IT202100031076A1 - METHOD FOR MANUFACTURING A PART IN LIGHT ALLOY BY MELTING LIGHT ALLOY AT LOW PRESSURE AND EQUIPMENT TO CARRY OUT SUCH METHOD - Google Patents
METHOD FOR MANUFACTURING A PART IN LIGHT ALLOY BY MELTING LIGHT ALLOY AT LOW PRESSURE AND EQUIPMENT TO CARRY OUT SUCH METHOD Download PDFInfo
- Publication number
- IT202100031076A1 IT202100031076A1 IT102021000031076A IT202100031076A IT202100031076A1 IT 202100031076 A1 IT202100031076 A1 IT 202100031076A1 IT 102021000031076 A IT102021000031076 A IT 102021000031076A IT 202100031076 A IT202100031076 A IT 202100031076A IT 202100031076 A1 IT202100031076 A1 IT 202100031076A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- light alloy
- dosing
- channel
- cavity
- gas
- Prior art date
Links
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims description 12
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 35
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 19
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N chloro(fluoro)methane Chemical compound F[C]Cl KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 claims description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B22D27/09—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure
- B22D27/13—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure making use of gas pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:
?METODO PER FABBRICARE UN PEZZO IN LEGA LEGGERA TRAMITE UNA COLATA DI LEGA LEGGERA FUSA A BASSA PRESSIONE E APPARECCHIATURA PER ESEGUIRE TALE METODO? ?METHOD FOR MANUFACTURING A PART IN LIGHT ALLOY BY MELTING LIGHT ALLOY AT LOW PRESSURE AND EQUIPMENT TO CARRY OUT SUCH METHOD?
La presente invenzione ? relativa a un metodo per fabbricare un pezzo in lega leggera tramite una colata di lega leggera fusa a bassa pressione e a una apparecchiatura per eseguire tale metodo. This invention? relating to a method of manufacturing a light alloy part by casting light alloy molten at low pressure and to equipment for carrying out such a method.
In particolare, la presente invenzione trova vantaggiosa, ma non esclusiva applicazione nella fabbricazione di un pezzo in lega di alluminio o lega di magnesio, cui la descrizione che segue far? esplicito riferimento senza per questo perdere in generalit?. In particular, the present invention finds advantageous, but not exclusive application in the manufacture of a piece in aluminum alloy or magnesium alloy, which the following description will make? explicit reference without losing generality.
Il metodo classico per fabbricare pezzi di metallo, e in particolare di lega leggera, mediante fusione di metallo prevede di colare per gravit? il metallo fuso o la lega leggera fusa in uno stampo che presenta una cavit? avente la forma del pezzo da fabbricare. Lo stampo ? fatto tipicamente di sabbia e per questo ? chiamato anche motta. The classic method for manufacturing pieces of metal, and in particular light alloys, by casting metal involves gravity casting? is molten metal or light alloy cast in a mold that has a cavity? having the shape of the piece to be manufactured. The stamp ? typically made of sand and for this reason? also called motta.
Per la produzione di pezzi di lega leggera ? noto un metodo alternativo che prevede di travasare la lega leggera fusa da un forno di fusione a un forno dosatore riscaldato, il quale comprende un crogiolo per contenere la lega leggera fusa e un canale superiore di alimentazione anch?esso riscaldato, posizionare lo stampo sopra al forno dosatore in modo tale che il canale superiore di alimentazione coincida con un canale inferiore di colata dello stampo, e pressurizzare il forno dosatore con un gas a una pressione relativa inferiore a 1 bar per colare la lega leggera nello stampo facendola salire attraverso il canale superiore di alimentazione del forno dosatore e il canale inferiore di colata dello stampo. Dato l?utilizzo di un gas a bassa pressione (valori inferiori a 1 bar) per provocare la colata nello stampo, il forno dosatore viene anche chiamato forno a bassa pressione. For the production of light alloy parts? an alternative method is known which involves transferring the molten light alloy from a melting furnace to a heated dosing furnace, which includes a crucible to contain the molten light alloy and an upper feeding channel which is also heated, position the mold above the dosing furnace such that the upper feed channel coincides with a lower casting channel of the mold, and pressurize the dosing furnace with a gas at a relative pressure of less than 1 bar to pour the light alloy into the mold by causing it to rise through the upper channel of the dosing oven and the lower casting channel of the mold. Given the use of a low pressure gas (values less than 1 bar) to cause the casting into the mold, the dosing oven is also called a low pressure oven.
I vantaggi del suddetto metodo che impiega una bassa pressione per colare la lega leggera nello stampo, rispetto al metodo che effettua la colata per gravit?, sono di poter riempire stampi con pareti pi? sottili e ottenere un pezzo con caratteristiche meccaniche nettamente migliori. The advantages of the aforementioned method which uses low pressure to pour the light alloy into the mould, compared to the method which carries out gravity casting, are that it can fill molds with smaller walls. thin and obtain a piece with significantly better mechanical characteristics.
Tuttavia, il metodo sopra descritto necessita di un sistema di movimentazione grosso e complesso per posizionare gli stampi uno dopo l?altro sopra al forno dosatore, in quanto gli stampi sono tipicamente molto grossi e fatti di sabbia e quindi possono pesare diverse tonnellate e avere parti interne (anime) molto delicate, e di un ulteriore sistema di movimentazione, ad esempio del tipo comprendente rotaie, per spostare il forno dosatore durante le fasi di preparazione, che comprendono il travaso dal forno di fusione. However, the method described above requires a large and complex handling system to position the molds one after the other on top of the dosing oven, as the molds are typically very large and made of sand and therefore can weigh several tons and have very delicate internal parts (cores), and of a further movement system, for example of the type including rails, to move the dosing furnace during the preparation phases, which include decanting from the melting furnace.
Un altro svantaggio del metodo sopra descritto ? la necessit? di dover riscaldare anche il canale superiore di alimentazione per evitare che la lega leggera in tale canale si solidifichi durante la colata, in quanto il canale superiore di alimentazione ? fuori dal crogiolo. Inoltre, c?? sempre il rischio che la lega leggera si solidifichi nel canale superiore di alimentazione in quanto ? comunque necessario attendere la solidificazione della lega leggera nel canale inferiore di colata dello stampo per creare un tappo prima di depressurizzare il forno dosatore. Another disadvantage of the method described above? the necessity? of having to also heat the upper feeding channel to prevent the light alloy in this channel from solidifying during casting, since the upper feeding channel is out of the crucible. Furthermore, there?? there is always the risk that the light alloy solidifies in the upper feeding channel as it is However, it is necessary to wait for the light alloy to solidify in the lower casting channel of the mold to create a cap before depressurizing the dosing furnace.
Scopo della presente invenzione ? di realizzare fornire un metodo per fabbricare un pezzo in lega leggera tramite una colata di lega leggera fusa a bassa pressione, il quale metodo sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e, nello stesso tempo, sia di facile ed economica attuazione. In accordo con la presente invenzione vengono forniti un metodo per fabbricare un pezzo in lega leggera tramite una colata di lega leggera fusa a bassa pressione e una apparecchiatura per eseguire tale metodo, secondo quanto definito nelle rivendicazioni allegate. Purpose of the present invention? to provide a method for manufacturing a light alloy piece by casting light alloy melted at low pressure, which method is free from the drawbacks described above and, at the same time, is easy and economical to implement. In accordance with the present invention, a method for manufacturing a light alloy piece by casting light alloy melted at low pressure and an apparatus for carrying out this method, as defined in the attached claims, are provided.
La presente invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: Will this invention come? now described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of implementation, in which:
- la figura 1 illustra, secondo una vista in sezione verticale semplificata, una apparecchiatura per eseguire il metodo della presente invenzione durante una fase di tale metodo; - figure 1 illustrates, according to a simplified vertical section view, an apparatus for carrying out the method of the present invention during a phase of this method;
- le figure da 2 a 4 illustrano l?apparecchiatura della figura 1 durante tre rispettive ulteriori fasi del metodo dell?invenzione; e - figures 2 to 4 illustrate the apparatus of figure 1 during three respective further phases of the method of the invention; And
- la figura 5 illustra l?andamento della pressione in un forno dosatore dell?apparecchiatura delle figure da 1 a 4 durante le fasi del metodo dell?invenzione. - figure 5 illustrates the pressure trend in a dosing oven of the apparatus of figures 1 to 4 during the phases of the method of the invention.
Nelle figure da 1 a 4, con 1 ? genericamente indicato, nel suo complesso, una apparecchiatura per fabbricare un pezzo in lega leggera tramite una colata di lega leggera fusa a bassa pressione. In figures 1 to 4, with 1 ? generically indicated, as a whole, an equipment for manufacturing a light alloy piece through a casting of light alloy melted at low pressure.
L?apparecchiatura 1 comprende forno dosatore 2, il quale comprende un crogiolo 3 ermetico atto a ricevere la lega leggera fusa da un forno di fusione (non illustrato), un canale inferiore di alimentazione 4 per l?uscita della colata di lega leggera fusa, un otturatore 5 mobile per il canale inferiore di alimentazione 4 e un attuatore 6 per muovere l?otturatore 5 tra una posizione normalmente chiusa (figure 1 e 4) per trattenere la lega leggera fusa e una posizione aperta (figure 2 e 3) per permettere l?uscita della lega leggera fusa. The apparatus 1 includes a dosing furnace 2, which includes an airtight crucible 3 suitable for receiving the molten light alloy from a melting furnace (not shown), a lower feeding channel 4 for the exit of the molten light alloy casting, a mobile shutter 5 for the lower feeding channel 4 and an actuator 6 to move the shutter 5 between a normally closed position (figures 1 and 4) to retain the molten light alloy and an open position (figures 2 and 3) to allow the exit of the molten light alloy.
L?apparecchiatura 1 comprende almeno uno stampo 7 comprendente una cavit? 8, la quale ha la forma del pezzo da fabbricare e un canale superiore di colata 9 per l?ingresso della colata di lega leggera fusa. Lo stampo 7 comprende inoltre dei condotti inferiori 10 per evacuare aria dalla cavit? 8 quando la colata di lega leggera fusa entra nella cavit? 8 dal canale superiore di colata 9. Tipicamente, lo stampo 7 ? fatto di sabbia. The apparatus 1 comprises at least one mold 7 comprising a cavity 8, which has the shape of the piece to be manufactured and an upper casting channel 9 for the entry of the molten light alloy. The mold 7 also includes lower ducts 10 to evacuate air from the cavity. 8 when the molten light alloy flow enters the cavity? 8 from the upper sprue 9. Typically, the mold 7? made of sand.
L?apparecchiatura 1 comprende inoltre mezzi di movimentazione (non illustrati), i quali sono configurati per muovere il forno dosatore 2 nella posizione illustrata dalle figure da 1 a 4, ossia in modo da posizionarlo sopra allo stampo 7 con il canale inferiore di alimentazione 4 allineato al canale superiore di colata 9. Ad esempio, i mezzi di movimentazione comprendono un carro ponte per spostare il forno dosatore 2 da uno stampo 7 a quello successivo. Vantaggiosamente, una pluralit? di stampi del tipo dello stampo 7 sono poggiati al suolo e disposti in fila e i mezzi di movimentazione spostano il forno dosatore 2 sopra agli stampi posizionandolo su uno stampo alla volta per fabbricare il relativo pezzo. The equipment 1 also includes movement means (not shown), which are configured to move the dosing oven 2 to the position illustrated by figures 1 to 4, i.e. in such a way as to position it above the mold 7 with the lower feeding channel 4 aligned with the upper casting channel 9. For example, the handling means include an overhead crane to move the dosing oven 2 from one mold 7 to the next one. Advantageously, a plurality? of molds of the type of mold 7 are placed on the ground and arranged in a row and the movement means move the dosing oven 2 over the molds, positioning it on one mold at a time to manufacture the relevant piece.
L?apparecchiatura 1 comprende un anello di tenuta 11 monouso atto a disporsi tra il canale inferiore di alimentazione 4 del forno dosatore 2 e il canale superiore di colata 9 dello stampo 7. L?anello di tenuta 11 ? monouso nel senso che viene gettato dopo che, alla fine della fabbricazione del pezzo in lega leggera, lo stampo 7 viene sgretolato per essere aperto e buttato. Preferibilmente, l?anello di tenuta 11 ? fatto di un materiale in fibra di vetro. The equipment 1 includes a disposable sealing ring 11 suitable to be positioned between the lower feeding channel 4 of the dosing oven 2 and the upper casting channel 9 of the mold 7. The sealing ring 11 is disposable in the sense that it is thrown away after, at the end of the manufacturing of the light alloy piece, the mold 7 is crumbled to be opened and thrown away. Preferably, the sealing ring 11 is Made of a fiberglass material.
L?apparecchiatura 1 comprende una bombola 12, la quale contiene un gas e comunica col crogiolo 3 tramite un prima elettrovalvola 13 per iniettare il gas nel crogiolo 3 e regolarne la pressione. Vantaggiosamente, l?elettrovalvola 13 ? una elettrovalvola proporzionale. Il forno dosatore 2 comprende un sensore di pressione 14 disposto nel crogiolo 3 per rilevare la pressione del gas. In particolare, il sensore di pressione 14 ? disposto in una porzione alta del crogiolo che non viene bagnata dalla lega leggera fusa. The equipment 1 includes a cylinder 12, which contains a gas and communicates with the crucible 3 via a first solenoid valve 13 to inject the gas into the crucible 3 and regulate its pressure. Advantageously, the solenoid valve 13 is a proportional solenoid valve. The dosing furnace 2 includes a pressure sensor 14 arranged in the crucible 3 to detect the gas pressure. In particular, the pressure sensor 14? placed in a high portion of the crucible which is not wetted by the molten light alloy.
Vantaggiosamente, il gas della bombola 12 comprende un gas inerte che non interagisce chimicamente con la lega leggera. Ad esempio, se la lega leggera comprende una lega di alluminio, allora il gas inerte ? costituito da anidride carbonica oppure da Argon; oppure se la lega leggera comprende una lega di magnesio, allora il gas inerte ? costituito da esafluoruro di zolfo oppure da un clorofluorocarburo. Advantageously, the gas from the cylinder 12 comprises an inert gas which does not chemically interact with the light alloy. For example, if the light alloy includes an aluminum alloy, then the inert gas is made up of carbon dioxide or Argon; or if the light alloy includes a magnesium alloy, then the inert gas? consisting of sulfur hexafluoride or a chlorofluorocarbon.
L?apparecchiatura 1 comprende una coppia di conduttori elettrici 15a e 15b, ciascuno dei quali ha una rispettiva estremit? disposta in una rispettiva porzione di estremit? longitudinale della cavit? 8 per poter rilevare quando la cavit? 8 ? piena di lega leggera fusa, in modo noto tramite una circolazione di corrente elettrica. Vantaggiosamente, una prima porzione di estremit? longitudinale, in particolare quella pi? in alto, coincide con il canale superiore di colata 9 e l?altra porzione di estremit? longitudinale coincide con una porzione di fondo 8a della cavit? 8 comunicante con un condotto inferiore 10. The equipment 1 comprises a pair of electrical conductors 15a and 15b, each of which has a respective end arranged in a respective end portion? longitudinal of the cavity? 8 to be able to detect when the cavity? 8 ? filled with molten light alloy, in a known way through a circulation of electric current. Advantageously, a first portion of the extremity longitudinal, in particular the most? at the top, it coincides with the upper casting channel 9 and the other end portion? longitudinal coincides with a bottom portion 8a of the cavity? 8 communicating with a lower duct 10.
Vantaggiosamente, la bombola 12 comunica anche con la cavit? 8 dello stampo 7, in particolare con il canale superiore di colata 9, tramite una seconda elettrovalvola 16 per poter iniettare il gas nella cavit? 8 prima di colare la lega leggera fusa, come verr? spiegato meglio pi? avanti. Advantageously, the cylinder 12 also communicates with the cavity 8 of the mold 7, in particular with the upper casting channel 9, via a second solenoid valve 16 to be able to inject the gas into the cavity? 8 before pouring the molten light alloy, how will it look? explained better? after you.
Il forno dosatore 2 comprende una resistenza elettrica 17, la quale ? avvolta secondo una pluralit? di spire attorno al crogiolo 3 ed ? alimentabile da una sorgente elettrica (non illustrata) per riscaldare il crogiolo 3 in misura tale da mantenere la temperatura di fusione della lega leggera. Il forno dosatore 2 comprende un sensore di temperatura 18 disposto nel crogiolo 3 per rilevare la temperatura della lega leggera fusa. In particolare, il sensore di temperatura 18 ? disposto in prossimit? di un fondo 19 del crogiolo 3 in modo che rimanga sempre a bagno della lega leggera fusa. Si noti che il canale inferiore di alimentazione 4 ? posizionato in prossimit? del fondo 19 del crogiolo ermetico ed ? relativamente corto rispetto all?altezza del forno dosatore 2, ed in particolare della profondit? del crogiolo 3, e quindi rimane sempre caldo perch? ? sempre a bagno della lega leggera fusa. The dosing oven 2 includes an electrical resistance 17, which is wrapped according to a plurality? of coils around the crucible 3 and ? which can be powered by an electrical source (not shown) to heat the crucible 3 to such an extent as to maintain the melting temperature of the light alloy. The dosing furnace 2 includes a temperature sensor 18 arranged in the crucible 3 to detect the temperature of the molten light alloy. In particular, the temperature sensor 18 ? placed in proximity? of a bottom 19 of the crucible 3 so that it always remains immersed in the molten light alloy. Note that the lower power channel 4 ? positioned in proximity? of the bottom 19 of the hermetic crucible and ? relatively short compared to the height of the dosing oven 2, and in particular the depth? of crucible 3, and therefore it always remains hot because? ? always soaked in the molten light alloy.
L?attuatore 6 comprende un cilindro idraulico o pneumatico 20. Preferibilmente, il cilindro idraulico o pneumatico 20 ? a doppio effetto e l?attuatore 6 comprende una elettrovalvola a tre vie 21 per commutare l?alimentazione di un fluido di lavoro in pressione tra due porte del cilindro idraulico o pneumatico 20 indicate rispettivamente con 20a e 20b. The actuator 6 comprises a hydraulic or pneumatic cylinder 20. Preferably, the hydraulic or pneumatic cylinder 20? double acting and the actuator 6 includes a three-way solenoid valve 21 to switch the supply of a working fluid under pressure between two ports of the hydraulic or pneumatic cylinder 20 indicated respectively by 20a and 20b.
L?apparecchiatura 1 comprende un?unit? di controllo 22 collegata con l?attuatore 6, l?elettrovalvola 13, il sensore di pressione 14 e i conduttori elettrici 15 per poter eseguire il metodo di fabbricazione del pezzo in lega leggera secondo l?invenzione. In particolare, l?unit? di controllo 22 ? configurata per leggere i segnali forniti dal sensore di pressione 14 e dai conduttori elettrici 15 e comandare l?elettrovalvola 13 e l?elettrovalvola a tre vie 21 sulla base delle letture dei suddetti segnali. In particolare, l?elettrovalvola 13 ? comandata dell?unit? di controllo 23 secondo una logica PID che usa il segnale fornito dal sensore di pressione 14 come retroazione. Equipment 1 includes a unit control 22 connected with the actuator 6, the solenoid valve 13, the pressure sensor 14 and the electrical conductors 15 to be able to carry out the manufacturing method of the light alloy piece according to the invention. In particular, the unit? control 22 ? configured to read the signals provided by the pressure sensor 14 and the electrical conductors 15 and control the solenoid valve 13 and the three-way solenoid valve 21 on the basis of the readings of the aforementioned signals. In particular, the solenoid valve 13 is commanded by the unit? control 23 according to a PID logic which uses the signal provided by the pressure sensor 14 as feedback.
Vantaggiosamente, l?unit? di controllo 22 ? collegata anche con l?elettrovalvola 16 per eseguire un passo del metodo di fabbricazione che precede la colata vera e propria della lega leggera fusa nello stampo 7. Advantageously, the unit? control 22 ? also connected with the solenoid valve 16 to carry out a step of the manufacturing method which precedes the actual pouring of the molten light alloy into the mold 7.
L?unit? di controllo 22 ? collegata alla resistenza elettrica 17 e al sensore di temperatura 18. In particolare, l?unit? di controllo 22 ? configurata per leggere il segnale fornito dal sensore di temperatura 18 e regolare la corrente elettrica circolante nella resistenza elettrica 17 secondo una logica PID che usa il segnale fornito dal sensore di temperatura 18 come retroazione. The unit? control 22 ? connected to the electrical resistance 17 and to the temperature sensor 18. In particular, the unit? control 22 ? configured to read the signal provided by the temperature sensor 18 and regulate the electric current circulating in the electric resistance 17 according to a PID logic that uses the signal provided by the temperature sensor 18 as feedback.
L?unit? di controllo 22 ? inoltre configurata per controllare i mezzi di movimentazione del forno dosatore 2. The unit? control 22 ? furthermore configured to control the means of moving the dosing oven 2.
Si noti che i collegamenti tra l?unit? di controllo 22 e i componenti costituiti da elettrovalvole 13, 16, 21, sensori 14, 18, conduttori elettrici 15a, 15b e resistenza elettrica 17 non sono stati illustrati nelle figure da 1 a 4 per maggiore chiarezza. Note that the connections between the unit? control 22 and the components consisting of solenoid valves 13, 16, 21, sensors 14, 18, electrical conductors 15a, 15b and electrical resistance 17 have not been illustrated in figures 1 to 4 for greater clarity.
L?unit? di controllo 22 ? configurata in modo tale che l?apparecchiatura 1 esegua il metodo descritto qui di seguito per fabbricare un pezzo in lega leggera, ad esempio lega di alluminio oppure lega di magnesio, tramite una colata di lega leggera fusa a bassa pressione. The unit? control 22 ? configured in such a way that the equipment 1 carries out the method described below to fabricate a light alloy part, for example aluminum alloy or magnesium alloy, by means of a casting of light alloy melted at low pressure.
Il metodo prevede, prima di tutto, di travasare la leggera fusa, indicata con 23 in tutte le figure da 1 a 4, da un forno di fusione (non illustrato) al forno dosatore 2 attraverso una relativa apertura superiore del crogiolo 3, non illustrata nelle figure da 1 a 4, mentre l?attuatore 6 ? comandato per mantenere l?otturatore 5 in posizione chiusa. La movimentazione del forno di fusione per eseguire il travaso della lega leggera fusa 23 non viene necessariamente controllata dall?unit? di controllo 22. The method involves, first of all, decanting the light melt, indicated with 23 in all figures 1 to 4, from a melting furnace (not shown) to the dosing furnace 2 through a relative upper opening of the crucible 3, not shown in figures 1 to 4, while the actuator 6 is commanded to keep the shutter 5 in the closed position. The movement of the melting furnace to carry out the transfer of the molten light alloy 23 is not necessarily controlled by the unit? control 22.
La temperatura nel forno dosatore 2 viene regolata fino al raggiungimento di una temperatura necessaria ad eseguire passi preliminari di affinamento e degasaggio della lega leggera fusa 23, di per s? noti e quindi non descritti in dettaglio. The temperature in the dosing furnace 2 is regulated until it reaches a temperature necessary to carry out preliminary refinement and degassing steps of the molten light alloy 23, per se? known and therefore not described in detail.
Dopo i suddetti passi preliminari, il forno dosatore 2 pieno di lega leggera fusa 23 viene sigillato, ovvero viene chiusa anche l?apertura superiore (non illustrata) del crogiolo 3. Quando il forno dosatore 2 ? sigillato, la temperatura della lega leggera fusa 23 nel crogiolo 3 viene controllata sulla base del tipo di pezzo da fabbricare, agendo sull?alimentazione della resistenza elettrica 17 in funzione della temperatura rilevata dal sensore di temperatura 18, in modo che venga raggiunta e mantenuta la temperatura desiderata. After the aforementioned preliminary steps, the dosing furnace 2 filled with molten light alloy 23 is sealed, i.e. the upper opening (not shown) of the crucible 3 is also closed. When the dosing furnace 2 is closed. sealed, the temperature of the molten light alloy 23 in the crucible 3 is controlled on the basis of the type of piece to be manufactured, acting on the power supply of the electrical resistance 17 according to the temperature detected by the temperature sensor 18, so that the temperature is reached and maintained desired temperature.
Il forno dosatore 2 sigillato viene posizionato sopra allo stampo 7 in modo tale che il canale inferiore di alimentazione 4 sia allineato al canale superiore di colata 9 (figura 1). L?anello di tenuta 11 monouso ? interposto tra il canale inferiore di alimentazione 4 e il canale superiore di colata 9 per evitare che la lega leggera fusa 23 fuoriesca durante il passaggio dal crogiolo 3 alla cavit? 8. The sealed dosing oven 2 is positioned above the mold 7 in such a way that the lower feeding channel 4 is aligned with the upper casting channel 9 (figure 1). The disposable sealing ring 11 is placed between the lower feeding channel 4 and the upper casting channel 9 to prevent the molten light alloy 23 from escaping during the passage from the crucible 3 to the cavity? 8.
A questo punto, l?attuatore 6 viene comandato per portare l?otturatore 5 nella posizione aperta cos? da aprire il canale inferiore di alimentazione 4 per colare la lega leggera fusa nella cavit? 8 dello stampo 7 (figura 2). Nel contempo, l?elettrovalvola 13 viene aperta per iniettare nel crogiolo 3 il gas in modo pressurizzare il forno dosatore 2 a un primo valore di pressione relativa P1 inferiore a 1 bar. Preferibilmente, il valore di pressione relativa P1 ? circa compreso tra 150 e 250 mbar, ed in particolare ? circa pari a 200 mbar. At this point, the actuator 6 is commanded to bring the shutter 5 into the open position thus to open the lower feed channel 4 to pour the molten light alloy into the cavity? 8 of mold 7 (figure 2). At the same time, the solenoid valve 13 is opened to inject the gas into the crucible 3 so as to pressurize the dosing furnace 2 to a first relative pressure value P1 lower than 1 bar. Preferably, the relative pressure value P1 ? approximately between 150 and 250 mbar, and in particular ? approximately equal to 200 mbar.
L?unit? di controllo 22 rileva che la cavit? 8 ? piena di lega leggera fusa 23 quando la lega leggera fusa 23 raggiunge la porzione di fondo 8a della cavit? 8 e quindi chiude il contatto elettrico tra i due conduttori elettrici 15a e 15b (figura 3). The unit? control 22 detects that the cavity? 8 ? full of molten light alloy 23 when the molten light alloy 23 reaches the bottom portion 8a of the cavity? 8 and therefore closes the electrical contact between the two electrical conductors 15a and 15b (figure 3).
Quando la cavit? 8 ? piena di lega leggera fusa 23, l?elettrovalvola 23 viene comandata per regolare l?iniezione del gas in modo da portare la pressione nel forno dosatore fino a un secondo valore di pressione relativa P2 maggiore del valore di pressione relativa P1, ma comunque inferiore a 1 bar, e mantenere il valore di pressione relativa P2 per un intervallo tempo di spinta T2 prestabilito, allo scopo di permettere la solidificazione della lega leggera nel canale superiore di colata 9. Preferibilmente, il valore di pressione relativa P2 ? circa compreso tra 550 e 650 mbar, ed in particolare ? circa pari a 600 mbar. When is the cavity? 8 ? filled with molten light alloy 23, the solenoid valve 23 is controlled to regulate the gas injection so as to bring the pressure in the dosing oven up to a second relative pressure value P2 greater than the relative pressure value P1, but still lower than 1 bar, and maintain the relative pressure value P2 for a pre-established thrust time interval T2, in order to allow the solidification of the light alloy in the upper casting channel 9. Preferably, the relative pressure value P2 ? approximately between 550 and 650 mbar, and in particular ? approximately equal to 600 mbar.
I valori di pressione P1 e P2 sono da intendersi relativi rispetto alla pressione atmosferica, ossia sono incrementi rispetto alla pressione atmosferica locale. The pressure values P1 and P2 are to be understood as relative to the atmospheric pressure, i.e. they are increases compared to the local atmospheric pressure.
Al temine dell?intervallo di tempo di spinta T2, l?elettrovalvola 13 viene comandata per depressurizzare il forno dosatore 2 fino alla pressione atmosferica e l?attuatore 6 viene comandato per portare l?otturatore 5 nella posizione chiusa cos? da chiudere il canale inferiore di alimentazione 4 (figura 4). At the end of the thrust time interval T2, the solenoid valve 13 is commanded to depressurize the dosing oven 2 up to atmospheric pressure and the actuator 6 is commanded to bring the shutter 5 to the closed position thus to close the lower supply channel 4 (figure 4).
La figura 5 illustra un esempio del ciclo temporale di pressurizzazione del forno dosatore 2 descritto in precedenza, in particolare dall?istante di apertura all?istante di chiusura del canale inferiore di alimentazione 4, in cui la pressione relativa all?interno del crogiolo 3 ? indicata con PF ed ? espressa in mbar e il tempo ? indicato con t ed ? espresso in secondi. Figure 5 illustrates an example of the pressurization time cycle of the dosing furnace 2 described previously, in particular from the instant of opening to the instant of closing of the lower feeding channel 4, in which the relative pressure inside the crucible 3 is ? indicated with PF and ? expressed in mbar and the time? indicated with t and ? expressed in seconds.
Vantaggiosamente, nel caso in cui la lega leggera comprenda una lega di magnesio e quindi, come descritto in precedenza, il gas comprenda un gas inerte costituito da esafluoruro di zolfo oppure da un clorofluorocarburo, prima di aprire il canale inferiore di alimentazione 4, l?elettrovalvola 16 viene comandata per iniettare il gas nella cavit? 8 dello stampo 7 per un intervallo di tempo di inertizzazione T0 prestabilito allo scopo di inertizzare la cavit? 8. Infatti, la lega di magnesio ? altamente reattiva con l?aria e pu? incendiarsi se non ? immersa nel gas inerte descritto sopra. Advantageously, in the case in which the light alloy includes a magnesium alloy and therefore, as previously described, the gas includes an inert gas consisting of sulfur hexafluoride or a chlorofluorocarbon, before opening the lower supply channel 4, the solenoid valve 16 is commanded to inject the gas into the cavity? 8 of the mold 7 for a pre-established inertization time interval T0 in order to inert the cavity? 8. In fact, the magnesium alloy is ? highly reactive with the air and can catch fire if not? immersed in the inert gas described above.
Bench? l?invenzione sopra descritta faccia particolare riferimento ad un esempio di attuazione ben preciso, essa non ? da ritenersi limitata a tale esempio di attuazione, rientrando nel suo ambito tutte quelle varianti, modifiche o semplificazioni coperte dalle rivendicazioni allegate, quali ad esempio: Although? the invention described above makes particular reference to a very specific example of implementation, it is not? to be considered limited to this example of implementation, falling within its scope all those variations, modifications or simplifications covered by the attached claims, such as for example:
- l?attuatore 6 ? un attuatore lineare elettrico; e/o - i mezzi di movimentazione per posizionare il forno dosatore 2 sopra allo stampo 7 comprendono una gru. - the actuator 6 ? an electric linear actuator; and/or - the movement means for positioning the dosing oven 2 above the mold 7 include a crane.
Il principale vantaggio del metodo di fabbricazione di un pezzo di lega leggera e della apparecchiatura per eseguite tale metodo sopra descritti ? di non dovere movimentare gli stampi e di muovere invece il forno dosatore sopra gli stampi posati al suolo, in quanto il forno dosatore ? molto pi? leggero di un qualsiasi stampo. In altre parole, i mezzi di movimentazione per muovere il forno dosatore possono essere molto pi? semplici e piccoli e quindi meno costosi di quelli utilizzati nell?arte nota per muovere gli stampi sopra il forno dosatore. The main advantage of the method of manufacturing a piece of light alloy and of the equipment for carrying out this method described above is? of not having to move the molds and instead moving the dosing oven over the molds placed on the ground, as the dosing oven is much more? light of any mold. In other words, the handling means to move the dosing oven can be much more? simple and small and therefore less expensive than those used in the known art to move the molds over the dosing oven.
Un altro vantaggio ? che il forno dosatore ? privo di un canale di alimentazione riscaldato elettricamente, in quanto il canale inferiore di alimentazione 4 ? posizionato nella parte bassa del crogiolo 3 ed ? relativamente corto rispetto alla profondit? del crogiolo 3, quindi rimane sempre caldo alla temperatura di fusione della lega leggera riducendo cos? drasticamente il rischio occlusione per solidificazione della lega leggera. Another advantage? that the dosing oven? without an electrically heated supply channel, as the lower supply channel 4 is positioned in the lower part of the crucible 3 and ? relatively short compared to the depth? of the crucible 3, therefore it always remains hot at the melting temperature of the light alloy, thus reducing? drastically the risk of occlusion due to solidification of the light alloy.
Inoltre, il metodo e l?apparecchiatura dell?invenzione comprendono un passo di inertizzazione della cavit? 8 dello stampo 7 per rendere possibile la colata a bassa pressione anche di leghe di magnesio. Furthermore, the method and apparatus of the invention include a cavity inertization step. 8 of mold 7 to make low pressure casting possible even of magnesium alloys.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102021000031076A IT202100031076A1 (en) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | METHOD FOR MANUFACTURING A PART IN LIGHT ALLOY BY MELTING LIGHT ALLOY AT LOW PRESSURE AND EQUIPMENT TO CARRY OUT SUCH METHOD |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102021000031076A IT202100031076A1 (en) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | METHOD FOR MANUFACTURING A PART IN LIGHT ALLOY BY MELTING LIGHT ALLOY AT LOW PRESSURE AND EQUIPMENT TO CARRY OUT SUCH METHOD |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT202100031076A1 true IT202100031076A1 (en) | 2023-06-10 |
Family
ID=80448807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102021000031076A IT202100031076A1 (en) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | METHOD FOR MANUFACTURING A PART IN LIGHT ALLOY BY MELTING LIGHT ALLOY AT LOW PRESSURE AND EQUIPMENT TO CARRY OUT SUCH METHOD |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | IT202100031076A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2504424A1 (en) * | 1981-04-22 | 1982-10-29 | Amil Sa | Gravity casting of aluminium or light alloys - using additional pressure application to avoid solidification faults |
| EP0992306A1 (en) * | 1998-10-02 | 2000-04-12 | Georg Fischer Disa AG | Low pressure bottom casting device for casting liquid metals |
| US20020000303A1 (en) * | 2000-05-22 | 2002-01-03 | Bernhard Kern | Method of and device for producing light metal castings, in particular parts of magnesium or mangnesium alloys |
| US20150074983A1 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | Mubea Carbo Tech Gmbh | Producing a metal component with a casting-and-forming tool |
| KR20160109328A (en) * | 2015-03-11 | 2016-09-21 | 현대성우메탈 주식회사 | Low Pressure Die Casting Machine for Magnesium Alloy having Protection gas Purging System and Manufacturing Method for Road wheel for vehicle using the same |
-
2021
- 2021-12-10 IT IT102021000031076A patent/IT202100031076A1/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2504424A1 (en) * | 1981-04-22 | 1982-10-29 | Amil Sa | Gravity casting of aluminium or light alloys - using additional pressure application to avoid solidification faults |
| EP0992306A1 (en) * | 1998-10-02 | 2000-04-12 | Georg Fischer Disa AG | Low pressure bottom casting device for casting liquid metals |
| US20020000303A1 (en) * | 2000-05-22 | 2002-01-03 | Bernhard Kern | Method of and device for producing light metal castings, in particular parts of magnesium or mangnesium alloys |
| US20150074983A1 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | Mubea Carbo Tech Gmbh | Producing a metal component with a casting-and-forming tool |
| KR20160109328A (en) * | 2015-03-11 | 2016-09-21 | 현대성우메탈 주식회사 | Low Pressure Die Casting Machine for Magnesium Alloy having Protection gas Purging System and Manufacturing Method for Road wheel for vehicle using the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20040100980A (en) | Method and apparatus for manufacturing metallic parts by die casting | |
| CN105073302B (en) | Casting device | |
| CN105073304B (en) | Tilting gravity casting device | |
| CN107249784B (en) | Casting device and casting method | |
| US5125450A (en) | Method of and system for controlling flow of molten liquid to cast metal alloys | |
| US7464744B2 (en) | Shot sleeve insert and method of retarding heat erosion within a shot sleeve bore | |
| CZ302980B6 (en) | Device for producing metal die cast parts, particularly of nonferrous metals | |
| US20200331058A1 (en) | Casting process | |
| CN109550903A (en) | A kind of hot investment casting manufacturing process of thin-walled variable cross-section casting | |
| KR102131382B1 (en) | Sand core gorming apparatus and method for casting | |
| BR112019021639B1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR FILLING AN ANTIGRAVITY MOLD | |
| SU452947A3 (en) | Installation for producing thin-walled castings | |
| KR101724349B1 (en) | Melting furnace and diecasting mold using the same | |
| IT202100031076A1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING A PART IN LIGHT ALLOY BY MELTING LIGHT ALLOY AT LOW PRESSURE AND EQUIPMENT TO CARRY OUT SUCH METHOD | |
| CN105339109A (en) | Hot chamber caster for aluminum alloy | |
| US4991641A (en) | Method of and apparatus for metal casting | |
| EP3225332B1 (en) | Automatic pouring machine and method for automatically pouring that have ability to pressurize | |
| JP4966354B2 (en) | Casting equipment | |
| CN104174830B (en) | Pouring device and casting method with circulating line | |
| KR20190139132A (en) | Injection device of light metal injection molding machine | |
| US3700025A (en) | Method of casting quiet melts | |
| JP2011016166A (en) | Casting apparatus | |
| KR101503593B1 (en) | Low pressure die casting machine for casting magnesium | |
| JPS61144257A (en) | Casting method | |
| KR200437193Y1 (en) | Pouring Apparatus of Mold |