DE642345C

DE642345C - Centrifugal mold

Info

Publication number: DE642345C
Application number: DEV31845D
Authority: DE
Inventors: Otto Barowski; Karl Willbrand
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1935-05-22
Filing date: 1935-05-22
Publication date: 1937-03-01

Description

Schleudergußform Man hat vorgeschlagen, im Schleudergießverfahren zwei und mehrere Gußstücke gleichzeitig herzustellen. Die Kokillen sind hierbei in seinem bestimmten Abstande aus der Mitte gerückt und mit -der größeren Längsseite zur Drehachse angeordnet. In der Mitte dieser Vorrichtung liegt der Haupteingußkanal für sämtliche Formen, der durch radiale Zufuhrkanäle mit den einzelnen' Formen in Verbindung steht. Die Formen rund die Kanäle bilden somit zusammen ein kommunizierendes Gefäß. Der Werkstoff füllt in ansteigender Richtung die Formen, d. h. der Eintritt des Werkstoffes erfioigt axial am unteren Ende. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß das Gußstück kein gleichartiges Gefüge zeigt, was ganz besonders noch in Erscheinung tritt, wenn das Gußstück mehr oder weniger hufeisenförmig gekrümmt ist, wie z. B. Lagerschalen. Der Grund liegt darin, daß die Umfangsgeschwindigkeit an jedem Punkte eine andere ist. Beim Schleudern tritt hlerbci der Werkstoff mit steigender Geschwindigkeit in die Formen lein und ist gezwungen, @um die zurückgebogenen Schenkel mit Material auszufüllen, seine gewonnene Geschwindigkeit zu verringern. Infolgedessen wird sich bei diesem Verfahren immer zeigen, daß das Gußstück an der äußersten. Stelle dicht und nach den innenliegenden Schenkeln zu- porös sein wird. Ein weiterer Nachteil ist der, daß zum Teil der Werkstoff in den zu - langen Zufuhrkanälen schon erstarrt ist, bevor per die Form ausgefüllt hat.Centrifugal casting mold It has been proposed to use centrifugal casting to produce two or more castings at the same time. The molds are here moved from the center at a certain distance and with the larger long side arranged to the axis of rotation. In the middle of this device is the main sprue for all shapes, which through radial feed channels with the individual 'shapes in Connection. The shapes around the channels thus together form a communicating one Vessel. The material fills the molds in an increasing direction, i. H. the entry of the material is required axially at the lower end. This method has the disadvantage that the casting does not show a similar structure, which is particularly evident occurs when the casting is more or less curved like a horseshoe, such. B. Bearing shells. The reason is that the peripheral speed at each point another is. When spinning, the material kicks in at increasing speed into the mold and is forced to @ around the bent-back legs with material to fill in to reduce his gained speed. As a result, it will turn out With this method always show that the casting is at the outermost. Place tight and will be too porous towards the inner thighs. Another disadvantage is that the material in the too long feed channels has already solidified in part is before per has filled out the form.

Bei seinem anderen bekannten Verfahren sind die Kokillen strahlenförmig von der Mitte aus auf einer eisernen Rundscheibe aufgebaut. Im Mittelpunkt der Scheibe befindet sich der Zentraleingußkanal, von dem wiederum die radial verlaufenden Kanäle abgehen, die mit den Kokillen in Verbindung stehen. Die Kokillen sind also waagerecht um die Drehachse angeordnet, so daß je nach Länge der Form die Umfangsgeschwindigkeit auch hier an jedem Punkte der Kokille eine andere ist und somit auch nach diesem Verfahren kein gleichmäßiger Guß erzielt werden kann.In his other known method, the molds are radial built from the center on an iron circular disk. In the center of the disc is the central sprue, from which in turn the radially extending channels go off, which are in communication with the molds. The molds are therefore horizontal arranged around the axis of rotation, so that the peripheral speed depending on the length of the shape here too there is a different one at each point of the mold and thus also after this one Process no uniform cast can be achieved.

Die Erfindung betrifft eine Schleudergußform zur Herstellung von Lagerschalen, bei der die Formhohlräume gleichfalls mit ihrer größtem Längsseite parallel zur Drehachse liegen und durch Kanäle gespeist werden, die von dem im gemeinsam axialen Kern angebrachten Einguß .abzweigen. Sie besteht darin, dem Eingußkanal an seinem Anfang eine Einschnürung und am Ende Beinen' erweiterten Metallsack zu geben.The invention relates to a centrifugal casting mold for the production of bearing shells, in which the mold cavities also with their largest longitudinal side parallel to Rotation axis lie and are fed by channels that are common to the axial Attached to the core Branch off sprue. It consists in the sprue at its beginning a constriction and at the end of the legs' expanded metal sack give.

Bei der Durchführung des Verfahrens wirden die Formen zweckmäßig so um die Drehachse angeordnet, daß sie zusammen @eine4 " kreis- bzw. ringförmigen Querschnitt ergeben. Hierdurch wird die Umfangsgeschwindigkeit an jedem Punkt des Gußstückes praktisch gleich. Der Einguß erfolgt in der Achse durch den durch eingesetzte Kerne gebildeten Kanal, wobei die Kerne entweder aus Metall, Sand oder Metall und Sand bestehen. Der Eingußkanal verjüngt sich am Anfang, um das Herausspritzen des Metalls zu verhindern, und geht nach unten hin in eine sackförmige Eiweiterung über, die als Metallbehälter dient, um je nach Bedarf das Metall daraus zu entnehmen. In halber Höhe, und das ist gleichfalls ein wesentliches Merkmal der Erfindung, sind radiale Durchflüsse von großem Querschnitt angeordnet, die das Metall den eigentlichen Formen zuführen. Man läßt also das Metall nicht ausschließlich in den Formen steigen, sondern zum Teil bereits im Eingußkanal selbst, da auch hierdurch sich eine gleichmäßige Ausbildung des Gefüges der Gußstücke ermöglicht und infolge der kurzen Zufuhrkanäle und der gleichmäßigen Umfangsgeschwindigkeit die Herstellung auch von schwierigeren Gußstücken in fehlerfreier Art und mit gleichmäßig dichtem Gefüge !erfolgt. Hierbei können auch leicht erstarrende Metalle vergossen werden.In carrying out the process, the shapes will be conveniently so arranged around the axis of rotation that they together @ a4 "circular or ring-shaped Result in cross-section. This increases the circumferential speed at each point of the Casting practically the same. The pouring takes place in the axis through the inserted Cores formed channel, the cores either made of metal, sand or metal and Sand. The sprue tapers at the beginning to prevent the Metal, and goes down into a sack-shaped egg widening, which serves as a metal container to remove the metal from it as required. Halfway up, and that is also an essential feature of the invention, are arranged radial flows of large cross-section, which the metal the actual Feed molds. So the metal is not only allowed to rise in the forms but in part already in the sprue itself, since this also results in a uniform Formation of the structure of the castings made possible and due to the short supply channels and the constant peripheral speed, the production of even more difficult ones Castings are made in a faultless manner and with a uniformly dense structure! Here easily solidifying metals can also be cast.

Die Erfindung ist in einigen beispielsweisen Ausführungsformen auf den Zeichnungen dargestellt. Beide Abbildungen zeigen die Gußform im Längsschnitt, und zwar Abb. i mit senkrechter Welle, Abb. z mit waagerechter Welle. Die zylindrische Formplatten enthält die beiden Formhälften, die senkrecht um die Drehachse angeordnet sind. Die Formhälften werden in an sich bekannter Weise durch Schrauben festgehalten ;und durcheineAsbestplatte voneinander getrennt, die das Zusammenfließen der Gußstücke vermeidet. Der Kern/ besitzt am Einguß die konische Verjüngung g, in der Mitte die beiden radial angeordneten Zufuhrkanäle it und i und nach unten hin die sackförmige Erweiterung k. Der Gießvorgang ist folgender: Die Vorrichtung wird in Drehung versetzt, und zwar mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die für das zu schleudernde Metallerfahrungsgemäß festgelegt ist. Beim Erreichen der höchsten Umlaufzahl wird das Metall durch die EingußöFfnung tv den Formen zugeführt. Infolge der konischen Einschnürung kann kein Metall herausspritzen, und der Vorteil der sackförmigen Erweiterung liegt darin, daß nun so viel Metall in die Form dringt, wie zum Füllen derselben benötigt wird.The invention is illustrated in some exemplary embodiments on the drawings. Both figures show the casting mold in longitudinal section, namely Fig. I with a vertical shaft, Fig. Z with a horizontal shaft. The cylindrical mold plate contains the two mold halves, which are arranged perpendicularly around the axis of rotation. The mold halves are held in place by screws in a manner known per se and are separated from one another by an asbestos plate which prevents the castings from flowing together. The core / has the conical taper g at the sprue, the two radially arranged supply channels it and i in the middle and the sack-shaped widening k downwards. The casting process is as follows: The device is set in rotation, specifically at a peripheral speed which, based on experience, is fixed for the metal to be thrown. When the highest number of revolutions is reached, the metal is fed into the molds through the pouring opening tv. As a result of the conical constriction, no metal can splash out, and the advantage of the sack-shaped enlargement is that as much metal penetrates into the mold as is required to fill it.

An einem Beispiel sei der Vorteil der Er-" iindung gegenüber den verschiedenen bisher bekannten Schleudergußverfahren dargestellt.Let us take an example of the advantage of the invention over the various previously known centrifugal casting process shown.

Ein Rotguß mit der Zusammensetzung von ,.65% Cu, 9% Sn, 6ti'o Zn und bis z 0,'o Pb wurde bei einer Temperatur von i i oo" in eine sich mit 8-,1 m pro Sekunde L: mfangsgesch-#vindigkeit drehende Kokille, die auf etwa izo° vorgewärmt war, eingegossen. Hierbei war ein im Kern liegender, gleichmäßig ausgebildeter zentraler Eingußkanal vorgesehen, der an seinem unteren Ende Abzweigungen zu den Formhohlräumen besaß. Die Anordnung entspricht also dem Gußverfahren, das in der Beschreibungseinleitung an erster Stelle erwähnt ist. Aus der gegossenen Lagerschale wurden Zerreißstäbe herausgeschnitten, die :eine Festigkeit von a¢ kg pro Quadratmillimeter, eine Dehnung von 3,5ö und eine Härte von twa ioz° Brinell aufwiesen.A gunmetal with the composition of .65% Cu, 9% Sn, 6ti'o Zn and to z 0, 'o Pb was at a temperature of i i oo "in a down with 8-, 1 m per Second L: initial speed rotating mold, which is preheated to about izo ° was poured. Here there was an evenly developed central one lying in the core Inlet channel is provided, which branches off to the mold cavities at its lower end owned. The arrangement therefore corresponds to the casting process described in the introduction to the description mentioned in the first place. The cast bearing shell became tear bars cut out the: a strength of a ¢ kg per square millimeter, an elongation of 3.5ö and a hardness of about 10 ° Brinell.

In einem weiteren Versuche wurde unter Beibehaltung des zentralen Eingußkanals, der zylinderförmig in der Achse des Kanals angeordnet war, jedoch nicht allein an seinem unteren Ende, sondern auch im unteren Drittel einen radial zu den Formhohlräumen abzweigenden Kanal aufwies, eine Lagerschale unter sonst gleichen Bedingungen bezüglich Gießtemperatur, Umdrehungsgeschwindigkeit und Kokillenteniperatur gegossen, die eine Festigkeit von --,8k"- pro Quadratmillimeter; eine Dehnung von 4 o o und eine Härte von etwa ioo° Brinell aufwies.In a further attempt it was while maintaining the central Sprue, which was arranged cylindrically in the axis of the channel, however not only at its lower end, but also radially in the lower third had a channel branching off to the mold cavities, a bearing shell among otherwise the same Conditions relating to casting temperature, speed of rotation and temperature of the mold cast having a strength of - .8k "- per square millimeter; an elongation of 4 o o and a hardness of about 100 ° Brinell.

In einem weiteren Versuche wurde nunmehr die Füllung von unten weggelassen und eine Füllung lediglich durch radial abzweigende Kanäle vorgesehen, ohne daß- jedoch die zylindrische Form des Eingußkanals geändert wäre. Es ergab sich also ein Schleudergußverfahren4 bei welchem die Form in bekannter Weise durch etwa symmetrisch zu ihrer-Höhenerstreckung liegende Zuflüsse von der Drehachse .aus gefüllt werden. Auch hierbei wurde mit sonst gleichen Arbeitsbedingungen, d. h. mit einer Gießtemperatur von etwa i i oo', deiner Kokilllentemperatur von etwa 12o° und einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 8,5 m pro Sekunde gegossen. Die Festigkeit von aus der fertigen Schmelze ausgeschnittenen Zerreißstäben betrug 3 i kg pro Quadratmillimeter, die Dehnung etwa 80"'o und die Härte i i o° Brinell.In a further experiment, the filling has now been omitted from below and a filling is only provided by radially branching channels without however, the cylindrical shape of the sprue would be changed. So it happened a centrifugal casting process4 in which the shape is approximately symmetrical in a known manner to their height extension lying tributaries from the axis of rotation .aus are filled. Here, too, otherwise identical working conditions, i. H. with a casting temperature of about i i oo ', your mold temperature of about 120 ° and a peripheral speed poured from about 8.5 m per second. The strength of from the finished melt The tensile bars cut out was 3.1 kg per square millimeter, the elongation about 80 "'o and the hardness i i o ° Brinell.

Gemäß der Erfindung wurde schließlich ,ein Schleudergußverfahren durchgeführt, bei dem wie vorher die Formen mit ihrer größten Längsseite parallel zur Drehachse lagen und bei dem vom axial angeordneten, in der Mitte des gemeinsamen Kerns liegenden Eingußkanal etwa in der Mitte der Füllkanal abzweigte. Gleichzeitig waren die Formhohlräume, genau wie bei den vorhergehenden Versuchen, so ,angeordnet, daß sie im Querschnitt annähernd einen geschlossenen Ring bildeten. Im Gegensatz zu den vorherigen Versuchen war jedoch der axial liegende Ein= Bußkanal an seinem oberen Ende mit einer Einschnürung und an seinem unteren Ende mit einer sackartigen Erweiterung versehen. Die auf diese Weise gegossenen Lagerschalen zeigten, wiederum unter sonst gleichartigen Arbeitsbedingungen, seine Festigkeit von 3 q. kg . pro Quadratmillimeter, eine Dehnung von i o % und eine Härte von etwa 114' Brirnell. Es zeigt sich also ganz deutlich, daß nur die besondere Art der erfindungsgemäßen Vereinigung von zum Teil bekannten Maßnahmen beim Schleudergußeine ganz bedeutend fortschrittliche technische Wirkung herbeigeführt hat.According to the invention, a centrifugal casting process was finally carried out, in which, as before, the shapes with their largest long side parallel to the axis of rotation and in the one of the axially arranged, in the middle of the common core The sprue branched off approximately in the middle of the filling channel. Simultaneously were the mold cavities, exactly as in the previous experiments, so arranged, that they formed approximately a closed ring in cross-section. In contrast to the previous experiments, however, the axially lying Ein = Bußkanal was on his upper end with a constriction and at its lower end with a bag-like one Extension provided. The bearing shells cast in this way showed, again under otherwise similar working conditions, its strength of 3 q. kg. Per Square millimeters, an elongation of 10% and a hardness of about 114 'Brirnell. It is therefore quite clear that only the special type of the invention Combination of some known measures in centrifugal casting is very important has brought about advanced technical effect.

Außer den @obenerwähnten Legierungszusammensetzungen können bei Benutzung einer Gußform nach der Erfindung bei Verarheitung von Bleibronzen günstige Ergebnisse erzielt werden. So zeigt es sich z. B., daß .eine Bleibronze mit ;etwa 69% Cu, 25% Pb, 4. bis 5 % Sn und i °!o Ni gleichfalls erhebliche Steigerungen der mechanischen Werte ergibt. Besonders beachtenswert ist gerade bei der Herstellung von Lagerschalen aus Bleibronzen, daß das Gefüge sehr feinkörnig und die an sich ungleichartigen Bleiteilchen in sehr feinen Adern das Gefüge durchziehen. Diese Ausbildung eines für Lagerblei günstigen Feingefüges ist auf die gleichmäßige schnelle, gewissermaßen schlagartige Füllung der Form zurückzuführen.In addition to the above-mentioned alloy compositions, in use a casting mold according to the invention in the impoverishment of lead bronzes favorable results be achieved. So it shows z. B. that. A lead bronze with; about 69% Cu, 25% Pb, 4 to 5% Sn and 100% Ni likewise have considerable increases in the mechanical Values. Particularly noteworthy is the production of bearing shells made of lead bronzes that the structure is very fine-grained and the inherently dissimilar Lead particles run through the structure in very fine veins. This training one The fine structure favorable for bearing lead is due to the uniform fast, to a certain extent due to sudden filling of the form.

Claims

PATENT CLAIMS: 'i. Centrifugal casting mold for the production of semicircular bearing shells, in which the mold cavities lie with their largest longitudinal side parallel to the axis of rotation and are fed by channels that branch off from the sprue located in the common axial core, characterized in that the central core (f) .at its beginning has glue constriction (g) and at the end a linen expanded metal bag (k).

2. centrifugal casting mold according to claim i, characterized in that that the channels, which branch off from the sprue in the axial core, in the central part the mold cavities open.