DE1758598B1

DE1758598B1 - Mold

Info

Publication number: DE1758598B1
Application number: DE19681758598
Authority: DE
Inventors: Bardgett William Edward
Original assignee: Distington Engineering Co Ltd
Current assignee: Distington Engineering Co Ltd
Priority date: 1967-07-05
Filing date: 1968-07-03
Publication date: 1971-01-21
Also published as: NL6809502A; BE717730A; FR1571886A; LU56413A1; GB1200382A; NO119493B; SE325670B; AT284355B; DK119374B

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießform, insbesondere Kokille zum Gießen von Metallkörpern, insbesondere Kokillen mit einer metallischen, einen Gießraum umschließenden Formwand, deren Querschnitt eine oder mehrere Ecken hat.The invention relates to a casting mold, in particular a permanent mold for casting metal bodies, in particular Chill molds with a metallic mold wall enclosing a casting space, the cross section of which has one or has several corners.

Beim Gießen von Metall in den gegenwärtig üblichen Kokillengußformen geht die Wärmeabfuhr vom Gießmetall durch die Gießform ungleichmäßig über die Kokillenaußenfläche vor sich, woraus sich unerwünschte Seigerungen im geschmolzenen Metall ergeben. Eine bekannte Kokille hat beispielsweise bei Betrachtung eines horizontalen Querschnitts eine im wesentlichen rechteckige Form und hat gleichmäßige Wandstärke.When casting metal in the currently common chill molds, the heat is dissipated from the casting metal through the casting mold unevenly over the outer surface of the mold in front of you, from which result in undesirable segregations in the molten metal. A known mold has, for example, at Considering a horizontal cross section, it is substantially rectangular in shape and has uniform Wall thickness.

Bis jetzt haben Versuche, diese unerwünschten Inhomogenitäten zu vermeiden, in der Regel zu komplizierten Abänderungen der Form der Kokillenwand geführt. Eine komplizierte Gießform dieser Art, wie sie beispielsweise in der britischen Patentschrift 348 270 beschrieben ist, hat unter anderem die Nachteile, daß die Gießform schwierig herzustellen und demgemäß auch schwierig zu verwenden ist.Up until now, attempts to avoid these undesirable inhomogeneities have generally been too complicated Changes to the shape of the mold wall led. A complicated mold like this, like it is described, for example, in British patent specification 348 270, has, among other things, the disadvantages that the mold is difficult to manufacture and accordingly difficult to use.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgemäß, eine Kokille zu schaffen, in der ohne eine Veränderung der Gießformwandoberflächen die Seigerungstendenz des geschmolzenen Metalls vermindert wird.The object of the present invention is accordingly to provide a mold in which without a Altering the mold wall surfaces reduces the tendency of the molten metal to segregate will.

Diese Aufgabe wird bei einer Kokille der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß in der Gießformwand an jeder Ecke eine in Gießformlängsrichtung verlaufende Ausnehmung vorgesehen ist.This object is achieved in a mold of the type mentioned in that in the mold wall a recess extending in the longitudinal direction of the casting mold is provided at each corner.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen in Ausführungsbeispielen veranschaulicht, und zwar zeigtThe invention is illustrated in the drawings in exemplary embodiments, namely shows

F i g. 1 eine Seitenansicht einer üblichen, heute verwendeten Kokille,F i g. 1 is a side view of a conventional mold used today,

F i g. 2 in einem vergrößerten Maßstab einen Querschnitt der Gießform von F i g. 1, in den durch eingezeichnete Isothermen ein Temperaturverlauf eingetragen ist (auf die übliche Querschnittsschraffur wurde zur besseren Veranschaulichung verzichtet),F i g. Figure 2 shows, on an enlarged scale, a cross-section of the mold of Figure 2. 1, in the through drawn isotherms a temperature curve is entered (on the usual cross-sectional hatching was omitted for better illustration),

F i g. 3 bzw. 4 einen Seiten- bzw. vergrößerten Querschnitt einer erfindungsgemäßen Kokille,F i g. 3 and 4 a side or enlarged cross-section of a mold according to the invention,

F i g. 5 einen Teilquerschnitt einer Gießform, die eine abgewandelte Ausführungsform zeigt,F i g. 5 is a partial cross-section of a casting mold showing a modified embodiment;

F i g. 6 und 7 der F i g. 5 ähnliche Ansichten von anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung undF i g. 6 and 7 of FIG. 5 are similar views of other embodiments of the invention;

F i g. 8 und 9 Querschnitte von erfindungsgemäßen Kokillen.F i g. 8 and 9 cross sections of molds according to the invention.

Die in F i g. 1 und 2 gezeigte Kokille hat, wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, einen im Querschnitt quadratischen Gießraum 1 und einen ebenfalls im wesentlichen quadratischen äußeren Umfang 2. Die tatsächliche Form des Umfangs 2 ist so gewählt, daß die Dicke der Gießformwand im wesentlichen gleich ist. Die Linien 3,4 und 5 stellen Isothermen innerhalb der Gießformwand dar, die durch sorgfältige Messung der Temperaturverteilung erhalten wurden. Die Messungen fanden 10 Minuten nach dem Eingießen des Stahls in die Gießform statt. Die Isothermen 3 bis 5 haben abfallende Temperaturen, und es ist zu sehen, daß die von den Isothermen 3 eingeschlossenen Stellen der höchsten Temperatur an den Längsseiten des Gießraums liegen, während dessen Ecken kälter sind und die durch die Isotherme 4 angezeigte nächstniedrigere Temperatur haben. Außerdem zeigen die Isothermen einen derartigen Verlauf des Wärmeflusses durch die Wand der Gießform an, daß die äußeren Oberflächen der Gießformecken eine merklich geringere Temperatur als die äußeren Längsseiten haben. Der Temperaturgradient ist an den Ecken am größten. Weitere nur 5 Minuten nach dem Abguß erfolgende Temperaturmessungen ergaben Isothermen, die einen ähnlichen Verlauf aufweisen wie die oben beschriebenen. Demzufolge ist die Wärmeübergangsgeschwindigkeit von dem Gußstück zur Kokille an den Ecken am größten und an den Seitenwänden am geringsten. Es ist zu beachten, daß Isothermen niedrigerer Temperatur als die Isothermen 5 an den Kanten der Gießform aus der äußeren Oberfläche heraustreten.The in F i g. 1 and 2 has, as best shown in FIG. 2, one in cross section square casting space 1 and a likewise essentially square outer circumference 2. The actual shape of the circumference 2 is chosen so that the thickness of the mold wall is essentially the same is. Lines 3, 4 and 5 represent isotherms within the mold wall, which by careful measurement the temperature distribution were obtained. The measurements took place 10 minutes after the pouring of the Stahls in the mold instead. Isotherms 3 through 5 have descending temperatures, and it can be seen that the places enclosed by the isotherms 3 have the highest temperature on the long sides of the casting room, while the corners of which are colder and the next lower one indicated by the isotherm 4 Have temperature. In addition, the isotherms show such a course of the heat flow through the wall of the mold that the outer surfaces of the mold corners have a noticeable effect have a lower temperature than the outer long sides. The temperature gradient is at the Corners at the largest. Temperature measurements were taken only 5 minutes after the casting Isotherms that show a course similar to the one described above. As a result, the Heat transfer rate from the casting to the mold is greatest at the corners and at the Sidewalls least. It should be noted that isotherms are lower in temperature than the isotherms 5 step out of the outer surface at the edges of the mold.

Betrachtung von F i g. 2 zeigt, daß an den Ecken der Gießform ein größeres Metallvolumen zur Abführung der Wärme zur Verfügung steht als entlang den Längsseiten der Gießformwand. Deshalb schlägt die Erfindung eine Verminderung von Metall an den Ecken der Gießformwand vor, indem an den Ecken eine Unterbrechung der Metallmasse vorgesehen wird, um so die Größe des Wärmeflusses an den Ecken zu vermindern und, soweit möglich, der Größe des Wärmeflusses an den Längsseiten der Gießformwand anzugleichen.Consideration of FIG. Figure 2 shows that there is a larger volume of metal at the corners of the mold for drainage the heat is available than along the long sides of the mold wall. That's why it beats the invention proposes a reduction in metal at the corners of the mold wall by adding at the corners an interruption of the metal mass is provided so as to reduce the size of the heat flow to the To reduce corners and, as far as possible, the size of the heat flow on the long sides of the mold wall to adjust.

Die F i g. 3 und 4 zeigen eine Gießform 6, die der in F i g. 1 und 2 gezeigten ähnlich ist, aber Unterbrechungen im Metallmaterial an den Ecken in Form von kreisförmigen Ausnehmungen oder Bohrungen 7 an jeder Ecke der Gießform hat. Jede Ausnehmung 7 erstreckt in Gießformlängsrichtung von der Oberseite bis zur Unterseite der Gießform durch diese. Das Anbringen dieser Ausnehmungen ist mittels normaler Gießereitechniken leicht möglich.The F i g. 3 and 4 show a casting mold 6 which is similar to that shown in FIG. 1 and 2, but with interruptions in the metal material at the corners in the form of circular recesses or holes 7 on every corner of the mold. Each recess 7 extends in the longitudinal direction of the casting mold from the top to the bottom of the mold through this. The making of these recesses is by means of easily possible with normal foundry techniques.

Kennzeichnende Abmessungen können in bezug auf die diagonale Dicke C der Ecke der Wand wie folgt festgelegt werden:Characteristic dimensions can be in relation to the diagonal thickness C of the corner of the wall such as can be determined as follows:

Bohrungsdurchmesser = —Bore diameter = -

Bohrungsmittelpunkt =Hole center =

Die Dicke C der Ecke beträgt in der Regel etwa 95% der Dicke der Wand an den Längsseiten der Gießform. Das obenerwähnte Verhältnis des Bohrungsdurchmessers zur Eckendicke beeinträchtigt auch die Festigkeit der Gießform nur wenig.The thickness C of the corner is usually about 95% of the thickness of the wall on the long sides of the Casting mold. The above-mentioned ratio of the bore diameter to the corner thickness is impaired also the strength of the casting mold only slightly.

Die Erfindung ist nicht auf die Anbringung von Ausnehmungen mit kreisförmigem Querschnitt oder auf eine einzelne Ausnehmung an jeder Ecke beschränkt. So können beispielsweise, wie in F i g. 5 gezeigt, zwei Ausnehmungen geeigneten Durchmessers an jeder Ecke vorgesehen sein. Diese Ausnehmungen 8 liegen symmetrisch zur Eckenmittellinie 9 und liegen auf der Mittellinie 10 der Wand der Gießform. Andererseits kann, wie in F i g. 6 gezeigt ist, eine einzelne Ausnehmung 11, die einen gekrümmten und langgestreckten Querschnitt hat, an jeder Ecke vorgesehen sein. Obgleich die Bohrung 11 als schmaler gewölbter Schlitz dargestellt ist, können die Abmessungen solcher Ausnehmungen auch so gewählt werden, daß sie eine breitere und kürzere Querschnittsform als die gezeigte haben.The invention is not limited to the making of recesses with a circular cross-section or limited to a single recess at each corner. For example, as shown in FIG. 5 shown, two recesses of suitable diameter may be provided at each corner. These recesses 8 are symmetrical to the corner center line 9 and lie on the center line 10 of the wall of the Casting mold. On the other hand, as shown in FIG. 6 is shown a single recess 11 having a curved and elongated in cross-section, may be provided at each corner. Although the hole 11 is shown as a narrow arched slot, the dimensions of such recesses can also be so be chosen so that they have a wider and shorter cross-sectional shape than that shown.

In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Querschnitt jeder Ausnehmung die Form eines kleinen Kreissegmentes. Eine solche Ausnehmung 12 ist in F i g. 7 gezeigt und hat einen aus einem gekrümmten Teil 12 a bestehenden, im wesentlichenIn a preferred embodiment, the cross section of each recess is in the form of a small one Circle segment. Such a recess 12 is shown in FIG. 7 and has one of a curved Part 12 a existing, essentially

parallel zur äußeren Oberfläche der Gießformecke verlaufenden Teil 12 a und einen geraden, senkrecht auf der Eckenmittellinie 9 stehenden Teil 12 b. Part 12 a running parallel to the outer surface of the casting mold corner and a straight part 12 b which is perpendicular to the corner center line 9.

Abgesehen von der Größe, der Form, der genauen Anordnung und der Anzahl der an jeder Ecke vorge- S sehenen Bohrungen, ist die Wirkung der Erfindung nicht allein auf die Verminderung der Metallmenge an der Gießformecke zurückzuführen, sondern ebenso auf die Tatsache, daß jede Bohrung Luft enthält, die wärmeisolierend wirkt. In dieser Hinsicht ist zu be- ίο rücksichtigen, daß die Ausbildungen der Ausnehmungen gemäß den F i g. 6 und 7 eine bessere Wärmeisolierung gegenüber den anderen beschriebenen Ausnehmungsquerschnittsformen bieten. Vorzugsweise wird Sorge dafür getragen, daß diese Luft während des Gießens der Kokille möglichst in Ruhe bleibt. Vorzugsweise wird dabei die Gießform auf ihren Boden so aufgesetzt, daß die unteren Enden der Ausnehmungen verschlossen sind und wirksam gegen den Eintritt von Luft abgedichtet sind. aoRegardless of the size, shape, exact arrangement and number of pieces at each corner seen bores, the effect of the invention is not only on reducing the amount of metal due to the casting mold corner, but also to the fact that each hole contains air, the has a heat-insulating effect. In this regard, it must be taken into account that the formations of the recesses according to FIGS. 6 and 7 provide better thermal insulation than the others described Offer recess cross-sectional shapes. Care is preferably taken that this air remains at rest as possible during the casting of the mold. The casting mold is preferably on their bottom placed so that the lower ends of the recesses are closed and effective against the entry of air are sealed. ao

Obwohl die Erfindung im vorstehenden für Kokillen mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt beschrieben ist, kann die Erfindung auch bei anders geformten Gießformen angewandt werden, indem man eine oder mehrere Ausnehmungen an jeder Ecke des Gießformquerschnitts anbringt. So ist, wie in F i g. 8 gezeigt ist, eine achteckige Gießform 13 mit kreisförmigen Ausnehmungen 14 an jeder der acht Ecken versehen.Although the invention in the above for molds with a substantially square cross-section is described, the invention can also be applied to other shaped casting molds by one or more recesses are made at each corner of the mold cross-section. So is how in F i g. 8, an octagonal mold 13 with circular recesses 14 on each of the eight Provide corners.

Es ist einzusehen, daß die Erfindung nicht auf eine kreisförmige Gießform mit gleichmäßiger Wanddicke anzuwenden ist, weil solch eine Gießform keine Ecken hat und deshalb das durch die Erfindung zu lösende Problem nicht auftritt. Es gibt aber auch Gießformen mit einer kreisförmigen inneren oder einer kreisförmigen äußeren Flächenform, bei der jeweils eine dieser Flächen Ecken aufweist. In diesem Fall kann die Erfindung durch Anbringung einer Ausnehmung an jeder Ecke der Gießformwand mit Vorteil verwendet werden. So ist beispielsweise in F i g. 9 eine Gießform 15 mit kreisförmigem äußerem Umfang und achtkantigem, aus konvex gekrümmten Seiten zusammengesetztem innerem Umfang dargestellt, wobei auf der Eckenlinie jeder einspringenden Ecke 17 eine Ausnehmung 16 vorgesehen ist.It will be appreciated that the invention does not apply to a circular mold having a uniform wall thickness because such a mold does not Has corners and therefore the problem to be solved by the invention does not arise. There is also Casting molds with a circular inner or a circular outer surface shape, in which each one of these surfaces has corners. In this case, the invention can be achieved by attaching a Recess at each corner of the mold wall can be used with advantage. For example, in F i g. 9 a casting mold 15 with a circular outer circumference and octagonal, convexly curved Pages shown with a composite inner circumference, each re-entrant on the corner line Corner 17 a recess 16 is provided.

Größe und Form der Ausnehmungen für spezielle Ausbildungen von Gießformen werden mindestens in gewissem Umfang durch Versuche und auftretende Fehler bestimmt. Bei einer kreisförmigen Ausnehmung wird der Ausnehmungsdurchmesser auf jeden Fall im allgemeinen um so kleiner, je größer der eingeschlossene Winkel der Ecke der im Gießraum abzugießenden Kokille ist.The size and shape of the recesses for special designs of casting molds are at least determined to a certain extent by attempts and errors that occur. With a circular recess In any case, the larger the recess, the smaller the recess diameter included angle of the corner of the mold to be cast in the casting room.

Während des Abgießens einer Kokille mit den erfindungsgemäßen Ausnehmungen oder Bohrungen ist der Wärmeabfluß an den Ecken der Gießform vermindert, wodurch eine gleichförmigere Kühlung und eine Verminderung der Anfälligkeit der Ecken für Abplatzungen erreicht wird.During the casting of a mold with the recesses or bores according to the invention the heat dissipation at the corners of the mold is reduced, thus providing a more uniform cooling and a reduction in the susceptibility of the corners to flaking is achieved.

Durch die Anordnung der erfindungsgemäßen Ausnehmungen wird auch eine größere Lebensdauer der Gießform erreicht. The arrangement of the recesses according to the invention also results in a longer service life for the casting mold.

Claims

Patent claims:

1. Casting mold for casting metal bodies, in particular molds with a metallic, a casting mold wall enclosing a casting space, the cross section of which has one or more corners, characterized in that within the wall of the casting mold at each corner at least one extending in the longitudinal direction of the casting mold Recess (7; 11; 12; 14; 16) is provided.

2. Casting mold according to claim 1, characterized in that at each corner within the Mold wall several recesses (8) are provided.

3. Casting mold according to claim 1 or 2, characterized in that the recesses (7; 8; 14; 16) have circular cross-sections.

4. Casting mold according to claim 1, characterized in that the recesses (11; 12) have elongated cross-sections.

5. Casting mold according to claim 4, characterized in that the recesses (11) the Have a cross-section of a curved slot.

6. Casting mold according to claim 4, characterized in that the recesses (12) have a have small circular segment-shaped cross-section, the curved part (12 ") of the cross-sectional shape being substantially parallel to the outer surface the mold runs.

7. Casting mold according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at each corner located recess or the recesses (7; 8; 11; 12: 14) on the center line (10) of the Mold wall and symmetrically to the center line (9) of the mold corner are arranged.

8. Casting mold according to one of claims 1 to 7, characterized in that each recess (7; 8; 11; 12; 14: 16) runs through from the top to the bottom of the casting mold.

1 sheet of drawings

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