ES2330965T3 - COOLING COQUILLA FOR THE COLLECTION OF LIGHT ALLOY FOUNDRY MATERIALS AND USE OF A SUCH COQUILLA AS WELL AS AN IRON FOUNDRY MATERIAL. - Google Patents
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Abstract
Description
Coquilla de enfriamiento para la colada de materiales de fundición de aleación ligera y empleo de una tal coquilla así como de un material de fundición de hierro.Cooling cooler for laundry light alloy casting materials and use of one such shell as well as an iron casting material.
La presente invención se refiere a una coquilla de enfriamiento para la colada de materiales de fundición de aleación ligera. La invención también se refiere al empleo de una tal coquilla y la utilización de un material de fundición de hierro de por sí conocido.The present invention relates to a shell cooling for casting casting materials light alloy The invention also relates to the use of a such a shell and the use of an iron foundry material known per se.
Es conocido el hecho de emplear coquillas de enfriamiento en moldes de fundición, en particular moldes de fundición de arena, para enfriar, en la zona de contacto entre el material de fundición y la coquilla de enfriamiento de modo más intenso y de forma selectiva de lo que permite un molde de arena, un material de fundición colado en un molde de fundición, en particular un material de fundición de aleación ligera, tal como un material de aluminio o de magnesio (Stephan Hasse, Ernst Brunhuber: "Giesserei Lexikon", pág. 735, 18. Edición 2001). De este modo se logra una solidificación orientada del material de fundición partiendo de las zonas del material de fundición que están en contacto con la coquilla de enfriamiento. Además, gracias al enfriamiento acelerado conseguido por el empleo de las coquillas de enfriamiento se puede conseguir una estructura de la pieza fundida solidificada, mejorada en cuanto a sus propiedades mecánicas, en particular una estructura más compacta en la zona que ha sido enfriada por la coquilla de enfriamiento.It is known to use coquillas of cooling in foundry molds, in particular molds of sand casting, for cooling, in the contact area between the Casting material and cooling shell so more intense and selectively allowing a sand mold, a casting material cast in a foundry mold, in particular a light alloy casting material, such as a aluminum or magnesium material (Stephan Hasse, Ernst Brunhuber: "Giesserei Lexikon", p. 735, 18. Edition 2001). In this way oriented solidification of the foundry material is achieved starting from the areas of the foundry material that are in contact with the cooling shell. Also, thanks to accelerated cooling achieved by the use of coquillas de cooling can be achieved a structure of the cast solidified, improved in terms of its mechanical properties, in particular a more compact structure in the area that has been cooled by the cooling shell.
Las coquillas de enfriamiento se colocan por lo tanto generalmente en aquellas partes del molde de fundición que reproducen zonas de la pieza fundida que se trata de producir en las que se plantean requisitos especialmente rigurosos en cuanto a las propiedades de su estructura. Esto es especialmente aplicable para la fabricación mediante técnicas de fundición de bloques de motor o culatas de motores de combustión de una aleación ligera.The cooling shells are placed so so much generally in those parts of the foundry mold that reproduce areas of the casting that is to be produced in the that there are especially stringent requirements regarding properties of its structure. This is especially applicable for manufacturing using engine block casting techniques or Combustion engine cylinder heads of a light alloy.
Un ejemplo típico del campo de los moldes de fundición en los que se emplean coquillas de enfriamiento para mejorar localmente la estructura son las cámaras de los cilindros de los motores de combustión. Las superficies de deslizamiento de las cámaras de los cilindros están sujetas durante el funcionamiento a unas cargas grandes por lo que se plantean unos requisitos rigurosos especialmente a sus propiedades de desgaste, su tenacidad o su resistencia.A typical example of the field of molds foundry in which cooling coils are used to improve the structure locally are the cylinder chambers of combustion engines The sliding surfaces of the Cylinder chambers are subject during operation to large loads so requirements are raised rigorous especially to its wear properties, its toughness or its resistance.
Las coquillas de enfriamiento usuales se fabrican en un material de hierro fundido. Se pueden producir económicamente y de forma sencilla con técnicas de fundición. Ahora bien, en la práctica las coquillas de enfriamiento de hierro fundido son problemáticas, especialmente al colar materiales de fundición de aleación ligera tales como masas fundidas de aluminio o de magnesio, debido al menor coeficiente de dilatación térmica del hierro fundido en comparación con el material de fundición de aleación ligera. Al efectuar la colada, la coquilla de enfriamiento que se llega a poner en contacto con la masa fundida de aleación ligera se calienta y se dilata conforme a su coeficiente de dilatación térmica. Cuando durante el subsiguiente proceso de solidificación desciende la temperatura, la coquilla vuelve a contraerse para volver a su volumen inicial.The usual cooling shells are manufactured in a cast iron material. Can occur economically and easily with casting techniques. Now well, in practice the iron cooling shells cast are problematic, especially when casting materials from light alloy casting such as aluminum melts or magnesium, due to the lower coefficient of thermal expansion of the cast iron compared to the foundry material of light alloy When casting, the cooling shell which comes into contact with the alloy melt Lightly heats and expands according to its coefficient of thermal expansion When during the subsequent process of solidification drops the temperature, the shell returns to Contract to return to its initial volume.
Si la masa fundida y la coquilla presentan coeficientes de dilatación térmica diferentes, pueden llegar a producirse tensiones o incluso movimientos relativos en las zonas de contacto entre las coquillas de enfriamiento y el material de fundición solidificado, con lo cual se producen defectos en la pieza fundida terminada. En particular pueden llegar a producirse porosidades y otros defectos superficiales comparables. Esta clase de defectos son especialmente problemáticos allí donde surgen durante el funcionamiento de la pieza fundida respectiva se producen unas cargas especialmente elevadas.If the melt and the shell present Different thermal expansion coefficients can reach tensions or even relative movements in the areas of contact between the cooling shells and the material of solidified cast iron, resulting in defects in the part Fade finished. In particular they can occur porosities and other comparable surface defects. This class of defects are especially problematic where they arise during operation of the respective cast piece it they produce especially high loads.
A esto hay que añadir que las tensiones existentes entre la coquilla de enfriamiento y la pieza fundida pueden llegar a ser tan intensas que la coquilla de enfriamiento solamente se pueda separar de la pieza fundida solidificada con un esfuerzo relativamente grande, lo cual resulta negativo para la fabricación automatizada de piezas de fundición de aleación ligera.To this we must add that tensions existing between the cooling shell and the casting they can become so intense that the cooling shell can only be separated from the solidified casting with a relatively large effort, which is negative for the automated manufacture of alloy castings light
Se ha intentado resolver el problema resultante del empleo de machos de fundición gris, utilizando en su lugar coquillas de latón. Así se conoce por el documento DE 195 33 529 A1 formar las oquedades de cilindro de motores de combustión interna mediante una coquilla de latón colocada en el molde de fundición de arena previsto para la colada de masa fundida de aluminio. La composición del latón de estas coquillas conocidas está ajustada preferentemente de tal modo que presenten unos coeficientes de dilatación térmica mínimos de 20 x 10^{-6} K^{-1}, que están adaptados al de una masa fundida de aluminio. Al haberse adaptado el coeficiente de dilatación térmica de las coquillas al del aluminio que se ha de colar se tiene la garantía de que la coquilla y el material fundido colado se dilatan o contraen esencialmente en la misma medida. De este modo se pueden reducir al mínimo las tensiones entre la pieza fundida y la coquilla de enfriamiento.An attempt was made to solve the resulting problem of the use of gray cast iron males, using instead brass shells This is known from document DE 195 33 529 A1 form the internal combustion engine cylinder cavities by means of a brass shell placed in the casting mold of sand intended for pouring aluminum melt. The brass composition of these known coquillas is tight preferably so that they have coefficients of minimum thermal expansion of 20 x 10-6 K -1, which are adapted to an aluminum melt. Having adapted the coefficient of thermal expansion of coquillas to aluminum that has to be cast is guaranteed that the shell and the cast molten material expand or contract essentially in the same measure. This way you can minimize the tensions between the casting and the cooling shell.
El inconveniente de las coquillas de latón conocidas es su alto precio y su comportamiento desfavorable en cuanto al desgaste. Su manejo también es costoso ya que las coquillas de latón por ejemplo no se pueden sujetar por medio de imanes. Esto hace especialmente difícil poder disponer de moldes de fundición equipados con coquillas de latón para una producción automatizada. Para evitar adherencias de material fundido sobre la coquilla y conseguir una calidad superficial óptima es además necesario por lo general en la práctica dotar a la superficie de la coquilla de una capa lubricante de plombagina. También esta operación complica el proceso de producción, que entraña unos gastos adicionales inevitables.The inconvenience of brass shells known is its high price and its unfavorable behavior in As for wear. Its handling is also expensive since the brass shells for example cannot be held by means of magnets This makes it especially difficult to have molds of cast iron equipped with brass shells for a production automated To avoid adhesions of molten material on the coquilla and achieve optimum surface quality is also it is usually necessary in practice to provide the surface of the a single layer of plombagina lubricant. Is also operation complicates the production process, which involves some unavoidable additional expenses.
Partiendo del estado de la técnica antes expuesto, el objetivo de la invención era facilitar una coquilla de enfriamiento de fabricación económica que tuviera unas propiedades de utilización optimizadas y al mismo tiempo permitiera obtener unos resultados de fundición optimizados.Starting from the prior art before exposed, the objective of the invention was to provide a shell of economic manufacturing cooling that had properties optimized utilization and at the same time allow to obtain Optimized casting results.
Además de esto, se trataba de describir una posibilidad de utilización preferente para una coquilla de enfriamiento de este tipo.In addition to this, it was about describing a possibility of preferential use for a shell of Cooling of this type.
Por último, el problema que se trataba de resolver con la invención también consistía en describir una nueva posibilidad de utilización para un material de fundición de hierro de por sí conocido.Finally, the problem that was about solving with the invention was also to describe a new possibility of use for an iron foundry material known per se.
Con respecto a la coquilla de enfriamiento para la colada de materiales de fundición de aleación ligera se ha resuelto este objetivo por el hecho de que está fabricada de un material de hierro fundido aleado con Ni y/o Mn, cuyo contenido de Ni y/o Mn está dimensionado de tal modo que el coeficiente de dilatación térmica de la coquilla de enfriamiento está adaptado al coeficiente de dilatación térmica del material de fundición de aleación ligera que se trata de colar en cada caso.With respect to the cooling shell for casting of light alloy foundry materials has solved this objective by the fact that it is made of a cast iron material alloyed with Ni and / or Mn, whose content of Ni and / or Mn is sized such that the coefficient of thermal expansion of the cooling shell is adapted to the coefficient of thermal expansion of the foundry material of Light alloy that is cast in each case.
Una coquilla de enfriamiento realizada conforme a la invención se puede emplear preferentemente como componente de un molde de fundición de arena para colar un bloque de cilindros de un material de fundición de aleación ligera.A cooling shell made in accordance the invention can preferably be used as a component of a sand casting mold to cast a cylinder block of a lightweight alloy casting material.
La invención aprovecha la posibilidad de alear el hierro fundido de tal modo que su coeficiente de dilatación térmica se corresponda con el coeficiente de dilatación térmica de la masa fundida de aleación ligera que se vaya a colar en cada caso. Un hierro fundido correspondientemente aleado ya es de por sí conocido. En la memoria de patente alemana DE 27 19 456 A1 ya se ha descrito un material de hierro fundido que presenta un coeficiente de dilatación térmica entre 16,0 x 10^{-6} y 21,0 x 10^{-6} K^{-1} para temperaturas que estén entre 20ºC y 100ºC. Esto se corresponde por ejemplo con el coeficiente de dilatación térmica de las aleaciones fundidas de aluminio típicas en el correspondiente intervalo de temperaturas. Ahora bien hasta la fecha esta clase de materiales de hierro fundido solamente se han empleado para componentes que vayan empotrados en la fundición de los elementos de aleación ligera o que estén calados por contracción con éstos o encajados a presión en ellos. Un campo de aplicación típico para la aleación conocida por el documento DE 27 19 456 A1 se encuentra en la fabricación de ranuras anulares que se emplean como elementos de junta en pistones de metal ligero para motores de combustión.The invention exploits the possibility of alloying cast iron in such a way that its expansion coefficient thermal corresponds to the thermal expansion coefficient of the light alloy melt to be cast in each case. A correspondingly alloyed cast iron is already in itself known. In German patent specification DE 27 19 456 A1 it has already been described a cast iron material that has a coefficient of thermal expansion between 16.0 x 10-6 and 21.0 x 10-6 K -1 for temperatures that are between 20 ° C and 100 ° C. This is corresponds for example with the coefficient of thermal expansion of the cast aluminum alloys typical in the corresponding temperature range Now to date this kind of cast iron materials have only been used to components that are embedded in the casting of the elements light alloy or that are contracted with these or snapped into them. A typical field of application for alloy known from DE 27 19 456 A1 is found in the manufacture of annular grooves that are used as elements of Light metal piston seal for combustion engines.
Para poder adaptar el coeficiente de dilatación térmica del material fundido de hierro y el material fundido de aleación ligera con suficiente exactitud para los fines de la invención se limita preferentemente la desviación del coeficiente de dilatación térmica del material de fundición de hierro empleado en cada caso para la coquilla de enfriamiento del respectivo material fundido de aleación ligera a una gama máxima de \pm 0,4 x 10^{-6}/K.In order to adapt the expansion coefficient thermal molten material of iron and molten material of light alloy with sufficient accuracy for the purpose of the invention is preferably limited coefficient deviation thermal expansion of the iron foundry material used in each case for the cooling shell of the respective light alloy cast material at a maximum range of ± 0.4 x 10-6 / K.
Sorprendentemente se ha visto que de acuerdo con el modelo de material conocido aleado con manganeso y/o níquel se pueden ajustar los materiales de hierro fundido en cuanto a su coeficiente de dilatación térmica de tal modo que las coquillas fabricadas con ellos presentan un comportamiento óptimo en cuanto a los resultados de fundición deseados en un molde de fundición, en particular en un molde de fundición de arena. Esto no era previsible ya que de acuerdo con el estado de la técnica siempre estaban en primera línea las propiedades mecánicas y de estructura del material de hierro fundido conocido, con respecto a la funcionalidad deseada en cada caso. Frente a esto se basa la invención en el reconocimiento de que unas aleaciones de hierro fundido con esta composición son especialmente adecuadas para ser empleadas como material para la fabricación de coquillas de enfriamiento, debido a su comportamiento de dilatación térmica que va más allá de las propiedades mecánicas y de la estructura.Surprisingly it has been seen that according to The model of known material alloyed with manganese and / or nickel is they can adjust the cast iron materials in terms of their thermal expansion coefficient such that the shells manufactured with them have an optimal behavior in terms of the desired casting results in a foundry mold, in particular in a sand casting mold. This was not predictable since according to the state of the art always mechanical and structural properties were at the forefront of the known cast iron material, with respect to the desired functionality in each case. Facing this the invention in the recognition that iron alloys fused with this composition are especially suitable to be used as material for the manufacture of shells of cooling, due to its thermal expansion behavior that It goes beyond mechanical properties and structure.
El empleo de un material de hierro fundido
aleado conforme a la invención con Mn, Ni, respectivamente cada uno
por sí solo o mediante una combinación adecuada de estos elementos,
destinado a la fabricación de coquillas de enfriamiento puede
reducir al mínimo las tensiones que se producen en otros casos en
las coquillas al colar las masas fundidas de aleación ligera en la
zona de contacto entre la coquilla de enfriamiento y el material
fundido solidificado. Al adaptarse el coeficiente de dilatación
térmica de la coquilla de enfriamiento al del material fundido de
aleación ligera, se reducen al mínimo las tensiones que surgen en el
curso de la solidificación del material fundido entre la coquilla y
el material fundido. Con las coquillas de enfriamiento se consiguen
con seguridad al mismo tiempo los efectos ventajosos de por sí
conocidos por el estado de la técnica en cuanto a la estructura
solidificada de grano orientado. Al mismo tiempo las coquillas
conformes a la invención se pueden fabricar de modo conocido
económicamente y poseen una resistencia al desgaste muy superior a
las conocidas coquillas de
latón.The use of an alloy cast iron material according to the invention with Mn, Ni, respectively each by itself or by a suitable combination of these elements, intended for the manufacture of cooling shells can minimize the stresses that occur in other cases in the shells when casting the light alloy melts in the contact zone between the cooling shell and the solidified molten material. By adapting the coefficient of thermal expansion of the cooling shell to that of the light alloy cast material, the stresses that arise in the course of solidification of the molten material between the shell and the molten material are minimized. With the cooling shells, the advantageous effects known per se by the state of the art in terms of solidified oriented grain structure are achieved at the same time. At the same time, the shells according to the invention can be manufactured in an economically known manner and have a wear resistance much greater than the known shells of
brass.
Debido a sus propiedades magnéticas se pueden manejar con facilidad para un tratamiento automatizado, de modo que presenta una utilidad claramente mejorada en comparación con las conocidas del campo de la fundición de aleación ligera. Para la práctica resulta especialmente importante que las calidades superficiales de la pieza fundida obtenidas con la utilización de las coquillas de fundición conformes a la invención son tan buenas que ya no es necesaria la costosa aplicación de una capa lubricante de plombagina en la coquilla antes del proceso de colada, que se requiere según el estado de la técnica.Due to their magnetic properties they can be easily handle for automated treatment, so that it has a clearly improved utility compared to known from the field of light alloy casting. For the practice is especially important that the qualities surface of the casting obtained with the use of foundry shells according to the invention are so good that the expensive application of a lubricating layer is no longer necessary of plombagina in the shell before the casting process, which is required according to the state of the art.
De acuerdo con la invención es perfectamente posible añadir al material de hierro fundido únicamente níquel o únicamente manganeso, o también ambos elementos citados como componentes de la aleación. Lo importante es que el coeficiente de dilatación térmica de la coquilla de enfriamiento esté adaptado al coeficiente de dilatación térmica del material de fundición.In accordance with the invention it is perfectly possible to add only nickel to the cast iron material or only manganese, or also both elements cited as alloy components. The important thing is that the coefficient of thermal expansion of the cooling shell is adapted to the coefficient of thermal expansion of the foundry material.
Las coquillas de enfriamiento conformes a la invención son especialmente adecuadas para ser empleadas al colar aleaciones de aluminio, ya que el coeficiente de dilatación térmica del material de la coquilla se puede adaptar especialmente bien al de las aleaciones de aluminio. Las coquillas de enfriamiento sin embargo también se pueden emplear para la colada de otras aleaciones de materiales ligeros tales como por ejemplo aleaciones de magnesio.The cooling coils conforming to the invention are especially suitable for use when casting aluminum alloys, since the coefficient of thermal expansion of the shell material can be specially adapted to the of aluminum alloys. Cooling shells without However, they can also be used for the laundry of others alloys of light materials such as for example alloys of magnesium
Las coquillas de enfriamiento son especialmente adecuadas para ser empleadas en moldes de fundición de arena para la colada de un bloque de cilindros de un material de fundición de aleación ligera.The cooling shells are especially suitable for use in sand casting molds for casting a cylinder block of a foundry material of light alloy
En este caso las coquillas de enfriamiento realizadas conforme a la invención pueden servir especialmente para reproducir los huecos de los cilindros de un bloque de cilindros fundido para motores de combustión. Esto es válido con independencia de que las oquedades sirvan ellas mismas como superficie de deslizamiento en los cilindros o si están previstas camisas de cilindro postizas.In this case the cooling shells made in accordance with the invention can be especially useful for reproduce the gaps of the cylinders of a cylinder block cast for combustion engines. This is valid with independence of the cavities serve themselves as sliding surface on cylinders or if provided fake cylinder shirts.
Si las paredes huecas interiores forman ellas mismas la superficie de deslizamiento del cilindro entonces las paredes huecas interiores se pueden recubrir de forma conocida con un material, por ejemplo níquel o silicio después de solidificada la pieza fundida y para incrementar su resistencia al desgaste. Pero también existe la posibilidad de emplear como material fundido una aleación de por sí conocida hipereutéctica que segregue silicio, en cuyo caso las coquillas de enfriamiento conformes a la invención garantizan con seguridad que se producirá la deseada segregación de Si en la zona de las superficies de deslizamiento del cilindro, gracias a la solidificación acelerada provocada de forma controlada mediante las coquillas de enfriamiento. Obviamente existe en este caso la posibilidad de efectuar después de la solidificación de la pieza fundida un mecanizado de las superficies de deslizamiento para dejar al descubierto el silicio segregado, en una forma también de por sí conocida.If the interior hollow walls form them same the sliding surface of the cylinder then the hollow interior walls can be coated in a known way with a material, for example nickel or silicon after solidified the casting and to increase its resistance to wear. But there is also the possibility of using a molten material as a alloy known per se hypereutectic that secretes silicon, in in which case the cooling shells according to the invention guarantee with certainty that the desired segregation of If in the area of the sliding surfaces of the cylinder, thanks to accelerated solidification brought about in a controlled way through the cooling shells. It obviously exists in this case the possibility of effecting after solidification of the cast piece a machining of sliding surfaces to expose segregated silicon, in a form also known per se.
De acuerdo con una realización preferida, el material de hierro fundido puede presentar una proporción de níquel del 0,1 al 13,0% en peso. Con una proporción tal de níquel se puede realizar de forma especialmente sencilla la adaptación del coeficiente de dilatación térmica. Unos contenidos más altos de Ni provocan una mayor dilatación del hierro fundido durante el calentamiento, mientras que para contenidos menores de Ni, que si existen pueden combinarse también con pequeñas cantidades de Mn, se ajustan unos coeficientes de dilatación térmica menores. Se obtienen unos coeficiente de dilatación térmica de las coquillas de enfriamiento conformes a la invención especialmente bien adaptadas al comportamiento de dilatación térmica de las masas fundidas a base de aluminio, si el contenido de Ni es superior al 6,00% en peso, en particular si es como mínimo del 6,5% en peso. La gama de contenido de níquel se puede limitar hacia arriba, donde se producen con especial seguridad los efectos aprovechados por la invención, por el hecho de que el límite superior de esta gama se fija en un máximo del 8,00% en peso, preferentemente menos del 8,00% en peso.According to a preferred embodiment, the cast iron material may have a proportion of nickel from 0.1 to 13.0% by weight. With such a proportion of nickel you can carry out the adaptation of the Thermic dilatation coefficient. Higher Ni content cause further expansion of the cast iron during warming, while for contents less than Ni, yes they exist can also be combined with small amounts of Mn, it adjust lower thermal expansion coefficients. Be they obtain coefficients of thermal expansion of the coquillas of cooling according to the invention especially well adapted to the thermal expansion behavior of the melts to aluminum base, if the Ni content is greater than 6.00% in weight, in particular if it is at least 6.5% by weight. The range of Nickel content can be limited up where they occur with special certainty the effects exploited by the invention, by the fact that the upper limit of this range is set at a maximum of 8.00% by weight, preferably less than 8.00% in weight.
De forma alternativa o adicional, para efectuar la adaptación del coeficiente de dilatación térmica, el material de hierro fundido puede presentar también una proporción de manganeso que esté situada en una gama de 0,1 a 19,0% en peso. Unos contenidos superiores de Mn dan lugar a un desplazamiento del coeficiente de dilatación térmica hacia valores superiores, mientras que unos contenidos bajos de Mn, si van acompañados al mismo tiempo de unos contenidos bajos o inexistentes de Ni, provocan una dilatación menor del hierro fundido durante el calentamiento. Los contenidos de Mn están preferentemente en un campo de 4 a 12% en peso para asegurar una adaptación óptima al comportamiento de dilatación de las masas fundidas de Al.Alternatively or additionally, to perform the adaptation of the thermal expansion coefficient, the material of cast iron may also have a proportion of manganese which is located in a range of 0.1 to 19.0% by weight. Some higher contents of Mn result in a shift of the coefficient of thermal expansion towards higher values, while low Mn content, if accompanied by at the same time of low or non-existent Ni content, cause a smaller expansion of the cast iron during heating. The contents of Mn are preferably in a field of 4 to 12% by weight to ensure optimal adaptation to expansion behavior of Al melts.
Para conseguir también unos resultados óptimos en cuanto a la resistencia al desgaste del material de hierro fundido, el material de hierro fundido puede contener de modo de por sí conocido además del hierro y de las impurezas inevitables, los siguientes elementos (expresados en % en peso):To also achieve optimal results in terms of wear resistance of iron material cast, the cast iron material may contain so yes known in addition to iron and the inevitable impurities, the following elements (expressed in% by weight):
- C:C:
- 1,5 - 4,0%1.5 - 4.0%
- Si:Yes:
- 0,5 - 4,0%0.5 - 4.0%
- C_{u}:C_ {u}:
- 0,3 - 7,0%0.3 - 7.0%
- Cr:Cr:
- < 2,0%<2.0%
- Al:To the:
- 0,3 - 8,0%0.3 - 8.0%
- Ti:You:
- 0,01 - 0,5%0.01 - 0.5%
Por lo tanto la solución del objetivo antes citado en cuanto al empleo de un material de hierro fundido de por sí conocido por el documento DE 27 19 456 A1 consiste en que este material contenga además de hierro y las impurezas inevitables (en % en peso), C: 1,5 - 4,0%, Si: 0,5 - 4,0%, Cu: 0,3 - 7,0%, Cr: < 2,0%, Al: 0,3 - 8,0%, Ti: 0,01 - 0,5% así como por lo menos un elemento del grupo Ni, Mn, con la condición de que el contenido de Ni sea 0,1 - 13,0% y el contenido de Mn 0,1 - 19,0%, empleándose para la fabricación de una coquilla de enfriamiento para la colada de materiales fundidos de aleación ligera.Therefore the solution of the objective before cited regarding the use of a cast iron material for yes known from document DE 27 19 456 A1 is that this material contains in addition to iron and the inevitable impurities (in % by weight), C: 1.5 - 4.0%, Si: 0.5 - 4.0%, Cu: 0.3 - 7.0%, Cr: < 2.0%, Al: 0.3 - 8.0%, Ti: 0.01 - 0.5% as well as at least one group element Ni, Mn, with the proviso that the content of Nor be 0.1 - 13.0% and the content of Mn 0.1 - 19.0%, using for the manufacture of a cooling cooler for laundry of light alloy cast materials.
La invención se describe a continuación con mayor detalle sirviéndose de un ejemplo de realización representado en un dibujo. La Figura única muestra un bloque de cilindros fundido 1 que tiene insertada una coquilla de enfriamiento 2, en una vista en sección transversal.The invention is described below with greater detail using an embodiment shown in a drawing The unique figure shows a cast cylinder block 1 that has a cooling shell 2 inserted, in a view in cross section.
En la Figura 1 está representado, en una sección a través una de las cámaras de cilindro, un bloque de cilindros 1 fundido, terminado de solidificar, de un motor de combustión de varios cilindros fundido de modo de por sí conocido en un molde de fundición de arena no representado. Después de la solidificación y enfriamiento se ha retirado el molde de fundición de arena del bloque de cilindros 1, destruyéndolo.In Figure 1 it is represented, in a section through one of the cylinder chambers, a block of cylinders 1 cast, finished solidifying, of a combustion engine of several cylinders cast in a manner known per se in a mold of sand casting not represented. After solidification and cooling sand casting mold has been removed from cylinder block 1, destroying it.
El bloque de cilindros 1 ha sido colado con una
aleación convencional AlSi17Cu4Mg (Si: 16,0 - 18,0; Cu:
4,0
- 5,0; Fe: \leq 0,7; Mg: 0,4 - 0,7; Mn: \leq 0,2; Ti: \leq
0,2; Zn: \leq 0,2; suma restante: \leq 0,2; resto Al, datos en
% en peso). Este material fundido tiene un coeficiente de dilatación
térmica de 19,4 x 10^{-6}/K.Cylinder block 1 has been cast with a conventional AlSi17Cu4Mg alloy (Si: 16.0-18.0; Cu:
4.0-5.0; Fe: ≤ 0.7; Mg: 0.4-0.7; Mn: ≤ 0.2; Ti: ≤ 0.2; Zn: ≤ 0.2; remaining sum:? 0.2; Al rest, data in% by weight). This molten material has a thermal expansion coefficient of 19.4 x 10-6 / K.
Las coquillas de enfriamiento 2 han sido fabricadas de una aleación de hierro fundido GGL-NiCr 20-2 comercial, conocida bajo la denominación "Ni Resist". Mediante la elección de los contenidos de Mn y Ni las coquillas de enfriamiento presentan un coeficiente de dilatación térmica que en la gama de temperaturas de 20ºC a 200ºC es de 18,7 x 10^{-6}/K. Este coeficiente de dilatación térmica es tan similar al coeficiente de dilatación térmica de 19,4 x 10^{-6}K de la aleación AlSi17Cu4Mg, de la que está fundido el bloque motor, que durante el calentamiento y enfriamiento las coquillas de enfriamiento se comportan esencialmente igual que el material fundido de Al. En consecuencia se producen en todo caso unas tensiones mínimas en la zona de contacto entre la pieza fundida y la respectiva coquilla de enfriamiento, obteniéndose un resultado de fundición óptimo.The cooling shells 2 have been made of cast iron alloy Commercial GGL-NiCr 20-2, known under the name "Ni Resist". By choosing the contents of Mn and Ni cooling coils have a coefficient of thermal expansion than in the temperature range of 20 ° C to 200 ° C is 18.7 x 10-6 / K. This coefficient of thermal expansion is so similar to the coefficient of expansion 19.4 x 10-6 K thermal alloy of AlSi17Cu4Mg alloy, of which the engine block is melted, which during heating and cooling cooling shells behave essentially the same as Al's molten material. Consequently minimum tensions occur in the zone of contact between the casting and the respective shell of cooling, obtaining an optimal casting result.
Claims (7)
- C:C:
- 1,5 - 4,0%1.5 - 4.0%
- Si:Yes:
- 0,5 - 4,0%0.5 - 4.0%
- C_{u}:C_ {u}:
- 0,3 - 7,0%0.3 - 7.0%
- Cr:Cr:
- < 2,0%<2.0%
- Al:To the:
- 0,3 - 8,0%0.3 - 8.0%
- Ti:You:
- 0,01 - 0,5%0.01 - 0.5%
- C:C:
- 1,5 - 4,0%1.5 - 4.0%
- Si:Yes:
- 0,5 - 4,0%0.5 - 4.0%
- C_{u}:C_ {u}:
- 0,3 - 7,0%0.3 - 7.0%
- Cr:Cr:
- < 2,0%<2.0%
- Al:To the:
- 0,3 - 8,0%0.3 - 8.0%
- Ti:You:
- 0,01 - 0,5%0.01 - 0.5%
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