铁金属铸件的制造方法技术

本发明专利技术涉及铁金属铸件的制造方法，其中，将具有用于容纳铸造材料(54)的空腔(12)的消失模(10)装入打开的分体式永久模(22,24)中(步骤106)，将分体式永久模(22,24)闭合(步骤106)，给消失模的空腔(12)充注铸造材料(54)，其中部分突入空腔(12)中的承载装置(14)被部分重铸(步骤108)，消失模(10)在充注后在永久模内被冷却(步骤110、112、114)，该永久模在冷却过程中最早在低于液相线温度之后被打开且消失模连同铸件从永久模中被无损取出(步骤116)，消失模(10)连同该铸件悬挂在该承载装置(14)上被进一步冷却，至少直到铸件结构形成结束(步骤118)，通过除去消失模将该铸件脱模(步骤120)。

Method for manufacturing ferrous metal castings

\u672c\u53d1\u660e\u6d89\u53ca\u94c1\u91d1\u5c5e\u94f8\u4ef6\u7684\u5236\u9020\u65b9\u6cd5\uff0c\u5176\u4e2d\uff0c\u5c06\u5177\u6709\u7528\u4e8e\u5bb9\u7eb3\u94f8\u9020\u6750\u6599(54)\u7684\u7a7a\u8154(12)\u7684\u6d88\u5931\u6a21(10)\u88c5\u5165\u6253\u5f00\u7684\u5206\u4f53\u5f0f\u6c38\u4e45\u6a21(22,24)\u4e2d(\u6b65\u9aa4106)\uff0c\u5c06\u5206\u4f53\u5f0f\u6c38\u4e45\u6a21(22,24)\u95ed\u5408(\u6b65\u9aa4106)\uff0c\u7ed9\u6d88\u5931\u6a21\u7684\u7a7a\u8154(12)\u5145\u6ce8\u94f8\u9020\u6750\u6599(54)\uff0c\u5176\u4e2d\u90e8\u5206\u7a81\u5165\u7a7a\u8154(12)\u4e2d\u7684\u627f\u8f7d\u88c5\u7f6e(14)\u88ab\u90e8\u5206\u91cd\u94f8(\u6b65\u9aa4108)\uff0c\u6d88\u5931\u6a21(10)\u5728\u5145\u6ce8\u540e\u5728\u6c38\u4e45\u6a21\u5185\u88ab\u51b7\u5374(\u6b65\u9aa4110\u3001112\u3001114)\uff0c\u8be5\u6c38\u4e45\u6a21\u5728\u51b7\u5374\u8fc7\u7a0b\u4e2d\u6700\u65e9\u5728\u4f4e\u4e8e\u6db2\u76f8\u7ebf\u6e29\u5ea6\u4e4b\u540e\u88ab\u6253\u5f00\u4e14\u6d88\u5931\u6a21\u8fde\u540c\u94f8\u4ef6\u4ece\u6c38\u4e45\u6a21\u4e2d\u88ab\u65e0\u635f\u53d6\u51fa(\u6b65\u9aa4116)\uff0c\u6d88\u5931\u6a21(10)\u8fde\u540c\u8be5\u94f8\u4ef6\u60ac\u6302\u5728\u8be5\u627f\u8f7d\u88c5\u7f6e(14)\u4e0a\u88ab\u8fdb\u4e00\u6b65\u51b7\u5374\uff0c\u81f3\u5c11\u76f4\u5230\u94f8\u4ef6\u7ed3\u6784\u5f62\u6210\u7ed3\u675f(\u6b65\u9aa4118)\uff0c\u901a\u8fc7\u9664\u53bb\u6d88\u5931\u6a21\u5c06\u8be5\u94f8\u4ef6\u8131\u6a21(\u6b65 Sudden 120).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁金属铸件的制造方法本专利技术涉及铁金属铸件的制造方法。铸造方法一般按照其制造形式来区分，在这里，尤其分为消失模铸造和永久模铸造，例如永久模铸造和压铸。根据本专利技术的方法融合了这两种铸造技术，做法是将具有用于容纳铸件的消失模装入敞开的分体式永久模中。消失模与永久模的这种组合原则上是已知的。例如参见出版物EP1131175B1和DE102010035440A1。EP1131175B1关注在永久模中铸造铸铁的方法和装置，永久模的内壁接触由硬化的铸模材料构成的铸模或者湿型砂。在铸模被送入永久模之后，永久模的侧部件被闭合且借助压力机构承受可变的压紧力。永久模在熔体送入之后借助冷却机构被冷却。为此提出在整个冷却过程中控制冷却速度，直到珠光体转变结束，以保证铸件具有期望的机械性能。另外提出在珠光体转变过程中提高冷却速度，做法是打开该永久模，在这里，出现的空冷提高冷却速度并导致铸件具有更高强度。或者提出，当铸件温度处于奥氏体区时，通过打开永久模来降低冷却速度。为此，铸件应该紧接在打开之后被埋入绝热物质中或被其覆盖并被保持在此状态中，直到铸件温度下降至低于珠光体转变温度。DE102010035440A1提出，为了获得更好的铸件冷却可控性，在永久模与消失模(砂模)外壁之间设置至少一个冷却接介质通空间或者说绕砂模盘旋设置的冷却介质通道。以下的专利技术利用了由消失模与包围消失模的永久模构成的这种或相似的装置。鉴于此，本专利技术的任务是更高效灵活地设计金属铸件制造方法。该任务将通过一种具有权利要求1的特征的铁金属铸件的制造方法来完成。该方法具有以下步骤：-将具有用于容纳铸造材料的空腔的消失模装入打开的分体式永久模，-闭合该分体式永久模，-给该消失模的空腔充注铸造材料，其中部分突入该消失模的空腔中的承载装置部分地用该铸造材料重铸，该消失模在充注之后在永久模中被冷却，-该分体式永久模在冷却过程中在低于液相线温度之后、优选在低于固相线温度之后且尤其最好还在铸件达到共析相变温度之前被打开，且该消失模连同铸件从打开的永久模中被无损取出，-以悬挂在承载装置上的方式被进一步冷却，至少直到完成铸件结构形成，-铸件通过消失模的移除被脱模。该消失模由砂子、尤其是由化学结合型砂并且通常例如按照克朗宁壳模铸造法、冷芯盒方法、热芯盒方法、呋喃树脂法或水玻璃-二氧化碳法来制造并且在此以下也被称为砂模或芯盒。铁金属铸件是指由铁碳化合物构成的铸件，不管碳含量如何，即铸铁和钢。本文意义上的铸造材料是指铁金属铸件的熔体。如果它(至少部分)凝固，则是指铸品或铸件。永久模优选是金属铸模，例如由钢、铸铁或黄铜构成，但也可以由其它的铸模材料例如石墨构成。根据本专利技术的铁金属铸件制造方法相比与已知方法的基本区别是两阶段冷却脱模过程。铸件的第一次冷却(第一冷却阶段)至少直到低于液相线温度、优选直到低于固相线温度且优选还在铸件达到共析相变温度之前在仍在永久模中的铸模内进行。该芯内的铸件在第一冷却阶段中最高被冷却至的优选温度下限可以用723℃说明。在此情况下，有利地采用如DE102010035440A所述的装置。因此，本专利技术的方法优选规定，该消失模由流过设置在永久模内壁与消失模外壁之间的模腔的冷却介质被冷却。在此，该步骤以下也被称为初次冷却。冷却介质优选是空气或者惰性气体。该模腔可以呈一个或多个围绕铸模盘旋延伸的冷却通道形式构成。此冷却过程最好以可控或可调方式进行且最好在铸模充注之后开始。在例外情况下，它也可以已经在铸模充注过程中开始。消失模的铸件温度在后者情况下在冷却过程中在取出永久模之前最好在悬挂处被测量。这能以非接触方式例如以光学方式借助红外相机或者借助热传感器来完成。除了温度控制的冷却介质流外，它也可以通过时间控制、质量控制和/或模数控制(即根据表面与体积比，也称为凝固比)进行，做法是冷却介质需求针对预定的冷却速率被事先(通过计算机)求出并且冷却介质流被相应编程。期望的材料性能(强度、硬度、延展性等)众所周知地通过选择碳含量、合金成分并根据单个的组织相变温度通过各自合适的冷却计划来调节。在此，将铸模-铸件单元从永久模取出扮演了重要角色，其在奥氏体形成或凝固过程中或在其完成后结束第一次冷却或者开始第二冷却阶段。据此，取出的时间点最早在达到液相线温度之后。在考虑温度下降至铸件壁的情况下，表面凝固已经开始，其赋予铸件充分的尺寸稳定性，而此时铸件芯还可能包含一部分熔体。人们最好等到推断出铸件也在内部达到了固相线温度，但不要等待铸件芯达到共析相变温度那么久。准确的温度总是取决于期望的组织状态(奥氏体、粗条状/细条状珠光体、粗晶粒铁素体等)和材料内的化学组成、合金元素且尤其是碳含量。就是说，第二冷却阶段根据期望结构和铸件性能最早在铸件至少部分凝固、就是说奥氏体形成开始或最好结束时且优选直至达到共析相变温度(723℃)时被启动。该永久模为此被打开并且铸模连同凝固的铸件从其中被无损取出。此时，该铸模保持包围接纳铸件并随后作为阻热材料或热调节材料。因此，无需其它措施，在该铸模经受环境条件的情况下保证了尚封存在铸模内的铸件的表面的均匀冷却。只在第二冷却阶段结束时才将铸件脱模。为了在第二冷却阶段内的有效且尤其是均匀的铸件冷却，铸模根据所需冷却功率来设计，即，尤其是该铸模壁厚在考虑铸件的表面与体积比、环境条件和期望的铸件材料结构的情况下来设计。此意义上的环境条件例如是指在冷却室内的热条件，消失模包括铸件在内悬挂在承载装置上地被供给冷却室并在冷却室内被进一步冷却。在这样的冷却室中可通过冷却介质且又优选是空气或惰性气体的充分循环/充分交换来调节出恒定的热条件和快速散走所产生的热。优选在铸模和/或铸件的温度监测下控制或调节所述冷却。为此，消失模的铸件温度在冷却过程中在移除永久模之后又优选在悬挂处被测量。这可以再次不接触地例如以光学方式借助红外相机或借助热传感器来进行。第二冷却过程在达到了用于从芯盒取出铸件的期望目标温度时结束，开箱温度优选小于300℃，此时进一步冷却的温度变化过程不再影响结构形成。铸模连同铸件悬挂在承载装置上尤其是在第二冷却阶段中扮演了重要角色。这一方面减小了消失模在从永久模中取出时受损的危险。部分或完全来自环境地使铸件受到损伤并且可能导致不可控的结构形成。另一方面，这种悬挂不同于平放运输地允许铸模可以从四面八方被冷却介质均匀环绕冲洗，因而提高了效率和冷却均匀性。该承载装置优选在被装入打开的永久模之前与供给罩一起被装入消失模。具有悬挂装置的这种供给罩例如由出版物DE102010051348A公开。该永久模可以紧接在取出铸模后为下次铸造过程做好准备，即尤其装备下一个消失模。该方法因此很高效且低成本，因为在相同生产量情况下需要少量的永久模。该方法也很灵活且又低成本，因为可利用相同的永久模通过使用不同的消失模来制造不同的铸造产品。即，铸造厂不必维持大量不同的永久模。为此，圆柱形永久模形状是最多用途的。还有利的是该消失模的空腔从下方升起地用熔体充注。此时尤其优选采用低压铸造法。在从下方充注铸模之后，铸模可以有利地借助截止阀被关闭。这允许永久模连同铸模和铸件可在充注之后从充注站被取出，从而充注站又已为充注下一个铸模/永久模做好准备。尤其最好紧接在用截止阀关闭消失模之后启动消失模的冷却。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁金属铸件的制造方法，其中，‑将具有用于容纳铸造材料(54)的空腔(12)的消失模(10)装入打开的分体式永久模(22,24)中(步骤106)，‑将该分体式永久模(22,24)闭合(步骤106)，‑给所述消失模的所述空腔(12)充注铸造材料(54)，其中部分突入所述消失模(10)的所述空腔(12)中的承载装置(14)部分地用所述铸造材料(54)重铸(步骤108)，‑所述消失模(10)在充注之后在所述分体式永久模(22,24)内被冷却(步骤110、112、114)，‑所述分体式永久模(22,24)在冷却过程中最早在低于液相线温度之后、最好在低于固相线温度后且尤其最好还在铸件已经达到共析相变温度之前被打开，并且所述消失模(10)连同所述铸件被无损地从打开的永久模中被取出(步骤116)，‑所述消失模(10)连同所述铸件以悬挂在所述承载装置(14)上的方式被进一步冷却，至少直到完成所述铸件的结构形成(步骤118)，‑通过除去所述消失模(10)而将所述铸件脱模(步骤120)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.04 DE 102014217701.41.一种铁金属铸件的制造方法，其中，-将具有用于容纳铸造材料(54)的空腔(12)的消失模(10)装入打开的分体式永久模(22,24)中(步骤106)，-将该分体式永久模(22,24)闭合(步骤106)，-给所述消失模的所述空腔(12)充注铸造材料(54)，其中部分突入所述消失模(10)的所述空腔(12)中的承载装置(14)部分地用所述铸造材料(54)重铸(步骤108)，-所述消失模(10)在充注之后在所述分体式永久模(22,24)内被冷却(步骤110、112、114)，-所述分体式永久模(22,24)在冷却过程中最早在低于液相线温度之后、最好在低于固相线温度后且尤其最好还在铸件已经达到共析相变温度之前被打开，并且所述消失模(10)连同所述铸件被无损地从打开的永久模中被取出(步骤116)，-所述消失模(10)连同所述铸件以悬挂在所述承载装置(14)上的方式被进一步冷却，至少直到完成所述铸件的结构形成(步骤118)，-通过除去所述消失模(10)而将所述铸件脱模(步骤120)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，在被装入打开的所述永久模之前，所述承载装置(14)与供给罩(52)一起被装入所述消失模(10)中。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述消失模(10)的所述空腔(12)从下方升起地被充注铸造材料(54)。4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述消失模(10)的所述空腔(12)按照低压铸造方法被充注。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征是，所述消失模(10)在被充注铸造材料(54)之后借助截止阀被封闭。6.根据权利要求5所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：HP·普伊，
申请(专利权)人：于佩尔工程有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE