DE3323787A1

DE3323787A1 - Process for the production of a casting in a casting mould

Info

Publication number: DE3323787A1
Application number: DE19833323787
Authority: DE
Inventors: Gerhard 5905 Freudenberg Müller-Späth
Original assignee: MUELLER SPAETH GERHARD
Current assignee: MUELLER SPAETH GERHARD
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1985-01-03

Abstract

In the process, a cavity is produced in a mould medium as a part of a mould space for the casting and this mould space is filled with molten metal, a zone influenced by the casting temperature arising in the mould medium around the casting; it is to be made possible that, in particular for the mass production of castings, the use of green sand can be dispensed with and, with a small consumption of mould medium, a simply producible and inexpensive casting mould of sufficient gas permeability results, which moreover ensures a high casting quality with small adverse environmental effects. For this purpose, a chemically bound mould material is used as the mould medium and, after removal of the first casting, that portion of the moulding material is removed which lies in the zone influenced by the casting temperature, after which this zone is filled with mould material to re-produce the mould space before the next casting process.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Gußstückes in einerMethod for producing a casting in one

Gießform Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gußstückes in einer Gießform, in der in einem Formmedium ein Hohlraum als Teil eines Formraumes für das Gußstück erzeugt und dieser Formraum mit Flüssigmetail gefüllt wird, wobei um das Gußstück im Formmedium eine von der Gießtemperatur beeinflußte Zone entsteht. Casting mold The invention relates to a method for producing a Casting in a mold in which a cavity as part of a mold medium Mold space generated for the casting and this mold space filled with liquid metal is, wherein around the casting in the molding medium is influenced by the casting temperature Zone emerges.

Dem Fachmann sind mehrere Verfahren zum Herstellen von Gußstücken aus Flüssigmetall in einer Gießform bekannt, in der unter Zuhilfenahme eines rieselfähigen und mit Bindemittel versetzten Formmediums sowie eines in dieses Formmedium zeitweilig eingebrachten Modells der Formraum ausgebildet wird. So erfolgt etwa beim Sandguß-Handformverfahren das Ausformen im Formsand mit Durchlaufmischern und manuellen Eingriffen, mit Handstampfer, Druckluftstampfer oder Slinger -es entsteht eine einmal nutzbare Gießform. Beim Sandguß-Maschinenformverfahren werden Gießformen und Kern mittels Fortn- bzw. Kernschießmaschinen hergestellt.Several methods of making castings are known to those skilled in the art known from liquid metal in a casting mold, in which with the aid of a pourable and a molding medium mixed with binding agent and one in this molding medium temporarily Introduced model of the mold space is formed. This is how hand-molded the sand casting process takes place molding in the molding sand with continuous mixers and manual intervention, with Hand rammers, compressed air rammers or slingers - the result is a casting mold that can be used once. In the sand casting machine molding process, the casting molds and core are made by means of continuous or Core shooters manufactured.

Sie;sand als Formmedium wird in Formen durch Rütteln, re:ssen unter Vakuum oer durch Explosionen eingebracht und verdichtet. Kernformen werden zumeist ausgeschossen.You; sand as a form medium is in forms by shaking, re: ssen under Vacuum or explosions introduced and compressed. Core forms are mostly shot out.

Gießform und Kern sind nur einmal einsetzbar.The mold and core can only be used once.

Der sog. Maskenformguß setzt beheizte Metallmodelle und -kernkästen zur Herstellung von Maskenformen und Maskenkernen aus kunstharzgebundenen Sanden voraus. Auch hier ist jede Maske und jeder Kern nur einmal zu benutzen.The so-called mask molding sets heated metal models and core boxes for the production of mask shapes and mask cores from synthetic resin-bonded sands in advance. Again, each mask and core can only be used once.

Im Rahmen der Vollformgießverfahren werden einmal verwendbare, aus Kunstschaumstoff herausgeschnittene Modelle verwendet, die entsprechend dem Handformverfahren eingeformt werden, aber in der Gießform verbleiben. Als Formstoffe dienen hier Gießereisande, beispielsweise mit kalthärtenden Bindern. Dieses Verfahren ist sowohl zur Einzelfertigung mittlerer und großer Gußstücke als auch zur Serienfertigung geeignet, wenn serienmäßig in speziellen Formen geschäumte Modelle vorgefertigt werden.As part of the full-mold casting process, single-use, off Synthetic foam uses cut-out models that are made according to the hand-molding process be molded, but remain in the mold. Foundry sands are used as molding materials, for example with cold-curing binders. This process is both for one-off production medium and large castings as well as suitable for series production if in series In special shapes foamed models can be prefabricated.

Chemisch gebundene Sand formen werden mit gutem Erfolg in der Handformerei, zur Einzelfertigung und zur Kernherstellung herangezogen. Im Bereich der Kleinserien~ fertigung findet man chemisch gebundene Sandformen als Masken, die von Maskenschalen oder gasdurchlässigen Hinterfüllwerkstoffen beispielsweise durch losen r.-d oder itanlkies -- gestützt werden.Chemically bonded sand molds are very successful in hand molding, used for individual production and core production. In the area of small series ~ Chemically bonded sand molds are used in the production of masks, those of mask shells or gas-permeable backfill materials, for example by loose r.-d or itanlkies - be supported.

Bei Massenfertigungen werden Gußteile vorzugsweise in Kokillen oder Grünsandformen hergestellt. Als Vorteile der Grünsandformen gegenüber der Gießformen aus chemisch gebundenem Sardkönnen die niedrigen Formstoffkosten angesehen werden sowie die Anwendbarkeit produktionserprobter Formautomaten, die geringe Taktzeiten ermöglichen. Jedoch überwiegen die Nachteile der Grünsandform gegenüber den chemisch gebundenen Formen, nämlich - hohe Anforderungen an Sand- und Bindemittelqualität; - hoher Formstoffmengenbedarf; --Bindemittel werden knapp; - aufwendige Sandaufbereitung u.a. durch großen Platzbedarf, lange Abkühlstrecken; - Erfordernis zweier Sandsysteme für Gießform und Kern; - hoher Energieaufwand; - Form- und Gußfehler schon bei geringen Formstoffschwankungen; - größeres Toleranzfeld; - schlechtere Gußoberflächen; - hoher Putzaufwand; - hohe Ausschußquote; - Erfordernis eines hohen Ausbildungsstandes des Fachpersonals; - große Umweltbelastung.For mass production cast parts are preferably in molds or Green sand molds made. As advantages of green sand molds over casting molds from chemically bonded sard, the low molding material costs can be seen as well as the applicability of production-proven molding machines, the short cycle times enable. However, the disadvantages of the green sand form outweigh the chemical ones bound forms, namely - high demands on sand and binding agent quality; - high amount of molding material required; - Binding agents are becoming scarce; - Elaborate sand preparation e.g. due to large space requirements, long cooling distances; - Requirement of two sand systems for mold and core; - high energy expenditure; - Form and casting errors even with minor ones Molding material fluctuations; - larger tolerance field; - poorer cast surfaces; - high cleaning effort; - high reject rate; - Requirement of a high level of training of the specialist staff; - great environmental impact.

Angesichts dieser Erkenntnisse hat sich der Erfinder nun das Ziel gesetzt,-ein Verfahren zum Herstellen eines Gußstückes bzw. der dafür erforderlichen Gießform der eingangs erwähnten Art zu schaffen, dank dessen es möglich wird, -- inbesondere für die Serienfertigung von Gußstücken -- auf den Einsatz von Grünsand unter Meidung der genannten Nachteile zu verzichten und eine -- bei geringem Verbrauch an Formmedium -- einfach herzustellende sowie kostengünstige Gießform ausreichender Gasdurchlässigkeit anzubieten, die zudem eine hohe Gußqualität bei geringer Umweltbelastung gewährleistet.In view of these findings, the inventor now has the goal set, -a method for producing a casting or the required for it To create a casting mold of the type mentioned at the beginning, thanks to which it becomes possible especially for the series production of castings - on the use of green sand avoiding the disadvantages mentioned and one - with low consumption of mold medium - easy-to-manufacture and inexpensive casting molds are more sufficient To offer gas permeability, which also a high casting quality with low environmental pollution guaranteed.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß als Formmedium chemisch gebundener Formstoff eingesetzt und nach Herausnahme des ersten Gußstückes der Anteil des Formstoffes entfernt wird, welcher in der von der Gießtemperatur beeinflußten Zone liegt, wonach letztere vor dem nächstfolgenden Gießvorgang durch Formstoff zur Wiederherstellung des Formraumes aufgefüllt wird Dazu hat es sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung als günstig erwiesen, auch diese Gießform in einem Formkasten herzustellen, wenn die Erfindung auch bei kastenlosen Gießformen anzuwenden ist.To solve this problem, that chemically bound as a molding medium leads Molding material used and, after removing the first casting, the proportion of the molding material is removed, which is in the zone affected by the casting temperature, after which the latter before the next casting process through molding material for restoration of the mold space is filled Invention proved to be beneficial to produce this mold in a molding box, if the invention is also applicable to boxless casting molds.

Durch diese Maßgaben wird es möglich, die erforderlichen Formstoffmengen zu minimieren, ohne daß es zur Verminderung des Formstoffeinsatzes bekannter Hilfsmittel wie Schalen oder Stützmassen bedurfte; letztere bedingen eine aufwenige Handhabung sowie zusätzliche Aufbereitungskosten.These stipulations make it possible to use the required quantities of molding material to minimize, without reducing the use of molding materials known auxiliaries how bowls or supporting masses were needed; the latter require complex handling as well as additional processing costs.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während des ersten Umlaufes das Modell abgeformt, wobei das Einbringen des Formstoffes oder Formsandes in üblicher Weise etwa durch Schießen und Saugen erfolgen kann. Dann wird die Gußform in bekannter Art -- wenn nötig -- geschlichtet, durch Kerne ergänzt und zusammengesetzt.When carrying out the method according to the invention is during the first round the model is molded, with the introduction of the molding material or Molding sand can be done in the usual way, for example by shooting and sucking. then the mold is finished in a known manner - if necessary - and supplemented with cores and composed.

Nach dem Zuführen des Flüssigmetalls zum Formraum wird die Gußform -- wie bekannt -- durch eine ühlstrece geleitet, dann geteilt sowie das erstarrte Gußstück entnommen.After the liquid metal is supplied to the mold space, the mold is made - as known - passed through a ühlstrece, then divided and frozen Casting removed.

Der durch die ¢eßtemperatur rieselfähig gewordene Formstoffanteil in unmittelbarer Nachbarschaft der Gußstücke sowie der in seiner Festigkeit ebenfalls verminderte Formstoff einer anschließenden Außenzone, der ohne größere Einwirkung zerfällt, wird erfindungsgemäß nunmehr ausgekehrt, ausgeblasen oder ausgeschüttet; der thermisch kaum belastete Teil des Formstoffes wird in der Form belassen und bildet vom zweiten Formumlauf ab eine Hinterfülimasse mit allen Vorzügen einer üblichen Sandform -( Gasdurchlässigkeit usw).The proportion of molding material that has become free-flowing due to the ¢ eating temperature in the immediate vicinity of the castings as well as in its strength reduced molding material of an adjoining outer zone, without any major impact disintegrates, is now swept out, blown out or poured out according to the invention; the part of the molding material, which is hardly exposed to thermal stress, is left in the mold and forms a backfill mass from the second round of the mold with all the advantages of a conventional one Sand mold - (gas permeability, etc.).

So sind als weitere Merkmale der Erfindung anzusehen, daß zum einen die Gießform mit einheitlichem Formstoff hergestellt sowie zum anderen der in der thermisch beeinflußten Zone-liegende Anteil des Formstoffes, bevorzugt ohne den Einsatz canischer 'Terkzeuse, entfernt und diese thermisch beeinflu.^-te 70ne durch den einheitlichen Fo-r.7istoff aufgefüllt wird.So are to be regarded as further features of the invention that on the one hand the casting mold made with a uniform molding material and, on the other hand, the one in the thermally influenced zone-lying portion of the molding material, preferably without the Use of canischer 'Terkzeuse, removed and this thermally influenced ^ - te 70ne by the uniform fo-r.7istoff is filled.

Im Rahmen der Erfindung liegt zudem, daß der aus der thermisch beeinflußten Zone entfernte Anteil des Formstoffes -- beispielsweise in Anlehnung an das Verfahren nach der DE-PS 24 05 113 -- regeneriert und in diese Zone zurückgeführt wird.It is also within the scope of the invention that the thermally influenced Part of the molding material removed from the zone - for example based on the process according to DE-PS 24 05 113 - regenerated and returned to this zone.

Durch das beschriebene Verfahren kann mit einer Einheitformkastengröße gefahren werden, da sich durch die thermische Beanspruchung des Flüssigmetalls der notwendige Hohlraum zwischen Modell und fest verbliebener Schale bildet. Ein Einsatz von Füllmengen ergebenden Verdrängungskörpern -- etwa von aufblasbaren Schläuchen, Altsandknollen, grobem Sand, Styropor mit dem bedingten Handhabungsaufwand -- kann entfallen.By the method described can be made with a unit molding box size because the thermal stress on the liquid metal causes the necessary cavity between the model and the remaining shell. A mission of displacement bodies resulting in fill quantities - e.g. of inflatable hoses, Bulbs of old sand, coarse sand, styrofoam with the associated handling effort - can omitted.

Es entstehen folgende Vorteile: - Form und Kern können aus einem Formstoff hergestellt werden; - die vom 2. Umlauf ab eingebrachte Formstoffmenge ergibt sich durch das Gießverfahren; - die Menge für die Sandrückgewinnung ist gering; - die Sandqualität ist durch die thermische Belastung in den meisten Fällen sehr gut und kann sogar besser als Neusand s-ein (Neusand braucht nur als Schwundsand zugegeben werden); - die Deponien werden weniger belastet; - die Lärmbelästigung beim Anschlagen entfällt; - die Rückgewinnungsanlage benötigt eine geringe Stundenkapazität; - die Menge an Flüssigmetall kann in vielen Fällen geringer sein (steigerloses Gießen), was zur Senkung der Schmelzkosten führt.The following advantages arise: - The mold and core can be made from one molding material getting produced; - the amount of molding material introduced from the 2nd cycle results by the casting process; - the amount for sand recovery is small; - the Due to the thermal load, the sand quality is in most cases very good and can even be better than new sand (new sand only needs to be added as wasted sand will); - the landfills are less polluted; - the noise from hitting not applicable; - the recovery plant requires a low hourly capacity; - the The amount of liquid metal can be lower in many cases (riserless pouring), which leads to lowering the melting costs.

Die Gießform muß nur bei einem Wechsel zu einem größeren Modell vom Formstoff befreit werden; die Kastenhälften können z. B. im Strahlhaus sauber gestrahlt werden, denkbar ist auch eine Ausschlagstelle.The mold only needs to be dated when changing to a larger model Mold material to be freed; the box halves can, for. B. blasted clean in the blasting house A rash point is also conceivable.

Durch-dieses Verfahren werden die erforderlichen Formstoffmengen so stark reduziert, daß ein Sandgußverhältnis unter 2:1 erreicht wird; beim Grünsandverfahren sind Sandgußverhältnisse von 12:1 keine Seltenheit.Through this process, the required amounts of molding material are so greatly reduced so that a sand casting ratio below 2: 1 is achieved; in the green sand process Sand casting ratios of 12: 1 are not uncommon.

Die Formstoffreduzierung durch das erfindungsgemäße Verfahren ist beachtlich.The molding material reduction by the method according to the invention is considerable.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich-aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles sowie anhand er Zeichnung; diese zeigt in: Fig. 1: eine Seitenansicht eines teilweise geschnittenen Formkastens zum Gießen eines Gußstückes; Fig. 2: ein der Fig. 1 entsprechende Darstellung des Formkastens nach dem Gießvorgang; Fig. 3. das Trennen von Teilen des geschnitten wieder gegebenen Formkastens; Fig. 4 Teile des geschnittenen Formkastens in scheabis tischer Wiedergabe unterschiedlicher Verfahrens-Fig. 1 stufen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of a preferred embodiment as well as based on the drawing; this shows in: FIG. 1: a side view of a partial cut flask for casting a casting; FIG. 2: one corresponding to FIG. 1 Representation of the molding box after the casting process; Fig. 3. Separation of parts the cut again given molding box; Fig. 4 parts of the cut molding box in scheabis tables reproduction of different process fig. 1 levels.

Ein in der Zeichnung angedeuteter Formkasten 1 zum Gießen eines Gußstückes umfaßt einen Unterkasten 2 sowie einen Oberkasten 3, deren freie Kanten 4,5 aufeinandergelegt und dle mittels in Kraglaschen 6 sitzender -- sowie von einem Keil 7 durchsetzter -- Führungsstifte 8 verbunden sind.An indicated in the drawing molding box 1 for casting a casting comprises a lower box 2 and an upper box 3, the free edges of which are placed on top of one another and dle means seated in cantilever straps 6 - and interspersed with a wedge 7 - Guide pins 8 are connected.

Der Formkasten 1 umgibt ein Formstoffbett 10 aus kaltharzgebundenem Quarzsand, in dessen Zentrum ein Formraum 11 mit Kern 12 für das spätere Gußstück G zu erkennen ist. Ein Einguß für Flüssigmetall ist mit 13 bezeichnet; Speiser, Gießtümpel und dgl. sind aus Gründen der übersichtlichkeit in der Zeichnung vernachlässigt.The molding box 1 surrounds a molding material bed 10 made of cold resin bonded Quartz sand, in the center of which there is a mold space 11 with a core 12 for the later casting G can be seen. A sprue for liquid metal is denoted by 13; Feeder, Pouring pools and the like are neglected in the drawing for reasons of clarity.

Während des Gießvorganges bzw. des Einfüllens des Flüssigmetalls entsteht das Gußstück G, gleichzeitig verändert sich der Formstoff in dem an das r lüssigmetall angrenzenden Bereich; zerfällt der dem Gußstück G unmittelbar anliegende Fornistoff in einer Innenzone J unter Einfluß der Gießwärme zu einem sandartigen Haufwerk, verkrustet in einer zweiten -- in der Zeichnung schwarz hervorgehobenen -- Zone A, außerhalb deren der Formstoff des Formbettes 10 einer so geringen thermischen Belastung ausgesetzt ist, daß er -- und mit ihm die Festigkeit des von ihm in einer Zone B gebildeten Formbetteils -- im wesentlichen unverändert erhalten bleibt.During the casting process or the filling of the liquid metal arises the casting G, at the same time the molding material changes to the liquid metal adjoining area; The molding material directly adjacent to the casting G disintegrates in an inner zone J under the influence of the casting heat to a sand-like pile, encrusted in a second zone - highlighted in black in the drawing A, outside of which the molding material of the molding bed 10 has such a low thermal That he is exposed to stress - and with him the strength of himself in one Zone B formed bed part - remains essentially unchanged.

Zur Herausnahme des Gußstückes G sowie des Kernes 12 wird der Oberkasten 3 vom Unterkasten 2 abgehoben und gewendet abgestellt (Fig. 3).To remove the casting G and the core 12, the upper box 3 lifted from the lower box 2 and turned off (Fig. 3).

Die thermisch beeinflußten Zonen J, A des vormaligen Formbettes 10 sind in ihrer gesamten Breite e leicht zu entfernen, beispielsweise auszublasen, so daß die Breite i des Formraumes 11 sowohl im Bereich des unteren Formraumteiles 11t als auch des oberen Form-raumteilers 1lh anschließend um jene Breite e beidseits der Formkastenmittellinie M erweitert ist. Die so entstehenden Ausnehmungen sind in den Fig. 4,5 mit 20t und 20h bezeichnet.The thermally influenced zones J, A of the former molding bed 10 can be easily removed in their entire width e, for example blown out, so that the width i of the mold space 11 both in the region of the lower mold space part 11t and the upper mold space divider 1lh then by that width e on both sides the molding box centerline M is expanded. The resulting recesses are denoted in FIGS. 4, 5 by 20t and 20h.

Anschließend wird in die Ausnehmungen 20t, 20h ein an einer Modellplatte 30 hängendes Modell 31 eingesetzt; zwischen der verbliebenen Zone B des Formbettes 10 und dem Modell 31 bzw. einem Einsteckpfropfen 32 im Bereich des Eingusses 13 verbleibt ein Füllspalt 33 jener Breite e, der nun -- wie bei lr; ajdeutet -- mit Formstoff gefüllt wird; nacI dem Einfüllen des Formstoffanteils 15 (s. Fig. 6) ist die Gestalt des ursprünglichen Formraumes 11 für einen- neuen Gießvorgang wieder hergestellt.A model plate is then inserted into the recesses 20t, 20h 30 hanging model 31 used; between the remaining zone B of the molding bed 10 and the model 31 or a plug-in plug 32 in the area of the sprue 13 there remains a filling gap 33 of that width e, which now - as in lr; aj interprets - with Molding material is filled; according to Filling in the molding material 15 (see FIG. 6) is the shape of the original mold space 11 for a new one Casting process restored.

Die ausgeblasenen bzw. in anderer gleise herausgenommenen Formstoffanteile der Zonen J und A werden in üblicher Art wieder aufbereitet und können dann als den Formraum 11 wiederherstellender Formstoffanteil 15 erneut Verwendung finden.The molded material parts that have been blown out or removed from other tracks of zones J and A are processed in the usual way and can then be used as The molding material portion 15 restoring the molding space 11 can be used again.

Claims

PATENT CLAIMS 1. A method for producing a casting in one Casting mold in which a cavity is in a molding medium as part of a mold space for the casting is produced and this mold space is filled with liquid metal, whereby around the casting in the molding medium creates a zone influenced by the casting temperature, characterized in that for: ehrfachgu.S chemically bound as a molding medium Molding material used and after removing the first casting (G) the proportion of Molding material is removed, which in the zone influenced by the casting temperature (A, J), after which the latter before the next casting process through molding material to restore the mold space (ii) is filled.

2. The method according to claim 1, characterized in that the casting mold is made in a molding box.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Casting mold with uniform molding material, in particular rormsand, is produced.

4. The method according to claim 1, characterized in that the derin thermally influenced zone (A, J) lying portion of the molding material without mechanical Action is removed.

5. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the thermally affected zone (A, -J) is filled by the uniform molding material.

6. The method according to claim 1 and 5, characterized in that the from the thermally affected zone (A, J) removed portion of the molding material is regenerated and is returned to this zone.