SU1496918A1 - Method of manufacturing bimetal casting - Google Patents

Abstract

Translated fromRussian

Изобретение относитс  к литейному производству и может быть использовано дл  получени  биметаллических заготовок распределительных валов автомобильных двигателей. Цель изобретени  - снижение расхода металла и трудоемкости обработки заготовки. Способ включает размещение в литейной форме стального вала, заливку чугуна и формирование на поверхности вала литого профил . При этом используют литейную форму с вертикальным разъемом, а стальной вал со сквозными осевым и радиальными каналами, через которые непрерывно прокачивают заливаемый чугун до полного затвердевани  литого профил  на поверхности вала. Способ обеспечивает снижение массы литниковой системы в 10 раз и массы отливки на 20%. 4 ил.The invention relates to foundry and can be used to produce bimetallic camshaft blanks for automobile engines. The purpose of the invention is to reduce the consumption of metal and the complexity of processing the workpiece. The method includes placing a steel shaft in a casting mold, casting iron and forming a cast profile on the shaft surface. At the same time, a mold with a vertical connector is used, and a steel shaft with through axial and radial channels through which the cast iron is continuously pumped until the cast profile is completely cured on the shaft surface. The method provides a reduction in the mass of the gating system 10 times and the mass of the casting by 20%. 4 il.

Description

Translated fromRussian

Изобретение относитс  к литейному производству и может быть использовано дл  получени  биметаллических заготовок распределительных валов автомобильных двигателей.The invention relates to foundry and can be used to produce bimetallic camshaft blanks for automobile engines.

Цель изобретени  - снижение расхода металла и трудоемкости обработки заготовки.The purpose of the invention is to reduce the consumption of metal and the complexity of processing the workpiece.

На фиг.1-4 представлены стадии формировани  заготовки распределительного вала с использованием неметаллической формы. Форма в сборе содержит литниковую чашу 1, вал 2 со сквозным осевым каналом 3 и радиальными каналами напротив элементов литого профил  на поверхности вала, внутренние полости 5 в литейной форме дл  образовани  наружного контураFigures 1 to 4 show the stages of forming a camshaft blank using a non-metallic form. The assembled form contains a gating bowl 1, a shaft 2 with a through axial channel 3 and radial channels opposite the cast profile elements on the shaft surface, internal cavities 5 in a mold to form an outer contour

элементов литого профил , правую полуформу 6, левую полуформу 7, стержень 8 с калиброванным отверстием 9 дл  регулировани  скорости расхода при сливе расплава. Позицией 10 обозначен заливаемый чугун, И - расплав чугуна в начале заполнени  литого профил , 12 - расплав чугуна внутри профип , 13 - литой профиль после затвердевани  на нем твердой корки-, 14 - расплав чугуна, затвердевший в сквозных каналах вала, 15 - литой профиль после затвердевани  на поверхности вала.elements of the cast profile, the right half-form 6, the left half-form 7, the rod 8 with a calibrated hole 9 for controlling the flow rate when the melt is drained. Position 10 denotes cast iron, AND - molten iron at the beginning of the cast profile, 12 - molten iron inside the profip, 13 - molded profile after solidification of the solid crust on it, 14 - molten iron, hardened in the through channels of the shaft, 15 - molded profile after curing on the surface of the shaft.

Предлагаемый способ отливки биметаллической заготовки распределительного вала автомобильного двигател  осуществл ют в литейных полу7The proposed method of casting a bimetallic billet of a camshaft of an automobile engine is carried out in casting

4 Од QD4 od qd

0000

31493149

формах 6 и 7 с размещением между ними полого стального вала 2, заливкой чугуна 10 и формировани  на поверхности вала литого профил  15. При этом заливку чугуна в полость литейной формы осуществл ют через сквозной осевой канал 3 и радиальные каналы 4 стального вала, установленного в литейной форме вертикально, Расплавленный чугун,- подаваемый в литейную чашу 1, размещенную на верхнем торце стального вала, непрерывно удал ют через калиброванное отверстие 9, выполненное в стержне 8, вставленном в нижний торец стального вала. Заливку и удаление расплавленного чугуна продолжают до полного затвердевани  литого профил  на поверхности стального вала.forms 6 and 7 with the placement between them of a hollow steel shaft 2, pouring cast iron 10 and forming a cast section 15 on the shaft surface. The cast iron is poured into the mold cavity through the through axial channel 3 and the radial channels 4 of the steel shaft installed in the foundry molded cast iron - supplied to the casting bowl 1 placed on the upper end of the steel shaft, is continuously removed through a calibrated hole 9 made in the rod 8 inserted into the lower end of the steel shaft. The casting and removal of molten iron is continued until the cast profile is completely solidified on the surface of the steel shaft.

Использование подвода металла не через традиционную литниковую систему (чаша, шлаковик, прибыли и др.), а через каналы вертикально расположенного вала позвол ет не только отказатьс  от шлаковика и прибылей и традиционных питателей, но и обеспечить полное опустошение (слив) ме талла из вала и из чаши после прекращени  заливки.The use of the metal supply not through the traditional gating system (bowl, slag, profit, etc.), but through the channels of the vertically located shaft allows not only the slag and profits and traditional feeders, but also to ensure complete emptying of the metal from the shaft. and from the bowl after stopping pouring.

Слив металла из сквозной полости вала и выполнение в его стенках радиальных каналов, которые соедин ют его осевой канал с литой наружной профильной поверхностью (кулачками и другими выступами), позвол ют удалить расплав из сквозной полости, а питание литого профил  вести без прибьшей с формированием усадочной пустоты внутри профил . Это дает возможность резко (в 2-5 раз)снизить массу жидкого металла в форме. Устран етс  необходимость операции обрубки литниковой системы вследствие ее практического отсутстви , а также операции зачистки остатков питателей что необходимо при известном способе подвода металла к наружной поверхности кулачков из-за образовани  на их поверхности остатка после отдел ё- ни  питателей. Кроме того, не требуетс  отдел ть питатели.Drainage of the metal from the shaft through cavity and the implementation of radial channels in its walls, which connect its axial channel to the cast outer profile surface (cams and other protrusions), allow the melt to be removed from the through cavity, and feed the molded profile to lead without voids inside the profile. This makes it possible to dramatically (2-5 times) reduce the mass of liquid metal in the mold. The necessity of cutting operation of the gating system is eliminated due to its practical absence, as well as the operation of stripping of feeder residues, which is necessary with the known method of supplying metal to the outer surface of the cams due to the formation of residue on their surface after separation of feeders. In addition, no feeders are required.

П р и м е р„ Высокопрочный чугун марки ВЧ 50 выплавл ли в индукционной печи и модифицировали в камере- автоклаве. Химический- состав чугуна, мас.%: С 3,5; Si 2,5; Мп 0,6; Р 0,08 S 0,02; Mg 0,04: Сг 0,06. Температура чугуна перед заливкой составл лаEXAMPLE High-strength cast iron, brand RF 50, was melted in an induction furnace and modified in an autoclave chamber. The chemical composition of cast iron, wt.%: C 3,5; Si 2.5; Mp 0,6; P 0.08 S 0.02; Mg 0.04: Cr 0.06. The temperature of the cast iron before pouring was

1300°С. Форма была подготовлена к заливке посредством выполнени  ее правой и левой полуформ и литниковой чаши 1 из песчаной смеси на жидко- стекольном св зующем (песок КО315 и 6% жидкого стекла). Внутренние полости в форме дл  образовани  литого профил  вала были выполнены по дерев нной модели.1300 ° C. The mold was prepared for casting by making its right and left half-molds and the gating bowl 1 of sand mixture on a liquid glass binder (sand KO315 and 6% water glass). The internal cavities in the mold to form a molded shaft profile were made according to a wooden model.

При сборке полуформ между ними размещали стальной вал диаметром 20 мм со сквозным осевым каналом диаметром 15 мм и радиальными каналами диаметром 5 мм, которые были выполнены по периметру вала в -количестве 4 шт симметрично по -отношению к литому профилю. Материал вала - Ст.З. В нижнем торце сквозного осевого канала размещали стержень 8 из смеси на жидкостекольном св зующем с калиброванным отверстием диаметром 4 мм.When assembling the molds, a steel shaft with a diameter of 20 mm was placed between them with a through axial channel with a diameter of 15 mm and radial channels with a diameter of 5 mm, which were made around the perimeter of the shaft in a quantity of 4 pieces symmetrically in relation to the cast profile. Shaft material - Art. Z. A rod 8 of the mixture was placed on the liquid glass binder with a calibrated orifice 4 mm in diameter at the bottom end of the through axial channel.

Расплав металла из ковша заливали в литниковую чашу 1 до ее заполнени  через внутренний сквозной осевой канал 3 вала 2. При этом заливку проводили в следующей последовательности: через литниковую чашу 1 и верхний торец вала 2 в его сквозной осевой канал 3, а затем через сквозные радиальные каналы 4 во внутренние полости 5 в форме дл  образовани  литого профил . Одновременно с формированием литого профил  осуществл ли удаление расплава из внутреннего осевого канала 3 через калиброванное отверстие 9. Скорость удалени  расплава из осевого канала вала 2 регулировали диаметром отверсти . Распла сливали в специальную наход щуюс  вне формы емкость.The metal melt from the ladle was poured into the casting bowl 1 until it was filled through the internal through axial channel 3 of shaft 2. In this case, the pouring was carried out in the following sequence: through the pouring bowl 1 and the upper end of the shaft 2 into its through axial channel 3, and then through through radial channels 4 into the internal cavities 5 in the mold to form a cast profile. Simultaneously with the formation of the cast profile, the melt was removed from the internal axial channel 3 through a calibrated orifice 9. The velocity of the melt removal from the axial channel of the shaft 2 was controlled by the diameter of the orifice. Raspla was poured into a special container outside the form.

При отливка бьша извлечена из формы и представл ла-собой биметаллическую заготовку практически без литниковой системы (чаши, шлаковика , прибылей)о Остатки питателей на внутренней час:т 1 кулачков не требовали операции их зачистки или обрубки . Зачистка была проведена лишь по верхнему и нижнему торцу вала от заливов. Лита  фигурна  поверхность без термической обработки имела твердость НВ 380.When casting, the mold was removed from the mold and represented a bimetallic billet with practically no gating system (bowl, slag, profit) of the remains of feeders at the internal hour: t 1 cams did not require the operation of stripping or chipping. The sweep was carried out only on the upper and lower end of the shaft from the bays. Lita surface without heat treatment had a hardness of HB 380.

II

Способ может быть использованThe method can be used

дл  лить  полых биметаллических распределительных валов автомобильныхfor pouring hollow bimetallic camshafts automotive

двигателей в литейных цехах различной мощности при использовании как песчаных форм так и при литье в кокиль с вертикальной плоскостью разъема, оболочковых форм и др.engines in foundry shops of various power when using as sand forms and when casting in a metal mold with a vertical plane of the connector, shell forms, etc.

Использование способа наиболее эффективно дл  лить  биметаллически распределительных пустотелых распределительных валов дл  автомобиль ных двигателей, например двигател  автомобил  Волга (ГАЗ-3102).Using the method is most effective for casting bimetallically distributing hollow camshafts for automobile engines, for example, the Volga automobile engine (GAZ-3102).

При использовании предлагаемого способа лить  биметаллических рас- пределительных валов автомобилей по сравнению с известным позвол ет снизить массу литниковой системы в 10 раз, массу отливки - примерно на 20%.When using the proposed method of casting bimetallic camshafts of automobiles as compared to the known, it allows reducing the mass of the gating system by 10 times, the mass of casting - by about 20%.

Claims (1)

Translated fromRussian

Формула изобретени  Способ изготовлени  биметаллической заготовки распределительного вала автомобильного двигател  с профильной поверхностью, включающий размещение в литейной форме стального вала, заливку чугуна и формирование на поверхности вала литого профил , отличающийс.  тем, что, с целью снижени  расхода металла и трудоемкости обработки заготовки, ее изготовление осуществл ют с использованием литейной формы с верти- кальньгм разъемом и стального вала со сквозньми осевым и радиальными каналами , при этом заливаемый чугун непрерывно прокачивают через осевой канал вала до полного затвердевани  литого профил  на его поверхности.Claim Invention A method of manufacturing a bimetallic billet of a camshaft of an automobile engine with a profiled surface, comprising placing a steel shaft in a mold, casting iron and forming a cast profile different on the shaft surface. The fact that, in order to reduce the metal consumption and the complexity of the workpiece, its manufacture is carried out using a mold with a vertical connector and a steel shaft with through axial and radial channels, while cast iron is continuously pumped through the axial channel of the shaft until it is completely cured cast profile on its surface.фиг. fFIG. fФиг, 2FIG 2сриг.Зsrig.Z