NO822461L - Fremgangsmaate til fremstilling av motorblokker o.l. av stoepejern - Google Patents
Fremgangsmaate til fremstilling av motorblokker o.l. av stoepejernInfo
- Publication number
- NO822461L NO822461L NO822461A NO822461A NO822461L NO 822461 L NO822461 L NO 822461L NO 822461 A NO822461 A NO 822461A NO 822461 A NO822461 A NO 822461A NO 822461 L NO822461 L NO 822461L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- cast iron
- gray cast
- molten
- holding furnace
- molten gray
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 20
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 13
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 86
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 86
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 53
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 5
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 claims 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 abstract 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 4
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 4
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229940092782 bentonite Drugs 0.000 description 3
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 3
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910000281 calcium bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N dialuminum;disodium;oxygen(2-);silicon(4+);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[Si+4] ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 dimethylethylamine Chemical class 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- DAZXVJBJRMWXJP-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylethylamine Chemical compound CCN(C)C DAZXVJBJRMWXJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000000135 prohibitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229910000280 sodium bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940080314 sodium bentonite Drugs 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/08—Manufacture of cast-iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/06—Cast-iron alloys containing chromium
- C22C37/08—Cast-iron alloys containing chromium with nickel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
- Golf Clubs (AREA)
- Steering Controls (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Ved en fremgangsmåte til fremstilling av støpe-gods av grått støpejern holdes det smeltede jern før det helles i former, i et tidsrom på fra 1til 2h time, fortrinnsvis ca. 2 timer, ved en stort sett konstant temperatur. Den resulterende, særlig høye homogenitet og temperaturensartethet gjennom hele det smeltede metalls masse bedrer sterkt kvaliteten og kvalitetskontrollen av det fremstilte støpegods.
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte
til gråstøping, nærmere bestemt en fremgangsmåte hvor gjenstander av grått støpejern kan støpes med forholdsvis tynne indre vegger uten at støpegodsets integritet settes på spill. Oppfinnelsen er særlig anvendbar og gir særlig fordeler ved fremstilling av motorblokker av støpejern og vil derfor bli beskrevet særlig under henvisning til det.
"Gråstøping" er betegnelse på fremgangsmåten til støping
av grått støpejern. Grått støpejern er et råjern eller støpejern hvor annet karbon enn karbonet i perlitt er i form av grafitt-karbon. Den viktige egenskap hos grått støpejern når det gjelder dets anvendelse i motorblokker o.l. er at det er maskinerbart.
Når det gjelder person- og lastebiler representerer de støpte motorkomponenter en betydelig del av kjøretøyets totalvekt. På grunn av at lavere totalvekt hos kjøretøyet resulterer i'bedre drivstofføkonomi er det rettet betydelig oppmerksomhet mot reduksjon av vekten av de støpte motorkomponenter ved reduksjon av støpegodsets tykkelse i visse områder, såsom sylinder-blokkveggene. Forsøk som er gjort i dette henseende har medført svikt, hovedsakelig på grunn av at når veggtykkelsen er blitt redusert har tap i form av skrap økt dramatisk.
Blant de viktige parametre som påvirker den nedre grense for tykkelsen av de indre vegger er flyteevnen og størkningsegen-skapene til det grå støpejern som skal støpes. Med andre ord må det smeltede grå støpejern være tilstrekkelig flytende til å flyte inn i og fylle forholdsvis trange passasjer i formen og ha tilstrekkelig lavt størknepunkt, slik at det grå støpejern ikke krystalliserer så tidlig at formen ikke kan fylles. Som antydet ovenfor har vanskeligheten med de fremgangsmåter som hittil er blitt benyttet ved forsøk på å fremstille tynnveggete motorblokker ikke vært at det ved fremgangsmåtene ikke er mulig å fremstille blokkene, men at det er umulig å fremstille dem uten meget høyt skraptap.
Motorblokker av maskinerbart, grått støpejern fremstilles vanligvis ved at det inn i en kupolovn eller annen ovn mates de ønskete metalliske og ikke-metalliske materialer i de ønskete proporsjoner, slik at smeltet støpejern med ønsket kjemisk sammensetning dannes i kupolovnen, og det smeltede metall fra kupolovnen ledes til en hellestasjon hvor det helles i sandformer hvori det befinner seg atskilte, understøttede sandkjerner. På grunn av at maskinerbart grått støpejern av høy kvalitet krever et høyt nivå av kimdannelse i det smeltede metall når det helles, tilsettes et partikkelf ormet inokuleringsrniddel, vanligvis ferrosilisium, til det smeltede metall umiddelbart før helleoperasjonen for å frembringe økt kimdannelse. På grunn av at maskinerbart, grått støpejern av høy kvalitet krever at det foretas nøye styring av karbonekvivalenten (CE) i metallet og på grunn av at karbonekvivalenten er en funksjon av silisiuminnholdet, holdes ■ dessuten innholdet av karbon og silisium i metallet før inokule-ringen på et lavere nivå enn ønskelig, for å ta hensyn til øk-ningen av metallets karbonekvivalent ved tilsetning av inokuleringsmidlet.
Det er selvfølgelig nødvendig at kupolovnen eller en annen ovn hvor det smeltede støpejern fremstilles har tilstrekkelig kapasitet til å tilføre det smeltede støpejern med den hastighet det helles med i hellestasjonen. For å sikre en kontinuerlig tilførsel av det smeltede metall til tross for mindre flukta-sjoner i kupolovnens produksjon og for å sikre at der kan bli fortsatt drift av kupolovnen til tross for kortvarige avbrudd eller stopp ved hellestasjonen, er det også vanlig praksis å
mate det smeltede metall fra kupolovnen inn i' en liten varmholdovn, hvorved metallet for hellestasjonen uttas av varmholdovnen. Typisk er varmholdovnens kapasitet tilstrekkelig til å romme
nok av det smeltede metall til å kunne tilføre dette til hellestasjonen i ca. 20 minutter uten å motta smeltet metall fra kupolovnen og til å være i stand til å motta smeltet metall fra kupolovnen i ca. i0 minutter uten å mate noe til hellestasjonen. Dersom f.eks. metallet helles i en mengde på 60 tonn pr. time, drives kupolovnen med samme mengde, og varmholdovnen har en kapa-
sitet på ca. 30 tonn, men inneholder bare ca. 20 tonn ved normal drift.
Der er alltid i det minste noe skraptap ved fremstillingen av slike motorblokker på grunn av defekter i de støpte motorblokker. De aller fleste defekter opptrer i de tynneste veggpartier av støpegodset, og jo tynnere veggene er, desto større er skrap-tapene. For tiden aksepteres av industrien et skraptap på ca.
5% under støpeoperasjonen som normalt for motorblokker hvor den minste veggtykkelse er ca. 4,57 mm. For motorblokker som har vesentlig mindre veggtykkelse, f.eks. ca. 3,81 mm, er der en dramatisk økning i skraptap, typisk opp til 25%. Slike skraptap er hindrende for fremstilling av motorblokker for høy produksjon av person- og lastebiler, og følgelig er det for tiden praksis innen bilindustrien å utforme alle høyproduksjonsmotorer med motorblokker som har veggtykkelser på minst 4,57 mm. Det er denne begrensning av utformingen av motorblokker som er blitt et stadig økende problem for oppnåelse av lavere bruttovekt av kjøretøyet.
Dette problem er ifølge den foreliggende oppfinnelse løst med en fremgangsmåte hvorved motorblokkene av støpejern kan fremstilles med veggtykkelser som er vesentlig mindre enn det som for tiden anvendes, uten økning i skraptap.
Et hovedtrekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er
at etter at det smeltede grå støpejern er fremstilt, holdes det på en stort sett konstant temperatur i et tidsrom på fra 1% til 2% time før det helles i formene. Ifølge en foretrukket utførelse oppnås dette ved anvendelse av en varmholdovn med en kapasitet som er betydelig høyere enn hos de varmholdovner som hittil er blitt anvendt. Nærmere bestemt inneholder varmholdovnen ved normal drift fra en og en halv til to og en halv ganger det antall tonn smeltet metall som behøves pr. time for hellestasjonen. Varmholdovnens hovedfunksjon og tiltenkte funksjon er ikke å sikre et lengre tidsrom for tilførsel av det smeltede metall til støpestasjonen under stopp av kupolovnen, men er som nevnt ovenfor, ment å bevirke en sterk økning av oppholdstiden for smeltet metall i varmholdovnen, ved en stort sett konstant temperatur, før det mates til støpestasjonen. Det vil si at varmholdovnen har en kapasitet som er tilstrekkelig til at oppholdstiden for det smeltede metall i varmholdovnen ved normal drift er fra lh til 2h timer, fortrinnsvis minst ca. 2 timer. På grunn av
at det smeltede metalls temperatur i varmholdovnen holdes stort
sett konstant, oppnås det under den langvarige, oppholdstid for det smeltede metall i varmholdovnen ikke bare en økning av homogeniteten i metallets sammensetning, men også en økning i jevnhet i det smeltede metalls temperatur i dets masse. Den økte homogenitet i sammensetning og økte jevnhet i temperatur er viktig ikke bare i seg selv viktige, men er også viktige ved at det bedre sikres en konstans i det smeltede metalls flyteevne. Med denne økte homogenitet i sammensetning, temperatur og fluiditet, er flyten og avkjølingen av det smeltede metall som helles i formen av økt, kontrollert ensartethet. Dessuten sikrer ensartet-heten i det smeltede metalls sammensetning når det uttas av varmholdovnen bedre ensartethet i kimdannelse når det inokuleres med ferrosilisium eller annet inokuleringsmiddel.
Ifølge oppfinnelsen bestemmes dessuten karbonekvivalenten •for det smeltede metall i varmholdovnen med hyppige intervaller, og tilsetning som påvirker karbonekvivalenten, foretas til metallet som befinner seg i eller mates inn i varmholdovnen ved behov for å holde karbonekvivalenten på ønsket nivå, som er under nivået som ønskes i hellestasjonen, for å ta hensyn til inokuleringsmidlet som skal tilsettes.
Ifølge den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen oppnås det en ytterligere forbedring av støpegodset ved hjelp av de spesielle bindemidler som anvendes til formene og til kjernene.
Som angivelse av sluttresultatet kan det fremstilles og
er fremstilt motorblokker med veggtykkelser på ca. 3,81 mm ifølge oppfinnelsen på høyproduksjonsbasis med et skraptap på bare ca. 5% eller mindre. Motorblokkene som fremstilles slik bevirket én vektbesparelse på ca. 20% sammenliknet med tilsvarende motorblokker med en veggtykkelse på ca. 4,57 mm.
Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til den medfølgende tegning, som skjematisk viser apparatet som anvendes for utøvelse av den foretrukne ut-førelse av oppfinnelsen.
Metallformuleringen kan være en vilkårlig av de som er kjent på området for maskinerbart grått støpejern, som fortrinnsvis har følgende kjemisk sammensetning etter vekt ved helling: 3-3,6% C, 2,1-2,65% Si, 0,05-0,09% P, 0,50-0,70% Mn, 0,15-0,25% Cr, 0,10-0,15% Nif, 0,15-0,25% Cu, høyst 0,15% S og resten Fe.
En typisk kjemisk sammensetning for utførelse av oppfinnelsen
er følgende i vekt%:
C: 3,48%
Si: 2,30%
P: 0,07%
Mn: 0,61%
Cr: 0,19%
Ni: 0,12%
Cu: 0,21%
S: 0,15% høyst
Fe: resten
De bestanddeler for satsen til fremstilling av det smeltede metall kan være de som konvensjonelt anvendes, typisk en kombina-sjon, i de ønskete proporsjoner, av skrapstål og -jern, koks, kalkstein, silisiumkarbid og ferromangan.
Satsen mates ved hjelp av en vanlig transportør inn i top-pen av en vannvegg-kupolovn, som likeledes kan være av konven-sjonell konstruksjon, selv om en induksjonsovn selvfølgelig kan anvendes dersom det er ønskelig. Det smeltede metall som dannes i kupolovnen har ikke jevn temperatur gjennom dets masse, men har en temperatur som kan variere opp til 200°C eller mer, typisk fra 1360 til 1560°C, med det meste av metallet ved den øvre ende av dette område.
Det smeltede metall som fremstilles i kupolovnen uttas kontinuerlig fra denne ved den ovennevnte temperatur, som varierer i det angitte område, og mates inn i en varmholdovn som har tilstrekkelig kapasitet til at det smeltede metalls oppholdstid i den vil være fra 1<*>5til 2h time, fortrinnsvis ca. 2 timer. Varmholdovnen, som bortsett fra dens størrelse kan være av konven-sjonell konstruksjon oppvarmes, fortrinnsvis ved hjelp av stråle-varme fra grafitt- eller liknende elektriske motstands-varmeele-menter over det smeltede metall, for å holde det smeltede metalls temperatur i den på et konstant nivå tilstrekkelig over den ønskete temperatur på det tidspunkt metallet helles inn i formene, for å kompensere temperaturfallet hos metallet fra tidspunktet det uttas fra varmholdovnen til det helles i formene. Vanligvis er dette temperaturfall 40-50°C, og følgelig oppvarmes det smeltede metall i varmholdovnen 40-50°C over temperaturen som ønskes når mertallet helles i formene. Det vesentlige punkt er at på grunn av den lange oppholdstid for det smeltede metall i varmholdovnen, 'er temperaturen hos metallet som uttas fra ovnen alltid forholdsvis jevn, innenfor pluss eller minus 15°C av den nøyaktige temperatur som ønskes. Følgelig er ved hellingen det smeltede metall likeledes'alltid innenfor pluss eller minus 15°C av den som ønskes ved hellingen. Dessuten er det under den lange oppholdstid for metallet i varmholdovnen en sterk økning i metallets homogenitet, slik at det har forholdsvis jevn sammensetning gjennom det hele når det uttas fra varmholdovnen .
Det smeltede metall uttas fra varmholdovnen periodisk i regulære intervaller og anbringes i en støpeøse, og et oppmålt kvantum av et spesielt inokuleringsmiddel, typisk ferrosilisium av støpekvalitet, 3/8 x 12 mesh, som etter vekt inneholder ca.-23% jern, ca. 7,5% silisium og ca. 1% av hver av kalsium og alu-minium, tilsettes til det smeltede metall i støpeøsen. Støpeøsen føres deretter en kort strekning til metallhellestasjonen hvor det smeltede metall helles i hver av formene når det kommer til hellestasjonen i produksjonslinjen.
Ved utførelse av oppfinnelsen til fremstilling av sylinder-blokker som har innerveggtykkelser på ca. 3,81 mm, ble produksjonslinjen drevet med en'hastighet som krevde ca. 18 tonn smeltet metall pr. time. For denne operasjon ble en kupolovn som hadde en kapasitet på ca. 25 tonn pr. time drevet med et kvantum på ca. 18 tonn pr. time, og varmholdovnen som ble anvendt hadde en kapasitet på ca. 50 tonn og ble bibeholdt med 40 tonn smeltet metall i den. Følgelig var oppholdstiden for det smeltede metall i varmholdovnen litt mer enn to timer. For det bestemte metall som ble anvendt var den ønskete helletemperatur, dv/s. på tidspunktet det ble helt i formene, 1465°C, temperaturfallet for det smeltede metall mellom varmholdovnen og helleoperasjonen ble målt til ca. 40°C, selv om den til sine tider var opp til 50°C på grunn av noe lenger oppholdstid for metallet i støpeøsen som følge av kortvarige periodiske forsinkelser i produksjonslinjen og følgelig i helleoperasjonen. Følgelig ble varmholdovnen oppvarmet tilstrekkelig til å holde temperaturen til det smeltede metall i den på ca. 1515°C. Det smeltede metall som ble innført i varmholdovnen fra kupolovnen varierte i temperatur fra 1380
til 1530°C. Men det smeltede metall som ble uttatt av varmholdovnen hadde en va-riasjon i temperaturen på bare fra 1500 til 1530°C, og metallet som ble helt i formene hadde en temperatur-variasjon pa fra 1450 til 1480°C. På tidspunktet for helling
i formene var den ønskete kartaonekvivalent for det smeltede metall 4,10%. Det smeltede metall som ble dannet i kupolovnen var formulert til å ha en karbonekvivalent på 4%, men da det smeltede metall kom inn i varmholdovnen var det en variasjon i karbonekvivalenten på fra så lavt som 3,5% til så høyt som 4,2%. På grunn av homogeniseringen som fant sted i varmholdovnen som følge av det smeltede metalls lange oppholdstid i denne,
ble karbonekvivalenten for det smeltede metall i varmholdovnen forholdsvis konstant på det ønskete nivå ca. 45%. I de få til-feller hvor nivået for karbonekvivalenten i varmholdovnen sank vesentlig under 4%, ble det utført en økt tilførsel av koks i kupolovnen, for derved å øke karbonekvivalenten til metallet som kom inn i varmholdovnen, med resulterende justering av det smeltede metall i varmholdovnen til det ønskete karbonekvivalentnivå på 4%. Dersom karbonekvivalentnivået for det smeltede metall i varmholdovnen stiger til over 4%, kan en tilsvarende forholdsvis hurtig justering til det ønskete karbonekvivalentnivå utføres ved å senke hastigheten for mating av koks til kupolovnen.
For å sikre den ønskete styring av karbonekvivalenten for metallet i varmholdovnen, ble det tatt en liten prøve av metallet i varmholdovnen hvert femtende minutt og analysert termisk. Ana-lyseresultatene ble automatisk matet inn i en vanlig datamaskin for beregning av karbonekvivalenten ifølge den velkjente formel CE = %TC + 0,3 (%Si + %P), hvorved datamaskinen frembringer en umiddelbar angivelse av karbonekvivalenten. Angivelsen ga også operatøren av produksjonslinjen prosentinnholdet av karbon og silisium i den analyserte prøve. En analyse av en prøve hvert femtende minutt er helt tilstrekkelig til å sikre god kontroll av karbonekvivalenten.
Den anvendte støpeøse var av "tekannetype" ("teapot type") med en kapasitet på ca. 907 kg. Ved hellingen fra støpeøsen i formene ble ca. 180 kg holdt tilbake i støpeøsen for å sikre at ikke slagg kom inn i formene. Da det smeltede metall kom inn i støpeøsen fra varmholdovnen ble inokuleringsmidlet tilsatt samtidig, noe som bevirket at inokuleringsmidlet ble rørt inn i det smeltede metall. Mengden inokuleringsmiddel lå vanligvis
på 2,84 kg til 4,3 kg pr. støpeøse, dvs. pr. 726 kg metall, selv om det av og til :var nødvendig med opp til ca. 8,5 kg. Den mengde inokuleringsmiddel som var nødvendig ble fastlagt ved periodisk utførelse av en standard kokilletest av det smeltede metall i
støpeøsen i hellestasjonen, hvorved den dybde som måles ved en slik test er betegnende for graden av kimdannelse, slik det er kjent på området. Dersom kokilletesten viste en kokilledybde på under 3 mm, ble mengden inokuleringsmiddel som ble tilsatt til de etterfølgende støpeøser, som var fulle med smeltet metall, minsket, og dersom kokilletesten viste en kokilldybde på over 5 mm, ble mengden tilsatt inokuleringsmiddel økt. Men på grunn av høy homogenitet i det smeltede metall som følge av dets lange oppholdstid ved stort sett konstant temperatur i varmholdovnen, blir den mengde inokuleringsmiddel som behøves for å oppnå den ønskete kokilledybde i det ovennevnte område værende konstant i betydelige tidsrom fra oppstarting til slutt, slik at det ikke var behov for å utføre en kokilletest oftere enn på hver tredje eller fjerde støpeøse full av smeltet metall, og selv dette var for å være på den sikre side.
Med det smeltede metall kommende inn i støpeøsen med den ovennevnte temperatur på 1515°C + 15°C, kan det bli en forsinkelse på opp til 10 minutter for fullførelse av hellingen av det smeltede metall i støpeøsen uten temperaturfall til under den nedre ende av det temperaturområde som er nødvendig for hellingen. Normalt, dvs. uten noen forsinkelse, utføres hellingen av de 726 kg fra støpeøsen og inn i formene på mindre enn ca.
4 minutter.
Det er selvfølgelig nødvendig at det utvises forsiktighet ved fremstillingen og sammensettingen av formene og kjernene.
I denne forbindelse har det vist seg at sandformene for utførelse av oppfinnelsen best fremstilles ved anvendelse av bare vestbentonitt (dvs. natriumbentonitt) som bindemiddel, eller en blanding som inneholder minst 80% vestbentonitt og resten sydbentonitt, dvs. kalsiumbentonitt. Det er også best at sandkjernene for ut-førelse av oppfinnelsen fremstilles under anvendelse av "IsoCure"-prosessen. Bindemidlet for denne selges av Foundry Products Division av Ashland Chemical Company of Columbus, Ohio, og prosessen er beskrevet i US-patentskrift 3.409.579. Kort omfatter prosessen anvendelse av en kald kjernekasse, og bindemiddelsys-temet omfatter en fenolharpikskomponent og en isocyanatkomponent, som blandes med sanden, hvoretter sanden støpes til den ønskete kjerneform, og etrgassformet tertiært amin, såsom dimetyletyl-amin, bringes til å gjennomtrenge sanden for å katalysere poly-
-v
merisasjonsreaksjonen mellom harpikskomponentene ved romtempera-
tur. Dette muliggjør fremstilling av kjernene ved romtemperatur, og som følge av at kjernene aldri er varme er det ingen mulighet for at det skal oppstå unøyaktigheter på grunn av krymping, som opptrer med andre harpikssystemer under avkjøling.
Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til den medfølgende tegning som skjematisk viser apparatet for utførelse av oppfinnelsen.
Det vil forstås at jo lenger den ønskete oppholdstid for det smeltede metall i varmholdovnen er, desto større må varmholdovnens kapasitet være, og økt kapasitet betyr økt kapitalinves-tering. Med en kortere oppholdstid enn fra 1 til 1H time, er homogeniteten og temperaturjevnheten i det smeltede metall som uttas fra varmholdovnen ikke av en slik grad at det oppnås full fordel med oppfinnelsen. På den annen side er etter en oppholdstid på ca. 2 timer homogeniteten og temperaturjevnheten i det smeltede metall av en grad som gir utmerkede resultater, og etter to timer begynner forbedringen å avta, slik at det aldri er grunn til å anvende en varmholdovnkapasitet som gir en oppholdstid på mer enn 2h time. Ved veining av kapitalutgifter mot resultater er en oppholdstid på ca. 2 timer best.
Uansett den nøyaktige kjemiske sammensetning av det grå støpejern som anvendes, vil den nøyaktige temperatur for helling av det grå støpejern i formene vanligvis, om ikke alltid, være i området fra 1400 til 1500°C. Følgelig holdes det grå støpejern i varmholdovnen vanligvis, om enn ikke alltid, på en temperatur på fra 1420 til 1560°C og fra 20 til 60°C høyere enn den ønskete helletemperatur, hvorved den nøyaktige temperatur som blir valgt for metallet i varmholdovnen avhenger av tidsintervallet, og derved hastigheten av kjøling av metallet, mellom uttaing av dette fra varmholdovnen og dets helling i formene. Når det benyt-tes en oppholdstid på ca. 2 timer i varmholdovnen, vil temperaturen til metallet som uttas av varmholdovnen vanligvis aldri, om overhodet noensinne, være mer enn 20°C høyere eller lavere enn den nøyaktige temperatur som er valgt for varmholdovnen,
og som angitt ovenfor er en temperaturkonstans innenfor pluss eller minus 15°C mer regelen.
Dette muliggjør drift med snevre grenser for helletempera-turen, med resulterende betydelig økning ensartethet for det helte metall, ensartethet i flyteevne, størkningshastighet etc.
Den store fordel med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen
er at den muliggjør effektiv fremstilling av støpegods som har meget tynne vegger og likevel en lav skraprate. Som anført ovenfor er oppfinnelsen blitt benyttet til fremstilling av motorblokker av støpejern som har en veggtykkelse på bare 3,81 mm, og likevel er skraptapet bare 5% eller mindre. Den oppnådde vekt-reduksjon var fra ca. 84 kg for utførelsen med veggtykkelse på 4,57 mm veggtykkelse til bare ca. 63,5 kg, en reduksjon på nesten 20%. Men oppfinnelsen kan også anvendes med fordel for fremstilling av motorblokker av støpejern o.l. med høyere veggtykkelse, f.eks. for dieselmotorer.
Claims (9)
1. Fremgangsmåte til fremstilling av støpegods av maskinerbart grått støpejern, hvor det fremstilles smeltet, grått støpe-jern, karakterisert ved at det smeltede grå støpejern holdes på en stort sett konstant temperatur fra lh til 2h time, og at det smeltede grå støpejern deretter helles i former for avkjøling og størkning.
2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det smeltede grå støpejern holdes på den stort sett konstante temperatur i ca. 2 timer.
3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at mens det smeltede grå støpejern holdes på den stort sett konstante temperatur overvåkes det smeltede grå støpejerns karbonekvivalent og befinner seg på et nivå under det som er ønsket for det smeltede grå støpejern når dette helles inn i formene, og at det grå støpejern umiddelbart før helling inokuleres med et kimdannende middel som øker det smeltede, grå støpejerns karbonekvivalent.
4. Fremgangsmåte til fremstilling av støpegods av maskinerbart, grått støpejern, hvorved det dannes smeltet, grått støpe-jern, karakterisert ved at det smeltede, grå støpejern mates inn i en varmholdovn, at smeltet grått støpejern uttas fra varmholdovnen/ at det uttatte smeltede grå støpejern inokuleres med et kimdannende middel, og at det inokulerte smeltede, grå støpejern deretter helles i former for avkjøling og størkning, hvorved det smeltede grå støpejern i varmholdovnen bringes på og holdes på en forholdsvis jevn temperatur gjennom dets masse, idet mengden smeltet grått støpejern i varmholdovnen er fra 1H til 2h ganger den mengde som uttas av varmholdovnen pr. time, hvorved oppholdstiden for det smeltede grå støpejern i varmholdovnen er fra 1% til 2h time.
5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 4, karakterisert ved at mengden smeltet grått støpejern i varmholdovnen er ca. to ganger den mengde som uttas av varmholdovnen, hvorved det smeltede grå støpejerns oppholdstid i varmholdovnen blir ca. 2 timer.
6. Fremgangsmåte i samsvar med krav 4, karakterisert ved at det smeltede grå støpejern som uttas av varmholdovnen inokuleres med et kimdannende middel som øker jernets karbonekvivalent, mens det smeltede grå støpejern i varmholdovnen kontrolleres i det minste med korte intervaller og holdes på et nivå under det som ønskes for det smeltede grå støpe-jern når dette helles i formene.
7. Fremgangsmåte i samsvar med krav 4, karakterisert ved at det smeltede grå støpejern i varmholdovnen bringes til og holdes på en temperatur av 1420-1560°C og fra 20 til 60°C over den ønskete temperatur for metallet når dette helles i formene.
8.. Fremgangsmåte til fremstilling av motorblokker o.l. av grått støpejern, karakterisert ved at en kupolovn chargeres til fremstilling av smeltet grått støpejern som har en sammensetning av 3,3-3,6 vekt% karbon, 2,1-2,65 vekt% silisium, 0,05-0,09 vekt% fosfor, 0,50-0,70 vekt% mangan, 0,15-0,25 vekt% krom, 0,10-0,15 vekt% nikkel, 0,15-0,25 vekt% kobber, høyst 0,15 vekt% svovel og resten stort sett er jern, og som har en gjennomsnittlig karbonekvivalent i massen av smeltet grått støpejern på høyst 4%, at det smeltede grå støpejern mates kontinuerlig fra kupolovnen til en varmholdovn hvor karbonekvivalenten til det smeltede grå' støpejern bestemmes i det minste perio disk og holdes på høyst ca. 4%, at det smeltede grå støpejern overføres fra varmholdovnen til en støpeøse, hvorved det når det uttas av varmholdovnen, inokuleres med et kimdannende middel som er slik at det øker jernets karbonekvivalent til over 4%,
og at det inokulerte, smeltede grå støpejern deretter helles i former hvori kjerner er understøttet og sammenføyet, hvorved temperaturen til det smeltede grå støpejern ved hellingen i formene ligger i området 1400-1500°C, mens det smeltede metall i varmholdovnen holdes der i fra 1% til 2h time ved en temperatur i området 1420-1550°C og fra 20 til 60°C høyere enn temperaturen det smeltede grå støpejern har når det helles i formene.
9. Fremgangsmåte i samsvar med krav 8, karakterisert ved at det kimdannende middel er slik at det øker det smeltede grå støpejerns karbonekvivalent til ca. 4,1%, at det smeltede grå støpejern helles .i formene ved en temperatur på 1450-1480°C, og at det smeltede metall holdes i varmholdovnen ved en temperatur på 1500-1530°C i ca. 2 timer.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/284,028 US4493359A (en) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | Method for making cast iron engine blocks and the like |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO822461L true NO822461L (no) | 1983-01-18 |
Family
ID=23088585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO822461A NO822461L (no) | 1981-07-17 | 1982-07-16 | Fremgangsmaate til fremstilling av motorblokker o.l. av stoepejern |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4493359A (no) |
EP (1) | EP0070660B1 (no) |
JP (1) | JPS5825844A (no) |
AT (1) | ATE17598T1 (no) |
AU (1) | AU553289B2 (no) |
CA (1) | CA1185765A (no) |
DE (1) | DE3268656D1 (no) |
ES (1) | ES8402190A1 (no) |
NO (1) | NO822461L (no) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6129057A (en) * | 1999-02-05 | 2000-10-10 | Daimlerchrysler Corporation | Engine block casing and insert member diecast from permanent molds |
US6973954B2 (en) * | 2001-12-20 | 2005-12-13 | International Engine Intellectual Property Company, Llc | Method for manufacture of gray cast iron for crankcases and cylinder heads |
CN103668332B (zh) * | 2012-08-31 | 2016-08-31 | 沈阳铝镁设计研究院有限公司 | 铝用阳极组装中频炉低磷灰铸铁熔炼操作方法 |
US9775660B2 (en) | 2013-03-14 | 2017-10-03 | DePuy Synthes Products, Inc. | Bottom-loading bone anchor assemblies and methods |
CN108929982A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-04 | 江门市本丰精密机械有限公司 | 一种气缸缸套材料 |
CN109439833B (zh) * | 2018-12-11 | 2019-11-08 | 滨州亚泰雅德动力配件有限公司 | 高镍合金铸铁碳含量控制方法和装置 |
CN114309466B (zh) * | 2021-12-09 | 2023-08-25 | 江苏紫金动力股份有限公司 | 合金铸铁缸套铸造方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1955481A (en) * | 1931-04-11 | 1934-04-17 | Wirtz Adolf | Process for the production of pigiron having alpha fine graphitic texture |
CH232953A (de) * | 1942-11-19 | 1944-06-30 | Russ Elektroofen Kommanditgese | Verfahren zum Schmelzen von Eisen. |
US2485761A (en) * | 1947-03-22 | 1949-10-25 | Int Nickel Co | Gray cast iron having improved properties |
US3013911A (en) * | 1953-11-18 | 1961-12-19 | Renault | Malleable cast iron compositions |
DE1121639B (de) * | 1956-03-16 | 1962-01-11 | Renault | Verfahren zur Herstellung von in Kokille gegossenen, hoechstens 25 mm dicken Gusseisenstuecken sehr hoher Zaehigkeit |
US3055755A (en) * | 1961-06-30 | 1962-09-25 | Int Nickel Co | Austenitic ductile iron having high notch ductility at low temperature |
US3299482A (en) * | 1963-03-29 | 1967-01-24 | Chrysler Corp | Gray iron casting process and composition |
US3197306A (en) * | 1964-08-31 | 1965-07-27 | Dow Chemical Co | Method for treating ferrous metals |
US3375106A (en) * | 1965-02-02 | 1968-03-26 | American Standard Inc | Determination of carbon equivalence of hypereutectic cast iron |
SU489414A1 (ru) * | 1973-01-05 | 1978-01-25 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Способ обработки чугуна |
SU589274A1 (ru) * | 1975-07-30 | 1978-01-25 | Предприятие П/Я Р-6205 | Модификатор |
JPS5386630A (en) * | 1977-01-11 | 1978-07-31 | Toyota Motor Co Ltd | Preparation of chilled castings |
-
1981
- 1981-07-17 US US06/284,028 patent/US4493359A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-09-22 CA CA000386397A patent/CA1185765A/en not_active Expired
-
1982
- 1982-07-07 AU AU85699/82A patent/AU553289B2/en not_active Ceased
- 1982-07-09 AT AT82303620T patent/ATE17598T1/de not_active IP Right Cessation
- 1982-07-09 EP EP82303620A patent/EP0070660B1/en not_active Expired
- 1982-07-09 DE DE8282303620T patent/DE3268656D1/de not_active Expired
- 1982-07-16 NO NO822461A patent/NO822461L/no unknown
- 1982-07-16 JP JP57124305A patent/JPS5825844A/ja active Pending
- 1982-07-16 ES ES514051A patent/ES8402190A1/es not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU8569982A (en) | 1983-01-20 |
US4493359A (en) | 1985-01-15 |
DE3268656D1 (en) | 1986-03-06 |
ES514051A0 (es) | 1984-01-16 |
EP0070660A1 (en) | 1983-01-26 |
ATE17598T1 (de) | 1986-02-15 |
CA1185765A (en) | 1985-04-23 |
ES8402190A1 (es) | 1984-01-16 |
EP0070660B1 (en) | 1986-01-22 |
JPS5825844A (ja) | 1983-02-16 |
AU553289B2 (en) | 1986-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104894466B (zh) | 高强度高弹性模量低应力灰铸铁的制造方法 | |
CN103146990B (zh) | 汽车涡轮壳体用高硅钼铬球铁材质及其制备方法 | |
CN100582279C (zh) | 用于发动机气缸体和气缸盖的灰口铸铁 | |
CN103882279B (zh) | 一种高强度灰铸铁件的熔炼方法 | |
CN100391656C (zh) | 高镍奥氏体球墨铸铁汽车排气歧管的铸造方法 | |
CN103820704B (zh) | 汽车涡轮壳体用的高镍奥氏体球铁材质及其制备方法 | |
CN101555565B (zh) | 冲天炉-工频炉双联熔炼生产蠕墨铸铁工艺 | |
CN110819753B (zh) | 一种消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺 | |
CN101225497B (zh) | 球墨铸铁排气歧管、其制备方法及其制备所用的装置 | |
CN105088056A (zh) | 一种非合金化、高强度灰铸铁生产液压铸件的制备方法 | |
KR101621122B1 (ko) | 연소기관 및 일반 주조물용 고저항 회주철 합금 | |
CN101886209B (zh) | 中硅钼耐热蠕墨铸铁材料 | |
CN101886208A (zh) | 中硅钼球铁材料 | |
CN105755360A (zh) | 一种高珠光体蠕化稳定的蠕墨铸铁制备工艺 | |
CN105200305A (zh) | 一种灰铸铁及其制备方法 | |
KR101629215B1 (ko) | 연소기관 및 일반 주조물용 고저항 회주철 합금을 얻기 위한 방법 | |
CN114517270B (zh) | 一种低成本提高发动机缸体缸盖铸件性能的铸造工艺 | |
NO822461L (no) | Fremgangsmaate til fremstilling av motorblokker o.l. av stoepejern | |
WO2003054372A1 (en) | Gray cast iron for cylinder heads | |
CN103725949B (zh) | 高Ni奥氏体球铁排气管的生产方法 | |
CN104962801A (zh) | 高强度灰铸铁件的熔炼方法 | |
CN108998617B (zh) | 一种控制球墨铸铁球化率的方法 | |
CN103805831A (zh) | 一种195柴油机飞轮铸件的制造方法 | |
US2595567A (en) | Process for producing malleable iron castings | |
CN1123336A (zh) | 发动机铸造连杆的制造方法 |