DE10011221A1 - Druckgießform - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckgießform mit einem Grundkörper, welcher wenigstens einen gleitend gelagerten Squeeze-Stift zum Nachverdichten des Gußstückes aufweist. Der Squeeze-Stift weist eine Beschichtung auf, welche im Hinblick auf das Material des Gußstücks eine geringe Haftung hat.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckgießform nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit einem Grundkörper, welcher wenigstens einen gleitend gelagerten Squeeze-Stift zum Nachverdichten des Gußstückes aufweist.

Es ist bekannt, zur Verringerung der Porosität, Gußstücke nachzuverdichten. Insbesondere zur lokalen Nachverdichtung werden hierzu sogenannte Squeeze-Stifte in das sich noch im flüssigen Zustand befindliche Gußstück, das heißt, in den noch nicht erstarrten Guß eingebracht. Durch die hierbei entstehende Materialverdrängung, findet die gewünschte Nachverdichtung statt.

Zur Nachverdichtung geeignete Gießformen weisen daher regelmäßig gleitend gelagerte Stifte aus Werkzeugstahl auf. Diese sogenannten Squeeze-Stifte werden mit einer großen Kraft in das noch nicht erstarrte Gußstück eingebracht. Dort verbleiben sie regelmäßig bis zum Erstarren des Gußstückes.

Begünstigt durch die recht hohe Temperatur des Metalles bei der Formfüllung bilden sich an der Oberfläche der Squeeze-Stifte häufig intermetallische Verbindungen. Grund hierfür sind Diffusionsvorgänge. Es kommt zu Anschweißungen des Gießmetalls an die Form.

Durch die Anschweißungen des Gießmetalls an die Squeeze-Stifte, kommt es beim Entformen des Gußteils zur Aufrauhung der Squeeze-Stifte. Durch die aufgerauhte Oberfläche entsteht ein hoher Materialabrieb in der Gleitlagerung. Darüber hinaus kann die Reibung beziehungsweise Anhaftung zwischen den Squeeze-Stiften und dem Gußstück so stark sein, daß die Squeeze-Stifte beim Entformen der Gußstücke abreißen.

Um das Aufschweißen und die Bitdung von intermetallischen Verbindungen zu vermeiden, beziehungsweise zur verringern, ist es bekannt, Squeeze-Stifte mit einem Hohlraum zu versehen, wodurch die Squeeze-Stifte gekühlt werden können. Durch die Kühlung erstarrt der Bereich des Gußstückes jeweils um die Squeeze-Stifte herum schneller, wodurch die Squeeze-Stifte früher aus dem Gußstück herausgezogen werden können. Da sich die Kühlung der Squeeze-Stifte jedoch nachteilig auf die gesamte Materialeigenschaft des Gußstückes auswirkt, ist dieses Verfahren nicht immer optimal.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine eingangs genannte Druckgießform derart auszubilden, daß die thermische und mechanische Beanspruchung der Squeeze-Stifte verringert ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung weist der Squeeze-Stift eine Beschichtung auf, welche im Hinblick auf das Material des Gußstückes eine geringe Haftung hat. Durch die gering oder nicht haftende Beschichtung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß es zwischen den Squeeze-Stiften der Druckgießform und dem Gießmetall zu keiner beziehungsweise allenfalls einer geringen intermetallischen Verbindung kommt. Hierdurch wird vermieden, daß die Squeeze-Stifte beim Herausziehen aus dem Gußstück beziehungsweise beim Entformen abreißen. Wegen der nicht mehr vorhandenen Ablagerungen auf der Oberfläche der Squeeze-Stifte kann die Reibung der Squeeze-Stifte in der Gleitlagerung vernachlässigt werden, wodurch sich die Standzeit der Gießform erheblich vergrößert.

Darüber hinaus wirkt sich die wegen der materialabweisenden Beschichtung vorhandene geringe Haftung der Squeeze-Stifte in dem Gußstück sehr vorteilhaft auf die zur Bewegung der Squeeze-Stifte erforderlichen Kräfte aus. Die zum Einfahren der Squeeze-Stifte erforderliche sogenannte Squeeze-Kraft beziehungsweise die zum Herausziehen der Squeeze-Stifte erforderliche Zugkraft ist deutlich verringert.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Beschichtung herausgestellt, welche aus Chrom- Nitrid (CrN) besteht. Eine Beschichtung aus Chrom-Nitrid hat den Vorteil, daß sie noch bei einer Temperatur von 700 Grad Celsius eingesetzt werden kann. Chrom-Nitrid besitzt eine relativ geringe Affinität zu Aluminium und ist daher zur Vermeidung von Aufschweißungen des Gußmaterials besonders vorteilhaft.

Des weiteren hat sich eine Beschichtung der Squeeze-Stifte aus Titan-Aluminium-Nitrid (TiAlN) und auch Chrom-Aluminium-Nitrid (CrAlN) als ganz besonders vorteilhaft herausgestellt. Eine Beschichtung aus Titan-Aluminium-Nitrid hat den Vorteil, daß sie eine relativ hohe Einsatztemperatur von bis zu 850 Grad Celsius erlaubt und darüber hinaus eine sehr hohe Verschleißbeständigkeit aufweist.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Beschichtung der Squeeze-Stifte mittels eines PVD-Prozesses (Physical- oder Plasma-Vapor- Deposition, Plasmabeschichtung) aufgebracht ist. Durch die Aufbringung der Beschichtung mittels eines PVD-Prozesses erhält man den Vorteil, daß der Beschichtungsprozeß bei relativ niedrigen Temperaturen erfolgen kann, die in der Regel unterhalb der Anlaßtemperatur des Stahlsubstrates liegen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt die einzige Figur eine erfindungsgemäße Druckgießform.

Wie der Figur entnommen werden kann, weist eine Druckgießform einen Grundkörper 1a, 1b auf, welcher aus zwei Teilen besteht. In beiden Teilen sind Ausnehmungen vorhanden, welche im zusammengefügten Zustand der beiden Grundkörperteile 1a, 1b ein Formhohlraum 2 ergeben. Die Wandung 2a des Formhohlraums 2 entspricht der Bauteilkontur.

Der erste Teil 1a des Grundkörpers weist eine Öffnung 3 auf, in welcher gleitverschieblich ein Squeeze-Stift 4 angeordnet ist. Der Squeeze-Stift 4 weist an seinem Umfang eine PVD-Beschichtung 5 auf. Durch die Aufbringung der Beschichtung mittels eines PVD-Prozesses erhält man den Vorteil, daß der Beschichtungsprozeß bei relativ niedrigen Temperaturen erfolgen kann, die in der Regel unterhalb der Anlaßtemperatur des Stahlsubstrates liegen.

Der zweite Teil 1b des Grundkörpers weist eine Öffnung 6 auf, welche über einen Kanal 6a in den Formhohlraum 2 mündet, und zur Aufnahme der Gießkammer (Füllbüchse) dient.

Claims (5)

1. Druckgießform mit einem Grundkörper (1), welcher wenigstens einen gleitend gelagerten Squeeze-Stift (2) zum Nachverdichten des Gußstückes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Squeeze-Stift (2) eine Beschichtung aufweist, welche im Hinblick auf das Material des Gußstückes eine geringe Haftung hat.

2. Druckgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung ein Metallnitrid und/oder Metallcarbid ist.

3. Druckgießform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Chrom-Nitrid (CrN) besteht.

4. Druckgießform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Aluminium-Titan-Nitrid (TiAlN) oder Chrom-Aluminium-Nitrid (CrAlN) besteht.

5. Druckgießform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung mittels eines PVD-Prozesses aufgebracht ist.