Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schmuckteiles aus einer Metalllegierung nach Anspruch 1 .

Uhren und andere Schmuckgegenstände aus Metall bilden seit langer Zeit beliebte Accessoires, denen eine wichtige ästhetische Bedeutung zukommt, welche eine hohe Wertigkeit bieten und von denen Langlebigkeit erwartet wird. Dabei stellen insbesondere Uhren einen Schmuckgegenstand dar, welcher grundsätzlich von beiderlei Geschlechtern getragen werden kann. Solche Uhren bieten auch die Möglichkeit der persönlichen Identifikation verbunden ^■ - dank ihrer stabilen Konstruktionsweise - mit der möglichen Erwartung der Vererbung, worauf sogar in der entsprechenden Werbung direkt angespielt wird. Insgesamt handelt es sich bei solchen Uhren also um hochwertige persönliche Gegenstände, welche auch und gerade durch ihr tägliches Getragenwerden am Körper eine besondere Bedeutung für den Besitzer entwickeln. Daher zählen einige exklusive Uhren zu den Konsumgütern mit den höchsten Preisen überhaupt. Unter dem Begriff„Uhren" sind hier und nachfolgend tragbare persönliche Uhren wie Armband- und Taschenuhren zu verstehen. Unter dem Begriff „Schmuckgegenstand" ist hier und nachfolgend ein beliebiges, insbesondere tragbares Objekt zu verstehen, welches zumindest teilweise aus einer Metalllegierung besteht. Ein solches Objekt - und damit der Schmuckgegenstand - kann auch zur vorzugsweise dekorativen Anordnung an einem Gebäude, einem Fahrzeug oder einer sonstigen Struktur vorgesehen sein. Unter dem Begriff„Schmuckteil" ist hier und nachfolgend ein solcher Schmuckgegenstand selbst oder ein Bestandteil eines solchen Schmuckgegenstands aus einer Metalllegierung zu verstehen.

Eine spezielle Möglichkeit, die mit einer Uhr oder einem anderen Schmuckteil aus Metall beim Konsumenten v erbundenen Emotionen besonders anzusprechen, besteht darin, bei der Herstellung ein Ausgangsmaterial zu verwenden, welches eine besondere Historie aufweist. Dabei kommt insbesondere Metall in frage, welches z. B. in einem Flugkörper, einem Flugzeug, einem Land- oder Wasserfahrzeug oder in einem Gebrauchsgegenstand wie einem Golfschläger bereits verwendet wurde. Dieser Gebrauchsgegenstand kann auch von dem zukünftigen Besitzer des Schmuckstücks verwendet worden sein, sodass sich mit ihm persönliche Erlebnisse verbinden. Ein solcher, aus einem ..emotionsbehafteten Aus- gangsmaterial" hergestellter Schmuck ist für den Konsumenten besonders interessant und kann höhere Preise erzielen.

Jedoch liegt ein solches„emotionsbehaftetes Ausgangsmaterial" eben wegen der besonderen Historie nur in verhältnismäßig kleinen Mengen vor und ist an sich bereits teurer in der Anschaffung als ein entsprechendes herkömmliches Aus- gangsmatcrial. Hinzu kommt, dass dieses Ausgangsmaterial häufig von seiner Zusammensetzung auf andere Anforderungen zugeschnitten ist, als sie z. B. für eine Uhr gewünscht sind. Bei einigen emot i onsbeha fteten Ausgangsmaterialien kann etwa ein hoher Kohlenstoffanteil im Stahl für eine hohe Festigkeit vorgesehen sein, welcher aber in einem Uhrgehäuse eine inakzeptable Anfälligkeit zur Rostbildung zur Folge hätte. Denn für Uhrengehäuse ist eine Salzwasserbeständigkeit gefordert, da einerseits der Träger mit dem Uhrengehäuse Salzwasser betreten und andererseits das Uhrengehäuse auch durch Körperschweiß einer salzigen Flüssigkeit ausgesetzt sein kann. Insgesamt muss also neben der - ohnehin deutlich abweichenden - Geometrie auch die Zusammensetzung des Ausgangs- materials für die Verwendung in einem Schmuckteil angepasst werden. Es sind aber die bekannten Herste! lungsv erf ahren von Schmuckteilen und insbesondere Uhrengehäusen nicht darauf eingerichtet, solches Ausgangsmaterial für ein Schmuckteil zu verarbeiten, da sie aus wirtschaftlichen und technischen Gründen von der Möglichkeit der Skalierung mit größeren Mengen ausgehen.

Vor diesem Hintergrund besteht das Problem der Erfindung darin, ein bekanntes Verfahren zur Herstellung eines Schmuckteiles aus einer Metalllegierung so weiterzubilden und zu verbessern, dass es auch für die wirtschaftliche Verarbeitung eines emotionsbehafteten Ausgangsmaterials zu einem Uhrengehäuse oder zu einem sonstigen Schmuckteil geeignet ist.

Das genannte Problem wird bei einem V erfahren zur Herstellung eines Schmuckteils aus einer Metalllegierung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.

Wesentlich für die Erfindung ist die Erkenntnis, dass bei einer erwartbar geringen Menge an Ausgangsmaterial besondere Vorkehrungen insbesondere beim Gießverfahren getroffen werden müssen, um dem durch die geringe Menge be- dingten ungünstigen Verhältnis von Gesamtoberfläche zum Volumen des Ausgangsmaterials in den einzelnen Verarbeitungsschritten zu begegnen. Insbesondere ist Schwund an Ausgangsmaterial zu vermeiden, wobei durch die kleine Dimensionierung andere Verlustarten als bei der Herstellung im großen Maßstab in den Vordergrund treten. Zentrale Bedeutung kommt dabei der im geometrischen Sinne kompakten Form der Kokil le beim Gießen zu. Auf diese Weise kann der an der Oberfläche des Gussstücks entstehende Schwund nach Möglichkeit verringert werden. Unter einer solchen Kokille mit einer kompakten Form ist eine Kokille zu verstehen, welche gemäß ihrer Geometrie im Verhältnis zum Volumen eine möglichst kleine Außenfläche aufweist. Diese Außenfläche wird durch die tatsächlichen Wandflächen der Kokille sowie durch offene Flächen der Kokille gebildet, z. B. einen Einlass zum Eingießen der Schmelze.

Denn gerade an einer solchen Außenfläche bzw. der entsprechenden Oberfläche des Gussstücks entstehen Verluste z. B. Schlacken oder Gusshaut und Verunreinigungen oder Unregelmäßigkeiten, welche die Ausbeute des ohnehin geringen Ausgangsmaterials verringern. Im Gegensatz dazu arbeiten herkömmliche Gussverfahren - auch für die Herstellung v on Schmuckteilen - bewusst mit wenig kompakten Gussformen in diesem Sinne, um das Gießen selbst und die nachfolgende Verarbeitung zu rationalisieren, wobei Randeffekte an der Oberfläche wie oben beschrieben dann mengenbedingt nur eine geringere Rolle spielen. So w erden herkömmlich bei der Herstellung im großen Maßstab flache Brammen mit einer geringen Kompaktheit und deshalb mit einer großen Außenfläche pro Volumen verwendet. Diese an sich ungünstige, da wenig kompakte Geometrie wird aber im herkömmlichen Verfahren durch das große Volumen kompensiert. Dies gilt ebenso für das Stranggussverfahren. Hier und nachfolgend wird für das

Gussstück - also für das unmittelbare Ergebnis des Gießprozesses der Begriff

Vorschmiedestück synonym bis zum Abschluss des Schmiedevorgangs verwendet. Zwischen dem Gießen und dem Abschluss des Schmiedens liegt also ein Vorschmiedestück vor.

Die Unteransprüche 2 und 3 beschreiben jeweils einen alternativen Ansatz zum Einbringen der Schmelze in die Kokille. Dabei wird gemäß Unteranspruch 2 die Schmelze steigend durch einen unteren Zulauf in die Kokille eingebracht. Auf diese Weise können Turbulenzen und damit auch durch diese bedingte Inhomogenitäten in der Schmelze vermieden werden.

Der Unteranspruch 3 betrifft ein Gießen im Kokillengieß verfahren, also mit einem Eingießen über eine oben liegende Öffnung der Kokille. Ein solches Gießen vermeidet Schwund in und an den Zuläufen.

Die Ausgestaltungen der Unteransprüche 5 bis 8 beschreiben dabei bevorzugte Geometrien einer Kokille zum Erzielen einer kompakten Form.

Der Unteranspruch 9 beschreibt ein Lösungsglühen sowie ein Kolsterisieren als jeweils bevorzugte Arten der Wärmebehandlung um eine Oberflächenbeständigkeit zu erreichen, wie sie für am Körper getragene Schmuckteile gewünscht ist.

Bedingt durch die kleine Menge des Gussmaterials und zur Vermeidung von Schwund durch Gusshäute etc. kann es sein, dass bei dem vorschlagsgemäßen Verfahren gegenüber einem herkömmlichen Herstellungsverfahren eine vergleichsweise geringe Umformung durch eine Vorumformung, also durch Walzen, Recken oder Stauchen stattfindet. Um dennoch die gewünschte Gefügeei- genschaft zu erreichen, ist gemäß dem bevorzugten Unteranspruch 12 ein Gesenkschmieden vorgesehen.

Der bevorzugte Unteranspruch 17 bezieht sich auf die Anwendung des vorschlagsgemäßen Verfahrens auf Stahl als Metalllegierung sowie auf speziell in diesem Kontext vorteilhafte Ausgestaltungen.

Dem gegenüber bezieht sich die bevorzugte Ausgestaltung des Unteranspruchs 18 auf die Anwendung des vorschlagsgemäßen Verfahrens auf eine Aluminiumlegierung.

Weitere Einzelheiten, Merkmale. Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Kokille mit einem unteren

Zulauf zur Anwendung i einem Verfahren gemäß dem Vorschlag,

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Kokille mit einem oben liegenden Einguss zur Anwendung in einem Verfahren gemäß dem

Vorschlag und eines Vorschmiedestücks aus dieser zweiten Kokille,

Fig. 3a-b) eine schematische Seitenansicht im Schnitt auf ein Vorschmiedestück sowie eine schematische Draufsicht auf verschiedene Halb- fabrikate und Schmiedeteile, welche bei der Ausführung des vorschlagsgemäßen. Verfahrens entstehen können und

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer dritten Kokille mit einem oben liegenden Einguss für etwas größere Gussmengen zur Anwendung in einem Verfahren gemäß dem Vorschlag und eines Vorschmiede- stücks aus dieser dritten Kokille.

Das vorschlagsgemäße Verfahren dient der Herstellung eines Schmuckteiles aus einer Metalllegierung. Das Schmuckteil besteht also aus der Metalllegiemng. Bei diesem Schmuckteil kann es sich um ein beliebiges Funktionselement eines Schmuckgegenstandes oder auch um den Schmuckgegenstand insgesamt handeln. Insbesondere kann es sich um ein Uhrengehäuse oder den Bestandteil eines Uhrengehäuses handeln, aus welchem Uhrengehäuse dann durch weitere, hier nicht relevante Arbeitsschritte etwa eine vollständige Armbanduhr oder eine Taschenuhr hergestellt werden kann.

Speziell dient das vorschlagsgemäße Verfahren der Herstellung eines Schmuckteiles aus einem ..emotionsbehafteten Material ^" . Darunter ist eine .Metallmenge zu verstehen, welche zuvor in einer anderen, bestimmten Vorrichtung verwendet wurde. In frage kommen dabei insbesondere Metall mengen aus Golfschlägern, Flugkörpern, Flugzeugen, Land- und Wasserfahrzeugen.

Bei dem vorschlagsgemäßen Verfahren wi d zunächst eine Schrottcharge zu einer Schmelze eingeschmolzen. Diese Schrottcharge - das obige ..emotionsbehaftete Material" - umfasst entweder die obigen Vorrichtungen als solche oder Schrott, der aus solchen Vorrichtungen gewonnen wurde. Danach wird vorschlagsgemäß die Schmelze in einer Kokille 1 a-c zu einem Vorschmiedestück 2, welches auch als Block oder Ingot bezeichnet werden kann, gegossen. Vorschlagsgemäß schließt sich daran das Entfernen der Gusshaut des Vorschmiedestücks 2 an. Dabei werden auch äußere Schlackenbestandteile von dem V o rsc h m i edes t üc k 2 entfernt.

Danach wird das Vorschmiedestück 2 vorschlagsgemäß zu einem Schmiedete! 1 3 a-c geschmiedet. Solche Schmiedeteile 3 a-c sowie die ihnen vorgehenden Halbfabrikate 4a-c sind beispielhaft in der Fig. 3b dargestellt. Schließlich wird dann vorschlagsgemäß das Schmiedeteil 3 wärmebehandelt. Diese Wärmebehandlung kann z. B. der Gefügeverbesserung dienen. Auf diese Weise können Gefügebzw. Oberflächeneigenschaften des Schmiedeteils 3 a-c wie gewünscht beein- flusst werden, wie z. B. seine Härte, Kratzfestigkeit und/oder Rostbeständigkeit.

Zwischen jedem einzelnen hier genannten Verfahrensschritt des vorschlagsgemäßen Verfahrens sowie vor den genannten Verfahrensschritten und nach den genannten Verfahrensschritten können prinzipiell auch beliebige weitere Verfahrensschritte vorgesehen sein, wofür nachfolgend auch bevorzugte Beispiele genannt werden.

Das vorsch 1 agsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille la-c eine kompakte Form aufweist. Durch die Kompaktheit der Form der Kokille 1 a-c - was auch als Kompaktheit der Kokille 1 a-c selbst bezeichnet werden kann - wird erreicht, dass die Kokille 1 a-c hinsichtlich ihrer Geometrie eine vergleichsweise kleine Außenfläche im Verhältnis zum Volumen hat, sodass der durch die Gusshaut bedingte Schwund vergleichsweise klein bleibt.

Vorliegend ist unter einer Kokille l a-c mit einer kompakten Form eine Kokille l a-c zu verstehen, welche ein A/V-Verhältnis pro Raumeinheit von mindestens 0,65, vorzugsweise von mindestens 0,7 und insbesondere v on mindestens 0.75 aufweist. Das A/V-Verhältnis pro Raumeinheit als Maß der Kompaktheit wird auch als Sphärizität bezeichnet. Die Fläche von Eingüssen, Zuläufen und sonstigen Öffnungen ist für die Beurteilung der Kompaktheit ebenfalls der Außenfläche zuzurechnen. Dieses A/V-Verhältnis pro Raumeinheit ist unabhängig von dem Fassungsvolumen der Kokille 1 a-c und nur von ihrer geometrische Form- gebung abhängig. Diese Sphärizität ist für einen beliebigen Körper oder Hohlraum durch die Formel

1 2

_ 7T3 (6l ) 3

^Ψ~ A gegeben. Dabei ist V das Volumen des Körpers oder Hohlraums und A die Außenfläche des Körpers oder Hohlraums, hier also der Kokille la-c.

Die Fig. 1 , 2 und 4 zeigen jeweils ein A u s f ü h rungs bei sp i e 1 einer solchen Kokille 1 a-c für die Verwendung in dem vorschlagsgemäßen Verfahren.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung, weiche der Darstellung der Fig. 1 entspricht, w ird die Schmelze steigend über einen unteren Zulauf 5 der Kokille 1 a in die Kokille 1 a eingebracht. Dies geschieht nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren. Vortei 1 hafterweise wird das Verhältnis von Gussquerschnitt zu Einspeisungsquerschnitt groß gewählt. Speziell kann das Verhältnis von Gussquerschnitt zu Einspeisungsquerschnitt mindestens 8 zu 1 betragen. Hierdurch wird ein gleichmäßiges Steigen mit einer geringen Steiggeschwindigkeit ermöglicht, was Inhomogenitäten im V orschmiedestück 2 vermeidet. Bevorzugt erfolgt dieses Einbringen in offener Atmosphäre. Um hier Seigerungen zu vermeiden, kann ebenfalls bevorzugt vorgesehen sein, dass die Kokille l a durch eine äußere Wärmequelle erwärmt wird. Auf diese Weise kann auch bei größeren Höhen der Kokille l a gewährleistet werden, dass Gase und Partikel aus der Schmelze in der Kokille l a aufsteigen können.

Gemäß einer alternativen Variante entsprechend der Darstellung der Fig. 2 und 4 wird die Schmelze über einen oben liegenden Einguss 6 der Kokille 1 b-c eingegossen. Durch diesen Ansatz, welcher dem Kokillengießverfahren entspricht, werden Verluste vermieden, welche z. B. beim Stranggießen in dem Verteiler oder in sonstigen Zuführanordnungen wie Rohren zu der Kokille l b-c anfallen würden. Beim Gießen von langen Strängen, wie regelmäßig bei großen Materialmengen in der Schmelze vorgesehen, fallen solche Verluste kaum ins Gewicht, können aber bei der vorliegenden Verarbeitung von geringen Mengen an Ausgangsmaterial bedeutend werden. Ebenso ist es bevorzugt, dass die Kokille 1 b-c eine im Wesentlichen geschlossene Wandung aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann die Kokille ! b-c einen im Wesentlichen geschlossenen Boden aufweisen. Die Kokille 1 b-c kann dabei aus mehreren Kokillenteilen und insbesondere Kokillenhäl ften gebildet sein, wobei die entsprechenden Grenzlinien die Geschlossenheit der Wandung oder des Bodens nicht beeinträchtigen. Die Geschlossenheit der Wandung bzw. des Bodens bedeutet hier allerdings, dass keine Zu- oder Abflussrohre o. dgl. in die Kokille 1 b-c führen, wobei der vorschlagsgemäß oben liegenden Einguss 6 der Kokil le 1 b-c und damit die oben liegende Öffnung nicht zur Wandung oder zu dem Boden zählt.

Vorzugsweise erfolgt das Eingießen der Schmelze über den oben liegenden Einguss 6 der Kokille 1 b-c im Vakuum. Auf diese Weise können Gaseinschlüsse im Vorschmiedestück 2 vermieden werden.

Unabhängig von den obigen Varianten wird gemäß einer bevorzugten Ausfüh- rungsform des vorschlagsgemäßen Verfahrens vor dem Gießen der Schmelze in die Kokille 1 a-c L eg i eru ngs ma terial zu der Schmelze zulegiert. Alternativ oder zusätzlich kann das Zulegieren von Legierungsmateria! zu der Schmelze während des Gießens in die Kokille ( l a-c) erfolgen. Art und Umfang der Zulegie- rung richten sich nach dem Zielwerkstoff einerseits und der Zusammensetzung der Schrottcharge bzw. der aus ihr gewonnenen Schmelze anderseits. Beispielsweise kann es sich bei dem Zielwerkstoff um einen austenitischen Stahl w ie 1.4571 oder 1 .4404 handeln. Wenn andererseits die Schrottcharge z. B. aus der Stahlsorte St 52-3 besteht, so soll beispielsweise Cr, Ni und Mo hinzulegiert werden. Eine etwaig gewünschte Veränderung und insbesondere eine Reduktion des Kohlenstoffs wird untenstehend noch beschrieben. Es kann auch sein, dass die Schrottcharge eine zu hohe Konzentration an bestimmten Legierungsbestandteilen aufweist, welche in dem Zielwerkstoff nur in einer niedrigeren Konzentration gewünscht sind, aber sich speziell nur schwer aus der Schmelze z. B. über ein Vakuumverfahren entfernen lassen. In so einem Fall können zwecks Verringerung der relativen Konzentration auch die übrigen Materialien hinzu legiert werden. Dabei kann es sich bei dem hinzulegierten Material auch um den Hauptlegierungsbestandteil wie Eisen oder Aluminium handeln, wobei das hinzulegierte Material dann regelmäßig nicht ..emotionsbehaftet" ist. Aus der geringen Menge des Ausgangsmaterials und dem sich daraus ergebenden geringen Gewicht der Schrottcharge ergibt sich auch ein entsprechend kleines Fassungsvermögen der Kokille l a-c. Daher ist es bevorzugt, dass die Kokille la-c ein Fassungsvermögen von weniger als 100 kg Schmelze aufweist. Die Kokille 1 a-c kann dabei auch ein Fassungsvermögen von weniger als 80 kg Schmelze oder gar von weniger als 3 kg Schmelze aufweisen. Die Kokillen 1 a-b der Fig. 1 und 2 haben speziell ein Fassungsvermögen von 2kg Schmelze und die Kokille lc der Fig. 4 ein Fassungsvolumen von 80 kg Schmelze. Die Gewichtsangaben sind jeweils auf Stahl und damit speziell auf eine Stahlschmelze bezogen.

Das in der Fig. 3a gezeigte Vorschmiedestück 2 ist aus einem Guss in der Kokille l b der Fig. 2 entstanden. Die Fig. 3b zeigt verschiedene Schmiedeteile 3a-c, welche aus Halbfabrikaten 4a-c geschmiedet wurden. Die Halbfabrikate 4a-c sind dabei durch Umformschritte aus einem Vorschmiedestück 2 w ie dem aus der Fig. 3a, auf welche Umformschritte unten stehend noch beispielhaft eingegangen wird, hervorgegangen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel entsprechend der Fig. 1 und 2 ist vorgesehen, dass die Kokiile 1 a-b im Wesentlichen kreiszylindrisch geformt ist. Alternativ kann die Kokille l c auch entsprechend der Fig. 4 im Wesentlichen würfelförmig geformt sein. Sofern die Kokille l b einen oben liegenden Einguss 6 aufweist, so kann dieser Einguss 6 einer oberen Deckfläche der kreiszylindrischen Form entsprechen.

Gemäß einer ersten bevorzugten Variante kann ein Grunddurchmesser 7a-d der Kokille l a-b größer als ein Maximaldurchmesser 8 des Schmiedeteils 3b sein. Dabei ist eine Kreiszylinderfonn mit parallelen Fortsätzen auch als im Wesentlichen kreiszylindrisch anzusehen. Ein Halbfabrikat 4c mit Fortsätzen 9, welche Fortsätzen der Kokille des Halbfabrikats 4c entsprechen, ist in der Fig. 3b dargestellt. Auf diese Weise kann das Vorsehen von Fortsätzen auch an dem Schmiedeteil 3c erleichtert werden. In diesem Fall, in dem der Grunddurchmesser 7a-d der Kokille 1 a-b größer als der Maximaldurchmesser 8 des Schmiedeteils 3b ist, werden die gewünschten Eigenschaften des Schmiedeteils 3b bevorzugt durch das Gewährleisten eines vorteilhaften Feingliedrigkeitsverhältnisses erreicht, was untenstehend näher beschrieben wird.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Variante kann ein Grunddurchmesser 7a-d der Kokille l a-b kleiner als ein Maximaldurchmesser 8 des Schmiedeteils 3b sein. Dabei kann der entsprechende Durchmesser des Vorschmiedestücks 2 bzw. der aus ihm entstandenen Halbfabrikate 4a-c durch eine Umformung und insbesondere durch eine Vorumformung soweit vergrößert werden, dass er größer als o- der gleich dem Maximaldurchmesser 8 der Schmiedeteile 3a-b ist. Dies erlaubt es. durch diese Umformung einen angestrebten Umformgrad zu erreichen.

Um möglichst geringe Materialverluste zu erreichen, ist es bevorzugt, dass ein solcher Grunddurchmesser 7a-d nur unwesentlich größer oder kleiner als der Maximaldurchmesser 8 ist, weswegen bevorzugt der Grunddurchmesser 7a-d im Wesentlichen dem Maximaldurchmesser 8 des Schmiedeteils 3b entspricht. Speziell in so einem Fall ist dann anzustreben, dass zum Erreichen eines hinreichenden Umformgrades das Feingliedrigkeitsverhältnis - auf das untenstehend noch näher eingegangen ird - und hier speziell das Verhältnis des Gewichts des Schmiedeteils 3a-c zu dem Gewicht des Vorschmiedestücks 2 bzw. des Halbfabrikats 4a-c kleiner als 0,5 ist.

Um die bereits oben beschriebene Kompaktheit zu erreichen ist bevorzugt vorgesehen, dass die größte Ausdehnung der Kokille la-c höchstens das Fünffache der kleinsten Ausdehnung der Kokille 1 a-c beträgt. Weiter vorzugsweise beträgt die größte Ausdehnung der Kokille la-c höchstens das Vierfache der kleinsten Ausdehnung der Kokille 1 a-c oder sogar höchstens das Dreifache der kleinsten Ausdehnung der Kokille 1 a-c. Unter einer Ausdehnung der Kokille 1 a-c in diesem Sinne ist die Ausdehnung der Kokille 1 a-c entlang einer jeweiligen Achse in einem kartesischen Koordinatensystem zu verstehen. Speziell bei einer - wie oben beschrieben - im Wesentlichen kreiszylindrisch geformten Kokille 1 a-b kann die kleinste Ausdehnung der Kokille 1 a-b als der Grunddurchmesser 7 a-b und die größte Ausdehnung als die Höhe l a-b der Kokille 7a-b angesetzt werden. Unter der Höhe 1 Oa-b der Kokille 1 a-b ist hier die wirksame Höhe 1 Oa-b zu verstehen, also diejenige Höhe, die auch der Höhe des entstehenden Vorsc hm iedest üc ks 2 entspricht. Daher ist dann bevorzugt vorgesehen, dass die Höhe 1 Oa-b der Kokille 1 a-b höchstens das Fünffache, vorzugsweise das Vierfache, insbesondere das Dreifache des Grunddurchmessers 7a-b beträgt. Speziell die in der Fig. 2 dargestellte Kokille in Gestalt eines Kreiszylinders weist eine Höhe 1 Ob von 200 nun und einen Grunddurchmesser 7b von 55 mm auf, sodass die größte Ausdehnung der Kokille l b weniger als das Vierfache der kleinsten Ausdehnung der Kokille lb beträgt.

Alternativ zur im Wesentlichen kreiszylindrischen Form der Kokille 1 a-b ist die Kokille lc der Fig. 4 im Wesentlichen quaderartig geformt.

Als besonders vorteilhaft zur Erzeugung besonderer Oberflächen- und Gefügeeigenschaften hat sich bei austeniti sehen Stählen das Lösungsglühen - welches auch als Homogenisieren bezeichnet wird - erwiesen, wobei das Lösungsglühen vorzugsweise von der Wärmebehandlung umfasst ist oder die Wärmebehand 1 u ng bildet.

Weitere bevorzugte Möglichkeiten zur Erhöhung der Oberflächenhärte umfassen ein Kolsterisieren, welches ebenfalls bevorzugt von der Wärmebehandlung umfasst ist. Bei diesem Kolsterisieren wird Kohlenstoff in das Vorsc h m i edestüc k 2 eindiffundiert, wobei im Gegensatz zum herkömmlichen Aufkohlen der eindiffundierte Kohlenstoff nicht offen an den Korngrenzen, sondern vielmehr an den Zwischengitterplätzen eingelagert wird. Das Ergebnis ist eine verbesserte Härte unter Vermeidung einer erhöhten Rostanfälligkeit.

In der Regel werden auch bei kleineren Kokillen 1 a-c aus einem einzelnen Vorschmiedestück 2 mehrere Schmuckteile und damit Schmiedeteile 3 a-c herzustellen sein. Daher ist bevorzugt vorgesehen, dass vor dem Schmieden das Vorschmiedestück 2 in Halbfabrikate 4a-c getrennt wird. Entweder im Rahmen dieses Trennens oder bereits beim vorangehenden Entfernen der Gusshaut des Vorschmiedestücks 2 wird das Kopfstück 1 1 und das Fußstück 12 von dem Vorschmiedestück 2 entfernt. In der Fig. 3a sind beispielhafte Trennlinien 13 am V orschmiedestück 2 jeweils für das Kopfstück 1 1 , das Fußstück 12 und die Halbfabrikate 4a- c dargestellt. Verschiedene solche Halbfabrikate 4a-c und aus ihnen hergestellte Schmiedeteile 3a-c, bei denen es sich hier um Uhrengehäuse handelt, sind in der Fig. 3b dargestellt. Bevorzugt erfolgt das Trennen des Vor- Schmiedestücks 2 in Halbfabrikate 4a-c durch ein Drahttrennen, welches besonders Material sparend ist, oder durch ein Sägen.

Prinzipiell können beim Schmieden ein oder mehrere Vorumformungsschritte vorgesehen sein, welche untenstehend näher beschrieben werden und wobei von diesen allerdings wegen des geringen Volumens des Vorschmiedestücks 2 ein vergleichsweise geringer Umformgrad zu erwarten sein kann. Um dennoch die gewünschte Festigkeit des Schmiedeteils 3a-c zu erreichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Schmieden ein geometriebetontes Schmieden und insbesondere ein Gesenkschmieden umfasst. Im Gegensatz zum Gießen ist beim Gesenkschmieden kein nachträgliches Entfernen der Gusshaut oder ein ähnlicher Vorgang mit relativ hohem Materialverlust erforderlich. Beim Gesenkschmieden wird ein Schmiedeaggregat mit Gesenkoberteil und Gesenkunterteil zum Schmieden verwendet werden. Während bei warm - entsprechend einer Schmiedetemperatur von etwa 1 150° C - umgeformten Vorschmiedestücken 2 vor der Weiterverarbeitung allenfalls ein Strahlen oder Beizen erforderlich ist. kann bei halbwarm - Schmiedetemperatur von etwa 530° C - umgeformten Vorschmiedestücken 2 auf ein Strahlen verzichtet werden. Entsprechendes gilt auch für kalt umgeformte Vorschmiedestücke 2.

Zum Erreichen des oben beschriebenen und bevorzugten Verhältnisses des Gew ichts des Schmiedeteils 3a-c zu dem Gewicht des Vorsc h m i edestücks 2 bzw. des Halbfabrikats 4a-c kleiner als 0,5 wird dann möglichst viel Material durch die Grafbahn, geführt, welche die Trennlinie zwischen Gesenkoberteil und Gesenkunterteil bildet. Dieses Gesenkschmieden kann auch dazu eingerichtet sein, bei dem Schmiedeteil 3a-c ein sehr feinkörniges Gefüge herzustellen, welches auch als Schmiedegefüge bezeichnet wird und vorteilhafte Eigenschaften des Schmiedeteils 3a-c sicherstellt.

Weiter kann das Schmiedeaggregat einen Dorn zum Herstellen einer Ausneh- tnung im Schmiedeteil beim Gesenkschmieden aufweisen. Dieser Dorn kann auch zur Vorbereitung einer Lochung des Schmiedeteils dienen.

Der Schritt des Schmiedens kann v or dem Gesenkschmieden weitere Schmiedeschritte umfassen, wobei hier speziell Schmiedeschritte zur Änderung des Fein- gefüges des Schmiedeteils infrage kommen, wie beispielsweise Walzen, Recken oder Stauchen.

Weiter ist bevorzugt, dass das Schmieden - gg . einschließlich des Gesenk- Schmiedens und weiterer Schmiedeschritte - eine Umformung mit einem Umformgrad von mindestens 6 umfasst. Der Umformgrad kann dabei als Verhältnis der Ausgangsquerschnittfläche - also etwa eine Querschnittsfläche des Vorschmiedestücks 2 vor dem Schmieden - zur Endquerschnittsfläche etwa eine

Querschnittsfläche des Schmiedeteils 3a-c nach dem Schmieden - verstanden werden, wobei für den Umformgrad im vorliegenden Sinne unerheblich ist, ob die Ausgangsquerschnittfläche oder die Endquerschnittsfläche jeweils kleiner bzw. größer ist. Bei einer Ausgangsquerschnittfläche, welche sechsmal größer als die Endquerschnittsfläche ist, ergibt sich also dieser bevorzugte Umformgrad von 6. Folglich ergibt sich ebenso dieser bevorzugte Umformgrad von 6, wenn die Endquerschnittsfläche sechsmal größer als die Ausgangsquerschnittfläche ist.

Ebenso kann das H ers tel 1 u ngs v er fa h re n - speziell das Schmieden einschließlich des Gesenkschmiedens und etwaiger weiterer Schmiedeschritte - im Ergebnis bevorzugt ein gewünschtes Feingliedrigkeitsverhältnis bewirken, wodurch wiederum vorteilhafte Gefügeeigenschaften realisiert werden können. Ein Feingliedrigkeitsverhältnis in diesem Sinne ist ganz allgemein eine Angabe darüber, eine wie starke Umformung des Vorschmiedestücks stattgefunden hat, wobei eine stärkere Umformung prinzipiell ein vorteilhafteres Materialgefüge bewirkt. Ein solches Feingliedrigkeitsverhältnis kann hier einerseits definiert werden als das ^■ - ^■ oben bereits beschriebene - Verhältnis des Gewichts des Schmiedeteils 3a-c zu dem Gewicht des V orsc h m i edes t ü c ks 2 bzw. des Halbfabrikats 4a-c, welches Verhältnis bevorzugt kleiner als 0,5 ist. Das Gewicht des Schmiedeteils 3a-c ist also bevorzugt kleiner als das des Vorschmiedestücks 2 bzw. des Halbfabrikats 4a-c. Alternativ kann ein solches angestrebtes Feingliedrigkeitsverhältnis. welches vorzugsweise auch in diesem Fall kleiner als 0,5 ist, als Verhältnis eines Durchmessers des Vorschmiedestücks 2 - entsprechend dem obigen Grunddurchmesser 7a-d bzw. des Halbfabrikats 4a-c zum Durchmesser des Schmiedeteils 3a-c entsprechend dem obigen M ax i ma 1 d u re h mes ser 8 - definiert werden. Hier ist also vorzugsweise der Durchmesser des Vorschmiedestücks 2 bzw. des Halbfabrikats 4a-c kleiner als der Durchmesser des Schmiedeteils 3a-c. Schließlich kann das Fei ng 1 i edrigke i ts verli äl tn i s auch als Verhältnis einer Dicke des Schmiedeteils 3a-c zu einer Dicke des Vorschmiedestücks 2 bzw. des Halbfabrikats 4a-c definiert werden, wobei auch hier bevorzugt dieses Verhältnis kleiner als 0,5 ist. Folglich ist bev orzugt die Dicke des Schmiedeteils 3a-c kleiner als diejenige des Vorschmiedestücks 2 bzw. des Halbfabrikats 4a-c.

Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass die Schmelze vakuumbehandelt wird. Diese Vakuumbehandlung erfolgt vorzugsweise vor dem und/oder während des obigen Zulegierens. Hier ist auch eine Behandlung mittels eines luftverdünnten Raums als Vakuumbehandlung zu verstehen. Dabei kann einerseits - insbeson- dere durch eine Vakuumdesoxidation - ein Sauerstoffgehalt und alternativ oder zusätzlich ein Kohlenstoffgehalt der Schmelze reduziert werden.

Die Reduktion des Sauerstoffgehalts dient der Verminderung der Schlackenbildung sowie von Inhomogenitäten im Vorschmiedestück 2, welche durch die Verbindung von freiem Sauerstoff mit ggf. später zulegiertem Chrom entstehen können. Durch die Reduktion des Kohlenstoffgehalts - welcher insbesondere in Stahl aus einer Verwendung mit hohen Härteanforderungen in höherer Konzentration vorhanden sein kann - wird das Rostverhalten verbessert. Bei einer solchen Reduktion des Sauerstoffgehalts durch eine Vakuumbehandlung der Schmelze wird vorzugsweise ein Spülstein eingesetzt. Dieser dient zur Beschleunigung der Vakuu mbehand l ung und zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Vakuu mbehandl ung .

Die Reduktion des Kohlenstoffgehalts kann die Reduktion des Kohlenstoffgehalts um eine ganze Zehnerpotenz umfassen und speziell dazu dienen, einen Kohlenstoffgehalt kleiner 0,03 % zu erreichen. Die Reduktion des Kohlenstoffgehalts erfolgt vorzugsweise durch Sauerstoffblasen bei gleichzeitig reduziertem Druck. Der freie Sauerstoff verbindet sich mit dem in der Schmelze vorhandenen Kohlenstoff und entgast aus der Schmelze. Alternativ ist auch die Zugabe eines Eisenoxids unter ständiger Reduzierung des Drucks möglich.

Da bei einer späteren Zulegierung von Metallen eine Anreicherung bzw. eine Wi ederanrei c herung der Schmelze mit Sauerstoff stattfinden kann, wird vorzugsweise im Anschluss eine weitere Vakuumdesoxidation, wahlweise ebenfalls unter V erwendung eines Spülsteins, vorgenommen. Bei der sich an die Vakuumbehandlung anschließenden Zulegierung kann der Sauerstoffgehalt weiter dadurch gesenkt werden, dass sauerstoffaffine Elemente zu legiert werden, zu welchen insbesondere Chrom zählt. Auf die nach dem Gießen auszuführenden Schritte zurückkehrend, ist bei dem vorschlagsgemäßen Verfahren bev orzugt vorgesehen, dass nach dem Entfernen der Gusshaut auch eine Elektroschlackeumschmelzung durchgeführt werden kann. Diese Elektroschlackeumschmelzung bietet sich dann an, wenn besondere Reinheitsanforderungen eingehalten werden sollen. Nach der Elektroschlacke- umschmelzung kann das Vorschmiedestück 2 geputzt werden.

Vorzugsweise erfolgt nach dem Entfernen der Gusshaut eine Oberflächenfehierprüfung des Vorschmiedestücks 2. Gegebenenfalls erfolgt die obige Elektroschlackeumschmelzung zwischen dem Entfernen der Gusshaut und dieser Ober- flächen fehlerprüfung.

Bezüglich des Entfernens der Gusshaut wird diese bei kleinen Schmelzen herkömmlich bis zu einer Tie e von 5 bis 10 mm vom Vorschmiedestück 2 entfernt, wodurch oberflächennahe Fehler und Inhomogenitäten zuverlässig erfasst werden. Im vorliegenden Fall würde dies angesichts des insgesamt kleinen Volumens des Vorschmiedestücks 2. des hohen Preises des Materials des Vorschmiedestücks 2 und des volumenbedingt ungünstigen Verhältnisses von Außenfläche zu Volumen zu einem inakzeptabel hohen Schwund an Material führen. Daher wird vorliegend die Gusshaut bevorzugt nur mit einer geringen Tiefe entfernt. Die Oberflächenfehl erprüfung dient dann dazu, die nunmehr nicht mehr zuverlässig ausgeschlossenen Oberflächenfehler zu identifizieren. Je nach Art und Häufigkeit des Vorkommens können diese dann punktuell entfernt werden oder es kann auf der entsprechenden Außenfläche des Vorschmiedestücks 2 ein großflächigerer Abtrag von dem V orschmiedestück 2 erfolgen. Als hier besonders gut geeignete Methode der Oberflächenfehierprüfung hat sich bei austenitischen Stählen oder anderen nichtmagnetischen Metallen die Rot- W eiß- Prüfung, welche auch als Rot-Weiß-Farbeindringprüfung bezeichnet wird, herausgestellt, weswegen diese bevorzugt von der Oberflächenfehierprüfung umfasst ist. Bei ferritischen Stählen kommt stattdessen eine magnetische Rissprüfung zur Anwendung. Bevorzugt umfasst das Schmieden eine Vorumformung des Vorschmiedestücks 2, welche vorzugsweise ein Walzen, ein Recken und alternativ oder zusätzlich ein Stauchen umfasst. Diese Arten der Umformung werden hier insgesamt als Vorumformung bezeichnet, w obei nicht notwendig eine weitere, sich anschlie- ßende Umformung nach einer solchen Vorumformung vorgesehen sein muss. Speziell bei einem solchen Walzen, Recken oder Stauchen wird - wie bereits oben beschrieben - ein hoher Umformgrad angestrebt. Vorzugsweise wird der Umformgrad von mindestens 6 im Wesentlichen durch die Vorumformung erreicht. Alternativ kann dieser Umformgrad von mindestens 6 mindestens zur Hälfte durch das Gesenkschmieden, ggf. einschließlich eines Stauchens, erreicht werden, insbesondere wenn die oben beschriebenen Verhältnisse von Gewicht, Durchmesser und Dicken des Schmiedeteils 3a-c zu dem Vorschmiedestück 2 bzw. dem Halbfabrikat 4a-c eingehalten werden. Im Anschluss daran kann ein weiteres Entfernen der Schmiedehaut erfolgen. Ebenso kann nach der Massivum- formung bzw. nach dem weiteren Entfernen der Schmiedehaut im Anschluss an die Massivumformung eine weitere Oberflächenfehlerprüfung erfolgen, welche ihrerseits bevorzugt eine Rot- W ei ß- Prü fung bzw. eine magnetische Rissprüfung umfasst.

Gemäß einer ersten bevorzugten Variante des Ausgangsmateriais handelt es sich bei der Metalllegierung um einen Stahl. Insbesondere kann es sich um einen aus- tenitischen Stahl handeln.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Variante des Ausgangsmateriais handelt es sich bei der Metalllegierung um eine Aluminiumlegierung.

Eine solche Aluminiumlegierung soll regelmäßig Kupfer und Zink, jeweils mit einem Ziel wert zwischen 1,5 % und 2 % bzw. zwischen 5 % und 6 %, zum Erhöhen der Grundfestigkeit aufweisen. Da Aluminium, die genannten Legierungsbestandteile sowie Magnesium als weiterer potenzieller Legierungsbestandteil jeweils einen unterschiedlichen Schmelzpunkt aufweisen, kann es bei der Erstarrung der Schmelze in der Kokille l a-c zu Zeitunterschieden und damit zu einer Trennung der Legierungsbestandteile kommen. Daraus wiederum können als Inhomogenitäten sogenannte Heiß- bzw. Warmrisse und Lunker entstehen. Dieser Effekt kann vermieden werden, wenn die Schmelze so schnell abgekühlt wird, da ss trotz dieser Unterschiede im Schmelzpunkt die Erstarrung dennoch im Wesentlichen gleichzeitig stattfindet. Daher ist es bevorzugt, dass die Kokille 1 a- c während des Eingießens der Schmelze durch eine äußere Kühlvorrichtung gekühlt wird. Zum Erhöhen der Kratzfestigkeit kann hier weiter vorzugsweise das Vorschmiedestück 2 mit einer amorphen Kohlenstoffschicht beschichtet werden. Ein solcher Vorgang wird auch als DLC-Beschichtung bezeichnet. Verschiedene Arten solcher amorphen Kohlenstoffschichten werden nach VDI 2840 spezifiziert.