WATZINGER BERND (CH)
MORET GILBERT (CH)
ASCHMANN BERNHARD (CH)
WATZINGER BERND (CH)
MORET GILBERT (CH)
| JPS6186061A | 1986-05-01 |
RASGADO ET AL: "Bi-metallic dies for rapid die casting", JOURNAL OF MATERIALS PROCESSING TECHNOLOGY, NL, vol. 175, no. 1-3, 1 June 2006 (2006-06-01), pages 109 - 116, XP005458775, ISSN: 0924-0136
Patentansprüche
1. Druckgussform zur Verwendung in Druckgiessmaschinen, die aus Werkstoffen unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit besteht, dadurch gekennzeichnet, dass schmelzeberührte Bereiche der Form bzw. Formhälften aus konventionellem Formwerkstoff bestehen, während der schmelzeentfernte Teil der Form bzw. Formhälften aus einem Werkstoff mit höherem Wärmeleitvermögen besteht und wobei der übergang zwischen den Werkstoffen fliessend ist.
2. Druckgussform nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die schmelzeberührten Bereiche der Form bevorzugt aus Stahl (6) bestehen.
3. Druckgussform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff mit höherem Wärmeleitvermögen bevorzugt Kupfer (4) bzw. eine Kupferlegierung ist.
4. Druckgussform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass konturnahe Kühlkanäle (7) im Kupfer angeordnet sind.
5. Druckgussform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kühlkanälen (7) ein Kühlmedium aus einem Mehrphasensystem besteht. |
Druckgussform
Die Erfindung betrifft eine Druckgussform zur Verwendung in Druckgiessmaschinen.
Gussformen für Druckgiessmaschinen bestehen üblicherweise aus Stahl resp. Werkzeugstahl und unterliegen je nach Struktur des Gussteiles einer aufwändigen Herstellung. Neben der Ausarbeitung des Formhohlraumes müssen noch Kühlkanäle und dergleichen eingebracht werden. Deshalb wird kontinuierlich versucht den Wärmehaushalt von Gussformen zu verbessern, sei es durch die Formgebung und/oder Kombination unterschiedlicher Werkstoffe.
Bekannt sind zum Beispiel Spritzgiesswerkzeuge, die einen Kern aus Kupfer und einen Aussenbereich aus Werkzeugstahl aufweisen oder Gradientenwerkstoffe mit fliessen- dem übergang zwischen Aluminium und Stahl. Beim sogenannten Alchemy-Verfahren wird ein wasserlösliches Metallpulver von einem hochenergetischen Wasserstrahl aufgenommen und prallt auf eine Metalloberfläche auf und geht mit diesem Metall eine homogene Verbindung ein. Verarbeitet werden können die meisten schmiedbaren metallischen Werkstoffe. Das aufgetragene Metall befindet sich auf der Oberfläche und ist gegenüber schmelzflüssigen Metallen und hohen Pressdrücken nicht beständig.
Weiterhin bekannt sind generierenden Laserauftragsverfahren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckgussform für Druckgiessmaschinen zu schaffen, die einen verbesserten Wärmehaushalt aufweist. Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Schmelzeberührte Bereiche der Form bestehen aus konventionellem Formwerkstoff, der schmelzeentfernte Teil der Formhälften besteht aus einem Werkstoff mit höherem Wärmeleitvermögen, wobei der übergang zwischen den Werkstoffen fliessend (Gradientenwerkstoff) ist.
Durch die bessere Wärmeabführung wird eine schnellere Abkühlung des Gussteiles und damit eine Reduktion der Zykluszeit erreicht, was die Wirtschaftlichkeit des Druck- giessens verbessert (so ist die Temperaturleitzahl einer Kupfer-Beryllium-Legierung 8 bis 9 mal grösser als die von Stahl).
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart. So bestehen die schmelzeberührten Bereiche der Form bevorzugt aus Stahl und der Werkstoff mit höherem Wärmeleitvermögen ist bevorzugt Kupfer bzw. eine Kupferlegierung.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
Die Gussform einer nicht dargestellten Druckgiessmaschine besteht aus den üblichen Formhälften 1 , die einen Formhohlraum 2 aufweisen, der von einer Kontur aus Formstahl 6 gebildet ist. Die Kontur aus Formstahl 6 ist in einem Formgrundkörper aus Stahl 3 angeordnet. Zwischen diesen befindet sich Kupfer 4 in einer Schichtdicke, die geeignet ist, konturnahe Kühlbohrungen 7 aufzunehmen (Spannungsrissgefahr geringer als in Stahl).
In Richtung auf den Formstahl 6 geht die Kupferschicht kontinuierlich in den Formstahl 6 über, unter Bildung eines überganges 5 von Stahl zu Kupfer.
In den Kühlkanälen 7 zirkuliert bevorzugt ein Kühlmedium, welches auch aus einem Mehrphasensystem bestehen kann, z.B. aus Gas und Flüssigkeit bestehend.