FUCHS MARC (CH)
JUNG PAUL (CH)
WIESNER STUART (CH)
FUCHS MARC (CH)
JUNG PAUL (CH)
| WO2002055235A1 | 2002-07-18 |
| US20010052405A1 | 2001-12-20 | |||
| EP1046444A1 | 2000-10-25 | |||
| EP0733421A1 | 1996-09-25 | |||
| EP1479464A2 | 2004-11-24 | |||
| EP1407841A2 | 2004-04-14 |
Patentansprüche
1. Druckgiessverfahren, bei dem ein schmelzflüssiger leichtmetallischer Werkstoff in eine Giesskammer einer Druckgiessmaschine oder dergleichen dosiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze auf eine Temperatur oberhalb der Li- quidustemperatur erwärmt wird und nachfolgend im kontinuierlichen Fluss in eine Giesskammer fliesst, wobei ihr gezielt überhitzungswärme entzogen wird.
2. Druckgiessverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine gewollte Keimbildung der Schmelze erst in der Giesskammer erfolgt.
3. Druckgiessverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kühlstrecken zum Entzug von überhitzungswärme in Reihe oder parallel geschaltet sind.
4. Druckgiessverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die überwachung des Prozesses in die Regelung einer Druckgiessanlage integriert ist.
5. Druckgiessverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die überwachung des Prozesses in die Regelung eines Temperiersystems für das Druck- giesswerkzeug oder die Giesskammer oder den Giesskolben integriert ist.
6. Druckgiessverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es Bestandteil einer umfangreicheren Massnahme zur Verbesserung eines Standard- Giessprozesses ist. |
Druckgiessverfahren
Die Erfindung betrifft ein Druckgiessverfahren, zur Herstellung von Druckgiessteilen aus vorzugsweise Aluminium-Standardlegierungen. Zweck der Erfindung ist eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit von Standarddruckgussanlagen.
Es sind viele Lösungsansätze bekannt, die metallurgische Struktur von Druckgiessteilen zu verbessern. So offenbart die WO 02/055235 ein Verfahren zum Bereitstellen einer teilerstarrten Legierungssuspension, welches eine effizientere Verfahrensführung bei hochwertigen Werkstoffen, insbesondere Magnesiumlegierungen ermöglichen soll. Hierbei wird die Verweilzeit der Schmelze auf einer geneigten Suspendierstrecke derart gewählt, dass der gewünschte Phasenanteil wenigstens annähernd innerhalb der Zykluszeit erreicht wird, der flüssigen Legierung mindestens 20% der Schmelzwärme entzogen wird, die flüssige Legierung wird als einem zweiten Keimbildungsschritt in einer turbulenten Strömung unter Wärmeentzug zugeführt. Anschüessend gelangt die so teilerstarrte Suspension in eine Formungseinrichtung, wobei mindestens eine der vorgenannten Bedingungen erreicht werden muss. Kennzeichnend ist, dass sich die Temperatur der Schmelze nach verlassen der Suspendierstrecke und vor Eintritt in die Giess- kammer unterhalb der Liquiduslinie bewegt. Eine solche Verfahrensweise setzt Legierungen mit ausreichend grossem Erstarrungsgradienten im teigigen Bereich voraus.
Die Suspendierstrecke ist z. B. kaskadenförmig ausgebildet.
Die E P-A- 1405684 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Teilen durch Rheocasting oder Thixoformung, bei dem durch elektromagnetisches Rühren einer Schmelze Wärme entzogen wird, bis ein Festanteii von max. 0,7 erreicht ist. Vor dem Rühren weist die Schmelze eine Temperatur von max. 100 0 C oberhalb der Liquiduslinie auf.
Bei Verfahren gemäss EP-A-1407841 resp. EP-A-1413373 wird die Schmelze in der Giesskammer elektromagnetisch gerührt und ihr wird Wärme entzogen.
Bei einem weiteren Verfahren zur Herstellung von Gussteilen wird eine Formkavität mit Schmelze gefüllt und nach Erstarrung einer Randschicht wird in die verbliebene Schmelze Gas eingeleitet und eine Nebenkavität geöffnet, so dass überschüssige Schmelze austreten kann und ein Formteil mit mindestens einem Hohlraum gebildet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckgiessverfahren zu entwickeln, das es ermöglicht Standardlegierungen wirtschaftlicher zu vergiessen, insbesondere mit einer kürzeren Zykluszeit und/oder mit höherer Standzeit des Druckgiesswerkzeuges.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die Temperatur der Schmelze liegt beim Eintritt in die Giesskammer oberhalb der Liqui- dustemperatur. Dennoch ist es möglich eine signifikante Reduktion der Erstarrungszeit zu erzielen, ein Absinken der Schmelzetemperatur unter Liquidus erfolgt jedoch erst in der Giesskammer. Die Schmelze kühlt bei kontinuierlichem Fluss ab. Der Schmelze wird dabei keine Schmelzwärme, sondern nur überhitzungswärme gezielt und überwacht entzogen, so dass die Schmelzetemperatur beim Eintritt in die Giesskammer noch oberhalb der Liquidustemperatur liegt.
Das Verfahren kann daher mit herkömmlichen Dosieröfen betrieben werden, ohne Schlammbildung oder dergleichen infolge unterkühlter Schmelze zu verursachen. Daher ist das Verfahren auch für Standardlegierungen wie zum Beispiel AISi9Cu3 mit sehr flachem Erstarrungsgradienten einsetzbar.
Die Kühlung im kontinuierlichen Fluss erfolgt auch dann, wenn sich bei jedem Schuss auf der Kühlstrecke eine Gusshaut bildet, resp. diese entfernt wird. Dies stellt eine noch akzeptable Prozessstörung dar, ist jedoch kein gewolltes Verfahrensmerkmal.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
Eine Metallschmelze fliesst über eine Kühistrecke. Diese Kühlstrecke wird mit Wasser auf vorzugsweise Raumtemperatur temperiert. Die Kühlstrecke kann linear oder rotationssymmetrisch gestaltet sein.
Die Temperatur der Schmelze liegt beim- Eintritt in eine Giesskammer oberhalb der Li- quidustemperatur. Dennoch ist es möglich eine signifikante Reduktion der Erstarrungszeit zu erzielen, ein Absinken der Schmelzetemperatur unter Liquidus erfolgt erst nach Eintritt der Schmelze in die Giesskammer. Die Schmelze kühlt bei kontinuierlichem Fluss ab. Der Schmelze wird dabei keine Schmelzwärme, sondern nur überhitzungs- wärme gezielt und überwacht entzogen, so dass die Schmelze mit einer Temperatur oberhalb der Liquidustemperatur in die Giesskammer einer Druckgiessmaschine gelangt.