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EP1970143A2 - Verfahren zur Herstellung von Druckgiessteilen und Giesseinrichtung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Druckgiessteilen und Giesseinrichtung Download PDF

Info

Publication number
EP1970143A2
EP1970143A2 EP08102163A EP08102163A EP1970143A2 EP 1970143 A2 EP1970143 A2 EP 1970143A2 EP 08102163 A EP08102163 A EP 08102163A EP 08102163 A EP08102163 A EP 08102163A EP 1970143 A2 EP1970143 A2 EP 1970143A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
die
casting
mold
melt
casting machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08102163A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1970143A3 (de
Inventor
Benno Niedermann
Marc Fuchs
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.)
Buehler Druckguss AG
Original Assignee
Buehler Druckguss AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Buehler Druckguss AG filed Critical Buehler Druckguss AG
Publication of EP1970143A2 publication Critical patent/EP1970143A2/de
Publication of EP1970143A3 publication Critical patent/EP1970143A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of die-cast parts, in particular parts made of aluminum or magnesium materials.
  • the invention relates in particular to the production of rims or wheels for the vehicle industry as well as engine blocks or structural components or other highly demanding die castings.
  • Rims or wheels for vehicles, especially motor vehicles, are today produced by the low pressure casting of aluminum materials. These are usually simply controlled low-pressure casting machines with a high proportion of manual work. Each machine requires an operator who is exposed to both the high temperatures of the molten metal and the exhaust gases from the casting process. The demolding of the cast parts is expensive.
  • the manufacturer (low pressure caster) acquires the required aluminum alloy in bar form and melts it in furnaces adjacent to the low pressure die casting machine, i.
  • the quality can also vary from machine to machine.
  • a method for casting motor vehicle wheels, aluminum, magnesium or the like consisting essentially of a crucible for keeping the melt, a mold arranged above the crucible and an emanating from the mold, the lid of the crucible and protruding into the Melt protruding melt riser, wherein the consumed by the casting of the molding metal is reloaded into the casting machine shows the DE-C-3619525 , It is characterized in that before each casting a metal block (Massel) of a casting weight substantially corresponding mass is introduced into the gas space above the bath level of the casting machine and introduced before or after pulling or ejecting the casting into the bath of the casting machine.
  • Massel massel
  • the EP-A-710 515 describes a Thixogiess vide of wheels with a Rheocast alloy and a device for this, in which a robot is used.
  • liquid aluminum is introduced into the mold.
  • the melt is first sucked into the casting chamber and then pressed into the mold cavity, whereby various deficiencies regarding vacuum and dosage can occur.
  • the casting is heated after removal from the mold for about three hours at 200 ° C to 400 ° C.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a method for producing Druckgiess negligence, especially of wheels or rims for vehicle engine blocks, structural components or other highly sophisticated die castings to develop that allows a simpler and more cost-effective process control.
  • high-quality wheels and the like with less effort to be produced.
  • the environmental impact should be noticeably reduced.
  • the aluminum materials are melted in a furnace, cleaned and prepared so that a better grain structure is achieved in the casting.
  • the melt is heated at a temperature of only approx. 610 ° C to max. Transferred 650 ° C in a casting chamber of a die casting machine and at a speed greater 50 m / s (up to about 65 m / s) spent at the gate in the mold.
  • the molten metal is drawn from an oven and the melt portion is poured into the casting chamber.
  • a die casting machine In a pressure casting device known per se with feeding and heating devices for the casting material, a die casting machine, handling devices and control devices, heating devices are integrated which enable handling and casting of molten aluminum melt.
  • Substantial advantages of the method according to the invention are that it can be carried out fully automatically, a better grain structure is achieved, and a cost reduction of up to 30% can be achieved in comparison with chill casting. Due to the low melt temperature (about 680-700 ° C are common in the prior art) also reduce energy consumption and mold wear. Also compared Thixogiessvon etc. the effort is significantly lower.
  • the casting cell includes a die casting machine 1 with an adaptive mold, a melt holding furnace 12 with an integrated metal cleaning and separate scooping chamber, a scooping device 11 for dosed feeding and provision of melt in the casting chamber 17 of the die casting machine 1, a control unit 4, a monitor 2 and a sprayer 5. Also provided are a removal robot 3, means for mold temperature control 6, a device for parts control 8 in front of a conveyor belt 9 for discharging non-quality parts and another conveyor belt 10 for discharging and cooling the Gutmaschine.-The die casting machine 1 are directly portions Melt fed previously heated in the furnace 12. They can be transferred to the casting chamber of the die casting machine 1.
  • Alloy # A356 Al-Si7Mg0.3
  • T5 time
  • the Al material is melted in the furnace 12 at about 630 ° to 680 ° C and cleaned or stirred. Subsequently, a portion with the ladle of the scoop 11 is removed, filled in the casting chamber 17 and pressed at a speed of more than 50 m / s (at the gate) in the mold. The melt temperature is still 610 ° C to 650 ° C.
  • the die casting machine is equipped with a real-time control ShotControl the applicant.
  • the risk of combustion of alloying elements is very small. Also, the risk of oxide formation can be minimized.
  • the lower temperatures allow shorter cycle times, which in turn contributes to the economic operation of die casting plants. Due to the lower casting temperatures, the solidification porosity can be reduced by up to 2/3. Thanks to the low metal temperatures, the life of the tools (molds) can be extended.
  • the molds and casting tools have a modular structure, so that cost-effective and easily replaceable mold packages are available for each type of wheel. A quick change for each shaping part of the forms is possible.
  • the mold in the die casting machine 1 is, for example, in two parts or in three parts and can be used variably. Since the rim bed per wheel dimension remains unchanged, only two mold plates have to be adapted to different front design. These can still Inserts that consist of a cheap and less high-strength material. Thus, the life of such inserts can be adapted to the required number of shots and only the basic shape must be made of high-strength material.
  • the mold plates may include slider inserts that allow adjustable heights and widths in the front design (depending on the tire and rim dimension) in defined areas, so that not for each dimension an extra shape is needed.
  • the mold for manufacturing a vehicle wheel comprises e.g. Aluminum materials a solid mold frame 13 with a mold centering and moldings or slide 14 and cooling coils on.
  • the fixed mold frame 13 is connected in a conventional manner with the casting chamber 17.
  • Casting chamber 17 and casting piston die casting machine 1 are preferably made of a ceramic material in order to be able to dispense with lubricants and spray as possible.
  • the moldings or slides 14 are provided with drives, not shown, and guides in order to ensure retraction and extension of the molded parts or slides 14.
  • Corresponding counter contours are formed in the movable mold frame 15.
  • the surfaces for locking the slider 14 are preferably located on the mold frame 16 and more preferably in a line.
  • the surfaces for mold centering are independent of the number of moldings or slide 14 formum secured.
  • the mold members 14 are available for the common range of wheel sizes (e.g., from 13 "to 22") and can be arranged in a single set of mold frames 13, 15, 16.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Druckgiessteilen, insbesondere von Felgen oder Rädern für Fahrzeuge sowie eine Giesseinrichtung hierzu. Um qualitativ hochwertige Felgen oder Räder herzustellen, werden die Ausgangsstoffe in einem Schmelzofen geschmolzen und gereinigt und unter sehr genauer Temperaturführung portionsweise in eine Druckgiessmaschine überführt und mit einer Geschwindigkeit von mehr als 50 m/s wird eine Portion in die Form gepresst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Druckgiessteilen, insbesondere von Teilen aus Aluminium- oder Magnesiumwerkstoffen. Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung von Felgen oder Rädern für die Fahrzeugindustrie ebenso wie Motorblöcke oder Strukturbauteile oder andere hochanspruchsvolle Druckgussteile.
  • Felgen oder Räder für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, werden heute nach dem Niederdruckgiessverfahren aus Aluminiumwerkstoffen hergestellt. Dabei handelt es sich meist um einfach gesteuerte Niederdruckgiessmaschinen mit hohem manuellen Arbeitsanteil. Jede Maschine benötigt eine Bedienperson, die sowohl der hohen Temperaturen der Metallschmelze als auch der Abgase des Giessprozesses ausgesetzt ist. Die Entformung der gegossenen Teile ist aufwändig.
  • Viele Handoperationen beeinflussen die Teilequalität und die Zykluszeit für den Abguss eines Rades beträgt 7 bis 12 Minuten. Designänderungen bedingen die Herstellung neuer Formen.
  • Der Hersteller (Niederdruckgiesser) erwirbt die benötigte Aluminiumlegierung in Barrenform ein und schmilzt diese in Schmelzöfen neben der Niederdruckgiessmaschine auf, d.h. die Qualität kann zudem von Maschine zu Maschine abweichen.
  • Ein Verfahren zum Giessen von Kraftfahrzeugrädern, aus Aluminium, Magnesium oder dgl. Leichtmetallen in Niederdruckgiessmaschinen, die im wesentlichen aus einem Tiegel zur Warmhaltung der Schmelze, einer über dem Tiegel angeordneten Giessform sowie einem von der Giessform ausgehenden, den Deckel des Tiegels durchragenden und in die Schmelze einragenden Steigrohr bestehen, wobei das durch das Giessen des Formteils verbrauchte Metall in die Giessmaschine nachchargiert wird zeigt die DE-C-3619525 . Es ist dadurch gekennzeichnet, dass vor jedem Abguss ein Metallblock (Massel) einer dem Gussgewicht im wesentlichen entsprechenden Masse in den Gasraum über dem Badspiegel der Giessmaschine eingebracht und vor bzw. nach dem Ziehen bzw. Auswerfen des Gussstückes in das Bad der Giessmaschine eingebracht wird.
  • Es ist allgemein bekannt, Teile aus Aluminium- oder Magnesiumwerkstoffen durch Druckgiessen aus der Schmelze heraus oder auch halbfester, zugeschnittener Bolzen (SSM-Verfahren oder Thixomolding) herzustellen. Bisher ist es jedoch nicht gelungen, für derartige hochbelastete Teile wirtschaftlich alternative Verfahren zu entwickeln.
  • So offenbart die DE-C-195 38 243 ein Verfahren zur Herstellung eines semi-geschmolzenen Thixogiess-Giessmaterials bei dem durch Thixogiess-Material, umfassend einen äusseren Schichtabschnitt mit Dendriten um einen äusseren Umfang eines Hauptkörperabschnitts herum aufweist, einer Hitzebehandlung ausgesetzt wird, um ein semigeschmolzenes Giessmaterial mit darin koexistenten festen und flüssigen Phasen zu erzeugen. Hierbei werden die Dendriten, resp. Dendritenfragmente durch Erhöhen der Temperatur des äusseren Schichtabschnitts bzgl. des Hauptkörperabschnitts in sphärische feste Phasen transformiert, und der äussere Schichtabschnitt in einen semigeschmolzenen Zustand gebracht. Durch Nutzung von Skin-Effekten soll ein zu schnelles Aufheizen des Hauptkörpers verhindert werden. Ein solches schrittweises Verfahren zum Aufheizen ist aufwendig und erfordert mehrere Induktionsheizschritte mit unterschiedlichen Frequenzen (Leistungen).
  • In der US-PS 5 638 889 ist ein Giessverfahren mit einer Giesseinrichtung offenbart. Das Aufwärmen der Billets erfolgt in einer Heizeinrichtung der Giesseinrichtung unmittelbar vor der Form. Die Aufheizung der Billets erfolgt mehrstufig mit in Folge entsprechend hohen Zykluszeiten.
  • Die EP-A-710 515 beschreibt ein Thixogiessverfahren von Rädern mit einer Rheocast-Legierung und eine Einrichtung hierzu, bei der auch ein Roboter zum Einsatz kommt.
  • Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Druckgussteilen, eingeschlossen Fahrzeugräder, ist in der EP-B-1448331 beschrieben. In einer Druckgiesseinrichtung mit Zuführungs- und Erwärmungseinrichtungen für den Giesswerkstoff, einer Druckgiessmaschine, Handhabungsgeräten und Steuereinrichtungen sind Heizeinrichtungen integriert, die ein stufenweises Aufheizen von Bolzen aus Aluminiumwerkstoffen ausserhalb der Druckgiessmaschine ermöglichen, die dann ohne nennenswerten Kontakt zur Umgebungsluft in die Druckgiessmaschine gelangen.
  • Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugfelge aus Aluminium gemäss der DE-A-102005026829 mittels eines Vakuum-Druckgiessprozesses wird flüssiges Aluminium in die Form eingebracht. Die Schmelze wird zunächst in die Giesskammer gesaugt und danach in die Formkavität gepresst, wobei diverse Unzulänglichkeiten bzgl. Vakuum und Dosiermenge auftreten können. Das Gussteil wird nach der Entnahme aus der Form für ca. drei Stunden auf 200°C bis 400°C erwärmt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Druckgiessteilen, insbesondere von Rädern oder Felgen für Fahrzeug-Motorblöcke, Strukturbauteilen oder anderen hochanspruchsvollen Druckgussteilen zu entwickeln, dass eine einfachere und kostengünstigere Verfahrensführung ermöglicht. Insbesondere sollen qualitativ hochwertige Räder und dergleichen mit verringertem Aufwand herstellbar werden. Die Umweltbelastungen sollen spürbar verringert werden.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Die Aluminiumwerkstoffe werden in einem Ofen aufgeschmolzen, gereinigt und so vorbereitet, dass eine bessere Kornstruktur im Gussteil erreicht wird. Die Schmelze wird mit einer Temperatur von lediglich ca. 610°C bis max. 650°C in eine Giesskammer einer Druckgiessmaschine überführt und mit einer Geschwindigkeit grösser 50 m/s (bis ca. 65 m/s) am Anschnitt in die Giessform verbracht.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Bevorzugt wird die Metallschmelze aus einem Ofen geschöpft und die Schmelzeportion wird in die Giesskammer gegossen.
  • In einer an sich vorbekannten Druckgiesseinrichtung mit Zuführungs- und Erwärmungseinrichtungen für den Giesswerkstoff, einer Druckgiessmaschine, Handhabungsgeräten und Steuereinrichtungen sind Heizeinrichtungen integriert, die ein handhaben und vergiessen von Schmelze aus Aluminiumwerkstoffen ermöglichen.
  • Nach dem Druckgiessen bzw. Druckumformen werden die Gussteile in weiterer Ausbildung des Verfahrens in einem speziellen Prozess gekühlt und ausgelagert und zwar wesentlich schneller als bisher üblich.
  • Wesentliche Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens liegen darin, dass es vollautomatisiert ausführbar ist, eine bessere Kornstruktur erreicht wird und gegenüber einem Kokillenguss eine Kostenreduktion von bis zu 30% erzielbar ist. Aufgrund der niedrigen Schmelzetemperatur (üblich sind ca. 680-700°C beim Stand der Technik) sinken zudem Energieverbrauch und Formverschleiss. Auch gegenüber Thixogiessverfahren etc. sind die Aufwändungen deutlich niedriger.
  • Die Zykluszeit pro Rad sinkt auf ca. 1 Minute.
  • Herstellbar sind insbesondere
    • ➢ Räderherstellung im Druckguss
    • ➢ Motorblöcke R & V System
    • ➢ Strukturbauteile aller Arten
    • ➢ Hochanspruchsvolle Druckgussteile mit Dichtigkeitsanforderungen
    • ➢ Hochanspruchsvolle Druckgussteile mit mechanischen Anforderungen wie Dehnung ,Streckgrenze ,Zugfestigkeit
  • Es können mit diesem Verfahren Legierungen verarbeitet werden die bisher im Druckguss nicht verarbeitet werden konnten, z.B.356/357,390.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in der
    • Fig. 1:
    eine Giesszelle
    Fig. 2:
    die Umgebung einer Giessform.
  • Die Giesszelle beinhaltet eine Druckgiessmaschine 1 mit einer adaptiven Form, einen Schmelz-Warmhalteofen 12 mit einer integrierten Metallreinigung und separater Schöpfkammer, ein Schöpfgerät 11 zur dosierten Beschickung und Bereitstellung von Schmelze in der Giesskammer 17 der Druckgiessmaschine 1, eine Steuereinheit 4, einen Monitor 2 sowie ein Sprühgerät 5. Vorgesehen sind ebenfalls ein Entnahmeroboter 3, Einrichtungen zur Formtemperierung 6, eine Einrichtung zur Teilekontrolle 8 vor einem Förderband 9 zum Austrag nicht qualitätsgerechter Teile sowie ein weiteres Förderband 10 zum Austrag und Kühlung der Gutteile.-Der Druckgiessmaschine 1 werden direkt Portionen an Schmelze zugeführt, die vorher im Schmelzofen 12 erwärmt wurden. Sie können in die Giesskammer der Druckgiessmaschine 1 überführt werden.
  • Im Falle von Aluminiumwerkstoffen kommt z.B. bevorzugt eine Legierung Nr. A356 (Al-Si7Mg0,3) zum Einsatz, die ein Abschrecken und Auslagern der gegossenen Teile mit geringerem Zeitaufwand ermöglicht (z.B. T5 oder ähnliche Behandlung).
  • Der Al-Werkstoff wird im Schmelzofen 12 bei ca. 630° bis 680°C geschmolzen und gereinigt bzw. gerührt. Anschliessend wird eine Portion mit dem Schöpflöffel des Schöpfgerätes 11 entnommen, in die Giesskammer 17 gefüllt und mit einer Geschwindigkeit von mehr als 50 m/s (am Anschnitt) in die Form gepresst. Die Schmelzetemperatur beträgt dabei noch 610§C bis 650°C. Die Druckgiessmaschine ist mit einer Echtzeitregelung ShotControl der Anmelderin ausgestattet.
  • Durch ein Verfahren bei tieferen Temperaturen als üblich (Aufschmelzen des Metalls im Bereich von 630-680°C) ist das Risiko der Verbrennung von Legierungselementen sehr klein. Ebenfalls kann das Risiko von Oxidbildung minimiert werden. Durch die tieferen Temperaturen können kürzere Zykluszeiten gefahren werden, was wiederum zur wirtschaftlichen Betreibung von Druckgussanlagen beiträgt. Durch die tieferen Giesstemperaturen kann die Erstarrungsporosität bis zu 2/3 reduziert werden. Dank der tiefen Metalltemperaturen kann die Lebensdauer der Werkzeuge (Formen) verlängert werden.
  • Vorteile des Schmelz-Warmhalteofens mit Schöpfgerät sind:
    • ➢ weniger Luftüberschuss im Brennraum(ca.2%), dadurch sehr gute und saubere Verbrennung (bis zu 16% Luftüberschuss im normalen Schmelzofen)
    • ➢ weniger Oxydbildung und weniger Abbrand (ca.1.2%) gegenüber ca.5% bei normaler Schmelzeaufbereitung
    • ➢ die Schmelze muss nicht mit Tiegel zur Maschine transportiert werden und kann über den ganzen Zeitraum bis zur Verarbeitung mit konstanter Temperaturführung gearbeitet werden
    • ➢ der Schmelz-Warmhalteofen ist mit einer integrierten Begasungsanlage zur Metallreinigung ausgerüstet
    • ➢ die Schöpföffnung ist begasbar (z. B. mit Argon um Oxydbildung an der Oberfläche zu vermeiden.
    • ➢ kein Transport von Flüssigmetall in der Giesserei
    • ➢ Die Metallmenge wird mit dem Löffel genau abgemessen und weist eine vernachlässigbare Toleranz auf
    • ➢ Im Metallschöpfer ist eine Kornfeinung integriert, die geschöpfte Metallmenge ist somit korngefeint
    • ➢ Das Risiko dass die kornfeinen Elemente verbrennen ist so nicht gegeben und es kann eine optimale Kornfeinung erreicht werden
    • ➢ Durch das schnelle Einleeren in die Giesskammer kann Zykluszeit reduziert werden, insbesondere bei grossen Metallmengen
    • ➢ Durch das Einleeren mit dem Schöpflöffel in die Giesskammer, kann die Lebensdauer der Giesskammer bedeutend verlängert werden.
  • Die Formen und Giesswerkzeuge sind modular aufgebaut, so dass pro Radtyp kostengünstige und einfach austauschbare Formpakete gegeben sind. Ein Schnellwechsel für den jeweils formgebenden Teil der Formen ist möglich.
  • Die Form in der Druckgiessmaschine 1 ist z.B. zweiteilig oder dreiteilig und variabel einsetzbar. Da das Felgenbett je Raddimension unverändert bleibt, müssen nur zwei Formplatten an unterschiedliches Frontdesign angepasst werden. Diese können noch Einsätze enthalten, die aus einem günstigen und weniger hochfesten Werkstoff bestehen. Damit kann die Lebensdauer solcher Einsätze an die erforderliche Schusszahl angepasst werden und nur die Grundform muss aus hochfestem Werkstoff bestehen.
  • Weiterhin können die Formplatten Schiebereinsätze enthalten, die in definierten Bereichen einstellbare Höhen und Breiten im Frontdesign (je nach Reifen- und Felgendimension) zulassen, so dass nicht für jede Dimension eine extra Form benötigt wird.
  • Gemäss eines weiteren Ausführungsbeispieles weist die Giessform für das Herstellen eines Fahrzeugrades aus z.B. Aluminiumwerkstoffen einen festen Formrahmen 13 mit einer Formzentrierung sowie Formteile bzw. Schieber 14 und Kühlspiralen auf. Der feste Formrahmen 13 ist in üblicher Weise mit der Giesskammer 17 verbunden.
  • Das Füllen der Giessform erfolgt von der Nabe des Rades 18 und zwischen der Nabenfläche und dem Anschnitt 19 an der Angussrübe 20 aus. Giesskammer 17 und Giesskolben der Druckgiessmaschine 1 bestehen bevorzugt aus einem keramischen Werkstoff, um möglichst auf Schmier- und Sprühmittel verzichten zu können.
  • Die Formteile bzw. Schieber 14 sind mit, nicht dargestellten, Antrieben und Führungen versehen, um ein Ein- und Ausfahren der Formteile bzw. Schieber 14 zu gewährleisten.
  • Nahezu senkrecht zur Auflageebene des festen Formrahmens 13 sind Flächen zur Verriegelung der Schiebers 14 vorgesehen, die parallel zur genannten Auflageebene auf dem Schieber 14 bzw. den Formteilen angeordnet sind. Ebenfalls nahezu senkrecht zur genannten Auflageebene sind weitere Flächen zur kombinierten Gegenverriegelung und Formzentrierung vorgesehen.
  • Entsprechende Gegenkonturen sind im beweglichen Formrahmen 15 ausgebildet.
  • Die Flächen zur Verriegelung des Schiebers 14 befinden sich bevorzugt auf dem Formrahmen 16 und besonders bevorzugt in einer Linie. Die Flächen zur Formzentrierung sind unabhängig von der Anzahl der Formteile bzw. Schieber 14 formumlaufend.
  • Die beim Giessen einwirkenden Kräfte werden somit im schwimmenden Formrahmen 16 auf die Flächen zur kombinierten Formzentrierung und Gegenverriegelung rechts und links vom Schieber 14 verteilt - Krafteinleitung und Kraftweiterleitung befinden sich somit etwa auf einer Linie und sind einfacher beherrschbar.
  • Die Formteile bzw. Schieber 14 sind für den gängigen Bereich von Radgrössen (z.B. von 13" bis 22") vorhanden und können in nur einem Satz Formrahmen 13, 15, 16 angeordnet werden.
  • Im Hinblick auf das Druckgiessen von Strukturbauteilen u. a. wurde festgestellt, dass
    • ➢ durch die schonende Metallaufschmelzung, die Reinigung im Ofen durch Impeller und das Abziehen der Metallbadoberfläche ergibt sich ein hohes Qualitätsniveau der Schmelze für hoch beanspruchte Strukturbauteile, z. B. im Karosseriebereich von Fahrzeugen
    • ➢ die Giesskammer soll wenn möglich mit keramischen Baustoffen ausgeführt sein, da das Dentritenwachstum am Rande soweit wie möglich vermieden werden kann
    • ➢ die Möglichkeit der Kornfeinung im Giesslöffel während der Metalleinfüllung in die Giesskammer trägt zu optimalen mechanischen Werten bei
    • ➢ Kornfeinungsprozesse im Schmelz- oder Warmhaltebereich erhöhen die Gefahr eines Verbrennens chemischer Komponenten
    • ➢ durch das Arbeiten mit tieferen Temperaturen mit der Maximal 59 Legierung kann die Bildung von Fadenlunkern vermieden werden
    • ➢ die Korrosionsbeständigkeit wird verbessert durch einen geringeren Anteil an Eutektikum an der Oberfläche (feinkörniges Gefüge).
    Bezugszeichen
    • 1
    Druckgiessmaschine
    2
    Monitor
    3
    Entnahmeroboter
    4
    Steuereinheit
    5
    Sprühgerät
    6
    Formtemperierung
    7
    Kühlstation
    8
    Teilekontrolle
    9
    Förderband für Teilekontrolle
    10
    Förderband mit Kühlstation
    11
    Schöpfgerät
    12
    Schmelz-Warmhalteofen
    13
    fester Formrahmen
    14
    Schieber
    15
    beweglicher Formrahmen
    16
    schwimmender Formrahmen
    17
    Giesskammer
    18
    Rad
    19
    Anschnitt
    20
    Angussrübe

Claims (7)

  1. Verfahren zur Herstellung von Druckgiessteilen, insbesondere komplexen und hochanspruchsvollen Druckgussteilen, wobei die Ausgangsstoffe, insbesondere Aluminiumwerkstoffe aufgeschmolzen und gereinigt werden, als Schmelzeportion einer Druckgiessmaschine (1) zugeführt und unter Anwendung hoher Drücke vergossen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze eine feinkörnige Mikrostruktur aufweist und mit einer Temperatur von 610°C bis maximal 650°C und einer Geschwindigkeit von mehr als 50 m/s am Anschnitt in eine Form gepresst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze mit einer Geschwindigkeit von 50 bis 65 m/s in die Form gepresst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nachfolgend eine Abkühlung der Druckgiessteile auf mindestens 180°C erfolgt und eine Auslagerung der Giessteile verkürzt werden kann, mit Wärmebehandlung T5 oder ähnlichem.
  4. Giesseinrichtung zur Herstellung von Druckgiessteilen, insbesondere komplexen und hochanspruchsvollen Druckgussteilen mit einer Giesseinrichtung, die eine Druckgiessmaschine enthält, einen kombinierten Schmelzofen zum Schmelzen und Reinigen der Ausgangswerkstoffe, Handhabungseinrichtungen, insbesondere eine Schöpf- und Dosiereinrichtung für die Metallschmelze, variable Formen und Einsätze der Formen zur Ausführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Form einen festen, einen beweglichen und einen schwimmenden Formrahmen (13, 15, 16) und darin in Führungen angeordneten Formteile bzw. Schieber 14, die modular aufgebaut sind, umfasst.
  5. Giesseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff eines Einsatzes an die erforderliche Schusszahl angepasst ist.
  6. Giesseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile bzw. Schieber 14 für bestimmte Teilegrössen in den Formrahmen (13, 15, 16) anordenbar sind.
  7. Giesseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Giesskammer 17 und der Kolben der Druckgiessmaschine 1 aus einem keramischen Werkstoff besteht.
EP08102163A 2007-03-15 2008-02-29 Verfahren zur Herstellung von Druckgiessteilen und Giesseinrichtung Withdrawn EP1970143A3 (de)

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DE200710013200 DE102007013200A1 (de) 2007-03-15 2007-03-15 Verfahren zur Herstellung von Druckgiessteilen und Giesseinrichtung

Publications (2)

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EP1970143A2 true EP1970143A2 (de) 2008-09-17
EP1970143A3 EP1970143A3 (de) 2009-02-25

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