DE2425272A1

DE2425272A1 - Verfahren zur herstellung von gegossenen werkstuecken

Info

Publication number: DE2425272A1
Application number: DE19742425272
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Dr Anderko
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1974-05-24
Filing date: 1974-05-24
Publication date: 1975-12-04

Description

Verfahren zur Herstellung von gegossenen Werkstücken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gegossenen Werkstücken, insbesondere von Kolben aus Aluminium oder dessen Legierungen, vorzugsweise für Verbrennungskraftmaschinen, bei dem die Schmelze in eine auf ihrem Mantel gegen Wärmeverluste isolierte, mit einer Bodenplatte versehene zylinderförmige Kokille, in die gegebenenfalls ein die Innenkonturen des Werkstücks bildender Kern zentrisch einhängbar ist, eingefüllt wird, wobei nach Patent . . ...(Patentanmeldung P 24 17 006.7) die Schmelze vom Boden der Kokille her zunächst durch indirekte Kühlung und nach Ausbildung einer ausreichend dicken die Restschmelze tragenden Erstarrungszone durch direkte Kühlung der über dem Boden befindlichen Gußstückwand zur Erstarrung gebracht wird.
Mit diesem im Hauptpatent . 0.. ... (Patentanmeldung P 24 17 006.7) beschriebenen Verfahren wird eine feinzellige vom Kokillenboden nach oben gerichtete Erstarrung mit parallel zur Längsachse verlaufenden Dendriten erreicht. Die Erstarrungsfront verläuft parallel zur bodenseitigen Gußstückfläche und die Korngrenzen liegen senkrecht zur Erstarrungsfront.
Um den Erstarrungsablauf optimal zu gestalten, kann es besonders bei vergleichsweise großen Guß stücken angebracht sein, wenn in dem bereits erstarrten Bereich des Guß stückes der Kokillenmantel gekühlt und dadurch zusätzlich Wärme aus dem erstarrten Bereich abgeführt wird. Diese Wärme braucht dann nicht über die bodenseitige Gußstückwand abgeführt zu werden.
Zur Durchführung des Verfahrens ist der Boden der Kokille, der gegebenenfalls von einem Kühlmittel durchflossen sein kann, so ausgebildet, daß er nach der Erstarrung einer die Restschmelze tragenden Erstarrungszone entfernt werden kann. Unmittelbar nach Entfernung des Bodens wird die bodenseitige Gußstückwand direkt gekühlt.
Die nach diesem Verfahren gegossenen Werkstücke zeigen, eine wenigstens in bestimmten Bereichen vergleichsweise höhere Festigkeit.
Neben diesen die Qualität des Werkstücks verbessernden Wirkungen liegt der besondere Vorteil des Gießverfahrens darin, daß eine erhebliche, bis etwa 50 °ige, Verkürzung der Erstarrungszeit für die gegossenen Werkstücke und damit ein erhöhtes Ausbringen pro Zeiteinheit erzielt werden.
In Abwandlung dieses Verfahrens wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in der Zeiteinheit eine begrenzte und dosierbare auf der gewünschten Temperatur befindliche Menge an Schmelze in die Kokille fließt, deren Wärmeinhalt unabhängig von der Gießhöhe mit annähernd konstanter Wärmeentzugsgeschwindigkeit abgeführt wird, so daß der Temperaturgradient im bereits erstarrten Material nahe der Erstarrungsfront konstant bleibt.
Durch diese Maßnahme wird von Beginn bis zum Ende des Gießvorgangs der notwendige hohe Temperaturgradient vor der Erstarrungsfront aufrechterhalten.
Die Gießvorrichtung zur Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrens besteht aus einer Kokille, in die die Schmelze über Leitungsrohre dosiert zuführbar ist.
Dabei werden entsprechend der gewünschten Erstarrungsgeschwindigkeit entweder die Kokille zeitprogrammiert abgesenkt oder die Zuleitungsrohre zeitprogrammiert nach oben gefahren.
Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungs beispiels näher erläutert: In die mit einer Isolierschicht 1 ummantelte Kokille 2 mit abnehmbarem Boden 3, in die ein die Innenform des Kolbens bildender Sandkern eingehängt ist, wird über die Zuleitungen 5 die 740 + 100C heiße Schmelze 6 einer Kolbenlegierung des Typs AlSi12CuNiMg in einer Menge von 15 1/min eingefüllt. Der Boden 3 der Kokille 2 wird solange mit Wasser gekühlt, bis sich eine ausreichend dicke Erstarrungszone ausgebildet hat. Dann wird der Boden abgenommen und die bodenseitige Gußstückwand unmittelbar mit etwa 50 l Kühlwasser pro Minute angespritzt.
Die Erfindung erlaubt eine der Hauptbeanspruchungsrichtung des Guß stückes angepaßte strenge axiale Erstarrungsrichtung herzustellen und bewirkt, nachdem eine Wärmebehandlung von 5 Stunden bei 230 0C erfolgt ist, das im Hinblick auf eine erhöhte Ermüdungsfestigkeit von 10,5 bis 13 kp/mm2 erwünschte feinzellige Gefüge. Patentanspruche

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1) Verfahren zur Herstellung von gegossenen Werkstücken, insbesondere von Kolben aus Aluminium oder dessen Legierungen, vorzugsweise für Verbrennungskraft maschinen, bei dem die Schmelze in eine auf ihrem Mantel gegen Wärmeverluste isolierte mit einer Bodenplatte versehene zylinderförmige Kokille, in die gegebenenfalls ein die Innenkonturen des Werkstücks bildender Kern zentrisch einhängbar ist, eingefüllt wird, wobei nach Patent . ... ... (Patentanmeldung P 24 17 006.7) die Schmelze vom Boden der Kokille her zunächst durch indirekte Kühlung und nach Ausbildung einer ausreichend dicken die Restschmelze tragende Erstarrungszone durch direkte Kühlung der über dem Boden befindlichen Gußstückwand zur Erstarrung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zeiteinheit eine begrenzte und dosierbare auf der gewünschten Temperatur befindliche Menge an Schmelze in die Kokille fließt, deren Wärmeinhalt unabhängig von der Gießhöhe durch die Kühlung mit annähernd konstanter Wärme entzugsge schwindigkeit abgeführt wird, so daß der Temperaturgradient im bereits erstarrten Material nahe der Erstarrungsfront konstant bleibt.
2) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend der gewünschten Erstarrungsgeschwindigkeit entweder die Kokille (2) zeitprogrammiert absenkbar oder die Zuleitungsrohre (5), über die die Schmelze dosiert zuführbar ist, zeitprogrammiert nach oben fahrbar sind.