PT94822A - Processo de moldacao em coquilhas a baixa pressaao para a fundicao de pecas metalicas - Google Patents

Description

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Descrição da patente de invenção de ALCAH DEOTSCHIAHD GmbH, alemã, industrial e comercial, com sede em Hannoversche é·

Strasse 1, D—34oo Gofctingenr Republica Federal Alemã, (inven-tores: Georg Bilz, Hans Lammer-mann, Alfred Dobner, Klaus Sterner e Klaus Riess, residentes na Alemanha Ocidental) para “PROCESSO BS MQLPACAO SM COOPIIiHAS- &J3AI3CA.^ESSM...PMA A FIMPICÃQ DE PECAS MEffáLZCaS*

Descrição A presente invenção refere-se a um processo de moldaçlo em coquilhas a baixa pressãode peças metálicas, por fundição, como por exemplo cabeças de cilindros ou blocos de motores de motores de combustão, ou similares, tendo essas peças fundidas, em certas zonas, uma parede muito mais fina que nas suas zonas restantes, sendo nesse processo impelido para um molde, através de um tubo de subida, por meio da pressão de um gás, o metal líquido contido num recipiente do material de fundição.

Enquanto que, nos processos conhecidos de moldação em coquilhas por gravidade, se efectua uma introduçac do metal que cai a toda a altura dascoquilhas, de modo que se e 1 -

verifica ne molde unta forte turbulência como consequências prejudiciais conhecidas para a estrutura metálica, no pro* cesso de moldação em coquilhas a baixa presslo* é comunicado ao metal um fluxo calmo, levando o metal debaixo para cima* subindo para o molde* podendo ajustar-se a velocidade do vazamento, em todas as fases* ao ea^i· mento· do molde* De acordo com os conhecimentos ate agora geraimente aceites* no processo conhecido de moldação a baixa pressão* os moldes são colocados de modo tal que as partes das paredes mais espessas da peça fundida ficam situados na proximidade do jito ou ponto de vazamento e as zonas de parede mais fina afastadas do mesmo* Isso faz-se com a intenção de tornar possível a alimentação densa da peça fundida durante a sua solidificação* exclusivamente pelo material em fusão impelido pelo tubo de subida* isto é, a solidificação deve avançar das zonas da peca fundida afastadas do jito para o jito (ver o manual “Kokillen fur Leichtmetall guss“ do Prof*

Dr* Philipp Scheider, Giesserei, Giesserei-Verlag, 1946, pag. 205-206), Como, com uma tal posição do molde* as zonas de peça fundidas afastadas do jito são preponderantemente de parede fina, solidificam de maneira relativamente lenta, resulta dax a formação de uma estrutura cristalina grosseira* com separação de compostos intermetálicos grosseiros nessa zona. Mas isso tem-se mostrado muito pouco satisfatório, nas peças fundidas que na sua utilização ficam expostas a solidificações elevadas na zona das suas paredes mais espes-; sas, como e o caso por exemplo das cabeças dos cilindros na zona da câmara de combustão* Ura outro inconveniente de modo de proceder conhecido reside no facto de, tendo em vista o enchimento correcto do molde nas zonas afastadas do jito de parede fina, ser necessário trabalhar com temperaturas de vazamento correspondentes mais elevadas*· o que* por outro lado* tem de influenciar de maneira inconveniente σ tempo total de solidificação* isto ê* a duração de um dolo de vazamento e também a qualidade das peças fundidas. A presente invenção propõe-se resolver o problema de evitar este inconveniente do processo conheci- /*

do de moldação em coquilhas m baixa pressão* Segando a presente invenção, isso consegue-se colocando, neste processo de moldação* o molde de modo que os espaços ocos do molde que formam a parede mais espessa da peça fundida ficam situados afastados do jito e os espaços ocos do molde que formam as paredes mais finas na proximidade do jito, sendo o metal liquido introduzido na zona* ou na proximidade da zona do molde próximo do fito no espaço oco do molde que forma as paredes mais finas* Sm regra* nesse caso os espaços ocos do molde afastados do jito situam-se em cima e os espaços ocos do molde próximos do jito* para baixo* Verificou-se que* com este modo de proceder* que está em oposição â prática desde há muitos anos até-agora estritamente seguida» podem obter-se peças fundidas perfeitas em condições de produção vantajosas* Mediante o enchimento do molde sem turbulências devidas ao processo de vazamento a baixa pressão, evitam-se então a formação de espuma e inclusões de óxidos* criando-se em os pressupostos favoráveis para a produção de peças fundidas de alta qualidade*

Mediante a alimentação do metal líquido no espaço oco do molde situado na vizinhança do jito* que forma as paredes mais finas da peça fundida e portanto cora menor secção de passagem* o metal fornecido nesta zona do molde é arrefecido* quando da sua subida, no interior do molde* de modo que chega com temperaturas relativamente. baixas ao espaço oco do molde que se encontram por cima* que formara as paredes mais grossas da peça fundida e com maior secção de passagem* sem o perigo de poderem ficar alguaa espaços ocos do molde insuficientemente preenchidos* O aquecimento das secções transversais do molde mais estreitas e próximas do jito atravessadas pela totalidade do volume de metal impede então ura congelamento prematuro nos espaços ocos do molde próximos do jito* A velocidade de enchimento do molde relativamente grande* possível sem o perigo de turbulências, era comparação com o vazamento em coquilhas por gravidade* no processo de vazamento em coquilhas a baixa pressão permite mais finas do que tradicionalmente* quando isso - 3 -

podendo assim obter-se ma economia aos castos de material na peça a fabricar# A fabricação de ama peça fundida com paredes mais finas# pelo menos em certas zonas# tem além disso a vantagem de ser necessário alobalmente um menor volume de metal e este ser alimentado mais densamente guando da sua solidificação ® de se encurtar o ciclo de vazamento# constituído pelo tempo de enchimento, a duração da solidificação e o tempo de preparação#

Gomo# no processo segundo a presente invenção# o metal# no vazamento ascendente em eoguilhas# a baixa pressão, que chega ao espaço oco superior do molde de maiores dimensões estão ja bastante arrefecido# consegue-se uma solidificação rapida do metal nesta zona, que conduz a uma estrutura cristalina fina da peça fundida# que representa um perigo para as suas caracterísfeicas óptimas de resistência# Deste modo ê possível, com o processo segundo a presente invenção# fabricar peças fundidas, tais como as cabeças de cilindros# os blocos de motores ou similares# mesmo nas zonas mais solicitadas# com menores espessuras de parede que as actualmente usuais# sem que haja o perigo de que sejam diminuídas as exigências de resistência suficiente na sua utilização# Mas menores espessuras das paredes da peça fundida também nestas zonas significam por outro lado um enchimento mais rápido do molde e uma solidificação mais rápida da peça fundida e portanto raelio res características do material#

Ho processo segundo a presente invenção* o metal líquido ê cosvenientemeate introduzido através de um canal inferior* era vários pontos de vazamento na zona próxima do jito do molde# no espaço oco do molde que forma as paredes mais finas da peça fundida* Os espaços ocos do molde próximos do corte são aquecidos pelo metal que as atravessa num grau tal que, apesar da menor secção transversal* são protegidos durante um tempo relativamente grande do congelamento e pelo 4 —·

menos em certas zonas pode fazei-se a continuação da alimentação do molde durante uma fase de pressão ulterior a partir do ponto de vazamento» uma caso seja necessário é outra alimentação ulterior de metal liquido em vários pontos do lado do molde afastado do jito por meio de um alimenta)* dor aplicado sobre os espaços ocos do molde maiores* que formal as paredes trais espessas da peça fundida» Como esta alimentação ulterior, na melhoria dos casos, tem de ter em alcance pequeno, são suficientes alimentadores aplicados relativamente pequenos* impedindo-se por outro lado um agueeij-mento indesejado de todo o molde, em especial da zona superior do molde pelo metal liquido que se encontra nos alimen tadores*

Em contraste com e processo de moldação a baixa pressão conhecido que* era principio, visa deixar solidificar como ultima secção da peça fundida a secção transversal de entrada do molde de fundição colocada na boca do tubo de subida» no processo segundo a presente invenção esta secção transversal de entrada será solidificada em regra antes das zonas da peça fundida afastadas» isso e vantajoso em particular quando o forno de vazamento a baixa pressão não está aoplado rigidamente com um molde de vazamento mas sim ciclicamente e alternadamente com vários moldes de vazamento* Quando mais rapidamente solidificar a secção transversal de entrada do molde de vazamento* mais cedo pode desligar-se o tubo de subida do forno de baixa pressão do molde e ser ligado a outro molde para o ciclo seguinte*

Descreve-se a seguir com mais pormenor o processo de moldação segundo a presente invenção* com referência aos desenhos anexos* cujas figuras representam? A figura 1, uma coquilha ligada a um tubo de subida de uma máquina de moldação em coquilhas de •Ópr §: ***r·

baixa pressão, paca a moldação de ama cabeça da cilindro* numa apresentação esquemática* em cortej e Λ figura 2, em dois cortes diferentes* uma coquilha ligada a um tubo de subida de uma máquina de moldação em coquilhas de baixa pressão* para a moldação de um bloco de cilindro* igualmente numa representação esquemática*

Nas duas figuras esta representada formada apenas por uma peça a coquilha que, de uma maneira conhecida* e formada por várias peças com machos* para não prejudicar a clareza do desenho* A coqliuha (£), representada em corte transversal na figura 1* serve para vazar uma cabeça de cilindro que possui* no seu lado junto â câmara de combustão* e na sua zona que se lhe segue, em geral paredes mais espessas que no seu lado oposto e na zona que se lhe segue* A câmara de combustão desta cabeça de cilindro e limitada pelas paredes espessas que* na coquilha* são formadas ou envolvidas pelos espaços ocos do molde superiores (5)* mais largos e estendendo-se obliquamente* Esta coquilha é ligada com vários pontos de vazamento (2) * através de um canal inferior (3) â extremidade de um tubo de s ubida de uma máquina de moldação por coquilhas de baixa pressão, não representada* mais concretamente de modo que os seus espaços ocos do molde (S) que formam as paredes mais espessas da cabeça de cilindro ficam situados em cima e os espaços ocos do molde (6) que formam as paredes da cabeça do cilindro mais finas* em baixo* Através do canal inferior (3)* o metal de fundição fundido I introduzido primeiramente no espaço oco do molde (6), situado em baixo* na maioria dos casos mais pequeno e de perfil mais esbelto* Através deste espaço oco (6) do molde* o metal introduzido sob substancialmente sem turbulências e de maneira calma* no interior coquilha* para cima* para o espaço oco (5) superior do molde* na maioria dos casos maior e mais espesso* - 6 -

Claims (1)

1. bem como pare o alimentador (7), assente uo molde*, que pode ser convenientemente para a alimentação ulterior dos espaços ocos superiores (5) do molde» A alimentação ulterior dos es«* paços ocos inferiores (6) faz~se através do tubo de subida e do canal inferior, a partir do lado do ponto de vazamento* A caquilha (11) re spresentada em corte' transversal na figura 2 serve para a moldaçlo de um bloco de ciUadros que tem* no seu lado adjacente ao espaço da cambota (18) e nas zonas que se lhe seguem, em geral paredes mais finas que nas suas zonas que se encontram por cima» Tombem esta coquilba e ligada com vários pontos de vazamento (12), através de um canal inferior (13), I extremidade (14) de um tubo de subida de uma máquina de raoldaçSo por eo-quilbas de baixa pressão, não representada* mais çontretamen-te de modo que os espaços ocos do molde (15) que formam as paredes mais espessas do bloco de cilindros ficam em cima e os espaços ocos (16) do molde que formam as paredes finas do bloco de cilindros em baixo* Também aqui, através .do canal inferior (13), o metal de fundição fundido e introduzido primeiramente nos espaços ocos (16) do molde situados em baixo, na maioria dos casos mais pequenos e de perfil mais esbelto, através dos quais o metal sobe, substancialmente sem turbulências e de maneira calma, no interior da coquilha para os espaços ocos (5) do molde superiores* na maioria dos casos maiores, bem como para o alimentador (17) colocado sobre 0 molde* REIVimCACgBS - 1« - Processo para a mol&ação em cpqailhas a baixa pressão para a moldação de peças fundidas metálicas, tais como cabeças de cilindro ou blocos de motor para motores - - 7 - de combustão ou similares# possuindo assas peças fundidas pa-redes bastante mais finas em certas zonas do que nas zonas restantes* no qual se introduz sob pressão# por meio de presslo de um gis* metal liquido proveniente de um recipiente de fusão através de um tubo de subida# caracterizado por o molde ser colocado de modo tal que ao mesmo se vazam as paredes espessas da peça - fundida situadas num ponto afastado do jito e as paredes finas num ponto proximo do jito* sendo o metal liquido introduzido na zona ou proximo da zona do molde situada proximo do jito nas cavidades· do molde que formam as paredesramais estreitas# - 2â *. Processo de acordo com a reivindicação 1# caracterizado por o metal liquido ser introduzido através de um canal inferior em vários pontos de vazamento na zona do molde situada proximo do jito nas cavidades do molde que formam as paredes mais finas da peça fundida# «* 3a Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se efectuar uma alimentação ulterior de metal liquido em vários pontos do lado do molde afastado do jito nas cavidades do molde que formam as paredes mais espessas da peça fundida através do alimentador colocado no molde# cilindro de acordo com a reivindicação 1# caracterizado por as cabeças de cilindro serem vazadas no molde com o lado das câmaras de combustão voltado para cima* #. 8 - - §# - Processo para a raoldaçt© de blocos de cilindros de acordo com a reivindicação 1, earaeteriz ado por os blocos de cilindros serem vazados no molde com os espaços das cambotas voltados para baixo* - 6â - Processo de acordo com a re ivindicaçSo 1# caracfcerizado por o forno de fundição a baixa pressão ser ligado ao molde de fundiçSo apenas durante o ciclo de vazamento e ser de saco piado da ou das secções de entrada do molde pedido aletrSo apresentado em 26 de Julho de 1989* sob o n» P 39 24 742.2. Lisboa, 26 de Julho de 1990 § AGUIfE OFICIAI, IA P1OP1IEDA0E EÍBTJSTMAI,