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DE69417494T2 - Gussform - Google Patents

Gussform

Info

Publication number
DE69417494T2
DE69417494T2 DE69417494T DE69417494T DE69417494T2 DE 69417494 T2 DE69417494 T2 DE 69417494T2 DE 69417494 T DE69417494 T DE 69417494T DE 69417494 T DE69417494 T DE 69417494T DE 69417494 T2 DE69417494 T2 DE 69417494T2
Authority
DE
Germany
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core
casting
molten metal
mold
alloy
Prior art date
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Expired - Fee Related
Application number
DE69417494T
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DE69417494D1 (de
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Hidehiko Toyota-Shi Aichi-Ken Kadono
Shingo Toyota-Shi Aichi-Ken Nakamura
Atsushi Toyota-Shi Aichi-Ken Ota
Seizi Toyota-Shi Aichi-Ken Uda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of DE69417494D1 publication Critical patent/DE69417494D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69417494T2 publication Critical patent/DE69417494T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/101Permanent cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D15/00Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
    • B22D15/02Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor of cylinders, pistons, bearing shells or like thin-walled objects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20Accessories: Details
    • B22D17/22Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/24Accessories for locating and holding cores or inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009Cylinders, pistons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

    Hintergrund der Erfindung Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, das verwendet wird, um ein Gießprodukt herzustellen, welches einen konkaven Abschnitt, wie z. B. ein Loch oder ähnliches, darin aufweist.
  • Stand der Technik
  • In dem japanischen, ungeprüften Gebrauchsmuster (KOKAI) mit der Nummer 59-25,361 ist z. B. dargelegt, daß herkömmlicherweise ein Kern oder ein Kernstift verwendet wurde, wenn ein Gießprodukt erzeugt wurde, das einen konkaven Abschnitt, wie z. B. ein Loch oder ähnliches, darin hatte. Der Kern oder der Kernstift ist einer Haltekraft ausgesetzt, die aus dem Schrumpfen einer Metallschmelze während der Erstarrung resultiert. Demgemäß ist es schwierig, den Kern oder den Kernstift von dem fertigen Gießprodukt nach dem Abkühlen des Gießproduktes zu entfernen. Damit der Kern oder der Kernstift aus dem Gießprodukt leichter zu entfernen ist, verjüngt er sich gewöhnlich allmählich zu dem vorderen Endabschnitt hin.
  • Wenn die Gießprodukte unter Verwendung des Kernes oder des Kernstiftes hergestellt werden, weisen sie einen konkaven Abschnitt, wie z. B. ein Loch oder ähnliches, auf. Der daraus resultierende, konkave Abschnitt ist jedoch unweigerlich als ein sich konisch verjüngendes Loch ausgeformt, dessen Innendurchmesser zu seiner Innenseite hin kleiner wird. Somit ist es schwer, den daraus resultierenden, konkaven Abschnitt so herzustellen, daß er über seiner gesamten Länge einen identischen Innendurchmesser hat. Folglich wird herkömmlicherweise der Innenumfang des konkaven Abschnittes nach dem Gießvorgang maschinell bearbeitet, wobei dadurch über der gesamten Länge des konkaven Abschnittes ein identischer Innendurchmesser erzielt wird.
  • Insbesondere wenn Aluminium oder Zink gegossen wird, erstarrt das geschmolzene Aluminium oder Zink an seiner Oberfläche sehr schnell, wo es mit einer Guß- bzw. Gießform in Berührung gelangt. Folglich bildet sich an der Oberfläche, wo das geschmolzene Aluminium oder Zink mit der Gießform in Kontakt gelangt, eine normale Schicht, in der in einer Dicke von ungefähr 0,7 bis 1,0 mm keine Blasen enthalten sind. In der tieferen Schicht, die sich unter der normalen Schicht befindet, sind jedoch Blaslunker vorhanden, weil das geschmolzene Aluminium oder Zink in der tieferen Schicht mit einer geringeren Geschwindigkeit erstarrt.
  • Wenn somit der durch den Gießvorgang ausgeformte, konisch durchbohrte, konkave Abschnitt maschinell bearbeitet wird und insbesondere wenn der konkave Abschnitt eine lange Gesamtlänge hat, sollte auf der Innenseite des konkaven Abschnittes die Bearbeitungszugabe derartig vergrößert werden, daß sie über die normale Schicht hinaus geht. Als Ergebnis werden die Blaslunker frei, so daß sie Defekte erzeugen. Wenn z. B. ein Gießprodukt unter Verwendung eines Kernes oder Kernstiftes mit einem Verjüngungswinkel von 1º erzeugt wird und wenn der daraus resultierende, konkave Abschnitt eine Gesamtlänge von 200 mm hat, sollte der konkave Abschnitt an seinem innersten Abschnitt um mehr als ungefähr 3,49 mm maschinell bearbeitet werden. Demgemäß wird der konkave Abschnitt vollständig über der normalen Schicht maschinell bearbeitet. Im Hinblick auf das Entfernen des Kernes oder des Kernstiftes von dem Gießprodukt ist es jedoch tatsächlich nicht möglich, die Verjüngung zu beseitigen, und demgemäß kann es nicht vermieden werden, daß nach dem Gießvorgang die maschinelle Bearbeitung durchgeführt wird. Es besteht somit immer die Gefahr, daß das Gießprodukt über die normale Schicht hinaus maschinell bearbeitet wird.
  • Es ist ein Gießverfahren bekannt, das ein Gießeinsetzbauteil verwendet, wobei dann ein Gießen durchgeführt wird, nachdem ein Gießeinsetzbauteil, wie z. B. eine Buchse oder ähnliches, das unabhängig ausgeformt ist, in einem Hohlraum angeordnet ist. Bei diesem Vorgang besteht die Gefahr, daß sich das Gießeinsetzbauteil verformt, weil sich z. B. eine zylindrische Buchse durch die Schrumpfkraft einer Metallschmelze während der Erstarrung verformt. Demgemäß wird das Gießen ausgeführt, nachdem in einem Gießeinsetzbauteil ein Schutzbauteil angeordnet ist. Wenn das der Fall ist, sollte zwischen dem Gießeinsetzbauteil und dem Schutzbauteil ein Zwischenraum vorgesehen sein. Folglich ist es schwierig, die Verformung des Gießeinsetzbauteils vollständig zu beseitigen. Um zudem das Schutzbauteil davor zu schützen, daß es aufgrund der Verformung des Gießeinsetzbauteils in dem Gießeinsetzbauteil stecken bleibt, sollte das Schutzbauteil so ausgeformt sein, daß es eine Verjüngung aufweist. Wenn sich das Gießeinsetzbauteil verformt, so daß es sich dem Aufbau des Schutzbauteiles anpaßt, ist es folglich erforderlich, daß der Innenumfang des Gießeinsetzbauteils nach dem Gießen maschinell bearbeitet wird, und gleichzeitig treten die Probleme auf, daß das maschinelle Bearbeiten zu einem teilweise dünner werdenden Gießeinsetzbauteil führt. Zudem werden Defekte erzeugt, die aus dem Eindringen der Metallschmelze in den Zwischenraum zwischem dem Gießeinsetzbauteil und dem Schutzbauteil resultieren.
  • Die DE-C-97 39 84 offenbart einen Gießkern, der aus einem Leichtmetall hergestellt ist und einen Ausdehnungskoeffizi enten hat, der größer ist als der Schrumpfungsgrad einer Schmelze. Während des Abkühlens schrumpft die erstarrende Legierung weniger als der Kern. Somit kann der Kern leicht von dem Gießprodukt entfernt werden. Da der Kern aus Leichtmetall ist, kann er an seinem Außenumfang mit einem Oxidfilm versehen sein oder mittels einer Flüssigkeit gekühlt werden, die durch eine Bohrung dem Kern zugeführt wird.
  • Der Oxidfilm oder das Kühlen mittels einer Flüssigkeit werden nur verwendet, um den Kern am Schmelzen zu hindern. Daher wird das Kühlen des Kernes dafür verwendet, um die Temperatur des Kernes etwas unterhalb des Schmelzpunktes des Kernmaterials zu halten. Somit ist die Temperatur des Kernes während der Erstarrung des Gießproduktes nahezu gleich der Temperatur des Gießproduktes.
  • Aus der JP-A-63144845 ist ein ähnliches Gießverfahren bekannt. Dieses Verfahren verwendet auch einen Kern, der einen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, welcher größer ist als der der Schmelze. Um sicherzustellen, daß der Kern bei einer herkömmlichen Temperatur aus der Gießform leicht entfernt werden kann, wird der Kern auf eine bestimmte Temperatur vorgeheizt, die einerseits der Durchschnittstemperaturen der Bauteile angepaßt ist, wenn die Erstarrung beginnt, und die andererseits dem Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten angepaßt ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist hinsichtlich der vorher erwähnten Nachteile entwickelt worden. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Erzeugen eines Gießproduktes mit einem konkaven Abschnitt zu schaffen, durch das der konkave Abschnitt einen Innendurchmesser haben kann, der über seiner gesamten Länge so identisch wie möglich ist, und durch das eine Bearbeitungszugabe nach dem Gießvorgang verringert werden kann, und das sogar bei sehr vielen unterschiedlichen Schmelzen zuverlässig zu einem ausreichend großen Zwischenraum zwischen, dem Kern und dem Gießprodukt führt.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 erzielt.
  • Eine bevorzugte Form der vorliegenden Gießform kann auch die oben beschriebenen Probleme lösen und sie kann gleichzeitig die Defekte unterbinden, die mit der Verformung der herkömmlichen Gießeinsetzbauteile verbunden sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform weist der Kern zudem ein Gießeinsetzbauteil auf, das um seinen Außenumfang herum angeordnet ist.
  • Bei der vorliegenden Gießform dehnt sich der Kern während des Gießens thermisch stark auf. Während er in dem ausgedehnten Zustand verbleibt, beginnt die Metallschmelze zu erstarren. Demgemäß wird die Metallschmelze während ihres Erstarrens einer Druckkraft unterzogen, die aus der Ausdehnung des Kerns resultiert. Mit der vorliegenden Gießform ist es möglich, die Defekte, wie z. B. Schrumpfungshohlräume, etc., bei der Herstellung der daraus resultierenden Gießprodukte zu unterbinden.
  • Wenn zudem die daraus resultierenden Gießprodukte gekühlt werden, schrumpft der Kern mehr als die an ihn anliegende Metallschmelze. Folglich tritt zwischen der Außenumfangsfläche des Kerns und der Innenumfangsfläche des konkaven Abschnittes, der durch den Kern in den fertigen Gießprodukten ausgeformt wird, ein Zwischenraum auf. Sogar wenn der Kern keinen sich verjüngenden Aufbau hat, ist es daher möglich, daß der Kern von dem konkaven Abschnitt leicht entfernt werden kann und daß die Bearbeitungszugabe in dem konkaven Abschnitt, die gewöhnlich nach dem Gießen erforderlich war, verringert werden kann.
  • Wenn zudem der Kern das Gießeinsetzbauteil aufweist, das an seinem Außenumfang angeordnet ist, wie in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Gießform, wird das Gießen ausgeführt, während der Kern in dem Gießeinsetzbauteil eingefügt ist. Demgemäß dehnt sich der Kern stark aus, wobei dadurch die Innenumfangsfläche des Gießeinsetzbauteils nach außen gedrückt wird. Als Ergebnis kann der Zwischenraum zwischen dem Gießeinsetzbauteil und dem Kern auf null verringert werden. Somit kann das Gießeinsetzbauteil davor bewahrt werden, daß es durch die Schrumpfbeanspruchung der Metallschmelze verformt wird, und es kann verhindert werden, daß die Metallschmelze zwischen dem Gießeinsetzbauteil und dem Kern eindringt.
  • Wenn darüberhinaus die fertigen Gießprodukte gekühlt werden, schrumpft der Kern beträchtlich, wobei dadurch ein Zwischenraum zwischen ihm und dem Gießeinsetzbauteil erzeugt wird. Folglich kann der Kern von dem Gießeinsetzbauteil leicht entfernt werden. Es ist daher unnötig, daß der Kern den herkömmlichen, sich verjüngenden Aufbau hat. Somit muß das Gießeinsetzbauteil nach dem Gießen nicht maschinell bearbeitet werden.
  • Wie es bisher beschrieben worden ist, kann gemäß der vorliegenden Gießform die Arbeitszeit, die für die maschinelle Bearbeitung nach dem Gießen erforderlich war, stark verringert werden. Zudem kann verhindert werden, daß die Blaslunker freigelegt werden und daß die Schmelze verschmutzt, wobei dadurch die Herstellungskosten verringert werden können.
  • Sogar wenn das Gießeinsetzbauteil verwendet wird, kann insbesondere verhindert werden, daß das Gießeinsetzbauteil durch die Schrumpfkraft der Metallschmelze verformt wird. Demgemäß kann der Schritt der maschinellen Bearbeitung des Gießeinsetzbauteils nach dem Gießen beseitigt werden und es kann verhindert werden, daß sich die Festigkeit des Gießeinsetzbauteils verschlechtert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und viele ihrer Vorteile werden schnell ersichtlich, da die Erfindung in Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung besser zu verstehen ist, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung betrachtet wird, welche alle Teile der Offenbarung bilden.
  • Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht einer Gießform einer ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen der Temperatur und der Zeit während des Gießens darstellt, wobei die Gießform der ersten bevorzugten Ausführungsform verwendet wird;
  • Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht einer Gießform einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • Fig. 4 ist eine schematische Schnittansicht einer herkömmlichen Gießform.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung ist allgemeinen beschrieben worden und es kann in Bezug auf die bestimmten, bevorzugten Ausführungsformen, die hier nur zur Illustration und nicht zur Einschränkung des Schutzumfanges der beigefügten An sprüche vorgesehen sind, ein weiteres Verständnis erzielt werden.
  • Erste bevorzugte Ausführungsform
  • In Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht einer Gießform einer ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Gießform weist ein Paar von Hauptformen 1, 2, einen in den Hauptformen 1, 2 ausgeformten Hohlraum 10 und einen in dem Hohlraum 10 angeordneten, zylindrischen Gleitstift 3 auf. Die Gießform wird zum Gießen eines Gießbauteils aus Aluminium verwendet. Der Gleitstift 3 ist aus einer stark manganhaltigen Legierung geformt, die 22 Gew.-% Mn aufweist.
  • Das Gießen wurde dadurch durchgeführt, daß in die Gießform, die so aufgebaut war, wie wie es oben beschrieben worden ist, eine geschmolzene Aluminiumlegierung eingefüllt wurde. In Fig. 2 ist eine Temperaturänderung der geschmolzenen Aluminiumlegierung (oder eines Gießproduktes) über der Zeit und eine Temperaturänderung des Gleitstiftes 3 dargestellt. Während des Gießens sinkt zwar die Temperatur der geschmolzenen Aluminiumlegierung allmählich, aber die Temperatur des Gleitstiftes 3 steigt stark an, so daß sie sich der Temperatur der geschmolzenen Aluminiumlegierung annähert. Während der Gleitstift 3 einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der größer ist als der der geschmolzenen Aluminiumlegierung, erweitert sich der Gleitstift 3 derartig, daß an die geschmolzene Aluminiumlegierung eine Druckkraft angelegt wird.
  • Unmittelbar bevor oder nachdem die geschmolzene Aluminiumlegierung vollständig erstarrte, wurde einem (nicht gezeigten) Kühlwasserkreislauf Wasser zugeführt, der in der Gießform vorgesehen war, um diese und das Gießprodukt zu kühlen. Somit wurde der Gleitstift 3 schnell abgekühlt. An der Grenzfläche zwischen dem Gleitstift 3 und dem Gießpro dukt trat jedoch ein Wärmewiderstand auf und es wurde dementsprechend zwischen dem Gleitstift 3 und dem Gießprodukt eine große Temperaturdifferenz erzeugt. Als Ergebnis schrumpfte der Gleitstift 3 stark und es wurde zwischen diesem und dem Gießprodukt ein großer Zwischenraum erzeugt. Somit konnte der Gleitstift 3 von dem Gießprodukt leicht entfernt werden.
  • In Fig. 4 ist eine herkömmlich verwendete Gießform dargestellt. Bei der herkömmlichen Gießform wurde ein Gleitstift 3' verwendet, der einen maximalen Durchmesser von 30 mm hatte. Weil er aus Stahl geformt war, hatte er einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der geringer war als der der geschmolzenen Aluminiumlegierung. Wenn die geschmolzene Aluminiumlegierung vollständig erstarrt war und wenn die herkömmliche Gießform geteilt wurde, schrumpfte das Gießprodukt mehr als der Gleitstift 3', wobei dadurch der Gleitstift 3' fest saß. Somit wurde der Gleitstift 3' mit einem Verjüngungswinkel von 1º versehen, damit er leichter von dem Gießprodukt entfernt werden konnte. Nach dem Gießen sollte folglich der somit ausgeformte Lochabschnitt an dem Innenumfang um maximal 2,24 mm maschinell bearbeitet werden, wobei dadurch die aus den Schrumpfhohlräumen resultierenden Defekte erzeugt wurden. Zudem trat der Materialverlust auf, der zu dem Problem in Verbindung mit den Herstellungskosten führte.
  • Auf der anderen Seite konnte in der Gießform der ersten bevorzugten Ausführungsform der Gleitstift 3 von dem Gießprodukt sogar dann leicht entfernt werden, wenn er einen maximalen Durchmesser von 30 mm und einen Verjüngungswinkel von 15 Minuten hatte. Wenn dies der Fall war, war es notwendig, daß der Innenumfang des Lochabschnittes nur um eine Bearbeitungszugabe von maximal 0,8 mm nach dem Gießen maschinell bearbeitet wurde. Somit konnte das Material davor bewahrt werden, daß es verschmutzte, und gleichzeitig wurde kein Defekt erzeugt, der aus den Schrumpfhohlräumen resultierte.
  • Der Gleitstift 3 zum Gießen eines Gießbauteiles aus Aluminium kann z. B. entweder aus einer stark manganhaltigen Legierung, die 10 bis 25 Gew.-% Mn, 0,2 bis 1,5 Gew.-% C, 1 bis 3 Gew.-% Cr und das Gleichgewicht aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen aufweist, einem rostfreien Stahl aus Austenit oder aus einer Bimetallegierung, die 65 bis 80 Gew.-% Mn, 10 bis 20 Gew.-% Cr und das Gleichgewicht aus Ni und unvermeidlichen Verunreinigungen aufweist, hergestellt werden.
  • Zweite bevorzugte Ausführungsform
  • In Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht einer Gießform einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Gießform ist so ausgestaltet, daß ein Kraftfahrzeugblock gegossen wird, der einer der Gießbauteile aus Aluminium ist. Die Gießform weist eine obere Gießform 40, eine untere Gießform 41 und ein Paar von Gleitkernen 42, 42 auf. Zwischen der oberen Gießform 40 und der unteren Gießform 41 ist eine Buchse 5 (d. h., das Gießeinsetzbauteil) derartig angeordnet, daß sie eine Innenumfangsfläche oder eine Bohrung bildet. Zudem wird mittels der oberen Gießform 40 ein Kern 6 an einem der entgegengesetzten Endabschnitte gehalten und ist in die Buchse 5 eingefügt.
  • Die Buchse 5 ist aus Stahl hergestellt. Der Kern 6 ist aus einer Bimetallegierung ausgeformt, die 68 Gew.-% Mn aufweist, und er weist demgemäß einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der beträchtlich größer ist als der der Buchse 5 und des fertigen Gießproduktes. Wenn darüberhinaus der Kern 6 gekühlt wurde, ist er so ausgestaltet, daß er einen Außendurchmesser hat, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser der Buchse 5.
  • Wenn die Gießform der zweiten bevorzugten Ausführungsform gekühlt wurde und wenn der Kern 6 in, die Buchse 5 eingefügt wurde, wurde zwischen der Buchse 5 und dem Kern 6 ein Zwischenraum erzeugt, so daß der Kern 6 leicht in die Buchse 5 eingefügt werden konnte.
  • Wenn anschließend in die Gießform der zweiten bevorzugten Ausführungsform eine geschmolzene Aluminiumlegierung eingefüllt wurde, dehnten sich die Buchse 5 und der Kern 6 durch die Wärme der geschmolzenen Aluminiumlegierung aus. Weil der Kern 6 einen Wärmeausdehnungskoeffizienten hatte, der beträchtlich größer war als der der Buchse 5, gelangte er mit dem Innenumfang der Buchse 5 in Berührung, so daß die Buchse 5 in die Ausdehnungsrichtung gedrückt wurde. Somit verschwand der Zwischenraum und die geschmolzene Aluminiumlegierung trat demgemäß kaum zwischen die Buchse 5 und den Kern 6. Zudem wurde die in der Buchse 5 auftretende Ausdehnungsbeanspruchung so übertragen, daß die geschmolzene Aluminiumlegierung gepreßt wurde. In diesem gepreßten Zustand erstarrte die geschmolzene Aluminiumlegierung. Als Ergebnis konnten die aus den Schrumpfhohlräumen oder ähnlichem resultierenden Gießdefekte verhindert werden.
  • Wenn die geschmolzene Aluminiumlegierung zu erstarren begann, wurde die Buchse 5 der in dem Gießprodukt auftretenden Schrumpfkraft unterzogen. In diesem Moment befand sich der Kern 6 jedoch noch in dem ausgedehnten Zustand und berührte noch die Innenumfangsfläche der Buchse 5. Folglich wurde die Buchse 5 stark verformt und konnte dadurch mit dem Gießprodukt integriert werden. Wenn die Gießform gekühlt wurde, schrumpfte der Kern 6 stark, so daß zwischen ihm und der Buchse 5 ein Zwischenraum erzeugt wurde. Somit konnte der Kern 6 von der Buchse 5 leicht entfernt werden.
  • Alles in allem konnte in dem fertigen Gießprodukt die Buchse 5 den vorgegebenen Aufbau beibehalten und mußte abschließend nicht maschinell bearbeitet werden. Somit konnte der Buchse 5 eine vorgegebene bzw. geplante Dicke gegeben werden. Demgemäß konnte die Buchse 5 ihre maximale mechanische Festigkeit aufweisen.
  • Zudem wird bei der Gießform der zweiten bevorzugten Ausführungsform bevorzugt, daß die Buchse 5 und der Kern 6 auf ungefähr 200ºC im voraus aufgeheizt werden, bevor die geschmolzene Aluminiumlegierung in die Gießform eingefüllt wird. Wenn dieses Vorheizen durchgeführt wurde, verschwand der Zwischenraum zwischen der Buchse 5 und dem Kern 6, bevor damit begonnen wurde, daß die geschmolzene Aluminiumlegierung darin eingefüllt wurde. Somit kann weiterhin zuverlässig verhindert werden, daß die geschmolzene Aluminiumlegierung in den Zwischenraum eintritt, sowie daß sich die Buchse 5 aufgrund des mit dem Einfüllen verbundenen Drucks verformt.
  • Die vorliegende Erfindung ist nun vollständig beschrieben worden und es ist für einen Fachmann ersichtlich, daß viele Änderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne daß der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist, verlassen wird.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen eines Gießproduktes mit einem konkaven Abschnitt, mit den folgenden Schritten:
Einsetzen eines Kerns (3; 6), der in einen Hohlraum (10) einer Gießform hervorsteht;
Einfüllen einer Metallschmelze in den Hohlraum (10), und
Erstarren der Metallschmelze,
wobei der Kern (3; 6) einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der gleich oder höher als der Wärmeausdehnungskoeffizient der Metallschmelze ist, worin
a) die Kerntemperatur während des Gießens stark ansteigt und sich der Kern somit ausdehnt, so daß an die Metallschmelze eine Druckkraft angelegt wird, und
b) unmittelbar nachdem oder bevor die Metallschmelze vollständig erstarrt ist, der Kern (3; 6) dadurch gekühlt wird, daß einem Kühlwasserkreislauf Wasser zugeführt wird, der in der Gießform vorgesehen ist, um den Kern (3; 6) schnell und stark vor dem Teilen der Gießform zu kühlen, während
c) die Temperaturdifferenz zwischen dem Kern (3) und dem Gießprodukt ansteigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Metallschmelze Aluminium oder eine Aluminiumlegierung aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Metallschmelze Zink oder eine Zinklegierung aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin um den Außenumfang des Kerns (3; 6) ein Gießeinsetzbauteil (5) angeordnet ist und worin der Kern einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der größer ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Gießeinsetzbauteils (5).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Kern (3; 6) aus einer stark manganhaltigen Legierung gebildet ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, worin die stark manganhaltige Legierung 10 bis 25 Gew.-% Mn, 0,2 bis 1,5 Gew.-% C, 1 bis 3 Gew.-% Cr und das Gleichgewicht aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Kern (3; 6) aus einem rostfreien Stahl aus Austenit gebildet ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Kern (3; 6) aus einer Bimetallegierung ausgeformt ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, worin die Bimetallegierung 65 bis 80 Gew.-% Mn, 10 bis 20 Gew.-% Cr und das Gleichgewicht aus Ni und unvermeidlichen Verunreinigungen aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin der Kern (3; 6) sich nicht verjüngt, wo er mit der Metallschmelze in Berührung gebracht wird.
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