AT228952B

AT228952B -

Info

Publication number: AT228952B
Application number: AT900861A
Authority: AT
Original assignee: Mahle Komm.-Ges.
Priority date: 1961-01-07
Filing date: 1961-11-28
Publication date: 1963-08-12

Description

Verfahren zum Herstellen von Leichtmetallgussstücken mit zylindrischen, eine Futterschicht aus härterem Metall tragenden Hohlräumen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Leichtmetallkörpern mit mindestens einsei- tig offenen, zylindrischen, mit einer Schicht aus einem härteren Metall ausgefütterten Hohlräumen, durch
Aufspritzen der zur Ausfütterung dienenden Schicht auf den Hohlräumen entsprechende Träger, Einbrin- gen der beschichteten Träger in den Formhohlraum einer zum Giessen der Leichtmetallkörper dienenden Dauerform, Umgiessen mit Leichtmetall unter Anwendung eines Giessdruckes, der ausreichend ist, um das flüssige Leichtmetall in die Vertiefungen der Ausfütterungsschichten eindringen zu lassen, und Entfer- nen des Trägers nach dem Erstarren des Leichtmetallgussstückes.

Es ist bekannt, nach diesem Verfahren Druckguss-Leichtmetallzylinder herzustellen. Dabei wird auf den zur Bildung der Zylinderbohrung dienenden Kern des Giesswerkzeuges eine Haut aus Stahl nach dem Metallspritzverfahren aufgebracht, deren Aussenfläche eine durch dieses Verfahren bedingte Rauhigkeit aufweist. Der Kern wird mit der aufgespritzten Stahlhaut in den Formhohlraum des Druckgiesswerkzeuges eingeführt, und es wird dann der Zylinder in üblicher Weise gegossen, wobei eine innige Verkrallung zwischen dem Werkstoff des Leichtmetallzylinders und der Oberfläche der Stahlhaut stattfindet, so dass letztere beim Ziehen des Kernes im Gussstück verbleibt und in ihm ein die Zylinderbohrung armierendes Futter bildet.

Bei dieser bekannten Arbeitsweise ist es störend, dass die Herstellung der das Futter bildenden Stahlhaut am Giesswerkzeug erfolgen muss, was eine Verlangsamung des normalen Giesszyklus zur Folge hat und somit dazu zwingt, zur Herstellung einer bestimmten Anzahl armierter Zylinder in einer gegebenen Zeit wesentlich mehr Giessmaschinen bereitzustellen. Ausserdem ist der Kern des Giesswerkzeuges bei dieser Arbeitsweise starkem Verschleiss unterworfen und muss häufig ausgewechselt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden, insbesondere den Ausnutzungsgrad der Giessmaschinen bei der Durchführung des eingangs erwähnten Verfahrens zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, als Träger für die Ausfütterungsschichten nicht die Kerne der Giesswerkzeuge, sondern Hülsen zu verwenden, welche auf um die Wandstärke der Hülsen schwächere Kerne bzw. kemähnliche Stempel der Giesswerkzeuge satt aufsteckbar sind und unabhängig von den zu verwendenden Giessmascuinen und deren Arbeitsablauf hergestellt und mit Hartmetall bespritzt werden können.

Beispielsweise können die Ausfütterungsschichten auf Hülsen aus einem zur Bildung von Laufschichten geeigneten weichen Werkstoff, insbesondere einem solchen mit guten Gleiteigenschaften, etwa aus einem Kunststoff wie Polytetrafluoräthylen oder aus Blei, Zinn oder Zink, aufgespritzt werden, deren Aussendurchmesser etwa gleich gross ist wie der Durchmesser der in den Gussstücken zu erzeugenden Hohlräume. Solche Hülsen weisen eine genügende Festigkeit auf, um die an sich spröden und daher ohne mit ihnen verbundenen Tragkörper nicht transportablen Ausfütterungsschichten ungefährdet vom Ort ihrer Erzeugung zur Giesseinrichtung bringen und auf die Kerne der Giesswerkzeuge aufstecken zu können. Dabei genügt es, die Wandstärke der Trägerhülsen gerade so gross zu machen, dass dieser Zweck erreicht wird.

Beim Ziehen der Kerne bleiben die Trägerhülsen mit den mit ihnen verbundenen Hartmetallschichten im Leichtmetall-

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im Gussstück verbleiben.

Die Bearbeitung verursacht wegen der Weichheit der Trägerhülsen keinen grossen Aufwand. Sie braucht übrigens nicht bis zur vollständigen Entfernung des Trägerwerkstoffes getrieben zu werden, vielmehr kann es - wenn letzterer gute Gleiteigenschaften aufweist-gerade vorteilhaft sein, die Bohrungen nur soweit zu bearbeiten, dass zwischen tragenden Teilen der harten Ausfütterung noch Teile des weichen Träger- werkstoffes stehen bleiben. Dies ist insbesondere dann empfehlenswert, wenn dem Trägerwerkstoff trok- kene Schmiermittel, wie Graphit oder Molybdändisulfid. beigemischt sind oder wenn man vor dem Um- spritzen der Trägerhülsen mit Hartmetall eine Schicht aus derartigen Schmiermitteln auf deren Oberflä- che aufgebracht hat.

Zur Herstellung einer Mischzone, in der sowohl hartes Ausfütterungsmaterial als auch weicher Trä- gerwerkstoff und Schmiermittel nebeneinander enthalten sind, kann es übrigens vorteilhaft sein, die Trä- gerhülsen durch Aufspritzen ihres Werkstoffes auf einen Dorn zu erzeugen und, schon bevor das Aufsprit- zen des Trägerhülsen-Werkstoffes beendet ist, auch mit dem Aufspritzen der Hartmetallschicht zu begin- nen. Dadurch wird innerhalb der Mischzone eine besonders innige gegenseitige Verankerung der Teil- chen bewirkt.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung von Trägerhülsen aus weichen Werkstoffen be- schränkt. Es können vielmehr als Träger für die Ausfütterungsschichten auch Hülsen mit einer harten Ober- fläche verwendet werden, die durch das aufzuspritzende Hartmetall nicht angegriffen werden. Man kann z. B. hartverchromte und gegebenenfalls mit einem Schmiermittel, z. B. mit einer Kunstharz-Graphit- mischung, überzogene Stahlhülsen verwenden und diese nach dem Umgiessen durch Herausdrücken oder
Herausziehen aus dem Gussstück zur Wiederverwendung entfernen.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Hand zweier schematischer Skizzen beispielsweise veranschaulicht. u. zw. zeigt Fig. 1 in drei mit a, b und c bezeichneten Abschnitten die Durchführung des Verfahrens und Fig. 2 ein Druckgusswerkzeug hiefür.

Zur Durchführung dieses Verfahrens wird gemäss Fig. l eine weiche Trägerhülse 1 verwendet, von der in Abschnitt a ein stark vergrösserter Ausschnitt ohne Hartmetallschicht gezeigt ist. Diese Hülse weist einen Aussendurchmesser d auf, der wenig grösser ist als der gewünschte Hohlraumdurchmesser d'am fertigen Werkstück. Abschnitt b zeigt den Hülsenausschnitt 1 mit einer dann als Dorn dienendenaufgespritzten Hartmetallschicht 2, und Abschnitt c zeigt einen Ausschnitt aus dem fertigen Werkstück, bei dem das Hartmetallfutter 2 mit dem durch Umgiessen aufgebrachten Werkstoff des Leichtmetallgussstückes 3 verankert ist. Das Werkstück ist auf den Durchmesser d'ausgedreht, wobei ausser dem Futter 2 auch noch Teile der Hülse 1 übrig bleiben.

Das Druckgiesswerkzeug gemäss Fig. 2 verwendet verchromte Stahlhülsen 1, auf die unabhängig von der Giesseinrichtung eine Hartmetallschicht 2 aufgespritzt wurde. Das Werkzeug besteht aus den beiden Formhälften 4 und 5, zwischen denen der Formhohlraum 6 und ein Eingiesskanal 7 zum Einbringen des flüssigen Leichtmetalls in den Formhohlraum gebildet sind. Ausserdem gehören zu dem Werkzeug ein Stempel 8, mit dem ein Aufnahmedorn 9 für die Trägerhülsen 1 verbunden ist, sowie ein Gegenstempel 11.

Bei geöffneter Form und hochgefahrenem Stempel 11 kann eine Trägerhülse 1 mit aufgespritzter Schicht 2 auf den Dorn 9 aufgeschoben werden. Durch Einfahren der Formhälften 4,5 in ihre gezeichnete Arbeitsstellung und Absenken des Stempels 11 wird die Form geschlossen und danach das Werkstück durch Eingiessen flüssigen Metalls in den Formhohlraum 6 gegossen. Nach dem Erstarren des eingegossenen Leichtmetalls werden die Stempel 8,9 und 11 gemeinsam aus der gezeichneten Lage nach unten gedrückt, wobei die Trägerhülse 1 aus dem Gussstück herausgedrückt wird, während das vorher mit diesem verbunden gewesene Futter 2 darin verbleibt. Der Stempel 11 wird jetzt wieder hochgefahren, und die Form wird geöffnet, so dass das Gussstück und ebenso auch die Hülse 1 entnommen werden können.

An Stelle der entnommenen Hülse 1 wird jetzt eine neue mit einer Futterschicht 2 eingesetzt, worauf das beschriebene Arbeitsspiel wieder beginnen kann. Die entnommenen Hülsen können unabhängig von der Giesseinrichtung erneut mit Futterschichten 2 versehen werden.

Der zur Aufnahme der Trägerhülsen im Giesswerkzeug bestimmte Teil z. B. der Form 9 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 kann erforderlichenfalls mit einer Durchflusskühlung ausgerüstet werden, welche Massnahme sich insbesondere dann empfiehlt, wenn Trägerhülsen aus Werkstoffen mit niedrigem Schmelzpunkt Verwendung finden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Herstellen von Leichtmetallkörpern mit mindestens einseitig offenen, zylindri- schen, mit einer Schicht aus härterem Metall ausgefütterten Hohlräumen, durch Aufspritzen der zur Ausfütterung dienenden Schicht auf den Hohlräumen entsprechend geformte Träger, Einbringen der beschichteten Träger in den Formhohlraum einer zum Giessen der Leichtmetallkörper dienenden Dauerform, Umgiessen mit Leichtmetall unter Anwendung eines Giessdruckes, der ausreicht, um das flüssige Leichtmetall in die Vertiefungen der'Ausfütterungsschichten eindringen zu lassen, und Entfernen des Trägers nach dem Erstarren des Leichtmetallgussstückes, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger für die Ausfütterungsschichten (2) Hülsen (1) verwendet werden,

welche auf um die Wandstärke der Hülsen schwächere Kerne (9) oder kernähnliche Stempel des Giesswerkzeuges satt aufsteckbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfütterungsschichten (2) auf Hülsen (1) aus einem zur Bildung von Laufschichten geeigneten, weichen Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften, z. B. aus einem Kunststoff oder aus Blei, Zinn oder Zink, aufgespritzt werden, wobei der Aussendurchmesser der Ausfütterungsschichten etwa gleich gross ist wie der Durchmesser der in den Gussstücken zu erzeugenden Hohlräume (6), und dass nach dem Umgiessen der Hülsenwerkstoff in an sich bekannter Weise durch spanabhebende Bearbeitung, z. B. Ausbohren und/oder Verdrängen, z. B. mittels eines Rolldornes, entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (1) aus einem Werkstoff gefertigt werden, der mit einem trockenen Schmiermittel, z. B. Graphit, Molybdändisulfid od. dgl., versetzt ist, oder dass auf die Oberfläche der Hülsen eine ein solches Schmiermittel enthaltende Schicht aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerhülsen (1) durch Aufspritzen ihres Werkstoffes auf einen Dorn erzeugt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Beendigung des Aufspritzen des weichen Trägerhülsen-Werkstoffes bzw. des Schmiermittels mit dem Aufspritzen der Hartmetallschicht begonnen wird, so dass zwischen den beiden Schichten eine sowohl Hartmetall als auch weichen Trägerwerkstoff enthaltende Mischzone gebildet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger für die Ausfütterungsschichten (2) Hülsen (1) mit einer Oberfläche verwendet werden, die durch das aufzuspritzende Hartmetall nicht angegriffen werden, z. B. hartverchromte und gegebenenfalls mit einem Schmiermittel, z. B. mit einer Kunstharz-Graphitmischung, überzogene Stahlhülsen, und dass diese Hülsen nach dem Umgiessen in an sich bekannter Weise durch Herausdrücken oder Herausziehen aus dem Gussstück entfernt werden.