SE532450C2 - Kompositgjutet verktyg - Google Patents

Description

20 25 30 532 450 2 Att på ovan skisserat sätt framställa ett verktyg är ytterst tidskrävande och är därför ofta dimensionerande för den tidsåtgång, som lcràvs vid nyfi-amtagning av olika produkter.

Genom WO 03/041895 Al är det tidigare känt ett kompositgjutet verktyg samt ett förfarande för dess framställning. Enligt denna publikation gjuts verktyget i en enda gjutform, vilken sålunda tillförs såväl stålsmåltan som gråjärnssmältan. Under gjut- ningen av dessa material bildas en bindningszon.

I tekniken enligt den ovan nämnda publikationen har stora problem påträffats när det gäller placeringen och utformningen av bindningszonen mellan de båda materi- alen. Detta har negativt påverkat hållfastheten i och omkring bindningszonen.

Vidare har det enligt känd teknik inte varit möjligt att på ett noggrant sätt styra temperaturen över hela bindningszonen, vilket fått till följd att stora temperatur- variationer uppstått och därmed problem med bindningszonens hållfasthet.

PRQBLEMSTÅLLNING Den föreliggande uppfinningen har till ändamål att så utforma det inledningsvis antydda verktyget att bindningszonen mellan stålet och gråj ämet noggrant kan lägesbestämmas. Uppfinningen har vidare till ändamål att så utforma verktyget att god kontroll av temperaturen vid bindningszonen kan säkerställas.

PRoBLEmÖSNING Den till grund för uppfinningen liggande målsättningen uppnås om det inlednings- vis antydda verktyget kännetecknas därav, att det första partiet innefattar minst ett utskott eller en vägg, som sträcker sig mot stomdelen, att det andra partiet innefattar minst ett utskott eller en vägg, som sträcker sig mot arbetsdelen, varvid motsvaran- 10 15 20 25 30 532 450 3 de utskott eller väggar på det första och det andra partiet är förenade med varandra vid bindníngszonen och att bindningszonen är i huvudsak plan. sAMMANsTÄLLNmG ÖVER RITNINGSFIGURER Uppfinningen skall nu beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritningar.

På dessa visar: figl fig2 fig4 fig5 ett snitt genom en gjutform för tillverkning av verktyget enligt uppfin- ningen; en perspektivvy av ett verktyg, som är inverterat i förhållande till läget vid dess tillverkning; en del av verktyget enligt fig 2, varvid samtliga av stål tillverkade arbets- delar är avlägsnade; en tvârsnittsvy genom ett verktyg i området ßr bindningszonen; en tvärsnittsvy genom ett altematívt verktyg i området íör bindningszonen; och en vy motsvarande fig 4 och 5, dock visande ytterligare ett alternativt verktyg.

FÖREDRAGEN UTFöRmGsFoRM I fig 1 visas schematiskt ett snitt genom en gjutforrn för gjutníng av verktyget enligt uppfinningen. Gjutformen har en forsta formrumsdel 1 och en andra formrumsdel 2, där den forsta formrumsdelen 1 är avsedd fór gjutning av stål medan den andra 10 15 20 25 532 450 4 formrumsdelen 2 är avsedd ñr gjuming av gråj Hänvisningsbeteckningen 3 avser en gjutflaska medan hänvisningsbeteckrringen 4 avser i gjutflaskan placerad gjutsand Formen har ett ingjöt 5 för stål och ett annat ingjöt 6 för gråjärnet. Ingiöts- systemet för stålet sträcker sig åtminstone delvis till ett läge ner under den första formrumsdelen 1 varför stålet kommer att gjutas i riktning underifrån och uppåt.

Mellan de båda formrumsdelama l och 2 finns ett skiljeplan 7, vilket representerar det avsedda läget för en bindningszon mellan stålet och gråjärnet. Skilj eplanet 7 är plant och i giutläget för formen horisontellt anordnat. Bindningszonen får, om upp- finningen tillämpas på korrekt sätt, en ungefärlig tjocklek på l-2,5 mm.

Den eller de delar 10 av verktyget, som giuts av stål, alltså i den eller de forsta formrumsdelama 1, är avsedda att utgöra verktygets arbetsdel eller arbetsdelar, medan den del ll av verktyget, som gjuts i den andra formrumsdelen 2 av gråjärn, är avsedd att utgöra en stomdel till verktyget. Hur många arbetsdelar verktyget har kan variera från en enda och uppåt till ett ganska betydande antal.

Den i den första formrumsdelen 1 gjutna ståldelen 10 innefattar minst ett utskott eller en vägg 8, som sträcker sig uppåt mot stomdelen (den av gråjärn tillverkade delen). På motsvarande sätt har det andra partiet ll av verktyget, dvs det av gråjärn tillverkade partiet, en vägg eller ett utskott 9, som sträcker sig i riktning nedåt mot verktygets arbetsdel eller dess arbetsdelar. Bredden eller tjockleken för dessa utskott eller väggar 8, 9 i området för skiljeplanet 7 skall vara densamma utefter hela läng- den fór utskottet eller väggen och kan i ett praktiskt utförande ligga i området 50- 150 mm. Några stora eller tvära tjockleksförändringar i väggarna 8, 9 får inte finnas i närheten av skilj eplanet 7. Om flera utskott eller väggar används i ett verktyg skall samtliga ha i huvudsak samma tjocklek Höjden på dessa väggar 8 och 9 skall vara i samma storleksordning eller större än bredden eller tj ockleken, dock aldrig under 30-40 mm. 10 15 20 25 532 dšü 5 Fig 2 och 3 är inverterade jämfört med fig 1, det som alltså är vänt uppåt i fig 2 och 3 ärvänt neråt i fig l.

I fig 2 visas i perspektiv ett verktyg med åtta stycken av stål tillverkade iörstapartier 10 och ett av gråjäm tillverkat andra parti 1 1. Det framgår också av fig 2 att de av stål tillverkade partiema 10 har utskott eller väggar 8 som i fig 2 befinner sig underst, alltså är vända mot det andra partiet 11. På motsvarande sätt fiamgår det att det andra partiet l l har i motsvarighet till de första partierna 10 uppåtriktade väggar eller utskott 9, som alltså är vända mot de av stål tillverkade första partierna. Det ideala läget för bindningszonen mellan de båda materialen indikeras av skiljeplanet 7.

I fig 3, motsvarar fig 2 men där samtliga av stål tillverkade delar 10 av verktyget är "borttänkta", framgår tydligare utformningen av det andra partiets ll mot arbets- delarna riktade väggar eller utskott 9. Det fi-amgår också att skilj eplanet 7 är plant och att väggarna 9 är i princip jämntj ocka utöver hela sin längd.

Av fig 3 framgår också att det andra partiets ll väggar 9 övergår i en mycket större tvärsnittsarea, åtminstone på vissa delar av verktyget, och markerade med 12. Läget för denna areaändring 12 befinner sig emellertid på betryggande avstånd (> ca 40 mmz) från det avsedda läget för bindningszonen, dvs skiljeplanet 7.

Såsom nämndes ovan gjuts stålet underifrån i den första formrumsdelen 1. Gjut- ningen av stålet avslutas, när stålets övre begränsningsyta nått upp till läget för skilj eplanet 7. Därefter görs ett uppehåll i gjutningen. Under detta uppehåll kommer temperaturen i det första partiet 10 snabbast att avta i dettas i fig 1 undre delar och senast vid skiljeplanet 7. Först när temperaturen på stälpartiet 10 sjunkit till ett första värde motsvarande stålets likvidustemperatur minus ca 30°-150°C, ofta exempelvis 1440-1330°C, vid skiljeplanet, fortsätts gjutningen med giutning av 10 15 20 25 30 532 flšü 6 gråj ämet vid en andra temperatur, som motsvarar gråjärnets likvidustemperatur plus l00°-l50°C, exempelvis l320°C.

Enligt uppfinningen är det viktigt att temperaturen i ståldelen 10 i skiljeplanet är så jämn som möjligt över hela skiljeplanets yta. Detta är anledningen till den jämn- tjocka utformningen av de båda väggarna 8 och 9.

I fig 4 visas ett delsnitt genom ett verktyg i området för skiljeplanet 7. Ståldelen 10 har i det visade exemplet utformats med en klippande kant 13 i sin i figuren undre ände.

För att säkerställa att temperaturen tidsmässigt senast sjunker i stålpartiet 10 vid nivån for skilj eplanet 7 har stålpartiet 10 givits en i riktning bort från skiljeplanet 7 något avsmalnande väggtj ocklek. Detta illustreras av de inskrivna cirklarna, som har en storlek som ökar i riktning nerifrån och uppåt. Denna utformning är gynnsam för att styra temperatursänkningen i stålpartiet men innebär också att eventuella sjunkningar kommer att hamna vid skiljeplanet 7.

I fig 5 visas en något modifierad utfóringsform av ett dubbelt klippverktyg med dubbla klippeggar 13. Även i denna utföringsform minskar tj ockleken i stålpartiet 10 i riktning bort från skiljeplanet 7 for att, såsom antyds med de inskrivna cirk- lama, vara minst i området vid de klippande kanterna 13.

I fig 6 visas en något modifierad utföringsform där stålpartiet 10 har två klippande kanter 13 och två mot gråjärnspartiet ll riktade väggar 8. Även i denna utfórings~ form är stålpartiets 10 väggtjocldek avtagande i riktning bort fiån skiljep1anet7 och är som minst på maximalt avstånd från detta. Detta förhållande framgår tydligt av de i stålpartiet 10 inskrivna cirklarna. 532 QEÜ 7 Den avsmalnande kilform nedåt, som stålpartierna 10 i gjutningsläget har under skiljeplanet, dvs den avsedda bindningszonen, har inte angivits i fig 4-6 men bör ligga i intervallet 5-30°.

Claims (6)

10 15 20 25 30 532 45Ü 8 PATENTKRAV

1. l. Kompositgjutet verktyg, vilket är giutet till ett sammanhängande stycke och vilket har minst ett första parti (10), som innefattar en arbetsdel till verktyget och som är frarnställt av stål, och ett andra parti (1 1), som innefattar en stomdel till verktyget och som är framställt av gråjäm, varvid det forsta partiet (10) innefattar minst ett utskott eller en vägg (8), som sträcker sig mot stomdelen, och det andra partiet (1 1) innefattar minst ett utskott eller en vägg (9), som sträcker sig mot arbetsdelen, och varvid motsvarande utskott eller väggar på det första ochldet andra partiet är förenade med varandra vid minst en bindningszon (7) och bindningszonen ärihuvudsakplan, k änn etecknat därav, attverktygetharmeränett första parti (10) och mer än en bindningszon (7), varvid samtliga bindningszoner ligger i ett gemensamt plan.

2. Kompositgjutet verktyg enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att varandra vid bindningszonen (7) mötande utskott eller väggar (8, 9) har i huvudsak samma tvärsnittsform och -area i området för bindningszonen.

3. Kompositutet verktyg enligt kravet l eller 2, k ä n n e t e c k n at därav, att det första partiets (10) utskott eller väggar (8) har en tvärsnittsarea, som minskar med ökande avstånd till bindningszonerna (7).

4. Kompositgjutet verktyg enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t därav, att bindningszonema (7) har i huvudsak samma bredd utefter hela längden för utskotten eller väggarna (8, 9).

5. Kompositgjutet verktyg enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n at därav, att den minsta höj den på det firsta partiets (10) utskott eller väggar (8) är större än bindningszonernas (7) bredd. 532 450 9

6. Kompositgjutet verktyg enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n at därav, att höj den på det andra partiets (11) utskott eller väggar (9) är större än bind- níngszonens ungefärliga bredd.