DE4241397A1 - Ceramic permanent mould for metal casting plants - mfd. with use of parallel closely paced wire segments covered with ceramic material, for rapid prodn. - Google Patents

Abstract

The mould is made up of cylindrical pins (4) constituting lengths of wire (5) covered with a ceramic material (6). The pins are held in mould box (3), with central axes parallel to one another and perpendicular to the face planes of the mould box. The mould is pref. produced by moving the closely paced pins against the surface of a pattern or a pattern part in a mould box - which is mounted on a structure having a vibrator and buffer elements - and fastening the pins to one another and to the mould box by displacement of the movable box sides (7). Moulds comprising several parts produced are obtd. by a subsequent assembly process. Ejectors (13) pref. have guide bushes (12). USE/ADVANTAGE - Used in metal casting plants. The moulds have low heat conduction capacity. Special ventilation measures are unrequired and may be produced rapidly with low plant costs.

Description

Die Erfindung betrifft eine keramische Gießerei-Dauerform, die zum Vergießen von Metallen bestimmt ist und Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention relates to a ceramic foundry permanent shape, the is intended for casting metals and process for their Manufacturing.

Die bekannten Gießerei-Dauerformen werden aus Grauguß oder Stahl durch spanabhebende Bearbeitung und/oder Funkenerosion (6) her­ gestellt. Zum Entlüften der Formen sind spezielle Hilfsmittel notwendig (1), (6), wie z. B. Luftdüsen, -stifte, -schlitze u. a. Vor dem Gießbeginn werden die Formen auf Betriebstemperatur aufgeheizt und an die Wände des Formhohlraumes Kokillenschlichte aufgetragen (3), (4). Die Dauerformen werden bei den Kokillen­ schwerkraft-, Druck-, Niederdruck- und Gegendruckgießverfahren eingesetzt (1), (6).The known foundry permanent molds are made of gray cast iron or steel by machining and / or spark erosion ( 6 ) ago. Special aids are necessary to vent the molds ( 1 ), ( 6 ), such as B. air nozzles, pins, slots etc. Before the start of casting, the molds are heated to operating temperature and mold size is applied to the walls of the mold cavity ( 3 ), ( 4 ). The permanent molds are used in gravity, pressure, low pressure and counter pressure casting processes ( 1 ), ( 6 ).

Die Dauerformen erfordern einen erheblich höheren Maschinen- und Zeitaufwand zu ihrer Herstellung, als die verlorenen Formen (2). Eventuelle Korrekturen der Form sind nur in engen Grenzen möglich und haben in der Regel eine Verminderung der Formqualität zur Folge. Die Dauerformen werden hauptsächlich zum Vergießen von Leichtmetallegierungen eingesetzt. Für Eisenlegierungen sind die Formen auf Grund der zu hohen thermischen Belastung und der daraus resultieren­ den geringen Lebensdauer der Werkzeuge weniger geeignet (5).The permanent molds require considerably more machinery and time to produce than the lost molds ( 2 ). Any corrections to the shape are only possible within narrow limits and usually result in a reduction in the shape quality. The permanent molds are mainly used for casting light metal alloys. The molds are less suitable for iron alloys due to the high thermal load and the resulting short tool life ( 5 ).

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Gießereiform anzuge­ ben, die Dauerform ist, eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, für das Vergießen von allen nach dem derzeitigen Stand der Technik gießbaren Metallen geeignet ist, keine speziellen Entlüftungsmaßnahmen erfordert, sich mit geringem Maschinen- und Zeitaufwand herstellen läßt.It is therefore the object of the invention to provide a foundry mold ben, the permanent form is a relatively low thermal conductivity for shedding all at the current level is suitable for technology castable metals, no special ones Venting measures required, with low machinery and Lets spend time.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei der eingangs erwähn­ ten keramischen Gießerei-Dauerform darin, daß sie aus einer Mehr­ zahl von zylinderförmigen Stiften zusammengesetzt ist, daß die Stifte aus mit Keramik umhüllten metallischem Draht bestehen, daß die Stifte in einem Formkasten befestigt sind und mit ihren Mittelachsen parallel zueinander und senkrecht zu den Stirnflächen des Formkastens gerichtet sind.The solution to the problem is at the point mentioned ten ceramic foundry permanent form in that they from a more number of cylindrical pins is composed that the  Pins made of ceramic-coated metallic wire that the Pins are attached in a molded box and with their central axes parallel to each other and perpendicular to the end faces of the molding box are directed.

Ein Verfahren zur Herstellung dieser keramischen Gießereidauerform ist dadurch gekennzeichnet, daß zu der Herstellung der einzelnen Formteile jeweils ein Formkasten mit senkrecht zu seinen Stirnflächen gerichteten und dicht aneinander geordneten Stiften bestückt wird, daß anschließend durch anpressen an ein Gießereimodell ein dem Negativ des Modells entsprechender Abdruck entsteht, der anschließend durch kraft- und/oder formschlüssige Verbindung der Stifte untereinander und mit dem Formkasten verfestigt wird, daß anschließend bei mehrteiligen Formen die in der gleichen Weise hergestellten Formteile zusammenge­ legt werden.A process for making this ceramic foundry mold is characterized in that the manufacture of the individual Molded parts each a molding box with perpendicular to its end faces aligned and closely aligned pins, that then by pressing on a foundry model the negative of the model corresponding impression is created, which then by non-positive and / or positive connection of the pins with each other and is solidified with the molding box, that subsequently with multi-part Mold the molded parts produced in the same way together be placed.

Bei einer besonderen Ausführungsform dieser keramischen Gießerei- Dauerform ist vorgesehen, daß sie mit in Führungshülsen positionierten Auswerfern ausgerüstet ist.In a special embodiment of this ceramic foundry Permanent form is provided that they are positioned in guide sleeves Ejector is equipped.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel.Further details emerge from that described below and embodiment shown in the drawings.

Auf der Zeichnung sind mit 1 das obere und mit 2 das untere Formteil einer zweiteiligen keramischen Gießerei- Dauerform gekennzeichnet. Die in dem Formkasten 3 befindlichen zylinderförmigen Stifte 4 (Einzel­ heit a) bestehen aus Stahldraht 5 (Durchmesser 4 mm) aus Warmarbeits­ stahl X38 CrMoV51 nach DIN 17006, auf den durch Plasmaaufspritzen eine keramische Schicht 6 aus Al₂O₃-TiO 60/40 mit einer Stärke von 200 µm Aufgetragen worden ist. Die Formkästen 3 sind aus GG-35 nach DIN 1691. Die zylinderförmigen Stifte 4 sind von den verstellbaren Formkastenwänden 7 zusammengepreßt. Die dadurch entstehenden Reibungs­ kräfte zwischen den Stiften 4 gewährleisten die Formstabilität. Zum Verstellen der Formkastenwände 7 sind die Gewindespindeln 8 vorge­ sehen. Die Gewindespindeln 8 sind auf der einen Seite mit links- und auf der anderen Seite mit rechtslaufendem Gewinde versehen. Die Gewindespindeln 8 verbinden, mittels der Gewindebuchsen 9, die verstellbaren Formkastenwände 7 miteinander. Durch drehen der Gewindespindeln 8 werden die verstellbaren Formkastenwände 7 zu- bzw. auseinander bewegt. Geführt werden die verstellbaren Formkasten­ wände 7 in den Nuten 10 an den unbeweglichen Formkastenwänden 11. Weiterhin sind mit 12 die Führungshülsen für die Auswerfer 13 und mit 14 die Auswerferplatte bezeichnet. Der Einguß 15 ist durch die Hülse 16 aus Pyrokeramik gebildet. Zur Führung der beiden Formteile sind die Führungsstifte 18 vorgesehen.In the drawing, 1 denotes the upper and 2 the lower molded part of a two-part ceramic foundry permanent mold. The cylindrical pins 4 (unit a) located in the molding box 3 consist of steel wire 5 (diameter 4 mm) made of hot-work steel X38 CrMoV51 according to DIN 17006, onto which a ceramic layer 6 made of Al ₂ O ₃ -TiO 60/40 is sprayed has been applied with a thickness of 200 microns. The molding boxes 3 are made of GG-35 according to DIN 1691. The cylindrical pins 4 are pressed together by the adjustable molding box walls 7 . The resulting frictional forces between the pins 4 ensure dimensional stability. To adjust the mold box walls 7 , the threaded spindles 8 are easily seen. The threaded spindles 8 are provided on one side with left-hand and on the other side with right-hand thread. The threaded spindles 8 connect, by means of the threaded bushes 9 , the adjustable mold box walls 7 to one another. By turning the threaded spindles 8 , the adjustable mold box walls 7 are moved towards and away from one another. The adjustable molding box walls 7 are guided in the grooves 10 on the immovable molding box walls 11 . Furthermore, the guide sleeves for the ejectors 13 and 14 denote the ejector plate. The gate 15 is formed by the sleeve 16 made of pyroceramic. The guide pins 18 are provided for guiding the two molded parts.

Ein Verfahren zur Herstellung der keramischen Gießerei-Dauerform wird im folgenden beschrieben. Die Modellplatte 19 wird auf dem, mit dem Vibrator 23 und den Puffern 24 ausgestattetem, Gestell 26 befestigt. Die Stellen, wo die Auswerfer 13 und die Hülse 16 für den Einguß 15 eingebracht werden sollen, sind am Modell 25 durch die Schrauben 20 vertieft markiert. Anschließend wird der, vorher dicht mit den Stiften 4 bestückte, Formkasten 3 auf das, mittels dem hydraulischen Zylinder 21 versenkbare, Viersäulengestell 22 befestigt. Die Gewindespindeln 8 sind nur so leicht angezogen, daß ein Herausfallen der Stifte 4 aus dem Formkasten 3 gerade noch verhindert wird. Anschließend wird der Vibrator 23 eingeschaltet und der Formkasten 3 mit einer Geschwindigkeit von ca. 50 mm/min auf die Modellplatte 19 abgesenkt,wodurch die Stifte 4 von der Modellwand in Vibration versetzt und verdrängt werden, bis ein dem Negativ des Modells 25 entsprechender Abdruck entsteht.A method for manufacturing the permanent foundry ceramic mold is described below. The model plate 19 is attached to the frame 26 equipped with the vibrator 23 and the buffers 24 . The locations where the ejector 13 and the sleeve 16 are to be introduced for the sprue 15 are marked on the model 25 by the screws 20 . Subsequently, the molding box 3 , previously sealed with the pins 4 , is attached to the four-column frame 22 which can be lowered by means of the hydraulic cylinder 21 . The threaded spindles 8 are only slightly tightened to prevent the pins 4 from falling out of the molding box 3 . The vibrator 23 is then switched on and the molding box 3 is lowered onto the model plate 19 at a speed of approximately 50 mm / min, as a result of which the pins 4 are vibrated and displaced from the model wall until an impression corresponding to the model 25 negative is produced .

Anschließend wird der Vibrator 23 ausgeschaltet und die Schrauben 20 entnommen. Danach werden an den von den Schrauben 20 markierten vertieften Stellen (auf der oberen Seite des Formkastens) die Aus­ werfer 13 mit den Führungshülsen 12 und die Hülse 16 für den Einguß 15 in den Formkasten eingeführt. Dadurch werden die dort befindlichen Stifte 4 durch die Modellplatte 19 aus dem Formkasten herausgedrückt. Danach werden die Auswerfer 13 an der Auswerferplatte 14 befestigt. Anschließend werden durch drehen der Gewindespindeln 8 die verstell­ baren Formkastenwände 7 zueinander verschoben, wodurch die Stifte 4 zusammen gepreßt werden. Dadurch wird eine kraftschlüssige Verbindung der Stifte 4 untereinander und mit dem Formkasten 3 hergestellt. The vibrator 23 is then switched off and the screws 20 are removed. Then at the marked by the screws 20 recessed locations (on the upper side of the molding box) from the thrower 13 with the guide sleeves 12 and the sleeve 16 for the sprue 15 are inserted into the molding box. As a result, the pins 4 located there are pressed out of the molding box by the model plate 19 . The ejectors 13 are then attached to the ejector plate 14 . Then the adjustable molding walls 7 are moved towards each other by rotating the threaded spindles 8 , whereby the pins 4 are pressed together. As a result, the pins 4 are non-positively connected to one another and to the molding box 3 .

Anschließend wird das Formteil 1 von dem Viersäulengestell 22 ent­ nommen und mit dem zweiten in der gleichen Weise hergestellten Form­ teil 2 zusammengelegt.Then the molded part 1 is removed from the four-column frame 22 and folded together with the second molded part 2 produced in the same way.

Die mit der Anwendung der hier beschriebenen keramischen Gießerei­ dauerform erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sie für alle, nach heutigem Stand der Technik, gießbare Metalle geeignet ist, daß sie wesentlich geringeren Maschinen- und Zeitaufwand für ihre Herstellung erfordert, als die metallische Dauerform und eine höhere Lebensdauer aufweist, daß sie aufgrund ihrer höheren Gasdurch­ lässigkeit und geringeren Wärmeleitfähigkeit zum Vergießen von dünn­ wandigen Gußteilen besonders geeignet ist, daß die Gußteile keine Aushebeschräge aufweisen müssen, daß Vervielfältigungen sowie Änderun­ gen der Form schnell und beliebig oft , ohne Minderung ihrer Qualität, durchfürbar sind, daß mit ihr verlorene Formen ersetzt werden können. The one with the application of the ceramic foundry described here Permanently obtained advantages are in particular that they suitable for all castable metals according to the current state of the art is that they require significantly less machine and time their manufacture requires as the metallic permanent form and one has a longer life because of their higher gas throughput casualness and lower thermal conductivity for casting thin Wall castings is particularly suitable that the castings are none Draft levies must show that reproductions and changes the shape quickly and as often as required, without reducing its quality, are feasible that lost forms can be replaced with it.  

Literaturverzeichnisbibliography

• 1) Guss Produkte ′90 Konstruktionen nach Zeichnungen oder Muster 1990, Verlag Hoppenstedt & Co1) Cast products ′90 constructions according to drawings or template 1990, publishing house Hoppenstedt & Co
• 2) Form- und gießgerechtes Konstruieren
  Richter, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 19842) Shape and pourable design
  Richter, VEB German publishing house for basic material industry, Leipzig 1984
• 3) Fachkunde Gießereitechnik
  VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 19843) Foundry technology specialist
  VEB German publishing house for basic material industry, Leipzig 1984
• 4) Gießereilexikon Ausgabe 1970
  Verlag Schiele & Schön GmbH4) Foundry Encyclopedia Edition 1970
  Verlag Schiele & Schön GmbH
• 5) Eisen- Kokillenguß im Wettbewerb zu Sandguß
  Prof. Dr.- Ing. R. Döpp
  Gießerei - Erfahrungsaustausch 10/19925) Iron chill casting in competition for sand casting
  Prof. Dr.- Ing. R. Döpp
  Foundry - exchange of experience 10/1992
• 6) Gießereilexikon Ausgabe 1991
  Verlag Schiele & Schön GmbH6) Foundry Encyclopedia Edition 1991
  Verlag Schiele & Schön GmbH

Claims (3)

1. Keramische Gießerei-Dauerform, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Mehrzahl von zylinderförmigen Stiften zusammengesetzt ist, daß die Stifte aus mit Keramik umhülltem metallischem Draht bestehen, daß die Stifte in einem Formkasten befestigt sind und mit ihren Mittelachsen parallel zueinander und senkrecht zu den Stirnflächen des Formkastens gerichtet sind.1. Ceramic foundry permanent mold, characterized in that it is composed of a plurality of cylindrical pins, that the pins consist of ceramic-coated metallic wire, that the pins are fastened in a molding box and with their central axes parallel to each other and perpendicular to the End faces of the molding box are directed. 2. Verfahren zur Herstellung der keramischen Gießerei-Dauerform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Herstellung der einzelnen Formteile jeweils ein Formkasten mit senkrecht zu seinen Stirnflächen gerichteten und dicht aneinander geordneten Stiften bestückt wird, daß anschließend durch anpressen an ein Gießerei­ modell ein dem Negativ des Modells entsprechender Abdruck entsteht, der anschließend durch kraft- und/oder formschlüssige Verbindung der Stifte untereinander und mit dem Formkasten verfestigt wird, daß anschließend bei mehrteiligen Formen die in der gleichen Weise hergestellten Formteile zusammengelegt werden.2. Process for the production of the permanent foundry ceramic form Claim 1, characterized in that for the production of the individual moldings, each with a mold box perpendicular to it End faces directed and closely aligned pins is assembled, that then by pressing on a foundry model produces an impression corresponding to the negative of the model, which then by force and / or positive connection of the Pins with each other and solidified with the molding box that then in the case of multi-part shapes in the same way manufactured molded parts are merged. 3. Keramische Gießerei-Dauerform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerfer in Führungshülsen angeordnet sind.3. Ceramic foundry permanent mold according to claim 1, characterized in that the ejectors are arranged in guide sleeves.