öntés egyik módja során a formában az olvadt alumínium a gravitáció hatására terül szét, és tölti ki az öntési formát. Az öntésnek ezt a módját nevezik gravitációs öntésnek. A gravitációs öntés azért is fontos, mert az általában nyers vagy kémiai kötésű homokforma nem visel el nagyobb mechanikai terhelést, így nagyobb 30 nyomást alkalmazni nem lehet. Az eddig ismert homokformázásos gravitációs technológiákkal vékony falú öntvénydarabokat tagolt geometria esetén a falvastagság 50-100-szorosánál nagyobb kiterjedési mérettel nem tudtak előállítani.Aluminum castings have long been used for the production of so-called aluminum castings. sand mold technology. The essence of this is to create a mold cavity of suitable molding sand, which is molded with molten aluminum under appropriate temperature and other casting conditions. The molding sand is removed from the solidified casting and then used for its intended purpose. The advantage of sand mold technology is that it is relatively simple to produce sand mold, the disadvantage is that every casting requires a new sand mold, so the sand mold has to be produced at each die and cannot be reused. As a result, sand-forming technology has so far been used especially in the production of 25 individual or small series castings. In one way of casting, the molten aluminum in the mold expands under gravity and fills the mold. This type of casting is called gravity casting. Gravity casting is also important because the generally crude or chemically bonded sand mold does not withstand a high mechanical load, so higher pressures cannot be applied. With known sand-gravity gravity technologies, thin-walled castings could not be produced with a wall size greater than 50-100 times the size of the partitioned geometry.
SZTNH-100082863HIPO-100082863
A vékony falú nagy felületű (kiterjedésű) alumínium öntvénydarabok előállításénak a módja a nyomásos öntés, melynél a folyékony fémet nyomásos öntőgéppel rendkívül rövid idő alatt (0,01-0,05 s) és rendkívül nagy áramlási sebességgel (bekötő csatornában 20-80 m/s) juttatjuk a temperált 5 (hűtőrendszerrel 150-250 °C~ra hűtött) szerszám üregébe, ahol a megszilárdulása közben rendkívül nagy (500-1500 bar) nyomást alkalmaznak, Az Öntőgép és a szerszám bonyolult és költséges, ami csak nagy sorozatú (öntvénydarabotömegtöl függően több tízezer, vagy százezer) öntvénydarab gyártása esetén gazdaságos.The method of producing thin-walled, large-area (die-cast) aluminum castings is die-casting, using a liquid metal die-casting machine in a very short time (0.01-0.05 s) and at an extremely high flow rate (20-80 m / s) s) is introduced into the cavity of a tempered 5 mold (cooled to 150-250 ° C) where extremely high pressures (500-1500 bar) are applied during solidification, The casting machine and the tool are complex and costly, which only requires a large series (casting tens of thousands, or hundreds of thousands) of castings, depending on the product.
Ilyen eljárás ismerhető meg például a CN 1709612 kínai szabadalmi leírásból, amely szupervékony falú alumínium-ötvözet nagysebességű nyomással történő előállítására vonatkozó eljárást ismertet. Az ebben ismertetett eljárás a következő lépéseket tartalmazza: A modell öntőforma a fröccsöntő gépbe kerül behelyezésre, majd megtörténik fröccsöntés paramétereinek beállítása. Az öntési nyomás 780 kg/cm2, a modell Öntőforma hőmérséklete 250°C, az oldószer 15 hőmérséklete 700yC, majd a timföld ötvözet beinjektálásra kerül a fröccsöntő gépbe. Az 1,0 mm-nél kisebb falvastagság elérésére 0.23m/sec, injektálási sebességet alkalmaznak. Ezt követően kiveszik az öntvénydarabot és bevizsgálják, hogy megfelel-e a nemzetközi szabványnak. Az így készített öntvénydarab elsősorban a 3C termékben, akár számítógép vázához, digitális 20 fényképezőgépben és mobiltelefonban alkalmazható.Such a process is known, for example, from Chinese Patent No. 1709612, which describes a process for producing super-thin-walled aluminum alloy under high-speed pressure. The procedure described here involves the following steps: The model mold is inserted into the injection molding machine and the injection molding parameters are set. The casting pressure is 780 kg / cm 2, the model mold temperature is 250 ° C, the solvent temperature is 700 yC and the alumina alloy is injected into the injection molding machine. Injection speeds of 0.23m / sec are used to achieve wall thicknesses less than 1.0 mm. The casting piece is then removed and tested for compliance with the international standard. The cast piece thus made can be used primarily in the 3C product, even for a computer chassis, a digital camera and a mobile phone.
A klasszikus homokformázásos technológia és a nyomásos technológia jelentősen eltér egymástól.There is a significant difference between classic sand molding technology and pressure technology.
A klasszikus homokformázásos technológia bonyolult, sok apró munkafolyamatból összeálló egység, szemben a nyomásos öntéssel, ahol szinte a 25 teljes gyártástechnológiai munkafolyamatot gépek végzik a magas gyártási sorozatszám teljesítése érdekében.Classic sand molding technology is a complex unit consisting of many small work processes, as opposed to die casting, where almost 25 complete manufacturing work processes are performed by machines to achieve high production serial numbers.
Nyomásos öntési eljárással a kis falvastagságú öntvénydarabok előállítását az öntőgép hidraulikus rendszerével létrehozott rendkívül rövid formatöltésí, öntési idő és a rendkívül nagy áramlási sebesség teszi lehetővé, 30 melyet a gravitációs öntésnél nem lehet teljesíteni.The injection molding process allows the production of low wall thickness castings due to the extremely short mold filling, casting time and extremely high flow rate created by the hydraulic system of the casting machine, which cannot be accomplished by gravity casting.
Más öntészeti eljárások is ismertek, ahol pl. centrifugális erőt használnak kifolyási problémák kezelésére, de ezek nagy kiterjedésű tagolt öntvénydarabok gyártására nem használhatók. A fentiekből egyértelműen latszik, hogy aOther methods of casting are also known, e.g. centrifugal force is used to handle spill problems, but they cannot be used to produce large-scale articulated castings. It is clear from the above that a
-3nyomásos öntéssel szemben a gravitációs öntésnek vannak fizikai korlátái az öntési értékére, ezáltal a gyártható öntvénydarab falvastagságának csökkentése és kiterjedés! méretének növelése terén.As opposed to -3-pressure casting, gravity casting has physical limitations on its casting value, thereby reducing the wall thickness and extent of the molded part! size.
Mindebből következik, hogy gravitációs homokforma öntési technológiával elsődlegesen olyan öntvénydarabokat gyártanak, melyek faivastagsága jellemzően 3,5 mm feletti, és a kiterjedés! mérete a falvastagsághoz igazodóan korlátozott (a falvastagság legfeljebb 50-100-szorosa).It follows that gravity sand casting technology is primarily used to produce castings with a typically wood thickness of more than 3.5 mm and an extension! its size is limited according to the wall thickness (up to 50-100 times the wall thickness).
összehasonlítás az öntödék szempontjábólcomparison from the point of view of foundries
Az öntészeti technológiai irányvonalak, amelyek a nyomásos - kokilla 10 homok öntészeti technológiák egyre jobban specializálódnak. Nincs kapcsolat az egyes technológiák között - egymástól egyre jobban különválnak, egyre bonyolultabb műszaki megoldásokat kell kivitelezni és nem szabad - vagy egyébként nagyon költséges - technológiailag tévedni.The foundry technology guidelines, which are pressure die - die 10 sand foundry technologies, are increasingly specialized. There is no connection between technologies - they are becoming more and more different, more sophisticated technical solutions have to be implemented, and you must not make - or otherwise very costly - technology mistakes.
A különböző öntészeti eljárásokat alkalmazó öntödék a választott 15 technológiájukat próbálják fejleszteni - kockázat mentesebbé tenni, ehhez viszont szükségük van modellezésre, hogy végtermékük minősége találat biztos legyen. A modellezésnek általában két módja létezik. Az egyik a virtuális modellezés, amit a legtöbb nyomásos öntöde végez. Itt egy program a beállított műszaki-üzemi paraméterek függvényében lemodellezi az öntést és felhívja a figyelmet a várható 20 és elképzelt öntési nehézségekre. Ennek előnye a gyorsaság, hátránya, hogy nem ad tökéletes bizonyosságot arra, hogy valós üzemi körülmények között a szerszám úgy viselkedik, ahogy ezt lemodellezték.Foundries using different casting processes are trying to improve their 15 technologies of choice - to make them risk-free, but they need modeling to ensure the quality of their end product is guaranteed. There are usually two ways to model. One is the virtual modeling done by most die-casting foundries. Here a program models the casting according to the set technical-operational parameters and draws attention to the expected 20 and imagined casting difficulties. The advantage of this is the speed, the disadvantage is that it does not give a perfect assurance that the tool behaves as it has been modeled under real operating conditions.
A másik modellezési tehetőség számukra a homoköntés, amely esetben a konkrét öntvénydarabot elkészíti egy homoköntöde. Az így elkészített 25 öntvénydarab kézzel fogható, geometriailag, strukturálisan adja az eredetit.Another modeling skill for them is sand casting, in which case the concrete casting piece is made by a sand foundry. The 25 pieces thus produced are tangible, geometrically and structurally.
Ebben az esetben konkrét méréseket lehet végezni a darabon, segít megtervezni a technológiát, felhívja a figyelmet a darabra specifikus technológiai igényekre (pl.: beömlő- és táplálási területekre, stb.).In this case, specific measurements can be made on the piece, help plan the technology, and draw attention to the piece-specific technological needs (eg inlet and feed areas, etc.).
Hátránya az, hogy a modellezéshez képest lassú és költséges.Its disadvantage is that it is slow and expensive compared to modeling.
összehasonlítás a felhasználói oldalt tekintveuser comparison
A megrendelői igények napjainkra több követelményt egyszerre támasztanak, illetve különválik a tesztelési fázis.Nowadays, customer requirements have several requirements at the same time and the testing phase is being separated.
-4A gépjárműiparban régebb óta, egyéb iparágakban napjainkra elfogadottá vált, hogy a tömeggyártás előtt modellezzék a terméket. Ez több célt szolgál a végtermék bevezetése szempontjából. Elsődlegesen tesztelési céllal gyártanak prototípust (mechanikai, szerelési, üzemi körülmények közötti működési, stb.), de 5 ugyanúgy szolgál a prototípus értékesítési, prezentálás! és marketing célokat is.-4In the automotive industry, it has long been accepted in other industries to model the product before mass production. This serves several purposes for the introduction of the final product. The prototype is produced primarily for testing purposes (mechanical, assembly, operating conditions, etc.), but 5 serve the same way for the prototype sales, presentation! and marketing goals.
Nem mindegy azonban, hogy a terméket milyen gyártásra szánják (nyomásos, kokilla, homok) és az, hogy milyen műszaki tartalommal bír az adott öntvénydarab.However, it does not matter what the product is intended for (press, mold, sand) and the technical content of the casting.
Az adott termék vagy öntvénydarab hordoz alapvető jellemzőket, mely 10 determinálja a későbbi technológiát - ezek alapvetően a következőki várható éves darabszám, a darab befoglaló méretei, alapanyaga, geometriája, súlya, előírt mechanika tulajdonságai.A given product or cast piece has basic characteristics that determine the future technology - these are basically the expected annual number of pieces, the size, material, geometry, weight, and required mechanical properties of the piece.
Amikor a megrendelő dönt arról, hogy szüksége van tesztgyárfásra két út közül választhat. Az egyik, hogy úgy rendeli meg a terméket, hogy a végleges 15 technológia alapján végzi a tesztelést, mely jellemzően (esetünket tekintve) nyomásos technológia. Ekkor megrendeli a nyomásos öntőszerszámot, azzal együtt az öntési technológiát és vár addig, amíg az el nem készül. Mikor elkészült a szerszám megrendeli a próbaöntéseket és amennyiben rajz vagy modell szerinti a próbaöntés, megkezdi a tesztelési fázist.When the customer decides that they need a test factory, there are two ways to choose. One is that you order the product by testing the final 15 technologies, which is typically (in our case) pressure technology. He then orders the die-casting tool, along with the casting technology, and waits until it is complete. When the tool is ready, it orders the test castings and starts the testing phase if the casting is model or model.
Ez borzasztó költség és időigényes, mely a végfelhasználást tekintve megkerülhetetlen ugyan, de rengeteg bizonytalanságot hordoz magában, ami a megrendelő kockázata mindaddig, amíg a teszteredmények a kívánt elvárásokat nem hozzák.This is a costly and time-consuming process that, although unavoidable in end use, carries a lot of uncertainty, which is a risk for the customer until the test results meet the desired expectations.
Egy megrendelői fejlesztést nem szabad tömeggyártási végtechnológiára 25 bocsátani anélkül, hogy azt előbb fizikailag ne tesztelték volna.A customer development should not be submitted to mass-produced end-technology 25 without first being physically tested.
Vannak olyan esetek, amikor magát a megrendelői gyártmányfejlesztést nem lehet lemodellezni olcsó és gyors alternatív technológiával, mert olyan műszaki paramétereket tartalmaz az öntvénydarab, mely öntési technológia specifikus.There are cases when the customer's own product development cannot be modeled with a cheap and fast alternative technology because the technical details of the casting are specific to the casting technology.
Ilyenkor a megrendelő más alternatív megoldást keres, mint például tömbből kímunkáltatja a darabot vagy műanyag modellt printeítet szemléltetés céljából. Ezek azonban nem hordozzák az öntvénydarabokra jellemző mechanikai tulajdonságokat és korlátozott tesztelési lehetőségeket biztosítanak.In this case, the customer is looking for another alternative solution, such as molding a piece or a plastic model from a block for a printed illustration. However, they do not carry the mechanical properties of the castings and provide limited testing possibilities.
Nem ismert olyan, a nyomásos öntészeti technológiára tervezett öntvénydarabok prototípus darabjait előállítani képes homokforma technológia, melynél az öntvénnyel szemben a következő fő követelményeket támasztják (műszaki alapkövetelmények): átlagos falvastagság 1~3 mm (ez jelenthet akár 1 5 mm-es falakat is), nagyobb méretpontosság, valamint mindezek megtartása nagy befoglaló méretű öntvénydarabok esetében.There is no known sand mold technology capable of producing prototype parts for die casting technology for which the following main requirements for casting are required (basic technical requirements): average wall thickness 1 ~ 3 mm (this may include up to 1 5 mm walls), greater dimensional accuracy, and retention of all these in the case of large-size castings.
Felismertük, hogy a legnagyobb megoldandó nehézséget az jelenti, hogy a fenti követelményeket homokformázásos technológia esetén úgy kell teljesíteni, hogy nem áll rendelkezésre felmelegített, megfelelő gépi záró erővel ellátott 10 szerszám és az olvadékot nem gépi, hanem atmoszférikus nyomás alatt kell juttatni be a formába.It has been recognized that the greatest difficulty to be resolved is that the above requirements must be met by sand-forming technology without the need for heated molds with sufficient mechanical locking force and the melt being introduced into the mold under atmospheric pressure.
Célunk ilyen követelmények teljesítése mellett a nyomásos technológia mellőzésévei stabil műszakilag azonos homokontvény-darabot produkálni, és ezáital alternatív technológiát biztosítani a kis falvastagságú öntvénydarabok 15 előállítására homokforma öntési technológiával. Meg kell jegyezni, hogy a műszakilag azonos szó az öntvénydarab anyag - szővetszerkezetét tekintve eltérő.It is our goal to produce such a stable, technically identical piece of sand joint without meeting pressure requirements and thereby provide an alternative technology for the production of low wall thickness castings using sand casting technology. It should be noted that the technically identical word is different in the material - tissue structure of the casting.
A specifikusságot (mármint azt, hogy milyen nyomásos öntésre tervezett öntvénydaraboknál van jelentősége a kiváltásnak) mindig az öntvénnyel szemben 20 támasztott követelmények determinálják. Nem okoz például nehézséget olyan nyomásos öntési technológiára tervezett öntvénydarab előállítása homokformázásos technológiával, ahol pl. az átlagos falvastagság 4 mm, vagy annál nagyobb, vagy a geometria egyszerű, valamint gépi megmunkálással is lehet tűrt méreteket kialakítani és tartani.The specificity (that is, the type of casting that is important for the die casting) is always determined by the casting requirements. For example, it is not difficult to produce a die-casting piece designed for injection molding technology where, e.g. the average wall thickness is 4 mm or more, or the geometry is simple and can be machined and maintained by simple machining.
Az így előállított öntvénydarab biztosítja minimális mechanikai és anyag specifikus eltéréssel az eredeti, megrendelői igény szerinti biztonságos és gyors tesztelhetőséget, szerelhetőséget, megadja előre a lehetőséget a gyors piaci bevezetésre, biztosítja az alacsony előállítási költségszintet (nyomásos technológiai kőltségszintekhez mérten) és ami talán a legfontosabb, hogy biztosítja az esetleges tervezési hibák gyors és költséghatékony módosítási és kivitelezési tehetőségét is.The casting piece thus produced, with minimal mechanical and material specificity, ensures safe and quick testing and assembly according to the original customer's requirements, provides the opportunity for rapid market introduction, low production cost level (compared to pressure technology cost levels) and most importantly, it also provides the ability to quickly and cost-effectively modify and execute any design errors.
Mindezeket kiaknázva olyan találat-biztos készterméket tud tömeggyártásra küldeni a fejlesztő-megrendelő, mely akkor már nem hordoz > β V.Utilizing all of these, the developer-customer can send a hit-and-run finished product that is no longer carrying> β V.
műszaki-tervezési kockázatot és a legjobban alkalmazkodik a piaci versenyhez mind gyorsaságban mind költséghatékonyságban.technical-design risk and is best adapted to market competition in terms of speed and cost-effectiveness.
A találmány szerinti eljárás kifejlesztésével a cél tehát egy olyan öntési eljárás létrehozása volt, amely alkalmas tagolt, részlet gazdag vékonyfalú 5 alumínium öntvénydarabok előállítására gravitációs homokforma öntésseí 1-3 mm falvastagság és ennek legalább 200-400-szoros legnagyobb kiterjedésű méretek esetén.The object of the present invention was therefore to provide a casting process capable of producing articulated, detail-rich thin-walled aluminum castings 5 by gravity sand casting at a wall thickness of 1 to 3 mm and a maximum dimension of at least 200-400 times.
Felismertük, hogy a találmány szerinti eljárás a gravitációs homokforma öntés ismert megoldásához képest sokkal nagyobb kiterjedésű öntvénydarabok 10 előállítását teszi lehetővé. így a találmány szerinti eljárás alkalmas olyan, nagyobb sorozatban is csak költségesen előállítható öntvénydarabok előállítására, amelyet a gyakorlatban is alkalmazni lehet. Ilyenek különösen küí-, és beltéri lámpatestek öntvénydarab alkatrészéi, motor részegységek, gépalkatrészek, ipari szerelvények, stb. Mindezen termékek a találmány szerinti eljárással olyan 15 minőségben állíthatók elő, hogy azok a gyakorlatban konkrét üzemi körülmények között is kipróbálhatok, használhatók. Ez a fejlesztési költségeket, és a későbbi, nagy sorozatra történő gyártás előtti kipróbálást, tesztelélést is sokkal egyszerűbbé és hatékonyabbá teszi. A találmány szerinti eljárással akár még kis illetve közepes sorozatban, akár több százszoros tételben is gazdaságosan 20 állíthatók elő a különböző célú és felhasználású alumínium öntvénydarabok.It has now been found that the process of the present invention enables the production of castings 10 which are much larger than the known solution for gravity sand casting. Thus, the process according to the invention is suitable for producing castings that can be produced in larger series only in a costly manner and which can be used in practice. These include in particular casting parts for indoor and outdoor luminaires, engine parts, machine parts, industrial fittings, etc. All of these products can be produced according to the process of the invention in such a quality that they can be tested in practice under particular operating conditions. This also makes development costs much easier and more efficient to test and test later in a large batch production. The process of the present invention can economically produce aluminum castings for various purposes and uses, even in small or medium series or in hundreds of batches.
A találmány szerinti eljárás az ismert gravitációs homokforma öntéshez képest, azoknál lényegesen nagyobb kiterjedésű öntvénydarabok előállítását teszi lehetővé, a nyomásos öntéshez képest lényegesen olcsóbban, ~ ameíy elsődlegesen a kezdeti szerszámköltségben és előállítási időben nyiivánul meg. 25 így a találmány szerinti eljárás alkalmas olyan vékony falú, nagyobb sorozatban is csak költségesen előállítható öntvénydarabok előállítására, amelyet a gyakorlatban is alkalmazni lehet.The process of the present invention enables the production of castings with a much larger area than known gravity sand casting, which are significantly cheaper than die casting, which is primarily reflected in the initial tool cost and production time. Thus, the process according to the invention is suitable for producing thin-walled castings which can be produced in large series only in a costly manner and which can be used in practice.
A találmány tárgya az 1. igénypont szerinti eljárás és a 10. igénypont szerinti, beömlő-rendszerrel ellátott homokforma..The present invention relates to a process according to claim 1 and to a sand mold with an inlet system according to claim 10.
A találmány egyes különösen előnyös kiviteli alakjai az aligénypontokban vannak meghatározva,Some particularly preferred embodiments of the invention are defined in the dependent claims,
A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon azFurther details of the invention will be illustrated by way of example in the drawings. In the drawing it is
- 7 1a ábra egy találmány szerinti beömlő-rendszerrel ellátott homokforma belső kialakítását szemléltető vázlatos perspektivikus kép. azFig. 1a is a schematic perspective view illustrating the interior design of a sand mold having an inlet system according to the invention. the
1b ábra az 1a ábra szerinti beömlő-rendszerrel ellátott homokforma leszálló csatornáin átmenő vázlatos keresztmetszeti kép, azFigure 1b is a schematic cross-sectional view through the descending channels of a sand mold with the inlet system of Figure 1a,
1c ábra az la ábra szerinti homokformával készült öntvénydarab perspektivikus képe, és aFig. 1c is a perspective view of the casting mold of Fig. 1a and a
2. ábra egy másik, találmány szerinti beömlő-rendszerrel ellátott homokforma belső kialakítását szemléltető vázlatos perspektivikus kép.Figure 2 is a schematic perspective view illustrating the interior design of another sand mold having an inlet system according to the invention.
A találmány szerinti eljárás során alkalmazott anyagok, eszközök és 10 fogalmak:The materials, devices and concepts used in the process of the invention are:
Alumínium öntvénydarab: olyan öntvénydarab, amelynek anyaga alumínium vagy alumínium ötvözet.Aluminum castings: Castings made of aluminum or aluminum alloy.
„Alumínium-ötvözet: általánosságban „szilumin” ötvözetek kiemeltén (ENAC vagy bármely) szabvány szerinti ötvzetcsoportok mint: AISi12IV1gTí, 15 AISi7Mg, AISilOMg, AlSiOCu, (ezek főként a találmány szerinti technológiánkhoz használatosak - de adott esetben más alumínium ötvözetek is alkalmazhatóak)."Aluminum Alloy: Generally," Silinum "alloys are predominantly (ENAC or any) standard alloy groups such as: AISi12IV1gTi, 15 AISi7Mg, AISilOMg, AlSiOCu (these are mainly used in our technology of the invention - but other aluminum alloys may also be used).
„Tagolt, részlet gazdag: összetett, bonyolult geometriájú öntvénydarab, melynél adott esetben merevítő bordázást alkalmaznak.“Striking, rich detail: a complex piece of complex geometry with stiffening where appropriate.
„Vékonyfalú: az öntvénydarab átlagos falvastagsága 1-3 mm, a 20 legnagyobb kiterjedési mérete a falvastagság 50~szeresénél, előnyösen 100szorosánál nagyobb, és a falvastagság változása nem haladja meg annak 50%-át.Thin wall: the average wall thickness of the casting piece is 1-3 mm, the largest dimension of the wall 20 is greater than 50 times the wall thickness, preferably 100 times, and the change in wall thickness does not exceed 50%.
„Nyomásos öntés”: Olyan öntészeti eljárás, melynél öntőgéppel a folyékony fémet rendkívül rövid idő alatt (0,01-0,05 s) és rendkívül nagy áramlási sebességgel (bekötő csatornában 20-80 m/s) juttatjuk a temperáit 25 (hűtőrendszerrel 150-250 öC-ra hűtött) szerszám üregébe, ahol a megszilárdulása közben rendkívül nagy (500-1500 bar) nyomást alkalmaznak."Pressure Casting": A casting process whereby a liquid metal is fed by a casting machine at a very short time (0.01-0.05 s) and at an extremely high flow rate (20-80 m / s in a duct) with a cooling system of 150 -250 o C, cooled) mold cavity, which is extremely large (500 to 1500 bar) pressure is applied during the solidification.
„Gravitációs öntés”: Olyan öntészeti eljárás, melynél a folyékony fém formaüregbe juttatása a gravitációs energiával atmoszférikus nyomáson történik. Közlekedő edények elvén működő öntési technológia, ahol semmilyen további 30 energia . (pl. centrifugális erő hatása) nem segíti a formaüreg folyékony fémmel történő kitöltését."Gravity casting": Casting technique whereby the liquid metal is introduced into the mold cavity by gravity energy at atmospheric pressure. The technology of casting on the principle of moving pots, with no further 30 energy. (eg centrifugal force) does not help fill the mold cavity with liquid metal.
„Homokforma'': előnyösen tűzálló, előnyösen 0,2-0,4 mm átalagos szemcsenagyságú homok (jellemzően kvarchomok, de lehet más mesterséges"Sand mold": preferably refractory sand, preferably 0.2-0.4 mm in average particle size (typically quartz sand, but may be other artificial
- 8homok is) szerves-, vagy szervetlen kötőanyag-rendszerrel hidegen (vegyi kötéssel), vagy hevítés éltei (melegítés hatására) szilárdítva.- 8Sand (including sand), by means of an organic or inorganic binder system, cold (by chemical bonding) or solidified by heating (by heating).
„Homokforma öntés”: olvadt fém bármilyen homokformába történő beleöntése."Sand casting" means the molding of molten metal into any sand mold.
A következőkben bemutatott találmány szerinti beömiő rendszerrel ellátott homokformával és eljárással olyan legalább részben vékonyfalú, alumínium öntvénydarabok állíthatók eíő homokformázásos technológiával, gravitációs öntéssel, amelyeknél az egy vagy több vékonyfaíú rész falvastagsága 1-3 mm közötti, és legnagyobb kiterjedés! mérete a falvastagság több, mint 100-szorosa, 10 akár legalább 200“400-szerese;With the sand mold and method provided with the inlet system of the present invention, at least partially thin-walled aluminum castings can be produced by sand-forming technology, gravity casting having one or more thin-walled sections having a wall thickness of 1 to 3 mm and a maximum dimension. its size is more than 100 times the wall thickness, 10 up to at least 200 "400";
Legnagyobb kiterjedés alatt az öntvénydarab adott részének legnagyobb lineáris méretét értjük, vagyis annak a legkisebb hasábnak a leghosszabb oídalát, amely hasáb már éppen magában foglalja az öntvénydarab adott részét.By the largest dimension is meant the largest linear dimension of a given part of the casting, i.e. the longest side of the smallest column that already contains a given part of the casting.
Az 1 a és 1b ábrákon egy találmány szerinti 10 beömlő-rendszerrel ellátott 15 12 homokforma belső kialakítása látható. Az 1a ábrán a 12 homokforma küíső éleit csak szemléltetésképpen ábrázoltuk a perspektivikus nézetben bemutatott belső kialakítás körül.Figures 1a and 1b show an internal configuration of a sand mold 12 with an inlet system 10 according to the invention. 1a, the outer edges of the sand mold 12 are shown by way of illustration only of the interior design shown in perspective view.
A 12 homokforma felső 12a formarésszel és alsó 12b formaréssze! rendelkezik, amelyek 13 osztósíkban találkoznak, és együttesen meghatároznak 20 16 formaüreget. A jelen kiviteli példánál a 16 formaüreg egészében vékonyfaíú, 13 mm falvastagság közötti 14 öntvénydarabot eredményez, amelyet az 1c ábrán külön is feltüntettünk. Az 1c ábrán a 14 öntvénydarab még nincs leválasztva a teljes 14' öntvényről, vagyis a 14 óntvénydarabhoz kapcsolódnak még az olvadéknak a 10 beömlö-rendszerben megszilárdult részei, amelyek azonban 25 ismert módon leválaszthatók a 14 öntvénydarabról, például levághatok.The sand mold 12 has an upper mold portion 12a and a lower mold portion 12b! which meet in 13 divisors and together define 20 16 cavities. In the present embodiment, the mold cavity 16 results in a thin-walled casting piece 14 having a wall thickness of 13 mm, also shown separately in Figure 1c. In Fig. 1c, the casting piece 14 is not yet separated from the full casting 14 ', i.e., the solidified portions of the melt in the inlet system 10 are connected to the casting piece 14, but can be detached from the casting piece in known manner.
A 10 beömlő-rendszer a jelen kiviteli példánál kettő 18 leszálló csatornát, 18 leszálló csatornánként egy-egy 20 elosztócsatornát, és azokból nyíló öt-öt 22 rávágást tartalmaz, amelyek a 16 formaüregbe nyíló 22a beömlési nyílással rendelkeznek.The inlet system 10 in the present embodiment comprises two landing channels 18, one distribution channel 20 per landing channel 18, and five openings 22 opening therefrom, each having an inlet 22a opening into the mold cavity 16.
A 20 elosztócsatornák feladata a folyékony fém eljuttatása a 12a, 12b formarészek 13 osztósíkjában (vagy annak környezetében) a 18 leszálló csatornáktól a 22 rávágásokig. A találmány szerinti 12 homokformánál előnyösen a 20 elosztócsatornák szakaszosítása, szegmentált kialakítása (vagyis a 16The distribution channels 20 serve to transport the liquid metal in (or around) the distribution plane 13 of the mold portions 12a, 12b from the landing channels 18 to the cuts 22. In the sand mold 12 according to the invention, the segmentation of the distribution channels 20 (i.e. the 16
- 9 formaüreg mentén kialakított több 20 elosztócsatorna) segíti elő a 16 formaüreg maradéktalan kitöltését, illetve megakadályozza a fém örvénylését, habképződését és elősegíti az egyenletes folyadékáramlás kialakítását. A 20 elosztóosatornák lehetnek például trapéz alakúak változatos méretben - példa: 5 felső szélesség 10 mm, alsó szélesség 21 mm, magasság 17 mm.A plurality of distribution channels 20 formed along the mold cavity 9 facilitate the complete filling of the mold cavity 16 and prevent the metal from swirling, foaming and promoting a smooth flow of fluid. The manifolds 20 can be, for example, trapezoidal in various sizes - for example: top width 10 mm, bottom width 21 mm, height 17 mm.
A 22 rávágások a 20 elosztócsatornákat és a 16 formaüreget összekötő csatornák, feladatuk a folyékony fémnek a 16 formaüregbe juttatása, az áramlási sebesség szabályozása, az örvénylés és habképződés kiküszöbölése. Változatos alakúak lehetnek - példa: rávágási szélesség 42 mm, rávágási magasság az 10 öntvénydarab falvastagságához igazodó, pl.: 2 mm, bővülése a 20 elosztócsatorna felé: szélességben pl. 10 mm, magasságban pl. 16 mm.The cut-outs 22 are channels connecting the distribution channels 20 and the mold cavity 16 and are designed to introduce the liquid metal into the mold cavity 16, to control the flow rate, to prevent swirling and foaming. They can be of various shapes - example: cutting width 42 mm, cutting height adapted to the wall thickness of the casting piece, eg 2 mm, expansion towards the distribution channel 20: e.g. 10 mm at height eg. 16 mm.
A 18 leszálló csatorna előnyösen a 12 homokformában kialakított 24 rész leszállót, és ahhoz kívülről illeszkedő 26 magasítót tartalmaz. Az utóbbi felső részét előnyösen 28 tölcsér képezi, annak érdekében, hogy az olvadékot minél 15 könnyebb legyen a 18 leszálló csatornába beönteni.Preferably, the landing channel 18 comprises a portion 24 formed in the sand mold 12 and an exterior 26 extending therethrough. The upper part of the latter is preferably formed by a funnel 28, in order to facilitate the pouring of the melt into the descending channel 18.
A 10 beömlő-rendszer összességében szűkülő keresztmetszetű, ami alatt azt értjük, hogy az áramlási keresztmetszet a 22a beömlési nyílásokhoz közeledve összességében csökken (beleértve az átmeneti növekedés lehetőségét is), így az olvadék áramlási sebessége összességében nő a 22a beömlési nyílások irányába 20 haladva, és a 22a beömiési nyiiásoknál éri el a maximumát Ez szöges ellentétben áll a hagyományos homokförma öntéssel, amelynél összességében táguló keresztmetszetű beömlő-rendszereket alkalmaznak, mivel vástagfálü öntvénydarabok esetében a lassú, előnyösen lamináris áramlás jobb öntvénymínöséget eredményez.The inlet system 10 has an overall narrowing cross-section, which means that the flow cross-section decreases as the inlet 22a approaches (including the possibility of a temporary increase), so that the melt flow rate generally increases towards the inlet 22a, and this is in stark contrast to conventional sand mold casting, which generally uses inlet systems with expandable cross-sections, since slow, preferably laminar flow results in better casting quality for veneers.
A jelen találmány kontextusában összességében szűkülő keresztmetszetű beömlő-rendszernek tekintünk minden olyan beömlő-rendszert, amely az áramlási keresztmetszetek szűkülésével éri eí, hogy az áramlási sebesség a 22a beömlési nyílásoknál legyen a legnagyobb. Ehhez előnyösen legalább a 22 rávágások szűkülő keresztmetszetűek, vagyis a 22 rávágások belső 30 keresztmetszete a 22a beömiési nyílások Irányában szűkül, a 22a beömlési nyílásoknál a legkisebb. Itt az áramlási sebesség előnyösen legalább 2-szer, még előnyösebben legalább 3-5-ször nagyobb, mint az átlagos áramlási sebesség a 20 elosztócsatornákban, 20 elosztócsatornák hiányában pedig mint a 18 leszálló csatornák 24 rész leszállójában kialakuló átlagos áramlási sebesség. Ez például úgy valósítható meg, hogy egy adott 20 etosztócsatornából nyíló 22 rávágások 22a beömlési nyílásainak össz keresztmetszete legalább 2-szer, előnyösen 3-5szór kisebb a 20 elosztó csatorna ágainak össz keresztmetszeténél. Jelen 5 esetben mindkét 20 elosztó csatornának kéí-két ága van, amelyek a 18 leszálló csatornától indulnak.In the context of the present invention, an inlet system having a narrower cross-sectional area is considered to be an inlet system that achieves a maximum flow rate at the inlets 22a. For this purpose, preferably at least the recesses 22 have a narrowing cross-section, i.e. the inner cross-section 30 of the recesses 22 is narrowing in the direction of the inlet 22a, the smallest at the inlet 22a. Here, the flow rate is preferably at least 2 times, more preferably at least 3 to 5 times higher than the average flow rate in the distribution channels 20 and, in the absence of distribution channels 20, as the average flow rate in the descent portion of the descent channels 18. This can be done, for example, so that the total cross-section of the inlets 22a of the openings 22 from a given distribution channel 20 is at least 2 times, preferably 3-5 times smaller than the total cross-section of the branches of the distribution channel 20. In the present case, each of the distribution channels 20 has two branches starting from the landing channel 18.
A 26 magasítók szintén az áramlási sebességek növelését szolgálják. A 18 leszálló csatorna felső bemeneti nyílása (vagyis a 28 tölcsér felső pereme) és a 12 homokforma 13 osztósíkja közti esési magasság a 16 formaüreg legnagyobb kiterjedés! méretének legalább - 0,3-szorosa, előnyösen 0,6-1,3-szorosa.The elevators 26 also serve to increase flow rates. The height of fall between the upper inlet of the descent channel 18 (i.e., the upper edge of the funnel 28) and the divider plane 13 of the sand mold 12 is the largest dimension of the mold cavity 16! at least 0.3 times its size, preferably 0.6-1.3 times its size.
A 12 homokforma előnyösen önmagában ismert 30 kíievegözö csatornákat is tartalmaz. Feladatuk öntés közben a képződő gázok elvezetése a 12 homokformából, illetve az olvadt fém előtt feltorlódott levegő kivezetése. Alakjuk célszerűen hengeres. Jellemző átmérőjük a 14 öntvénydarab falvastagságának kétszerese (2-6 mm).Preferably, the sand mold 12 also comprises venting channels 30 known per se. Their task during the casting is to remove the formed gases from the sand mold 12 and to remove the air that has accumulated in front of the molten metal. Their shape is preferably cylindrical. Their typical diameter is twice the wall thickness of the casting piece (2-6 mm).
Amennyiben az előállítani kívánt 14 öntvénydarab vastagfalu tartománnyal is rendelkezik, ügy a 16 formaüreg ezen részénél a 12 homokformába beformázott hűtő fémbetét, például hűtővasat biztosítunk (nincs feltüntetve). A hütövas segítségével érhetjük el, hogy a vastagfalú tartományok is közel azonos ütemben dermedjenek, mint a vékonyfalú tartományok.If the desired piece of casting 14 also has a thick wall region, it is provided in this part of the mold cavity with a cooling metal insert, such as a heat sink (not shown), formed in the sand mold 12. With the help of a heat sink, the thick-walled regions can freeze at about the same rate as the thin-walled regions.
Szintén alkalmazhatók önmagában ismert módon rejtett tápfejek a vastagfalú tartományok táplálására.Hidden feed heads, known in the art, can also be used to feed thick-walled regions.
A 2. ábrán olyan 12 homokforma és 10 beömlő rendszer belső kialakítását szemléltettünk, amelynek négy 18 leszálló csatornája és négy 20 elosztócsatornája van. A 16 formaüreg hosszabbik oidalaí mentén elhelyezkedő 20 elosztócsatornákhoz öt-öt 22 rávágás, míg a rövidebbik oldalai mentén kialakított 20 elosztócsatornákhoz négy-négy 22 rávágás csatlakozik.Fig. 2 illustrates the interior design of a sand mold 12 and an inlet system 10 having four landing channels 18 and four distribution channels 20. The distribution channels 20 along the longitudinal side of the mold cavity 16 are provided with five cutouts 22, while the distribution channels 20 along the shorter sides have four cutouts 22 attached thereto.
A 12 homokforma 20 elosztó csatornánként előnyösen 2-5 darab 22 rávágással rendelkezik, és a 22 rávágások és 20 elosztócsatomák száma és elrendezése úgy van megválasztva, hogy a 16 tormaüreg minden 100-1000 cm2 kiterjedésű, vékonyfalú öntvénydarab-részt eredményező tartományához legalább egy 22 rávágás tartozzon. Ezáltal biztosítható, hogy az öntés során az olvadék a teljes 16 formaüreget kitöltse, mielőtt megdermedne.Preferably, the sand mold 12 has 2 to 5 cut-outs 22 per distribution channel 20, and the number and arrangement of the cut-outs 22 and distribution channels 20 are selected such that at least one portion 22 of each 100-1000 cm 2 cut it. This ensures that during melting, the melt fills the entire mold cavity before it solidifies.
Kisebb kiterjedésű 14 öntvénydarab előállításához a 20 elosztócsatornák akár el is hagyhatók, ilyenkor a 22 rávágások közvetlenül csatlakoznak a 18 leszálló csatorna aljához. Nagyobb kiterjedésű 14 őntvénydarab előállítására több, szegmentált kialakítású 20 eíosztócsatorna, vagy elágazó 20 elosztócsatorna is 5 alkalmazható, illetve adott esetben egyetlen hosszabb 20 elosztócsatornába több 18 leszálló csatorna is becsatlakozhat.In order to produce a smaller casting piece 14, the distribution channels 20 may even be omitted, in which case the cut-outs 22 are directly connected to the bottom of the landing channel 18. To form a larger casting piece 14, a plurality of segmented distribution channels 20 or branched distribution channels 20 may be used, or several descending channels 18 may be connected to a single longer distribution channel 20.
A találmány szerinti 10 beömlő-rendszerrel ellátott 12 homokforma használata a következők szerint történik.The sand mold 12 provided with the inlet system 10 according to the invention is used as follows.
A kívánt 14 öntvénydarabhoz a 12 homokforma elemeket és magokat 10 készíthetjük általánosan használt műanyag minta és magszekrény segítségével.For the desired casting piece 14, the sand mold elements 12 and cores 10 may be formed using a commonly used plastic pattern and core box.
Előmelegítésre alkalmas formázó homok-keverékből létrehozzuk a 12a, 12b formarészeket, melyek a 14 öntvénydarabnak megfelelő üreget alkotják. A 12 homokforma előnyösen vegyi kötésű szárazforma, amely jól bírja a hevítést.From the pre-heating molding sand mixture, the mold parts 12a, 12b are formed which form a cavity corresponding to the casting piece 14. Preferably, the sand mold 12 is a chemically bonded dry mold that has good heat resistance.
A 16 formaüreg megtöltésére szolgáló 10 beömlö-rendszer elemeinek a 15 keresztmetszetét, magasság és szélesség méreteit mindig az adott 14 öntvénydarab jellemzői, öntési pozíciója határozzák meg.The cross-section, height and width dimensions of the elements of the inlet system 10 for filling the mold cavity 16 are always determined by the characteristics and the position of the casting piece 14.
Az idő előtti dermedés elkerülése végett a 12 homokformát az öntés megkezdése előtt legalább a vékonyfalú öntvénydarab-részek tartományában előmelegítjük legalább 100°C-ra, előnyösen 100-600”C-ra, még előnyösebben 20 300-500*0-ra (illetve az alumínium ötvözet megszilárdulási hőmérsékletének 0,50,8-szorosára). A melegítés megvalósítható példáuí gázlánggal. A beformázott hűtővasakat, amennyiben vannak, szintén meíegítjük addig, amíg a pára ks nem csapódik és fel nem szárad felületükről (a hűtővasak felülete fémtíszta kell maradjon), a 16 formaüreg felületeit, a 22 rávágásokat, a 20 elosztócsatornákat, 25 és 24 rész leszállókat a 12 homokforma összezárása előtt előnyösen ismét melegítjük.To prevent premature freezing, the sand mold 12 is preheated to a temperature of at least 100 ° C, preferably 100-600 ° C, more preferably 20 300-500 * 0 (or more) prior to casting. 0.50.8 times the solidification temperature of aluminum alloy). The heating can be effected, for example, by a gas flame. The molded heaters, if any, are also heated until the humidity kicks and dries from their surface (the surface of the heaters must remain metallic), the surface of the mold cavity 16, the cutouts 22, the distribution channels 20, 25, and 24 landings. Preferably, the sand mold 12 is heated again before sealing.
A 12 homokforma lezárása, és a 10 beömlö-rendszer 26 magasítóinak csatlakoztatása után az alumínium (illetve alumínium ötvözet) hevítésével létrehozzuk, az alumínium oívadékot. Az olvadékot az olvadási ponthoz képest 30 legalább WO’C-kal, előnyösen legalább 200°C-kal, még előnyösebben 200350°C~kal túlhevítjük a beömlő-rendszerbe való betáplálást megelőzően, ami tovább segíti az idő előtti dermedés elkerülését.After sealing the sand mold 12 and connecting the elevators 26 of the inlet system 10, the aluminum (or aluminum alloy) is heated to form the aluminum alloy. The melt is superheated by at least WO'C, preferably at least 200 ° C, more preferably 200350 ° C relative to the melting point, prior to being fed into the inlet system, which further helps to prevent premature freezing.
Az előmelegített 12a, 12b formarészek 16 formaűregébe a találmány szerinti 10 beömlő-rendszeren keresztül juttatjuk a folyékony fémet (az olvadékot).Liquid metal (melt) is introduced into the mold cavity 16 of the preheated mold parts 12a, 12b through the inlet system 10 of the present invention.
Előnyösen a felső 12a formarész 24 rész leszállóira ragasztott 26 magasítók 28 tölcsérén keresztül, több helyről egyszerre Öntőkanalakkal történik a 5 16 formaüreg megtöltése a folyékony fémmel, igy biztosítva a lehető legegyenletesebb formaüreg-kitöltést,Preferably, the mold cavity 5 is filled with liquid metal from a plurality of locations by pouring spoons through the funnel 28 of the risers 26 glued to the landing portion 24 of the upper mold portion 12, thereby ensuring the most uniform filling of the mold cavity,
A megszilárdult 14 öntvénydarabról a formázóhomokot és a felesleges részeket eltávolítjuk, és azt követően a 14öntvénydarabot az adott, célnak megfelelően használjuk.The molding sand and excess parts are removed from the solidified casting piece 14 and then used for the intended purpose.
Vékonyfalú 14 öntvénydaraböknál és gravitációs öntésnél a legnehezebb megoldandó feladat az, hogy hogyan kényszerítsek az olvadt fémet a ledermedés nélküli maradéktalan formakitöltésre Hogyan tápláljunk és hűtsünk egyszerre elérve azt, hogy viszonylag egyszerre hüljön és egyenletesen szilárduljon meg az egész 14 öntvénydarab.For thin-walled casting pieces and gravity casting, the most difficult task to solve is how to force the molten metal into a complete mold-free fill, how to feed and cool at the same time to cool and solidify the entire cast 14 at a time.
Erre a megoldandó feladatra a kővetkező technikákat alkalmazzuk sorrendben: 22 rávágások trapéz kialakításának drasztikus méret differenciája (gyakorlatilag áramlási keresztmetszet szűkítés), 20 elosztöcsatornák szakaszosítása, öntési magasság emelése (a „folyadék oszlop magasságának drasztikus emelése a darab geometriájához, méreteihez képest), 20 formahőmérséklet jelentős emelése, olvadék túlhevítési hőmérsékletének jelentős emelése, és a fentiek alkalmazása akár egy időben és egyszerre.For this problem, the following techniques are used in order: drastic size difference of trapezoidal cuts 22 (practically flow cross-section narrowing), sectioning of 20 distribution channels, increase of casting height (significant increase of "liquid column height to shape geometry", raising the temperature of the melt, significantly increasing the temperature of the melt, and applying the above simultaneously and simultaneously.
Összefoglalva tehát, a találmány szerinti öntési eljárás megkezdése előtt először, előnyösen általánosan használt 3D tervező szoftver programmal vagy más erre alkalmas programmal létrehozott virtuális modell alapján elkészül a 25 gyártóeszköz, mely alkalmas a darab negatív formájának homokból való előállítására. Ezt követően meghatározzuk vagy megrendelő igényének megfelelően meghatározásra kerül a gyártóeszköz osztása, valamint a gyártóeszköz létrehozásakor megtörténik az öntvénydarab zsugorodásának és a formázási ferdeségek figyelembe vétele. Ezt követően a modell geometriája 30 alapján meghatározzuk, hogy milyen pozíciójú öntést kell alkalmazni, amely lehet álló vagy fekvő pozíciójú öntés, majd a darab belső esetleges üregeinek magozásí pozícióját adjuk meg. Amikor a 12a, 12b formarészekből és az esetleges magokból álló darab gyakorlatilag összeáll, rátervezzük az öntéshez szükséges 22In summary, therefore, prior to starting the casting process of the present invention, a production tool 25 is first prepared, preferably using a commonly used 3D design software program or other suitable software, to produce a negative shape of the piece from sand. Subsequently, it is determined whether the division of the production device is determined according to the customer's requirements, and the shrinkage of the casting piece and the deformations of the molding are taken into account when creating the production device. The geometry of the model 30 is then used to determine the position of the casting to be applied, which may be a standing or lying casting, and then to determine the seed position of any cavities inside the piece. When the piece of mold parts 12a, 12b and any cores are virtually assembled, we will design the parts required for casting.
-13megvágásokat, leszállókat, 30 tevegőzöket, rejtett tápfejeket, melyek mind a formakeretbe kerülnek beszerelésre és együtt formázódnak a darab 12a, 12b formarészeivel, így az öntéshez stabil azonos darabok produkáíhatóak. A gyártóeszközt ezt követően formaleválasztóval lekezeljük és mosott-osztályozott 5 kémiai kötésű homokkal feltöltjük, a feltöltés alatt a megtervezett hütövasazást beformázzuk a homokba, illetve a magforma felsőrészt merevítjük szálvasakkal. A 12a, 12b formarészeket a pozicionáló szemek nagy pontossággal vezetik össze, melyek szintén részei a gyártóeszköznek. A kitörésgátíók megakadályozzák az esetleges forma-vetemedésekből eredő anyagelfolyásokat az osztósíkon és 10 pozícionálnak is, ezt követően a 12a, 12b formarészeket öntés előtt átkezeíjűk, melegítjük és zárjuk, és adott esetben a feísö 12a formarészre leszálló 26 magasítókat ragasztunk és súlyozzuk. Az öntést követően az olvadékot hülni hagyjuk, majd a kihűlés után óvatosan magozzuk ki az öntvénydarabot, a kimagozott öntvénydarabot a rávágásoktól levágjuk és finomra tisztítjuk a darabot, 15 ezt követően a darabot fö méreteiben ellenőrizzük és adott esetben a megrendelőnek minősítésre átadjuk, és előnyösen az elkészült öntvénydarab tesztelései után indítjuk a kissorozatot.-13 cuts, descents, camels 30, hidden feed heads, which are all mounted in the mold frame and molded together with the mold parts 12a, 12b so as to produce stable identical pieces for casting. The manufacturing device is then treated with a form separator and filled with washed-classed chemically bonded sand, during which the designed cooling iron is molded into the sand and the top of the core mold is reinforced with fiber. The mold parts 12a, 12b are connected by the positioning eyes with high precision, which are also part of the manufacturing tool. The penetration inhibitors prevent material leaks due to possible deformation of the mold on the dividing plane and position 10, after which the mold parts 12a, 12b are handled, heated and sealed prior to casting and optionally glued to the upper mold portion 12a and weighted. After casting, leave the melt to cool and then, after cooling, carefully extrude the piece, cut the pitted piece away from the cuts, and clean the piece, then inspect the piece to size and, if appropriate, give it to the customer for certification, after testing the cast piece, we start the small series.
Az oltalmazni kívánt találmány alkalmazásának előnyei:Advantages of using the invention to be protected:
A találmány szerinti eljárás közvetlen gazdasági előnye, hogy, az 20 egyébként drága előállítási költségű fémszerszámmal, nagy sorozatban készült öntvénydarabokhoz képest, műszaki paramétereik szerint közel azonos tulajdonságú öntvénydarabok előállítását teszi lehetővé, alacsony pénzügyi befektetéssel és töredék idő alatt.The direct economic advantage of the process according to the invention is that it enables the production of castings with nearly the same technical characteristics, with a low financial investment and in a fraction of the time, by using a high-cost metal tool, compared to a large series of castings.
A találmány szerinti eljárás a nyomásos technológiával készült 25 önvényekhez képest, azokkal szinte teljesen egyenértékű minőségű öntvénydarabok előállítását teszi lehetővé, lényegesen olcsóbban és egyszerűbben.The process according to the invention enables the production of castings of almost equal quality to the castings produced by pressure technology, much cheaper and simpler.
A találmány szerinti eljárás alkalmas olyan, nagyobb sorozatban is csak költségesen előállítható öntvénydarabok előállítására, amelyet a gyakorlatban is 30 alkalmazni lehet.The process according to the invention is suitable for the production of castings, which can be produced in larger series only in a costly manner and which can be used in practice.
Ilyenek különösen kük, és beltéri lámpatestek öntvénydarab alkatrészei, motor részegységek - alkatrészek, hengerfejek, gépalkatrészek, általános gép és műszeripari berendezések alkatrészei, szerelvények, stb. Mindezen termékek aThese include, in particular, cast parts for indoor luminaires, engine parts - parts, cylinder heads, machine parts, parts for general machinery and instrumentation equipment, fittings, etc. All these products a
-14találmány szerinti eljárással olyan minőségben állíthatók elő, hogy azok a gyakorlatban konkrét üzemi körülmények között is kipróbálhatók, használhatók. Ez a fejlesztési költségeket, és a későbbi, nagy sorozatra történő gyártás előtt kipróbálást, tesztelélést is sokkal egyszerűbbé és hatékonyabbá teszi, A találmány 5 szerinti eljárással akár még kis illetve közepes sorozatban, akár több százszoros tételben is gazdaságosan állíthatók elő a különböző céiu és felhasználású alumínium öntvénydarabok.-14 can be produced in such a quality that they can be practically tested and used in practice. This makes development costs and testing and test life before large-scale production much easier and more efficient. The process of the present invention can economically produce aluminum for various purposes and uses, even in small to medium series or in hundreds of batches. cast iron pieces.
A találmány szerinti eljárással előállított öntvénydarabok a mai ismeretek szerinti gravitációs homokforma öntésre jellemzőhöz képest kisebb megmunkálási 10 ráhagyássá! és kisebb formázási ferdeséggel gyárthatók, ezáltal a méretpontossága megfelel a vonatkozó szabványnak és megvalósítja a mai ismeretek szerinti gravitációs homokforma öntésre jeliemzönéi nagyobb méretpontosságot.The castings produced by the process of the present invention have a machining margin of less than the gravity sand casting feature known today. and can be manufactured with smaller forming biases, thereby providing dimensional accuracy with the relevant standard and providing a higher dimensional accuracy for gravity sand casting as is known in the art.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HUP1500230 | 2015-05-14 | ||
| HU1500230A HU230620B1 (en) | 2015-05-14 | 2015-05-14 | Gravitational aluminium moulding procedure for manufacturing of thin wall casting |
| PCT/HU2016/050019 WO2016181177A2 (en) | 2015-05-14 | 2016-05-12 | Casting process and sand mould provided with an inlet system for producing at least partly thin walled aluminium casts with sand moulding technology by means of gravity casting |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUP1700498A2 HUP1700498A2 (en) | 2018-02-28 |
| HU230866B1 true HU230866B1 (en) | 2018-11-29 |
Family
ID=89991821
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU1500230A HU230620B1 (en) | 2015-05-14 | 2015-05-14 | Gravitational aluminium moulding procedure for manufacturing of thin wall casting |
| HU1700498A HU230866B1 (en) | 2015-05-14 | 2016-05-12 | Casting process and sand mould provided with an inlet system for producing at least partly thin walled aliminium casts with sand moulding technology by means of gravity casting |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU1500230A HU230620B1 (en) | 2015-05-14 | 2015-05-14 | Gravitational aluminium moulding procedure for manufacturing of thin wall casting |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20170333981A1 (en) |
| EP (1) | EP3294476B2 (en) |
| HU (2) | HU230620B1 (en) |
| WO (1) | WO2016181177A2 (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT201700068074A1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-12-21 | Vincenti Serafino De | MELTING TECHNOLOGY WITH SERIES 6000 SERIES AND 1000 SERIES |
| CN107127297A (en) * | 2017-06-27 | 2017-09-05 | 河南省登封市光大耐火材料有限公司 | A kind of casting and pouring facility |
| CN111279538B (en) | 2017-11-10 | 2023-07-25 | 日本碍子株式会社 | All-solid lithium battery and manufacturing method thereof |
| CN108436039B (en) * | 2018-05-31 | 2023-11-24 | 天津蒙德利尔集装箱配件有限公司 | Container corner fitting casting mould for technology |
| WO2020044068A1 (en) * | 2018-08-27 | 2020-03-05 | De Vincenti Serafino | Casting technology with 6000 series and 1000 series alloys |
| CN110877096A (en) * | 2019-12-14 | 2020-03-13 | 台州市瑞达机械有限公司 | Casting mould of water shaft sleeve |
| CN113414348B (en) * | 2021-06-18 | 2023-07-18 | 安徽博晟亿电力科技有限公司 | Casting device with high-pressure heating for pig iron production and implementation method thereof |
| CN114367634B (en) * | 2021-10-29 | 2024-09-13 | 中国航发西安动力控制科技有限公司 | Aluminum alloy casting partition sectional tilting casting device and casting method thereof |
| RU210596U1 (en) * | 2021-11-26 | 2022-04-21 | Публичное акционерное общество "КАМАЗ" | TIER GATE SYSTEM FOR PLATE CASTING PRODUCTION |
| CN114160758B (en) * | 2021-12-08 | 2024-01-23 | 中国航发南方工业有限公司 | Pouring system of double-layer bidirectional integral director casting and casting forming method thereof |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH500786A (en) | 1968-05-27 | 1970-12-31 | Buehrer Erwin | Mold |
| JPS5731463A (en) * | 1980-08-04 | 1982-02-19 | Sintokogio Ltd | Casting method for thin walled casting |
| EP0572058B1 (en) † | 1992-05-14 | 1997-08-20 | General Motors Corporation | Mould for producing thin-wall castings by gravity pouring |
| MXPA04008150A (en) | 2002-02-21 | 2005-06-17 | Wyeth Corp | A follistatin domain containing protein. |
| CN100477107C (en) | 2004-01-28 | 2009-04-08 | 东京毅力科创株式会社 | Method for cleaning process chamber of substrate processing apparatus, substrate processing apparatus and method for processing substrate |
| US7689784B2 (en) | 2005-03-18 | 2010-03-30 | Sony Computer Entertainment Inc. | Methods and apparatus for dynamic linking program overlay |
| KR101123531B1 (en) | 2006-09-05 | 2012-04-20 | 일라이 릴리 앤드 캄파니 | Anti-myostatin antibodies |
| KR100907949B1 (en) † | 2008-11-27 | 2009-07-16 | 주식회사 동남 | The casting sprue for large size thin-thickness aluminum alloy |
| EP2387412A4 (en) | 2009-01-13 | 2013-04-03 | Acceleron Pharma Inc | Methods for increasing adiponectin |
| WO2014000042A1 (en) | 2012-06-27 | 2014-01-03 | Prince Henry's Institute Of Medical Research | COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODIFYING TGF-β FAMILY LIGANDS |
| CN104014717B (en) * | 2014-05-29 | 2015-12-30 | 朱小英 | A kind of casting method of ZL101 thin-walled aluminum alloys component |
-
2015
- 2015-05-14 HU HU1500230A patent/HU230620B1/en not_active IP Right Cessation
-
2016
- 2016-05-12 EP EP16774976.1A patent/EP3294476B2/en active Active
- 2016-05-12 WO PCT/HU2016/050019 patent/WO2016181177A2/en active Application Filing
- 2016-05-12 US US15/527,504 patent/US20170333981A1/en not_active Abandoned
- 2016-05-12 HU HU1700498A patent/HU230866B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3294476B2 (en) | 2022-07-20 |
| HUP1700498A2 (en) | 2018-02-28 |
| US20170333981A1 (en) | 2017-11-23 |
| HUP1500230A2 (en) | 2016-07-28 |
| WO2016181177A3 (en) | 2016-12-22 |
| HU230620B1 (en) | 2017-04-28 |
| EP3294476B1 (en) | 2019-07-03 |
| WO2016181177A9 (en) | 2017-04-20 |
| WO2016181177A4 (en) | 2017-03-02 |
| EP3294476A2 (en) | 2018-03-21 |
| WO2016181177A2 (en) | 2016-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HU230866B1 (en) | Casting process and sand mould provided with an inlet system for producing at least partly thin walled aliminium casts with sand moulding technology by means of gravity casting | |
| Nimbulkar et al. | Design optimization of gating and feeding system through simulation technique for sand casting of wear plate | |
| RU2461439C2 (en) | Method and device for making ceramic mould cores for gas turbine engine blades | |
| US9835035B2 (en) | Cast-in cooling features especially for turbine airfoils | |
| CN104985123B (en) | Rapid prototyping method for investment casting | |
| KR20170079937A (en) | Method of casting by 3D printing mold | |
| Kuo et al. | Effects of different cooling channels on the cooling efficiency in the wax injection molding process | |
| CN108393438B (en) | Process device and production method for casting bearing cover castings by iron mold sand-lined vertical parting | |
| KR101687210B1 (en) | mold using multi-riser | |
| CN205043124U (en) | Die -casting die | |
| US9950473B2 (en) | Consecutive piecewise molding system and method | |
| CN107073563B (en) | Cast the method for core, the application for casting core and manufacture casting core | |
| Rahmati et al. | Design and manufacture of a wax injection tool for investment casting using rapid tooling | |
| ITUB20154905A1 (en) | METHOD OF PRODUCTION OF TURBINE POLES | |
| CN102294792A (en) | Multi-cavity mould | |
| KR20170002592U (en) | Multiple runner die casting mold for heat sink defect reduction | |
| CN104785717B (en) | Mould casting process capable of preventing deformation of casting | |
| CN102328395A (en) | Flow passage structure with multiple material filling holes | |
| KR20220017116A (en) | Manufacturing method for hot stamping mold and its mold | |
| CN205929352U (en) | From injection mold who takes ejection mechanism | |
| US8505610B2 (en) | Mould and a method of its manufacture | |
| US9278388B2 (en) | Process for the manufacturing of a thin-walled article in metal | |
| CN202213134U (en) | Automotive rear door grommet die | |
| CN207105505U (en) | A kind of mould emptier in plastic parts moulding mould | |
| CN202137914U (en) | Multi-cavity mould |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HC9A | Change of name, address |
Owner name: ALU-OENTOE KFT., HU Free format text: FORMER OWNER(S): ALU-OENTOE KFT., HU |