WO2005044485A2 - Verfahren zum giessen von formteilen - Google Patents

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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D29/00—Removing castings from moulds, not restricted to casting processes covered by a single main group; Removing cores; Handling ingots
    • B22D29/001—Removing cores
    • B22D29/003—Removing cores using heat

Definitions

  • the invention relates to a method for casting molded parts.
  • the invention relates generally to the casting of molded parts, i.e. on the foundry technology.
  • foundry cores and / or molds are usually produced from separate parts, brought together and connected to one another to form a mold or a core package or mold package.
  • mold / core packages are then filled with molten metal to produce, for example, a metallic workpiece, with the mold / core packages to be filled with molten metal passing through the production line in a row in series production.
  • molded parts have been cast in a mold, which in turn consists of cores or a core package. After the mold has been fired and completed, it is incorporated into a further mold or environment made of core sand in order to be able to guarantee the required mechanical stability.
  • the molding sand forming the mold / core package must then be removed from the cast molding. Due to a binding agent, the molding sand has to be disposed of or recycled in a special way. The effort involved is considerable.
  • the method known from the prior art requires a considerable supply of energy in the form of the heat introduced into the mold package with the melt, which has so far been more or less lost via the cooling process.
  • additional energy had to be used to anneal the binder and thus to recycle the molding / grain sand.
  • the present invention is based on the object of designing and developing the generic method discussed above in such a way that the energy used for casting is used in the best possible way.
  • Provision of the mold or a core package made up of individual molds and / or cores of molding sand,
  • the process heat can be used to burn the organic or inorganic binder in the molding sand, so that special recycling measures are then no longer necessary. Special disposal of the molding sand as special waste is then no longer necessary if you do not want to continue using the molding sand.
  • the process heat can also be used to heat the molded part.
  • the molded part could be cooled in a particularly advantageous manner in a controlled manner, the thermal insulation around the actual core package being of particular importance.
  • the flue gases generated during the combustion of the binder are retained within the device for heat insulation. They can be vacuumed off at the end of the insulation process. The concentrated presence of the harmful gases makes it considerably easier to dispose of or destroy them, which considerably simplifies the process.

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Abstract

Verfahren zum Giessen von Formteilen mit folgenden Verfahrensschritten: Bereitstellen der Form, komplettiert aus zu einem Kernpaket komplettierten Kernen aus Formsand; Giessen der metallischen Schmelze in die Form; thermische Isolation der Form vor und/oder nach dem Giessen und bewusste Nutzung der Prozesswärme innherhalb der Form bzw. Isolation zur kontrollierten Behandlung des gegossenen Formteils und/oder des das Kernpaket bildenden Formmaterials.

Description

VERFAHREN ZUM GIESSEN VON FORMTEILEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Giessen von Formteilen.
Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf das Giessen von Formteilen, d.h. auf die Giessereitechnik. Zum Giessen von Formstücken jedweder Art werden Giesserei- kerne und/oder- formen meist aus getrennten Teilen hergestellt, zusammengeführt und miteinander zu einer Gussform bzw. zu einem Kernpaket oder Formpaket verbunden. Diese Form-/Kernpakete werden dann zur Herstellung eines beispielsweise metallischen Werkstücks mit geschmolzenen Metall gefüllt, wobei in der Serienfertigung die mit geschmolzenen Metall zu füllenden Form-/Kernpakete hintereinander aufgereiht die Fertigungstrasse durchlaufen.
Kern- und Maskenschiessmaschinen zur Fertigung der miteinander zu verbindenden Kerne sind seit Jahrzehnten aus der Praxis bekannt. Lediglich beispielhaft wird hier auf die DE 31 48 461 C1 verwiesen, die eine Kern- und Maskenschiessmaschine offenbart.
Bislang werden Formteile in einer Form gegossen, die wiederum aus Kernen bzw. einem Kernpaket besteht. Nach dem Schiessen und Komplettieren der Form wird diese in eine weitere Form bzw. Umgebung aus Kernsand eingebunden, um nämlich die erforderliche mechanische Stabilität gewährleisten zu können.
Unabhängig von dem eigentlichen Giessen ist danach der das Form-/Kernpaket bildende Formsand von dem gegossenen Formteil zu entfernen. Aufgrund eines Bindemittels ist der Formsand auf besondere Weise zu entsorgen oder zu recyceln. Der damit verbundene Aufwand ist erheblich.
Das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren erfordert eine erhebliche Energiezufuhr in Form der mit der Schmelze in das Formpaket eingebrachten Wärme, die bislang über den Abkühlprozess mehr oder weniger verloren geht. Darüber hinaus musste weitere Energie zum Ausglühen des Bindemittels und somit zum Recyceln des Form-/Kornsandes eingesetzt werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das voranstehend erörterte gattungsbildende Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die zum Giessen verwendete Energie bestmöglich genutzt wird.
Die voranstehende Aufgabe wird durch die folgenden Verfahrensschritte gelöst:
- Bereitstellen der Form bzw. eines Kernpakets, komplettiert aus einzelnen Formen und/oder Kernen aus Formsand,
- Giessen der metallischen Schmelze in die Form,
- thermische Isolation der Form vor und/oder nach dem Giessen und
- bewusste Nutzung der Prozesswärme innerhalb der Form bzw. Isolation zur kontrollierten Behandlung des gegossenen Gussstücks und/oder des die Form und/oder das Kernpaket bildenden Formmaterials.
In weiterer vorteilhafter Weise lässt sich die Prozesswärme zum Verbrennen des organischen oder anorganischen Bindemittels im Formsand verwenden, so dass besondere Recyclingmassnahmen danach nicht mehr erforderlich sind. Eine besondere Entsorgung des Formsandes als Sondermüll ist dann ebenfalls nicht mehr erforderlich, sollte man den Formsand nicht weiter verwenden wollen.
Ebenso lässt sich die Prozesswärme zur Temperaturbehandlung des gegossenen Formteils verwenden.
In ganz besonders vorteilhafter Weise könnte das Formteil geregelt abgekühlt werden, wobei der thermischen Isolation um das eigentliche Kernpaket herum eine ganz besondere Bedeutung zukommt.
Ebenso ist es denkbar, dass während der in-situ-Wärmebehandlung Gase aus dem Inneren der Form und/oder der Isolation geführt werden. Ganz besondere Bedeutung kommt einem weiteren Merkmal zu, wonach es nämlich von Vorteil ist, wenn zur Bildung des Kernpakets einzelne Kerne verwendet werden, die als Hohlkörper ausgebildet sind. Dies hat den enormen Vorteil, dass die Masse des Kernsandmaterials möglichst gering gehalten ist, so dass die in Form von Wärme vorliegende Energie innerhalb des Gesamtsystems weitestgehend zur Behandlung des gegossenen Formteils und/oder des Kernpakets, so bspw. zum Verbrennen des Bindemittels, genutzt werden kann.
Vorteilhaft ist auch, wenn die beim Verbrennen des Bindemittels entstehenden Rauchgase innerhalb der Vorrichtung zur Wärmeisolation zurückgehalten werden. Sie lassen sich am Ende des Isolationsvorganges absaugen. Das konzentrierte Vorliegen der Schadgase erleichtert ganz erheblich ihre Entsorgung bzw. Vernichtung, wodurch sich das Verfahren ganz erheblich vereinfacht.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sei ansonsten auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.
Schliesslich sei angemerkt, dass das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel lediglich der beispielhaften Erläuterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Giessen von Formteilen mit folgenden Verfahrensschritten:
- Bereitstellen der Form, komplettiert aus zu einem Kernpaket komplettierten Kernen aus Formsand,
- Giessen der metallischen Schmelze in die Form,
- thermische Isolation der Form vor und/oder nach dem Giessen und
- bewusste Nutzung der Prozesswärme innerhalb der Form bzw. Isolation zur kontrollierten Behandlung des gegossenen Formteils und/oder des das Kernpaket bildenden Formmaterials.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesswärme zum Verbrennen des organischen oder anorganischen Bindemittels im Formsand dient.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesswärme zur Temperaturbehandlung des gegossenen Formteils dient.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil bzw. das gesamte System geregelt abgekühlt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während der in-situ-Wärmebehandlung des gegossenen Formteils und/oder des Kernpakets Gas aus dem inneren der Form und/oder aus der Isolation abgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während der in-situ-Wärmebehandlung des gegossenen Formteils und/oder des Kernpakets das beim Verbrennen des Bindemittels entstehende Gas innerhalb der thermischen Isolation zurückgehalten und am Ende des Isolationsvorgangs abgesaugt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während der thermischen Isolation Wärme zugeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Kernpakets auch teilweise hohl ausgebildete Kerne mit reduzierter Masse verwendet werden.
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