DD231394A1 - Verfahren zur herstellung von schmiedestuecken aus gegossenen metallegierungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schmiedestuecken aus gegossenen Metallegierungen, bei denen Gussrohlinge in eine Giessform gegossen, unter Ausnutzung der Giesswaerme umgeformt und anschliessend entgratet werden. Ziel ist ein Verfahren, das ohne vergroesserten Aufwand bei verbesserten Gebrauchseigenschaften einen erweiterten Anwendungsbereich aufweist. Hierzu sollen Schmiedestuecke auf einfache Weise ohne Beschraenkung von Groesse, Form oder Werkstoff herstellbar sein. Erfindungsgemaess erfolgt der Einguss des fluessigen Metalls in die Giessform in bekannter Weise ueber ein Speisersystem. Beim Schmieden wird eine deutliche Trennung, vorzugsweise ein Einstich bis auf Gratstaerke zwischen dem als spaeteren Werkstueck vorgesehenen Teil des Schmiederohlings und dem Speisersystem erzeugt. Das Speisersystem wird anschliessend zusammen mit dem beim Schmieden entstandenen Grat abgeschert. Figur

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von Schmiedestücken aus gegossenen Metallegierungen.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schmiedestücken aus gegossenen Metallegierungen, bei denen Gußrohlinge in eine Gießform gegossen, nach Abkühlung auf eine für das unmittelbar nachfolgende Schmieden günstige Temperatur in einem Gesenk umgeformt und anschließend entgratet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Verfahren der o.g. Art gehören schon sehr lange zum Stand der Technik. Bekannt sind Vorrichtungen, die die Anwendung dieses Verfahrens ermöglichen bzw. zur Automatisierung der Verfahren beitragen. Eine derartige Vorrichtung wird in der DE-AS 1 677 098 beschrieben. An der Gießform wird eine Aufnahmevorrichtung mit einem Schlitz vorgesehen, der mit der Gießform in Verbindung steht und über den das flüssige Metallen die Aufnahmevorrichtung fließt. Das in der Aufnahmevorrichtung erstarrende Metall ist somit fest mit dem Gußrohling verbunden. Das somit entstandene Formelement dient als Angriffsstück für die Transportmittel, die den Gußrohling zum Schmiedegesenk transportieren. Zur Vermeidung eines tiefen Schrumpfrisses oberhalb des Schmiedestückes ist ein Kern vorgesehen, der in die oben offene

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Gießform hineinragt. Beim Erstarren des Metalls treten die Schrumpfungen "bzw· Schwindungen im Bereich um den Kern herum und nahe des Umfanges des Gußstückes auf· Der Kern hinterläßt eine muldenförmige, jedoch rißfreie Vertiefung· Nach Abkühlung des Gußrohlings auf die oder nahe der für das Warmschmieden günstige Temperatur wird der Gußrohling von geeigneten Transportmitteln, die an dem angegossenen Angriffsstück angreifen, zum Schmiedegesenk transportiert. Beim Schmieden tritt ein Metallfluß im Umfangsbereich des Gußrohlings ein, so daß evtl. dort angesiedelte Gußfehler beseitigt v/erden. Die vom Kern erzeugte Vertiefung wird in ähnlicher Weise ausgeschmiedet. Anschließend wird das Werkstück wiederum an dem Angriffsstück zu einer Abgratstanze transportiert. Das Schmiedestück wird nun entlang seines Umfangs ausgeschnitten, wobei der Grat einschließlich der Angriffsstücke im Abgratwerkzeug zurückbleibt·

Es ist weiterhin ein Verfahren zur Dichtigkeitssteigerung gegossener Metallegierungen bekannt, das zur Erzielung eines möglichst homogenen Werkstückes mit hoher Dichte und verbesserter Oberflächengüte führt. Das wird dadurch erreicht, daß vor Erreichen, allenfalls mit Erreichen der Löslichkeitsgrenze des oder der Legierungspartner mittels eines "klebenden Schlages" bei gleichzeitigem Abschrecken unter die Umwandlungstemperatur umgeformt wird (DE-AS 2 140 584).

Ein weiteres Beispiel soll ebenfalls die Problematik des "Gießschmiedens verdeutlichen. Zur Herstellung von Rohteilen durch kombiniertes Gießen und Schmieden soll die Verwendung von rliederdruck-Gießeinrichtungen an Stelle von offenen Gießformen eine Erhöhung der Dichtigkeit des Gußrohlings bewirken (SU-PS 384 611).

Es ist erkennbar, daß alle drei genannten Lösungen ein gemeinsames Ziel haben, nämlich die Verbesserung der

Qualität der Gußrohlinge, d.h. die Beseitigung der durch das Gießen bedingten Fehler und unerwünschten Gefügestrukturen. Alle Lösungen weisen jedoch einen gemeinsamen Uachteil auf· Das herstellbare Teilsortiment ist sehr eingeschränkt, da sich mit den angegebenen Technologien nur relativ kleine und einfach gestaltete Teile, bei denen kaum oder nur geringe Schwindungs- bzw. Schrumpfungserscheinungen auftreten, in offenen Formen gießen lassen. Die Verwendung von ITiederdruck-Gießeinrichtungen ist auf Grund der zu beachtenden umfangreichen Gestaltungsbedingungen bei den Gußteilen ebenfalls an relativ kleine und einfache Teile und für ein wirtschaftliches Gießen auf Hichteisenwerkstoffe beschränkt. Außerdem ist bei allen drei genannten technischen Lösungen die Auswahl der Werkstoffe auf solche Werkstoffe beschränkt, die ein geringes Schwindungsverhalten aufweisen. Zwar wurde bereits vorgeschlagen, die Gießteile mit Speisern zu versehen, so daß die eben genannten Einschränkungen nicht mehr erforderlich sind, jedoch behinderten die Speiser den Verlauf der weiteren Verarbeitung, insbesondere den Umformungsprozeß und wurden unter Verwendung der Gießwärme nach der Erstarrung sofort abgeschert. Zum nachfolgenden Schmieden mußten die Gußrohlinge wieder erwärmt werden (Truxell, R. "Gast Performs Crop Costs on Automotive Forgings", Steel, Cleveland, 1968 v. 21.10.1968, S. 37 - 41). Damit stellt diese Verfahrensweise keine Alternative zur Beseitigung der Mangel der o.g. technischen Lösungen dar.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Schmiedestücken aus gegossenen Metallegierungen zu schaffen, das ohne wesentliche Vergrößerung des Aufwandes bei verbesserten Gebrauchseigenschaften der Schmiedestücke gegenüber herkömmlichen Verfahren einen erweiterten Anwendungsbereich aufweist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, die bekannten Verfahren derart zu verändern, daß auf einfache Art und Weise Schmiedestücke ohne Beschränkung ihrer Größe, Form und ihres Werkstoffes hergestellt werden können·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Einguß des flüssigen Metalls in die Gießform in bekannter Weise über ein Speisersystem erfolgt, beim Schmieden eine deutliche Trennung, vorzugsweise ein Einstich bis auf Gratstärke zwischen dem als späteren Werkstück vorgesehenen Teil des Schmiederohlings und dem Speisersystem erzeugt und das Speisersystem anschließend zusammen mit dem beim Schmieden entstandenen Grat abgeschert wird·

Es ist vorteilhaft, die Schmiedetemperatur bezogen auf den für die einzelnen Materialien üblichen Temperaturbereich für die Warmformgebung gering zu halten. Für Stahl beträgt die Schmiedetemperatur zwischen 850 und 1100° C, vorzugsweise zwischen 850 und 1000° C.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, Schmiedestücke, bei denen auf Grund ihrer Form und Größe bzw. des verwendeten Werkstoffes Speiser erforderlich sind, mit dem bekannten Verfahren des Gießschmiedens herzustellen. Der Speiser wird ohne zusätzliche Arbeitsgänge mit dem Grat abgeschert.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung sind das fertige Schmiedestück sowie die in den einzelnen Verfahrensschritten I - III zu dessen Herstellung erzeugten Rohlinge dargestellt.

Es soll ein scheibenförmiges Schmiedestück 1 mit einem zylindrischen Absatz, der eine kegelstumpfartige Ausnehmung aufweist, hergestellt werden·

Im Verfahrensschritt I· wird ein Gußrohling 2 in einer Gießform gegossen, die bereits die wesentlichen Konturen des Schmiedestückes 1 aufweist. Um die beim Gießen größerer Teile unvermeidlich entstehenden abkühlungsbedingten Fehler, insbesondere Schwindungslunker, außerhalb des Werkstückes entstehen zu lassen, wird durch ein Speisersystem angegossen· Dabei ist das Speisersystem 3 symmetrisch zur Formteilungsebene angeordnet, die in der Zeichnung an dem Gußrohling 2 durch eine Strich - Punkt - Linie gekennzeichnet ist· Zur Gewährleistung einer ausreichenden Verdichtung des Gußgefüges beim anschließenden Schmieden ist die Gießform mit einem entsprechenden Materialaufmaß versehen.

Im Verfahrensschritt II wird ein Schmiederohling 4 erzeugt, der aus dem als späteren Werkstück vorgesehenen Schmiedestück 1 besteht, das von einem Grat 5 umgeben ist und durch diesen Grat 5 mit dem Speisersystem 3 verbunden ist. Dazu wird beim Schmieden zwischen dem Schmiedestück 1 und dem Speisersystem 3 ein Einstich bis auf Gratstärke erzeugt. Dadurch ist es möglich, im Verfahrensschritt III, dem Entgraten, das Speisersystem 3 zusammen mit dem Grat zu entfernen. Die strichpunktierte waagerechte Linie in den Darstellungen der Verfahrensschritte II und III kennzeichnet die Gratebene des Schmiedestückes 1· Im vorliegenden Beispiel fällt die Formteilungsebene mit der Gratebene zusammen.

Claims (3)

Erfindungsanspruch

1· Verfahren zur Herstellung von Schmiedestücken aus gegossenen Metallegierungen, bei denen Gußrohlinge in einer Gießform gegossen, nach Abkühlung auf eine für das unmittelbar nachfolgende Schmieden günstige Temperatur in einem Gesenk umgeformt und anschließend entgratet werden, gekennzeichnet dadurch, daß der Einguß des flüssigen Metalls in die Gießform in bekannter Weise über ein Speisersystem (3) erfolgt, beim Schmieden eine deutliche Trennung, vorzugsweise ein Einstich bis auf Gratstärke zwischen dem als späteren Werkstück vorgesehenen Teil des Schmiederohlings (4) und dem Speisersystem (3) erzeugt und das Speisersystem (3) anschließend zusammen mit dem beim Schmieden entstandenen Grat (5) abgeschert wird·

2· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schmiedetemperatur bezogen auf den für die einzelnen Materialien üblichen Temperaturbereich für die Warmformgebung möglichst niedrig gewählt wird·

3· Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Schmiedetemperatur für Stahl zwischen 850 und 1100° C, vorzugsweise zwischen 850 und 1000° C beträgt·

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen