WO2009140775A1 - Method for producing cores - Google Patents

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WO2009140775A1
WO2009140775A1 PCT/CH2009/000098 CH2009000098W WO2009140775A1 WO 2009140775 A1 WO2009140775 A1 WO 2009140775A1 CH 2009000098 W CH2009000098 W CH 2009000098W WO 2009140775 A1 WO2009140775 A1 WO 2009140775A1
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WO
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core
casting
cores
lost
mold
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PCT/CH2009/000098
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Inventor
Bernhard Fritsche
Sascha Padovan
Benjamin Hübsch
Original Assignee
Bühler Druckguss AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/108—Installation of cores

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of cores, in particular but not exclusively for the production of lost cores, which are used in molds on pressure casting machines for casting light metal materials.
  • sliders also reduces productivity because additional movements of the slider must be completed before the casting can be ejected from the mold.
  • Certain components such as pump housings, tubular bodies and other geometries with pronounced or complex cavities, must be manufactured in shell construction.
  • two or more components (shells) of the component are poured, which are then joined together by various joining methods such as gluing, pressing, riveting or welding to the finished component.
  • the molded steels from which permanent molds are made are subject to wear due to temperature changes, cavitation, erosion and corrosion. These wear parts must be replaced at great cost from time to time.
  • lost cores such as, for example, salt cores
  • such cores are produced by mixing a granular salt with a phosphate-containing binder and subsequent shaping in a mold.
  • EP-A-1293276 the core is connected to an insert and in USP 5165464 it is disclosed to overmould a metal core with a salt mantle.
  • DE-OS 3005765 discloses a corresponding method in which the freezing of foundry sand is cured only in a certain layer thickness. The layer thickness depends on the coolant used and the cooling time.
  • the invention is therefore based on the object, a process for the production of cores, but especially not for the production of lost Ker- NEN, which come in forms on die casting machines for casting light metal materials used to apply, which allows a better over the prior art Entkernbarkeit.
  • the cores can also be solidified by means of heat removal, without affecting the Entkernbarkeit.
  • the pressure build-up is delayed so that the metal pressure in the holding pressure phase (3rd phase) always remains below the value of the penetration limit.
  • the surface of cores is thus not attacked and the corresponding surface parts of the casting are smooth and have a high casting quality.
  • the emphasis is gradually increased.
  • Another object is to provide cores, which are well guttable especially from die casting molds.
  • the cores are mechanically or chemically / thermally decorticated.
  • salt can be used as a binder for conventional fillers since it can be dissolved out with water.
  • Another alternative is frozen cores made of filler metal. fen, which are mixed with water or other, in particular ecologically harmless binders.
  • This salt core can be a specific resp. represent any contour or part of the contour and / or image the gate of the casting to the casting channel.
  • a local post-compressor eg a squeeze pin
  • the use of a local post-compressor can be omitted by changing the cooling behavior.
  • the lost core can also be provided with a "reinforcement" which can be pulled out of the core after the casting process, thereby mechanically damaging the core and enabling core removal, or at least simplifying it, the core can be a normal sand or salt core o.
  • a "reinforcement” which can be pulled out of the core after the casting process, thereby mechanically damaging the core and enabling core removal, or at least simplifying it, the core can be a normal sand or salt core o.
  • Be and its application is not limited to die casting.
  • the reinforcement may be laid (inserted, inserted) in lost cores in the form of flexible wire nets, wire nets and / or plastic nets, plastic braids, pins or other devices.
  • the core can collapse (by vibration or impulses or by detachment (chemical and / or physical) of the core material) inwards (into the cavity created by pulling out the reinforcement). This makes it easier to remove cores from lost cores, especially in diecasting. For example, this has hitherto not always been possible with media-carrying cavities / channels with a small cross-section
  • Destroying the chemical binder bridges of the cores can also be achieved by heating the castings to ensure easier gutting.
  • the latter allows new shapes (for example, in one piece instead of half shells and thereby eliminating processing) and a reduction in manufacturing and assembly costs, with increased quality. It also results in a cost savings compared to steel and a use in high-melting alloys with a small solidification interval as a mold insert.
  • Thermal expansions and stresses can be better controlled with the cores according to the invention; a mechanical surface treatment of the cast part can be reduced or completely avoided since cylindrical or parallel cross sections are imaged in the cavities of a casting.
  • the cores are used in diecasting, in particular for the imaging of cavities, undercuts, etc., regardless of the material to be cast.
  • valve housings u. a. very thin slide cores are used.
  • Electronic devices of all kinds with "openings" for buttons, antenna, plug
  • fiber-reinforced die-castings with cavities and undercuts or suspensions / brackets (hollow inside) can be produced with lost cores with less effort or can only be produced by die casting.

Abstract

The invention relates to a method for producing cores, especially but not exclusively for producing lost cores, which are used in molds on die casting machines for casting light-metal materials. The method is characterized in that the decomposition or dissolution reaction of a binder in a lost core sets in or already ends at temperatures below approximately 0.5 times the melting temperature of the metal to be cast.

Description

Verfahren zur Herstellung von Kernen Process for the production of cores
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kernen, insbesondere aber nicht ausschliesslich zur Herstellung von verlorenen Kernen, die in Formen an Druck- giessmaschinen zum Vergiessen leichtmetallischer Werkstoffe zur Anwendung gelangen.The invention relates to a method for the production of cores, in particular but not exclusively for the production of lost cores, which are used in molds on pressure casting machines for casting light metal materials.
Im Druckguss werden Dauerformen aus Stahl verwendet, um Schmelze von meist niedrig schmelzenden Legierungen in den Formholraum, der durch die Dauerform abgebildet wird, einzuspritzen. Dieser Formhohlraum bildet somit die dreidimensionale Geometrie des zu giessenden Bauteiles ab. Hierbei können Bauteilhohlräume und Hinterschnitte nur zum Teil und / oder mit Hilfe von Schiebern verwirklicht werden.In die casting, permanent molds made of steel are used to inject melt of mostly low-melting alloys into the mold cavity, which is imaged by the permanent mold. This mold cavity thus forms the three-dimensional geometry of the component to be cast. In this case, component cavities and undercuts can be realized only partially and / or with the aid of slides.
Der Einsatz von Schiebern vermindert zudem die Produktivität da zusätzliche Fahrbewegungen der Schieber erst beendet werden müssen, bevor das Gussteil aus der Form ausgestossen werden kann.The use of sliders also reduces productivity because additional movements of the slider must be completed before the casting can be ejected from the mold.
Mittels eines Schiebers können lediglich konzentrische Querschnitte in Kanälen oder Hohlräumen dargestellt werden. Um Schieber sicher ziehen zu können, müssen Kernpartien eine Ausformschräge aufweisen, so dass zylindrische oder parallele Kanäle noch eine, sich anschliessende mechanische Bearbeitung (z. B. durch Bohren oder Fräsen) erfordern.By means of a slider only concentric cross sections in channels or cavities can be displayed. In order to be able to pull slides reliably, core parts must have a shaping bevel, so that cylindrical or parallel channels still require a subsequent mechanical processing (eg by drilling or milling).
Gewisse Bauteile, wie z.B. Pumpengehäuse, Rohrkörper und andere Geometrien mit stark ausgeprägten oder komplexen Hohlräumen, müssen in Schalenbauweise hergestellt werden. Hierbei werden zwei oder mehrere Komponenten (Schalen) des Bauteiles gegossen, die dann durch verschiedene Fügeverfahren wie Kleben, Pressen, Nieten oder Schweissen zu dem fertigen Bauteil zusammengefügt werden. Zudem sind die Formstähle, aus denen Dauerformen hergestellt werden, einem Ver- schleiss durch Temperaturwechsel, Kavitation, Erosion und Korrosion ausgesetzt, Diese Verschleissteile müssen von Zeit zu Zeit kostenintensiv ersetzt werden.Certain components, such as pump housings, tubular bodies and other geometries with pronounced or complex cavities, must be manufactured in shell construction. Here, two or more components (shells) of the component are poured, which are then joined together by various joining methods such as gluing, pressing, riveting or welding to the finished component. In addition, the molded steels from which permanent molds are made are subject to wear due to temperature changes, cavitation, erosion and corrosion. These wear parts must be replaced at great cost from time to time.
Bekannt sind daher auch verlorene Kerne, wie zum Beispiel Salzkerne um die vorgenannten Nachteile zu verringern. Gemäss DE-A-102004006600 werden derartige Kerne durch mischen eines körnigen Salzes mit einem phosphathaltigen Binder und nachfolgende Formgebung in einem Formwerkzeug hergestellt. Nach EP-A-1293276 ist der Kern mit einem Einlegeteil verbunden und in der USP 5165464 ist offenbart, einen metallischen Kern mit einem Salzmantel zu umgiessen.Lost cores, such as, for example, salt cores, are therefore also known to reduce the abovementioned disadvantages. According to DE-A-102004006600, such cores are produced by mixing a granular salt with a phosphate-containing binder and subsequent shaping in a mold. According to EP-A-1293276 the core is connected to an insert and in USP 5165464 it is disclosed to overmould a metal core with a salt mantle.
Zur Herstellung von verlorenen Kernen (und Formen) wird der Formwerkstoff, z. B. Formsand oder Salz gehärtet, indem er mechanisch verdichtet oder chemisch und/oder thermisch behandelt wird.For the production of lost cores (and forms) of the molding material, for. As molding sand or salt hardened by being mechanically compacted or treated chemically and / or thermally.
Dabei ist es auch bekannt, solche Kerne oder Formen mittels Bindemittel und Wasser oder Zugabe von Flüssiggas durch gefrieren durchgehend zu härten. Die DE-OS 3005765 offenbart ein entsprechendes Verfahren, bei dem das einfrieren von Formsand nur in einer bestimmten Schichtdicke gehärtet wird. Die Schichtdicke ist vom verwendeten Kühlmittel und der Kühlzeit abhängig.It is also known to harden such cores or molds by means of binder and water or addition of liquid gas by freezing throughout. DE-OS 3005765 discloses a corresponding method in which the freezing of foundry sand is cured only in a certain layer thickness. The layer thickness depends on the coolant used and the cooling time.
Sämtliche Verfahren stammen aus der Zeit des Vergiessens von Eisenwerkstoffen und konventionelle Bindemittel sind so ausgelegt, dass sie sich erst bei entsprechend hohen Temperaturen, z. B. grösser 6000C zersetzen und dadurch ein Entkernen zu ermöglichen.All processes are from the time of the casting of ferrous materials and conventional binders are designed so that they only at high temperatures, eg. B. decompose greater than 600 0 C and thereby allow a coring.
Beim Giessen und insbesondere beim Druckgiessen leichtmetallischer Werkstoffe werden die erforderlichen Zersetzungstemperaturen von Bindemitteln nicht erreicht, was die Entformung verlorener Kerne deutlich behindert und/oder zu unzureichenden Oberflächengüten führt.When casting and especially during pressure casting of light metallic materials, the required decomposition temperatures of binders are not reached, which significantly impedes the demolding of lost cores and / or leads to inadequate surface qualities.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Kernen, insbesondere aber nicht ausschliesslich zur Herstellung von verlorenen Ker- nen, die in Formen an Druckgiessmaschinen zum Vergiessen leichtmetallischer Werkstoffe zur Anwendung gelangen zu entwickeln, das eine gegenüber dem Stand der Technik bessere Entkernbarkeit ermöglicht.The invention is therefore based on the object, a process for the production of cores, but especially not for the production of lost Ker- NEN, which come in forms on die casting machines for casting light metal materials used to apply, which allows a better over the prior art Entkernbarkeit.
Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Da die Zersetzungsreaktion oder Auflösungsreaktion der Bindemittel für Füllstoffe von Kernen bereits bei Temperaturen oberhalb der Umgebungstemperatur bis etwa 0,5 der Schmelztemperatur des zu vergiessenden Metalls einsetzt oder gar schon abgeschlossen ist, können Kerne einfach vom Gussteil getrennt werden (Entkernung).The object is solved with the features of claim 1. Since the decomposition reaction or dissolution reaction of the binders for fillers of cores already begins at temperatures above the ambient temperature to about 0.5 of the melting temperature of the metal to be cast or even completed, cores can be easily separated from the casting (gutching).
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart.Preferred embodiments are disclosed in the subclaims.
Hierbei können die Kerne auch mittels Wärmeentzug verfestigt werden, ohne die Entkernbarkeit zu beeinträchtigen.In this case, the cores can also be solidified by means of heat removal, without affecting the Entkernbarkeit.
Durch Anwendung eines geregelten Schussaggregates wird der Druckaufbau so verzögert, dass der Metalldruck in der Nachdruckphase (3. Phase) stets unter dem Wert der Penetrationsgrenze bleibt. Die Oberfläche von Kernen wird somit nicht angegriffen und die entsprechenden Oberflächenpartien des Gussteiles sind glatt und weisen eine hohe Gussqualität auf. Der Nachdruck wird stufenweise gesteigert.By applying a controlled shotgun, the pressure build-up is delayed so that the metal pressure in the holding pressure phase (3rd phase) always remains below the value of the penetration limit. The surface of cores is thus not attacked and the corresponding surface parts of the casting are smooth and have a high casting quality. The emphasis is gradually increased.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, Kerne zu schaffen, die insbesondere aus Druckgussformen gut entkernbar sind.Another object is to provide cores, which are well guttable especially from die casting molds.
Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Es kommen herkömmliche Füllstoffe zur Anwendung, die mit Bindemitteln versetzt sind, die bei niedrigen Temperaturen zersetzbar sind, was ein einfaches Entkernen und eine hohe Oberflächengüte der Gussteile sowie eine einfache Lagerung von Kernen ermöglicht.The object is solved with the features of claim 8. Conventional fillers are used, which are mixed with binders which are decomposable at low temperatures, which enables simple coring and a high surface quality of the castings and easy storage of cores.
Die Kerne sind mechanisch oder chemisch/thermisch entkernbar.The cores are mechanically or chemically / thermally decorticated.
Ggf. kann Salz als Binder für herkömmliche Füllstoffe verwendet werden, da es mit Wasser herauslösbar ist. Eine weitere Alternative stellen gefrorene Kerne aus Füllstof- fen dar, die mit Wasser oder anderen, insbesondere ökologisch unbedenklichen Bindemitteln versetzt sind.Possibly. For example, salt can be used as a binder for conventional fillers since it can be dissolved out with water. Another alternative is frozen cores made of filler metal. fen, which are mixed with water or other, in particular ecologically harmless binders.
Durch den Einsatz von Salzkernen oder anderen verlorenen Kernen im Druckguss wird das Erstarrungsverhalten der Schmelze beeinflusst, die Wärmeabfuhr aus der Schmelze wird verändert.Through the use of salt cores or other lost cores in die casting, the solidification behavior of the melt is affected, the heat removal from the melt is changed.
Durch Verwendung eines Salzkerns wird durch die, im Vergleich zu Stahl geringere Wärmeleitfähigkeit des Salzes die Wärmeabfuhr reduziert. Dadurch lässt sich das Erstarrungsverhalten des Gussteiles positiv beeinflussen. Dieser Salzkern kann eine spezifische resp. beliebige Kontur oder einen Teil der Kontur abbilden und/oder den Anschnitt des Gussteiles an den Giesskanal abbilden.By using a salt core, the heat dissipation is reduced by the, compared to steel lower thermal conductivity of the salt. As a result, the solidification behavior of the casting can be positively influenced. This salt core can be a specific resp. represent any contour or part of the contour and / or image the gate of the casting to the casting channel.
Bei Verwendung eines oder mehrerer Salzkerne kann zudem die Verwendung eines lokalen Nachverdichters (z. B. ein Squeeze-Pin) durch Veränderung des Abkühlverhaltens entfallen.In addition, when using one or more salt cores, the use of a local post-compressor (eg a squeeze pin) can be omitted by changing the cooling behavior.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart.Preferred embodiments are disclosed in the subclaims.
Erfindungsgemäss kann der verlorene Kern auch mit einer „Armierung" versehen sein, die nach dem Giessvorgang aus dem Kern gezogen werden kann. Dadurch wird der Kern mechanisch geschädigt und das entkernen wird dadurch ermöglicht oder zumindest vereinfacht. Der Kern kann ein normaler Sand- oder Salzkern o. dgl. sein und dessen Anwendung ist nicht auf das Druckgiessen begrenzt.According to the invention, the lost core can also be provided with a "reinforcement" which can be pulled out of the core after the casting process, thereby mechanically damaging the core and enabling core removal, or at least simplifying it, the core can be a normal sand or salt core o. The like. Be and its application is not limited to die casting.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart.Preferred embodiments are disclosed in the subclaims.
Die Armierung kann in Form von flexiblen Drahtnetzen, Drahtgeflechten und/oder Kunststoffnetzen, Kunststoffgeflechten, Stiften oder anderen Einrichtungen in verlorene Kerne eingelegt (eingefügt, eingebracht) sein.The reinforcement may be laid (inserted, inserted) in lost cores in the form of flexible wire nets, wire nets and / or plastic nets, plastic braids, pins or other devices.
Derartige Armierungen sind zwar grundsätzlich bekannt, z. B. im Bauwesen, doch soll in jedem Fall die Festigkeit des jeweiligen Bauteiles erhöht werden, eine Entfernung der Armierung oder gar eine Zerstörung des armierten Bauteiles ist dabei weder vorgesehen noch erwünscht, so dass dieser Stand der Technik auch keinerlei Anregungen für die erfindungsgemässe Lösung liefern kann.Although such reinforcements are known in principle, for. B. in construction, but should be increased in each case, the strength of the respective component, a removal of Arming or even destruction of the armored component is neither intended nor desired, so that this prior art can provide any suggestions for the inventive solution.
Durch die beim Druckguss vorherrschenden Bedingungen - hohe Drücke und hohe Fliessgeschwindigkeiten der Schmelze - müssen verlorene Kerne besonders robust sein. Dies erschwert nach dem Giessen die Entfernung eben dieser Kerne.Due to the prevailing conditions in die casting - high pressures and high flow velocities of the melt - lost cores must be particularly robust. This complicates the removal of these cores after casting.
Durch das Einlegen eines oder mehrerer Drahtnetze/Drahtgeflechte und/oder Kunststoffnetze/Kunststoffgeflechte, Stiften o. dgl. in einen verlorenen Kern kann durch das mechanische Ziehen eben dieser durch mechanische Zerstörung des Kernes erreicht werden, dassBy inserting one or more wire nets / wire mesh and / or plastic nets / plastic braids, pins o. The like. In a lost core can be achieved by the mechanical pulling just this by mechanical destruction of the core, that
> durch die so entstehenden Hohlräume in Druckgussteilen kann der Kern (mittels Vibration oder Einbringen von Impulsen oder durch Herauslösen (chemisch und oder physikalisch) des Kemmaterials) nach innen (in den Hohlraum, der durch das Herausziehen der Armierung entsteht) kollabieren. So wird eine leichtere Entkern- barkeit von verlorenen Kernen, insbesondere im Druckguss erreicht. Dies ist zum Beispiel bei medienführenden Hohlräumen/Kanälen mit geringem Querschnitt bis anhin nicht immer möglich gewesen> Through the resulting voids in die-cast parts, the core can collapse (by vibration or impulses or by detachment (chemical and / or physical) of the core material) inwards (into the cavity created by pulling out the reinforcement). This makes it easier to remove cores from lost cores, especially in diecasting. For example, this has hitherto not always been possible with media-carrying cavities / channels with a small cross-section
> bei Druckgussteilen, bei denen bestimmungsgemäss nicht eine restlose Entfernung des verlorenen Kernes notwendig ist, kann so eine ausreichende Entkernung durch mechanische Zerstörung des Kernes und anschliessendes Ausleeren der Kernreste erreicht werden.> In the case of die-cast parts which do not require complete removal of the lost core as intended, adequate gutting can be achieved by mechanical destruction of the core and subsequent emptying of the core remnants.
Das Zerstören der chemischen Binderbrücken der Kerne kann zusätzlich durch Aufheizen der Gussteile erreicht werden um eine einfachere Entkernung zu gewährleisten.Destroying the chemical binder bridges of the cores can also be achieved by heating the castings to ensure easier gutting.
Dieses kann z.B. im Zusammenhang mit einer gezielten Wärmebehandlung geschehen. Hierbei werden durch die Wärmebehandlung bestimmte Gefügeumwandlungen herbeigeführt um z.B. Festigkeiten und Dehnwerte im Gussteil zu erreichen. Gleichzeitig zerfallen die chemischen Binderbrücken des verlorenen Kerns. Ein solches Vorgehen kann einzeln oder in Kombination der VorgängeThis can be done eg in connection with a targeted heat treatment. In this case, certain structural transformations are brought about by the heat treatment in order to achieve, for example, strengths and elongation values in the cast part. At the same time, the chemical binder bridges of the lost nucleus decay. Such an approach may be used singly or in combination of the operations
> Aufheizen zur Kernzerstörung mit dem Effekt einer Wärmebehandlung> Heating for core destruction with the effect of a heat treatment
> Wärmebehandlung mit dem zusätzlichen Effekt der Kernzerstörung> Heat treatment with the additional effect of core destruction
angewendet werden.be applied.
Aufgrund der Beschichtung eines Salz- oder Sandkernes mit einem Überzug ähnlich einer Schlichte ist es möglich, Hohlräume in einem Gussteil besser abzubilden, Hinterschnitte ohne Schieber darzustellen und/oder Formpartien als Verschleissteile auszubilden.Due to the coating of a salt or sand core with a coating similar to a size, it is possible to better represent cavities in a casting, to represent undercuts without a slider and / or form moldings as wear parts.
Letzteres ermöglicht neue Formgebungen (zum Beispiel einteilig statt Halbschalen und dadurch entfallende Bearbeitung) und eine Verringerung des Fertigungs- und Montageaufwandes, bei erhöhter Qualität. Es ergibt sich zudem eine Kosteneinsparung gegenüber Stahl sowie eine Verwendung bei hochschmelzenden Legierungen mit kleinem Erstarrungsintervall als Formeinsatz.The latter allows new shapes (for example, in one piece instead of half shells and thereby eliminating processing) and a reduction in manufacturing and assembly costs, with increased quality. It also results in a cost savings compared to steel and a use in high-melting alloys with a small solidification interval as a mold insert.
Thermische Ausdehnungen und Spannungen sind mit den erfindungsgemässen Kernen besser beherrschbar, eine mechanische Oberflächenbearbeitung des Gussteiles kann reduziert oder ganz vermieden werden, da zylindrische oder parallele Querschnitte in den Hohlräumen eines Gussteiles abgebildet werden. Die Kerne kommen im Druckguss insbesondere für die Abbildung von Hohlräumen, hinterschnitten etc. zur Anwendung, unabhängig vom zu vergiessenden Werkstoff.Thermal expansions and stresses can be better controlled with the cores according to the invention; a mechanical surface treatment of the cast part can be reduced or completely avoided since cylindrical or parallel cross sections are imaged in the cavities of a casting. The cores are used in diecasting, in particular for the imaging of cavities, undercuts, etc., regardless of the material to be cast.
Durch einen Verzicht auf Schieber verringern sich die Zykluszeiten beim Giessen, da zudem Schieberbewegungen entfallen.By dispensing with pusher, the cycle times during casting are reduced because, in addition, slider movements are eliminated.
Weitere Vorteile sind eine Qualitätssteigerung, da keine Undichtigkeiten an den Verbindungen der Schalen auftreten können (keine Schalentrennung mehr notwendig) oder die Herstellung neuer Bauteile, welche bis anhin in Dauerformen nicht entformbar sind, die nun mit Dauerformen gefertigt und entformt werden können. Der Grund ist darin zu sehen, dass bis anhin die Wärmeabfuhr über den Stahl bei Kühlung mit Wasser oder anderen Medien zu träge ist (Nadelöhr ist die Wärmeleitfähigkeit des Stahls). Neu ist, da die Wärmeabfuhr des Stahls nicht wirklich beeinflussbar ist, ein zusätzliches verlangsamen der Wärmeabfuhr in anderen Partien des Gussteiles und es wird wieder eine „gerichtete Erstarrung" erreicht, nur anders herum als bis anhin gewohnt.Further advantages are an increase in quality, since no leaks in the connections of the shells can occur (no shell separation more necessary) or the production of new components, which are not undeformable until now in permanent molds, which can now be manufactured and demolded with permanent molds. The reason is that until now the heat dissipation through the steel is too slow when cooled with water or other media (eye of the needle is the thermal conductivity of the steel). What is new, since the heat dissipation of the steel is not really influenced, an additional slowing the heat dissipation in other parts of the casting and it is again a "directional solidification" achieved, only the other way around than usual.
Beispiele für den Anwendungsbereich sind:Examples of the scope are:
A, MotorblockA, engine block
Open deck-BlöckeOpen deck blocks
Bei Wassermantelkernen deutliche Erhöhung der Schusszahl, da Schieberverschleiss entfälltIn water jacket cores significantly increase the number of shots, since slider wear is eliminated
Bei medienführenden Kanälen sind kleinere Durchmesser-Längen-Verhältnisse darstellbar, da die Überhitzungs- und Aufschrumpfungsgefahr geringer istFor media-carrying channels smaller diameter-length ratios are present, since the risk of overheating and shrinking is less
Closed deck-BlöckeClosed deck blocks
Beim Wassermantelkern sind Hinterschnitte mit verlorenem Kern darstellbarIn the water jacket core undercuts with lost core can be displayed
Zylinderkopfcylinder head
Hinterschnitte am Zylinderkopf und angrenzenden Bereichen sind mit verlorenem Kern darstellbarUndercuts on the cylinder head and adjacent areas are represented with lost core
B, GehäuseB, housing
Bei medienführenden Kanälen an Getriebegehäusen sind mit verlorenen Kernen Temperatur, Auf Schrumpfung und 0 / Länge Verhältnisse weniger begrenzt. Hinterschnitte an Pumpen-, Vergaser- oder Lenkrohrgehäusen sowie Turboladern oder Turbinen mit verlorenem Kern darstellbar. Bei Lenkrohrgehäusen kann zudem auf Schieber verzichtet werden.With media-carrying ducts on gearboxes, with lost cores, temperature, shrinkage and 0 / length ratios are less limited. Undercuts on pump, carburetor or steering tube housings and turbochargers or turbines with lost core representable. In steering tube housings can also be dispensed slider.
Ebenso können bei Ventilgehäusen u. a. sehr dünne Schieberkerne verwendet werden.Likewise, in valve housings u. a. very thin slide cores are used.
Komplexe Geometrien, wie bei Krümmern, Querlenkern oder Achsteilen sind ohne komplexe Schieber und ohne Schalenbauweise mit verlorenem Kern darstellbar.Complex geometries, such as with elbows, wishbones or axle parts, can be represented without complex slides and without a shell construction with a lost core.
C, komplexe FormenC, complex shapes
Elektronikgeräte aller Art mit „Öffnungen" (für Tasten, Antenne, Stecker), faserverstärkte Druckgussteile mit Hohlräumen und Hinterschnitten oder Aufhängungen / Konsolen (innen hohl) sind mit verlorenen Kernen bei geringerem Aufwand machbar resp. überhaupt erst im Druckguss herstellbar.Electronic devices of all kinds with "openings" (for buttons, antenna, plug), fiber-reinforced die-castings with cavities and undercuts or suspensions / brackets (hollow inside) can be produced with lost cores with less effort or can only be produced by die casting.
Die erfindungsgemässe Lösung ergibt sich somit nicht naheliegend aus dem Stand der Technik. Bekannt ist, dass z. B. verschiedene Schlichten (mit isolierender Eigenschaft oder im Gegensatz dazu eine mit hoher Wärmeleitfähigkeit) eingesetzt oder / und die Dicken der Kerne verändert werden (noch dicker führt zu noch langsamerer Wärmeabfuhr), wie dies schon beim Kokillenguss mit Stahlformen erfolgt. Erfindungsgemäss soll dies nun mit verlorenen Kernen erfolgen. Dadurch wird die Korngrösse "genauer" beeinflussbar als sie sich von selber ergeben würde. Nachgewiesen ist, dass die isolierende Wirkung sichtbaren Einfluss auf die Korngrösse nimmt.The solution according to the invention thus does not follow obvious from the prior art. It is known that z. B. different sizing (with insulating property or in contrast one with high thermal conductivity) used or / and the thicknesses of the cores are changed (even thicker leads to even slower heat dissipation), as already done in chill casting with steel molds. According to the invention this should now be done with lost cores. As a result, the grain size is "more accurate" influenced than it would result from itself. It has been proven that the insulating effect has a visible influence on the grain size.
Möglich ist die Verwendung eines oder mehrerer Salzkerne oder von Kernen aus alternativen Materialien wie z. B. Sand um den Anschnittbereich abzubilden. Zum einen um das Formnegativ darzustellen und zum anderen um die Abkühlgeschwindigkeit im Anschnittbereich so zu beeinflussen, dass die Nachdruckphase (3. Phase) in ihrer Dauer und/oder Effizienz verbessert wird. It is possible to use one or more salt cores or cores made of alternative materials such. B. sand around the gate area. On the one hand to represent the shape negative and on the other to influence the cooling rate in the gate area so that the holding pressure phase (3rd phase) is improved in their duration and / or efficiency.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von Kernen, insbesondere aber nicht ausschliesslich zur Herstellung von verlorenen Kernen, deren Füllstoff z. b. aus Formsand oder salz besteht, die in Formen an Druckgiessmaschinen zum Vergiessen leichtmetallischer Werkstoffe zur Anwendung gelangen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zersetzungs- oder Auflösungsreaktion eines Bindemittels in einem verlorenen Kern bei Temperaturen unterhalb etwa 0,5 der Schmelztemperatur des zu ver- giessenden Metalls einsetzt oder bereits endet.1. A process for the preparation of cores, in particular but not exclusively for the production of lost cores whose filler z. b. made of foundry sand or salt, which are used in molds on die-casting machines for casting light-weight materials, characterized in that the decomposition or dissolution reaction of a binder in a lost core at temperatures below about 0.5 of the melting temperature of the metal to be cast begins or already ends.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kernmatehal des Kernes ein Armierungselement angeordnet wird, das nach der Erstarrung des Gussteiles aus dem Kern gezogen wird und erst danach das Kernmaterial entfernt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that in a Kernmatehal of the core, a reinforcing element is arranged, which is pulled out of the core after the solidification of the casting and only then the core material is removed.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass in einer Nachdruckphase des Druckaufbaues stufenweise ansteigende Drücke angelegt werden, so dass der Metalldruck unter dem Wert der Penetrationsgrenze bleibt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in a post-pressure phase of the pressure build-up stepwise increasing pressures are applied, so that the metal pressure remains below the value of the penetration limit.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit von Kernmaterial und Formstahl zur Ausbildung spezifischer Gefüge im Gussteil verwendet wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the different thermal conductivity of core material and mold steel is used to form specific structure in the casting.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kern vor dem Einsetzen in eine Form mittels Wärmeentzug verfestigt wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the core is solidified prior to insertion into a mold by means of heat removal.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der ganze Kern seine Festigkeit in einem geeigneten gasförmigen und/oder flüssigen Medium durch einwirkende Kälte erhält. 6. The method according to claim 5, characterized in that the whole core receives its strength in a suitable gaseous and / or liquid medium by acting cold.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern mittels eines organischen, anorganischen oder bentonitgebundenen Binders handhabbar vorverfestigt wird und anschliessend durch Wärmeentzug auf die notwendige Prozessfestigkeit gehärtet werden.7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the core is precontactable by means of an organic, inorganic or bentonite bonded binder and then cured by heat removal to the necessary process strength.
8. Kern, insbesondere verlorener Kern mit einem Füllstoff z. B. aus Formsand oder einem Salz, bevorzugt zur Verwendung in Druckgiessformen, dadurch gekennzeichnet, dass Kern mechanisch oder chemisch/thermisch zersetzbar ist und dessen Füllstoff mit einem Bindemittel versetzt ist, dessen Auflösungs- oder Zersetzungsreaktion bei Temperaturen bis etwa unterhalb 50% der Schmelzetemperatur des zu vergiessenden Metalls einsetzt oder bereits abgeschlossen ist.8. core, in particular lost core with a filler z. B. from molding sand or a salt, preferably for use in diecasting, characterized in that core is mechanically or chemically / thermally decomposable and its filler is mixed with a binder whose dissolution or decomposition reaction at temperatures below about 50% of the melt temperature of used to pouring metal or is already completed.
9. Kern nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Kernmaterial (2) um- fasst, in das ein Armierungselement eingebettet ist.9. core according to claim 8, characterized in that it comprises a core material (2), in which a reinforcing element is embedded.
10. Kern nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Armierungselement ein flexibles Drahtnetz/Drahtgeflecht und/oder Kunststoffnetz/Kunststoffgeflecht, Stift(e) o. dgl. umfasst.10. core according to claim 8 or 9, characterized in that the reinforcing element comprises a flexible wire mesh / wire mesh and / or plastic mesh / plastic mesh, pin (s) o. The like.
11. Verwendung eines Kerns nach einem der Ansprüche 8 bis 10 zur Abbildung mindestens eines Hohlraumes, eines Hinterschnittes oder eines Gewindes in einem Gussteil.11. Use of a core according to one of claims 8 to 10 for imaging at least one cavity, an undercut or a thread in a casting.
12. Verwendung eines Kerns nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim entfernen des Armierungselementes der Kern beschädigt oder zerstört wird um ein entkernen zu ermöglichen.12. Use of a core according to claim 9, characterized in that when removing the reinforcing element of the core is damaged or destroyed to allow cores to core.
13. Kern nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass er eine beliebige Gussform oder Gussformpartie abbildet um die Abkühlung des Gussteiles in diesem Bereich zu verlangsamen und um eine Erstarrung in einer bestimmten Richtung hin zu erreichen. 13. Core according to one of claims 8 to 10, characterized in that it forms any casting or casting mold to slow down the cooling of the casting in this area and to achieve a solidification in a certain direction.
14. Verfahren zur Herstellung eines Gussteiles durch Druckgiessen in einer Form, die mit Kernen zur Abbildung von Formgebungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mit mindestens einem verlorenen Kern versehene Gussteil einer Wärmebehandlung unterzogen wird. 14. A method for producing a casting by die casting in a mold provided with cores for forming shapes, characterized in that the casting provided with at least one lost core is subjected to a heat treatment.
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