NO854865L - Fremgangsmaate til pressforming av metallgjenstander. - Google Patents

Fremgangsmaate til pressforming av metallgjenstander.

Info

Publication number
NO854865L
NO854865L NO854865A NO854865A NO854865L NO 854865 L NO854865 L NO 854865L NO 854865 A NO854865 A NO 854865A NO 854865 A NO854865 A NO 854865A NO 854865 L NO854865 L NO 854865L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
core
press
stated
piston
mold
Prior art date
Application number
NO854865A
Other languages
English (en)
Inventor
John Barlow
David B Rogers
Original Assignee
Gkn Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gkn Technology Ltd filed Critical Gkn Technology Ltd
Publication of NO854865L publication Critical patent/NO854865L/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009Cylinders, pistons
    • B22D19/0027Cylinders, pistons pistons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10Cores; Manufacture or installation of cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/105Salt cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D15/00Casting 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
    • B22D15/02Casting 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 of cylinders, pistons, bearing shells or like thin-walled objects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0603Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston at least part of the interior volume or the wall of the combustion space being made of material different from the surrounding piston part, e.g. combustion space formed within a ceramic part fixed to a metal piston head
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0636Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston the combustion space having a substantially flat and horizontal bottom
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/02Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion
    • F02F3/04Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion having expansion-controlling inserts
    • F02F3/045Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion having expansion-controlling inserts the inserts being located in the crown
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F2200/00Manufacturing
    • F02F2200/06Casting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/02Light metals
    • F05C2201/021Aluminium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/16Fibres
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av gjenstander ved den teknikk som er kjent som pressforming, presstøping eller ekstrusjonsstøping og som,. av hensiktsmessighets-årsaker vil bli betegnet som "pressforming" i denne beskrivelse og i kravene. Teknikken ved pressforming går i grunntrekkene ut på at flytende metall innføres i en første del av en form som så lukkes under trykk, slik at flytende metall fortrenges ved lukningen av formen, for dermed å fylle et hulrom i denne uten å inneslutte luft, hvoretter metallet holdes under trykk mens størkning finner sted, for dermed å sikre at eventuelle krympehulrom som kan dannes blir lukket og fylt, hvoretter formen åpnes og den formede gjenstand tas ut.
Det er kjent å fremstille forskjellige pressformede gjenstander, vanligvis av aluminium eller aluminiumlegeringer, men slike gjenstander har stort sett hatt en forholdsvis enkel form. Når det så var behov for mer komplisert form, har det i almindelighet vært nødvendig å få til denne ved en eller annen maskinbearbeidelse etter fremstilling av den pressformede gjenstand.
I britisk patentansøkning 8311262 er det beskrevet en fremgangsmåte til fremstilling av en metallgjenstand ved pressforming, der en ønsket form fremkommer i gjenstanden ved støpning, slik at det ikke kreves noen påfølgende maskinering. Den ønskede form oppnås som beskrevet i den nevnte patent-ansøkning ved å anbringe en formet sammenpakket oppløslig saltkjerne i en formdel i pressformemaskinen før smeltet metall innføres i denne og kjernen er pakket så tett sammen at den vil ha tilstrekkelig evne til å motstå de
trykk den blir utsatt for under presseformeoperasjonen og slik at den får en overflatekvalitet som tildanner en tilsvarende flate i den pressformede gjenstand som er slik at den ikke krever påfølgende maskinell bearbeiding. Mer bestemt er den sammenpakkede oppløslige saltkjerne formet for å danne en underskåret skål i kronen på et stempel for
en forbrenningsmotor.
I forbindelse med pressforming av stempler for forbrennings-motorer fremstilt ved andre fremgangsmåter enn den som er beskrevet i den nevnte patentansøkning, er det blitt fore-slått å forsterke kroneområdet rundt kantene av skålen. Disse andre fremgangsmåter har gått ut på anbringelse av
en forsterkende innsats i pressformemaskinen og mot innsatsen fylles så smeltet metall, slik at i stempelet, når det er formet, får forsterkningsinnsatsen innbygget i stempelkronen ved kroneo.verflaten. Forsterkningsmaterialet som kan være massiv metallb-lokk eller en matte av tråder eller fibre, må så maskineres i stempelet, slik det er formet, til en ønsket form på skålen i det ferdige stempel.
Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å komme
frem til en forbedret fremgangsmåte til fremstilling av en gjenstand ved pressforming, der gjenstanden kan ha komplisert form, uten at det er nødvendig med omfattende påfølgende maskinell bearbeiding og der formen etter valg kan forsterkes ved de områder av stempelet som under drift har behov for forsterkning.
I henhold til oppfinnelsen har man kommet frem til en fremgangsmåte til fremstilling av en lettmetall gjenstand ved pressforming av smeltet metall i en form der det smeltede metall innføres i formen, formen lukkes under trykk, for å drive det smeltede metall slik at dette fyller et hulrom i formen, og metallet holdes under trykk mens dette størkner, hvoretter formen åpnes og den formede gjenstand kan tas ut og oppfinnelsen er kjennetegnet ved at en ønsket form tildannes i den pressformede gjenstand med forsterkning i metallmatrisen for gjenstanden stikkende i det minste frem til en begrensning av formen ved anbringelse av en kjerne og en forsterkende innsats i tilknytning til kjernen i formen før smeltet metall innføres i denne og ved at kjernen omfatter en oppløslig saltkjerne som er pakket sammen til en slik tetthet og overflatekvalitet at den holder seg sammen under forholdene med høy temperatur og trykk som overføres til kjernen av metallet under pressformeoperasjonen. Kjernen blir senere løst opp fra den pressformede gjenstand.
Uttrykket "forsterkning" slik det her anvendes i beskrivelsen og kravene skal forstås slik at det omfatter en forsterkning i betydningen forsterkning mot f.eks. rissbrudd, såvel som i betydningen forsterkning som skaper slitestyrke.
En slik formet oppløselig kjerne og forsterkende innsats kan med fordel benyttes til å forme en underskåret fordypning eller gjennomgående boring i den pressformede gjenstand.
Som eksempel kan en slik kjerne og forsterkning formes for
å danne en underskåret skål i kronen på et stempel for en forbrenningsmotor eller, igjen som eksempel, kan kjernen og forsterkningsinnsatsen være formet for å danne en gjennomgående boring i et ledd for et k j^øretøybelte. Alle eller deler av kantene av skålen eller den gjennomgående boring, alt etter hva gjenstanden er, kan være forsterket med det forsterkende innsatsmateriale.
Saltkjernen blir med fordel pakket sammen, enten til den ønskede form bare ved isostatisk sammenpakking eller stort sett til den ønskede form bare ved isostatisk sammenpakning og blir deretter maskinert. Det smeltede metall kan med fordel omfatte et lett metall, så som aluminium, magnesium eller en legering av disse. Materialet i forsterkningsinnsatsen kan med fordel omfatte en uorganisk trådbunt eller en fiberpute, hvorved det smeltede metall under pressformeoperasjonen vil trenge inn i mellomrommene mellom trådene eller fibrene og disse vil bli innleiret i gjenstanden slik den kommer fra støpeoperasjonen, ved siden av den formede del av gjenstanden som er tildannet av saltkjernen.Trådene eller fibermatten kan omfatte et aluminium-oksyd-silikatmateriale.
Forsterkningsinnsatsen kan være ringformet og kan omgi den formede saltkjerne når den anbringes i formdelen for den pressformende presse.
Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan med fordel anvendes ved fremstilling av et lettmetall stempel fer en forbrenningsmotor, der stempelet pressformet med kronen ned i en pressform presse med en nedre formdel og et samvirkende toppstempel som er vertikalt bevegelig i forhold til hverandre, idet den formede kjerne på forsterkningsinnsatsen anbringes i den nedre formdel og er tildannet slik at det fremkommer en skål med en forsterkende kant i stempelkronen. Kjernen er fortrinnsvis slik formet at formen på skålen i stempelkronen blir underskåret.
For å hindre opptak av fuktighet i saltkjernen, er det fordelaktig å tilsette et tørkemiddel, noe som vil gi saltet risledyktighet for å lette en tettere pakking av saltet under dets isostatiske sammenpakning for å sikre et tett, kompakt legeme. Tørkemiddelet kan omfatte magnesium-karbonat eller magnesium-fosfat i et forhold på omtrent 0,1% av kjernens vekt. Det er klart at det må velges et tørkemiddel som ikke spaltes ved formetemperaturen for metallet som for aluminium ligger mellom 680^C og 750°C. Saltet, sammen med tørkemiddelet, må fortrinnsvis ha samt-lige av de følgende egenskaper: 1. Materialet må lett kunne tildannes til den ønskede form. 2. Materialet må være sterkt nok til å tåle håndtering og tilfredsstille temperatur-og trykkravene under pressformeprosessen. 3. Materialet må være lett oppløslig (fortrinnsvis i vann) for å gjøre det lett å fjerne kjernen fra den formede gjenstand. 4. Oppløsning av kjernematerialet bør ha liten eller ingen korrosjonsvirkning på metallet.
5. Materialet må fortrinnsvis kunne gjenvinnes
for å bli brukt om igjen.
Det er fordelaktig å benytte finkornet natriumklorid i kjernen, med en partikkelstørrelse mellom 5 og 250 mikron, hvilket materiale, sammen med tørkemiddelet, lett kan pakkes sammen isostatisk i kald tilstand til den ønskede form ved et trykk på omtrent 207 MPa. Det er ikke nødvendig å utføre noen derpå følgende sintrering av kjernen av det isostatisk sammenpakkede salt og tørkemiddel.
I tillegg er det fordelaktig å tilsette et utvidelsesmodifiserende middel til kjernematerialet for å redusere eller eliminere sprekkdannelser på grunn av varmespenninger i saltet under pressformeoperasjonen. Et slikt utvidelsesmodifiserende middel kan omfatte for eksempel aluminium oksyd, glasspulver, et infiltrasjonsmiddel av kobberlegering, grafitt, talkum eller fine aluminiumoksyd-silikatfibre.
Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli beskrevet nærmere som eksempel under henvisning til tegningene der: Figur 1 viser en isostatisk sammenpakket saltkjerne, sett fra siden, til dannelse av en underskåret skål i en stempel-krone,
figur 2 viser et lengdesnitt gjennom en ringformet forsterkningsinnsats,
figur 3 viser et lengdesnitt gjennom et pressformet stempel av aluminium, slik det kommer fra formen, der man ser den underskårende skål med en forsterket kant dannet med kjernen på figur 1 og innsatsen på figur 2,
figur 4 viser et lengdesnitt som svarer til den som er vist på figur 3, men er tatt i 90° på dette,
figur 5 viser et tverrsnitt etter linjen 5-5 på figur 3,
figur 6 viser et lengdesnitt i samme retning som figur 3,
men man ser det ferdige stempel etter maskinering,
figur 7 viser et lengdesnitt svarende til det som er gjengitt på figur 6, men tatt i 90° på dette og
figur 8 viser et tverrsnitt etter linjen 8-8 på figur 6.
Selv om fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan anvendes ved pressforming av en hvilken som helst metallgjenstand med en ønsket vanligvis innviklet form som skal tildannes uten behov for senere maskinering av denne form, skal den følgende beskrivelse bare være knyttet til tegningene som angår fremstilling av et stempel for .en forbrenningsmotor. Et slikt stempel er vanligvis laget av aluminium eller en aluminiumlegering, selv om det også kan være laget av magnesium eller en legering av dette.
Stempelet er fremstilt i en pressformepresse (ikke vist)
som vanligvis omfatter en nedre formdel og et samvirkende øvre stempel som er vertikalt bevegelig i forhold til hverandre. Bunndelen kan være stasjonær og det øvre stempel kan være bevegelig frem og tilbake inn i og ut av samvirk-ning med den nedre formdel som i seg selv kan ha to eller flere formdeler som er bevegelige på tvers og kan låses sammen med hverandre i lukket tilstand, for å danne et formhulrom i den nedre formdel. I den her viste utførelses-form innbefatter stempelet to jernholdige utvidelsessatser som er bygget inn i det pressformede stempel og under press-formoperasjonen vil utvidelsesinnsatsene med fordel kunne være anbragt på det øvre stempel ved hjelp av knappformede
magneter som er innleiret i pressestempelets sidevegger.
Saltkjernen 10 er formet ved kald isostatisk sammenpakning
i en uretan eller gummi elastomerisk pose i en væske som utsettes for et trykk på omtrent 207 MPa. Saltet er finkornet natriumklorid med en partikkelstørrelse på mellom 5 og 250 mikron og er blandet med et tørkemiddel som kan omfatte magnesium karbonat eller magnesium fosfat. Et utvidelsesmodifiserende middel er også tilsatt blandingen og dette middel kan for eksempel omfatte aluminiumoksyd, glasspulver, kobberlegering infiltrant, grafitt, talkum eller fine aluminium-oksyd-silikat fibre. Ved denne prosess for kald isostatisk sammenpakking, kan en formet saltkjerne lett tildannes til den form som er vist på figur 1 på tegningene ogden vil være tilstrekkelig solid til å tåle vedvarende temperatur og trykk som den blir utsatt for under pressform operasjonen og vil også ha en slik overflatebeskaffen-het at den former en tilsvarénde flate i det pressformede stempel, der flaten ikke behøver noen senere maskinering.
Kjernen 10 som er vist på figur 1 er isostatisk sammenpakket til dens ønskede endelige form, uten behov for noen maskine-ringsoperasjon. Alt etter hvor komplisert formen er, kan det imidlertid være nødvendig å pakke sammen kjernematerialet tilnærmet til den form det skal ha, for deretter å utføre en maskinering som gir kjernen den ønskede endelige form.
Den ringformede forsterkningsinnsats 11 kan med fordel være laget av et aluminiumoksyd basert materiale, der den ut-fyllende forbindelse kan være silisium oksyd i forskjellige forhold fra 2% til 60%. Et eksempel på et materiale av denne art er det som fremstilles av I.CI. og selges under varemerket "Saffil".
De aluminiumoksyd baserte fibre som danner forsterkningen, kan i et typisk tilfelle ha en gjennomsnitlig diameter på 2,9<y>m til 3,5 ym, ha et lengde/diameterforhold på fra 50:1 til 500:1, og en spesifikk vekt på 2,8 gm/cc til 3,3 gm/ cc (avhengig av forholdet mellom aluminiumoksyd og silisium-oksyd).
Fibrene kan med fordel være sammensatt for å danne den ringformede forsterkning (eller en hvilken som helst annen på forhånd bestemt form) ved opprinnelig å dispergere fibrene i vann, hvortil det settes to typer bindemidler, en organisk og den annen uorganisk sammen med andre tilsetningsstoffer som kreves, for å skape en ensartet og effektiv avsetning av bindemidlene på fibrene når suspensjonen filtreres gjennom en sil for å danne en sammenhengende pute og under de på-følgende trinn med sammentrykning og tørking. Mens den frem-deles er fuktig, kan puten trykkes sammen for å få en tettere sammenpakning av fibrene og dermed øke volumandelen av for-sterkninger i det endelige metallfiberholdige kompositt-materiale .
Samlig av fibere ved filtrering gjennom en sil fører til at de blir liggende hovedsaklig i et todimensjonalt tilfeldig mønster med den foretrukne orientering parallelt med putens store sideflater. Det er denne sammenpakking som muliggjør høye volumandeler av fibere i det endelige komposittmateri-ale. Opplegget gir også anisotropiske egenskaper til metallet når puten innbefattes i dette.
Det uorganiske bindemiddel kan være et hvilket som helst av de man kjenner på dette område til fremstilling av stive og halvstive konstruksjoner basert på uorganiske fibere. Et foretrukket uorganisk bindemiddel er silisium oksyd, fordi det stort sett holder seg på plass under pressoformoperasjonen og kan bedre fuktbarheten overfor det flytende metall og gjøre det lettere for dette å trenge inn. Det organiske bindemiddel kan være et hvilket som helst av de man kjenner på dette område til fremstilling av fleksible og halvstive konstruksjoner og et slikt bindemiddel er latex. Formålet med det organiske bindemiddel er å bedre håndteringsstyrken. For eksempel vil god håndteringsstyrke redusere risikoen for skader under transport av skivene eller putene som skivene senere skjæres fra og også skader under skjæreoperasjonen. Slike organiske bindemidler kan brennes ut på et hvilket som helst trinn før innsatsen anbringes i støpeformen for press-formingen og slik utbrenning vil ikke bare fjerne det organiske bindemiddel, men vil også bedre bindingsstyrken mellom de uorganiske bindemidler og fibrene.
Kjernen 10 på figur 1 er anbragt i innsatsen 11 på figur 2
i formens underdel i pressformepressen, mens utvidelsesinnsatser er magnetisk festet til det øvre pressestempel og de på tvers bevegelige nedre formdeler er låst sammen, hvoretter smeltet aluminium i utmålt mengde blir overført til støpehulrommet. Det øvre pressestempel bringes deretter til å samvirke med støpehulrommet for å fortrenge smeltet aluminium, slik at denne fyller det hulrom som er begrenset mellom pressestempelet og den nedre formdel og aluminium holdes under trykk på omtrent 70MPa, mens størkningen finner sted. Formen blir deretter åpnet og det pressformede stempel tatt ut og saltkjernen løses opp og løsnes fra stempelet for eksempel ved hjelp av stråler med varmt vann.
Stempelet 12 slik det er når det kommer fra formen, er vist
på figurene 3, 4 og 5 på tegningene, der man ser at en underskåret skål 14 er dannet i kronen 16 på stempelet. Formen og overflatebeskaffenheten på denne skål er slik at det ikke kreves noen ytterligere maskinering på disse flater. Dessuten er, slik det tydelig fremgår av figurene 4 og 5, de jernholdige ekspansjonsinnsatser 18 innbygget i skjørtdelen 20
av stempelet. Man ser også særlig på figur 3, at diametralt motstående boringer 22 er utformet i skjørtdelen 20 (formet med passende kjernestaver i formdeler som er bevegelig på tvers i pressformepressen) i de områder der en boring skal maskineres for opptagelse av en stempeltapp.
Også, som vast på figurene 3 og 4, er stempelet 12 slik det kommer fra formen, forsynt med en ytterligere ringformet innsats 15 i kroneområdet• Denne innsats 15 kan med fordel være laget av samme materiale og ved samme fremgangsmåte som innsatsen 11, selv om den spesifike vekt for innsatsen 15 kan være mindre enn for innsatsen 11. I et typisk tilfelle kan den spesifike vekt for innsatsen 15 være 0,2gm_/cc, mens den spesifike vekt for innsatsen 11 kan være 0,5gm/cc. Innsatsen 15 er innrettet til, når den er maskinert å danne et slite-sterkt bærespor for en stempelring, mens innsatsen 11 er beregnet hovedsaklig å være en forsterkning for kanten av skålen 14 og vil ikke kreve noen påfølgende maskinering etter den opprinnelige form den hadde på figur 2.
Under pressformeoperasjonen vil det smeltede metall helt gjennomtrenge mellomrommene mellom fibrene i innsatsene 11
og 15, slik at fibrene blir helt innleiret i det størknede metall når stempelet tas fra formen.
Figurene 6 til 8 viser et ferdig bearbeidet stempel 24 med den gjennomgående boring 26 for opptagelse av stempeltappen ferdig bearbeidet og stempelringsporene 28 er skåret i om-kretsflaten av kroneområdet og inn i den frilagte flate av innsatsen 15. En enkel bearbeiding er utført på toppflaten av kronen 16 og innsatsen 11, men selve den underskårne skål 14 er ikke maskinert i det hele tatt.
Oppfinnelsen gjør det dermed mulig å tildanne særlig en underskåret skål med forsterkede kanter i kronen på et stempel slik det kommer fra støpeoperasjonen uten behov for senere maskinell bearbeiding hverken av skålen eller av den forsterkende innsats. Man kan dermed få en betydelig under-skjæringsvinkel for skålen i det området av denne som ellers ville være utsatt for sprekkdannelser under arbeidspåkjenningen, d.v.s. at skålens kant er tilstrekkelig forsterket mot slike sprekkdannelser.
Det er klart at stempelet slik det er formet ved støpingen, kan få et tynt "skinn" av metall som ligger over den forsterkende innsats ved den del av overflaten av stempelskålen der forsterkningen ligger. Med andre ord er fibrene i innsatsen kanskje ikke frilagt ved skålens overflate, mens,
hvis skål og innsats ble maskinert etter anbringelsen av innsatsen i stempelet i skålområdet,ville avskårne eller brutte fiberender bli frilagt og skape en ujevn frilagt flate på forsterkningen. I en stempelskål vil tilstedeværelse av en ujevn flate kunne virke uheldig inn på hvirvelkarakteri-stikkene, noe som naturligvis kan bli kritisk for forbrennings-egenskapene motoren får.
Det skal påpekes at oppfinnelsen ikke er begrenset til dannelse av den spesielle forsterkede underskårne skålform som ervist på tegningene, selv om oppfinnelsen egentlig er spesielt egnet véd pressforming av motorstempler for for-brenningsmotorer med den form som er vist og beskrevet..,-Således kan mange utførelser skapes for en pressformet gjenstand ved anvendelse av en hensiktsmessig utført sammenpakket oppløslig saltkjerne og en forsterkende eller slite-sterk innsats som ikke vil angripe kjemisk det metall som skal pressformes og som vil være passende enhetlig å ha overflateegenskaper som tåler de trykk som oppstår under pressformeoperasjonen og vil gi en form med forsterkede kanter eller kanter med høy sliktestyrke i gjenstanden som ikke krever noen påfølgende maskinering.
For eksempel kan det dannes en gjennomgående boring i et pressformet ledd for et endeløst belte ved å anordne en sylindrisk kjerne av oppløslig materiale og innsatsmateriale i støpehulrommet før innføringen av smeltet metall i dette. Som et alternativ kan en besparelse oppnås ved anvendelse., av det oppløslige kjernemateriale når det gjelder å få til en sylindrisk boring i en formet gjenstand ved å anvende det oppløslige kjernemateriale som et belegg rundt et metallrør, der det oppløslige belegg deretter løses opp fra den pressformede gjenstand, slik at metallrøret som har mindre diameter kan tas ut.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av en lettmetall-gjenstand ved pressforming av smeltet metall i en form, der det smeltede metall innføres i formen, formen lukkes under trykk,for å drive smeltet metall slik at det fyller et hulrom i formen og der metallet holdes under trykk mens det størkner, hvoretter formen åpnes og den formede gjenstand fjernes, karakterisert ved at en ønsket form dannes i den pressformede gjenstand med forsterkning i metallmatrisen for gjenstanden, stikkende i det minste delvis til begrensningen av formen, ved å anbringe en kjerne og en forsterkende innsats nær ved kjernen i støpeformen før innføringen av smeltet metall i denne og ved at kjernen er en oppløslig saltkjerne som er pakket sammen til en slik spesifikk..vekt og en slik overflateegenskap at den holdes samlet som en enhet under forholdene med høy temperatur og trykk som overføres til kjernen av metallet under pressformeoperasjonen, hvilken kjerne senere løses opp fra den pressformede gjenstand.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at saltkjernen er sammenpakket til form utelukkende ved isostatisk sammenpakning.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at saltkjernen blir isostatisk sammenpakket ved et trykk på omtrent 207 MPa.
4. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at saltet som danner saltkjernen, er finkornet natriumklorid med en partikkelstø rrelse på mellom 5 og 250 mikron.
5. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at saltet som utgjør saltkjernen er blandet med et tørkemiddel.
6. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det smeltede metall omfatter aluminium eller magnesium eller en legering av disse.
7. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at materialet i forsterkningsinnsatsen omfatter en uorganisk pute av tråder eller fibere, hvorved smeltet metall, under presseformoperasjonen, vil trenge inn i mellomrommene mellom trådene eller fibrene, slik at trådene eller fibrene vil bli innleiret i gjenstanden slik den er formet, nær ved den del av gjenstanden som blir tildannet av saltkjernen.
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at matten av tråd eller fiber omfatter et aluminiumoksyd-silikatmateriale.
9. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at forsterkningsinnsatsen er ringformet og omgir den formede saltkjerne.
10. Fremganmgsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, til fremstilling av et stempel for en forbrenningsmotor, karakterisert ved at stempelet pressformes med kronen ned i en pressformepresse med en nedre formdel og en samvirkende øvre stempeldel som er vertikalt bevegelig i forhold til'hverandre og ved at den formede kjerne og forsterkningsinnsatsen ligger i den nedre formdel og er utført slik at de danner en skål med en forsterket kant i stempelkronen.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakter i- sert ved at saltkjernen er utført slik at den danner en underskåret skål i stempelkronen.
12. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 10 eller 11, karakterisert ved at det øvre stempel er forsynt med magnetiske..holdeanordninger for understøttelse av jernholdige utvidelsesinnsatser som skal innbygges i det pressformede stempel.
13. Fremgangsmåte til fremstilling av et pressformet stempel, i det vesentlige som beskrevet her under henvisning til tegningene.
14. Pressformet metallgjenstand fremstilt ved en fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, utformet med en forsterkende kant hvis form ikke krever maskinell bearbeiding i gjenstanden slik den kommer fra støpeprosessen.
15. Pressformet metallgjenstand som angitt i krav 14, karakterisert ved at det omfatter et lett-metallstempel for en forbrenningsmotor der.en underskåret skålform er tildannet i stempelkronen med en ringformet forsterkning rundt kanten av skålen.
NO854865A 1984-04-07 1985-12-03 Fremgangsmaate til pressforming av metallgjenstander. NO854865L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB848409044A GB8409044D0 (en) 1984-04-07 1984-04-07 Casting metal articles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO854865L true NO854865L (no) 1985-12-03

Family

ID=10559342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO854865A NO854865L (no) 1984-04-07 1985-12-03 Fremgangsmaate til pressforming av metallgjenstander.

Country Status (16)

Country Link
US (1) US4667727A (no)
EP (1) EP0207944B1 (no)
JP (1) JPS61501756A (no)
KR (1) KR920003685B1 (no)
AU (1) AU570550B2 (no)
BR (1) BR8506435A (no)
CA (1) CA1229466A (no)
DE (1) DE3571304D1 (no)
DK (1) DK162267C (no)
ES (1) ES8605404A1 (no)
FI (1) FI854645A0 (no)
GB (2) GB8409044D0 (no)
IN (1) IN162918B (no)
NO (1) NO854865L (no)
WO (1) WO1985004605A1 (no)
ZA (1) ZA852222B (no)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0280830A1 (en) * 1987-03-02 1988-09-07 Battelle Memorial Institute Method for producing metal or alloy casting, composites reinforced with fibrous or particulate materials
GB8720168D0 (en) * 1987-08-26 1987-09-30 T & N Technology Ltd Piston
US5074352A (en) * 1987-11-28 1991-12-24 Kabushiki Kaisha A. M. Technologies Method for manufacturing ceramic reinforced piston
GB8814916D0 (en) * 1988-06-23 1988-07-27 T & N Technology Ltd Production of sealed cavity
DE3932562A1 (de) * 1989-09-29 1991-04-11 Kolbenschmidt Ag Vorrichtung zur herstellung von leichtmetallkolben fuer verbrennungskraftmaschinen
US5279349A (en) * 1989-12-29 1994-01-18 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Process for casting amorphous alloy member
EP0495969A4 (en) * 1990-08-13 1993-01-27 Doehler-Jarvis Limited Partnership Die casting from dies having coated expendable cores
JPH04224198A (ja) * 1990-12-26 1992-08-13 Tokai Carbon Co Ltd Mmc用プリフォームの製造方法
GB2253170B (en) * 1991-02-28 1994-08-10 Ae Piston Products Removable cores for metal castings
US5303761A (en) * 1993-03-05 1994-04-19 Puget Corporation Die casting using casting salt cores
US5408916A (en) * 1993-09-07 1995-04-25 Ford Motor Company Piston having a liner and method for manufacturing same
US5355933A (en) * 1993-11-12 1994-10-18 Cmi International Inc. Method of squeeze casting metal articles using melt-out metal core
US5425306A (en) * 1993-11-23 1995-06-20 Dana Corporation Composite insert for use in a piston
GB9414660D0 (en) * 1994-07-20 1994-09-07 Gkn Sankey Ltd An article and method for its production
BR9503807A (pt) * 1994-08-30 1996-09-10 Koji Hirokawa Matriz de estampagem combinação de uma matriz de estampagem com uma matriz de fundição processo de fundição processo para produzir uma matriz de estampagem produto fundido macho processo para produzir um macho e pistão oco de aluminio para um motor de combustão interna
DE10050190A1 (de) * 2000-10-09 2002-04-18 Ks Kolbenschmidt Gmbh Formkörper zur Herstellung von Hohlräumen
DE10305612B4 (de) * 2003-02-11 2005-04-07 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Beschichtungsmassen für Gusskerne
EP2316592A1 (en) * 2003-09-17 2011-05-04 Yaokawa Jun Core for use in casting
US7220492B2 (en) * 2003-12-18 2007-05-22 3M Innovative Properties Company Metal matrix composite articles
DE102006006132A1 (de) * 2006-02-10 2007-08-16 Hydro Aluminium Alucast Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Montieren einer Gießform zum Gießen eines Gussteils aus einer Metallschmelze
DE102006031532B3 (de) 2006-07-07 2008-04-17 Emil Müller GmbH Wasserlöslicher Salzkern mit Funktionsbauteil
DE102010038455A1 (de) 2010-07-27 2012-02-02 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen Salzkernen zur Ausbildung von Hohlformen in Gießverfahren
US8863381B2 (en) * 2010-12-22 2014-10-21 GM Global Technology Operations LLC Method of making a piston oil gallery using a hollow metallic core
FR2977175B1 (fr) * 2011-06-28 2014-04-11 Saint Jean Ind Moule pour compression isostatique et procede de fabrication de noyau de fonderie, a partir d'un tel moule
DE102011119527A1 (de) * 2011-11-26 2013-05-29 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zu seiner Herstellung
US9180511B2 (en) 2012-04-12 2015-11-10 Rel, Inc. Thermal isolation for casting articles
KR101637638B1 (ko) * 2014-02-18 2016-07-07 현대자동차주식회사 주조제품 및 그 제조방법
CN112648104B (zh) * 2020-12-07 2022-07-19 中国兵器科学研究院宁波分院 晶须增强铝合金活塞及制备方法
CN113000813A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 广州和德轻量化成型技术有限公司 一种用间接挤压铸造工艺生产铝合金复合活塞的模具及其方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1055737A (en) * 1964-03-25 1967-01-18 Wellworthy Ltd Improvements in casting processes
US3439732A (en) * 1964-11-28 1969-04-22 Mario Andreoli Die-casting process using magnetic core to position preform
US3311956A (en) * 1965-05-24 1967-04-04 Kaiser Aluminium Chem Corp Casting process employing soluble cores
GB1261904A (en) * 1968-06-20 1972-01-26 Aeroplane Motor Alu Cast Improvements in cast metal pistons
DE2136594A1 (de) * 1970-07-30 1972-02-03 Mondial Piston Dott GaIh Ercole & C s p a , Turm (Italien) Kolben mit einem die Mundung des Verbrennungsraumes umgebenden Einsatz stuck aus Metallegierung auf Kupferbasis
US3963818A (en) * 1971-10-29 1976-06-15 Toyo Kogyo Co., Ltd. Water soluble core for pressure die casting and process for making the same
US3801334A (en) * 1972-09-25 1974-04-02 F Dewey Salt casting mixtures
JPS5150219A (ja) * 1974-10-29 1976-05-01 Kobe Steel Ltd Suiyoseinakago
DE2639294C2 (de) * 1976-09-01 1982-05-13 Mahle Gmbh, 7000 Stuttgart Gepreßter Aluminiumkolben für Verbrennungsmotoren mit Einlagen aus einem anderen Werkstoff
JPS5550447A (en) * 1978-10-05 1980-04-12 Honda Motor Co Ltd Manufacture of fiber-reinforced magnesium alloy member
US4446906A (en) * 1980-11-13 1984-05-08 Ford Motor Company Method of making a cast aluminum based engine block
US4491168A (en) * 1981-01-13 1985-01-01 Imperial Clevite Inc. Wear resistant insert for cast lightweighted pistons and method of casting
JPS5815743A (ja) * 1981-07-22 1983-01-29 Izumi Jidosha Kogyo Kk 内燃機関用ピストンおよびその製造方法
GB2105312B (en) * 1981-08-07 1985-03-13 Doulton Ind Products Ltd Moulding
GB2106433B (en) * 1981-09-22 1985-11-06 Ae Plc Squeeze casting of pistons
GB2123727B (en) * 1982-06-25 1985-11-20 Ae Plc Pressure-casting pistons
US4480681A (en) * 1982-08-30 1984-11-06 Doulton Industrial Products Limited Refractory mould body and method of casting using the mould body
IN160562B (no) * 1983-04-26 1987-07-18 Gkn Technology Ltd

Also Published As

Publication number Publication date
DK566685A (da) 1985-12-06
GB2156720B (en) 1987-09-30
FI854645A (fi) 1985-11-25
JPS61501756A (ja) 1986-08-21
DK566685D0 (da) 1985-12-06
GB8409044D0 (en) 1984-05-16
ES8605404A1 (es) 1986-03-16
DK162267C (da) 1992-03-02
BR8506435A (pt) 1986-04-15
US4667727A (en) 1987-05-26
CA1229466A (en) 1987-11-24
KR920003685B1 (ko) 1992-05-09
GB2156720A (en) 1985-10-16
EP0207944B1 (en) 1989-07-05
DK162267B (da) 1991-10-07
KR860700011A (ko) 1986-01-31
DE3571304D1 (en) 1989-08-10
ES541969A0 (es) 1986-03-16
EP0207944A1 (en) 1987-01-14
WO1985004605A1 (en) 1985-10-24
AU570550B2 (en) 1988-03-17
FI854645A0 (fi) 1985-11-25
IN162918B (no) 1988-07-23
ZA852222B (en) 1985-11-27
GB8508645D0 (en) 1985-05-09
AU4119685A (en) 1985-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO854865L (no) Fremgangsmaate til pressforming av metallgjenstander.
US4889177A (en) Method and apparatus for sand moulding composite articles with a die made of light alloy and a fibrous insert
US6755238B1 (en) Disintegrative core for high pressure casting, method for manufacturing the same, and method for extracting the same
US4852630A (en) Short fiber preform, method of making it, and composite material manufactured from it
KR100333200B1 (ko) 주조방법
KR100545802B1 (ko) 실린더블록 및 금속기(金屬基)복합재용 프리폼
JPS5967337A (ja) 複合材料の半溶融加工法
US4570693A (en) Method of squeeze forming metal articles
US6662852B2 (en) Mold assembly and method for pressure casting elevated melting temperature materials
JP2000225457A (ja) セラミックス強化金属基複合材料およびその製造方法
CN85101949A (zh) 金属制品的压铸成型方法
US4573519A (en) Method for forming metal base composite
EP2949413B1 (en) A method of making a casting of a heat exchanger
JPH01147031A (ja) 金属マトリックス複合品の製造方法
NO163269B (no) Fremgangsmaate til aa pressforme metallgjenstander.
CN1434753A (zh) 内燃机的气缸体曲轴箱
GB2182970A (en) Continuous and staple fibre preforms for reinforcing metals
JPH0432135B2 (no)
JP3232029B2 (ja) シリンダブロック
JPS60501150A (ja) 金属物品の鋳造方法
JPS63235059A (ja) 繊維強化金属複合材料管の製造方法
JPS62227568A (ja) 繊維強化複合材と金属との結合体の製造方法
JPH01149933A (ja) 筒状繊維強化金属複合材料の製造方法
JPH0378178B2 (no)
JPS63165041A (ja) 繊維強化金属複合材料の製造方法