DE10101468A1

DE10101468A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufschmelzen

Info

Publication number: DE10101468A1
Application number: DE2001101468
Authority: DE
Inventors: Daniel Hauser
Original assignee: Buehler Druckguss AG
Current assignee: Buehler Druckguss AG
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2002-07-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufschmelzen leichtmetallischer Werkstoffe vor einem Druckgießen oder dergleichen. DOLLAR A Mit einfachen Mitteln soll sichergestellt werden, dass stark aufgeheiztes oder geschmolzenes Metall zuverlässig gegen die Atmosphäre abgedichtet ist. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass der Werkstoff als Stangenmaterial (6) in einem beheizbaren Zuführrohr (2) aufgeheizt wird und sich vor dem Passieren eines Widerstandselementes vollständig an die innere Wandung des Zuführrohres (2) anlegt und dieses so abdichtet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschmelzen leichtmetallischer Werkstoffe vor einem Druckgiessen oder Druckumformen derartiger Werkstoffe in einer Druckgiess maschine. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung eines sol chen Verfahrens.

Es ist beim Druckgiessen leichtmetallischer Werkstoffe, insbesondere bei Magnesium legierungen, bekannt und üblich, dass das Aufschmelzen von Billets oder Stangenmate rial und das Zuführen des geschmolzenen Metalls in die Giesskammer unter Vakuum bedingungen oder in einer Schutzgasatmosphäre erfolgen. Dies ist verfahrens- und ge rätetechnisch aufwändig.

Die DE-A-43 10 755 beschreibt ein Verfahren zum Druckgiessen, bei dem in der Giess kammer vor dem Einfüllen der Schmelze ein Passstück angeordnet wird, das axial in der Giesskammer verschiebbar ist und die Giesskammer axial in zwei gegeneinander dicht abgeschlossene Räume unterteilt. Zunächst wird der Raum zwischen Passstück und Giesskolben gefüllt. Das Passstück wird danach von der Giesskammer zum Form hohlraum hinausgeschoben.

Bekannt ist es auch, dass Zuführrohre dichtend an eine Öffnung der Giesskammer an docken können.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufschmelzen von leichtmetallischen Werkstoffen, insbesondere Magnesiumwerkstoffen zu entwickeln, welches ein Aufschmelzen in Stangen- oder Billetform zugeführter Werkstoffe ohne Schutzgasbeaufschlagung in einem Ofen ermöglicht. Die Lösung der gestellten Aufga be erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens zu schaffen.

Überraschend wurde gefunden, dass ein Aufschmelzofen im Zuführbereich durch den zuzuführenden festen Werkstoff selbst soweit abgedichtet werden kann, dass eine zu sätzliche Beaufschlagung mit Schutzgas und/oder eine aufwändige Abdichtung durch Schleusen nicht erforderlich ist, wenn der aufzuschmelzende Werkstoff selbst als Dich telement genutzt wird.

Dies kann durch Aufweiten des zuzuführenden Werkstoffs im Zuführrohr oder durch eine Verjüngung im Zuführrohr erfolgen.

Aufschmelzöfen und Zuführeinrichtungen können entsprechend einfach ausgeführt sein, der Bau- und Betriebs- sowie Unterhaltsaufwand kann reduziert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend in zwei Ausführungsbeispielen an Hand einer Zeich nung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen die

Fig. 1 ein Zuführrohr mit einer Düsenplatte

Fig. 2 ein Zuführrohr in einen Schmelzofen

Fig. 3 das Zuführrohr nach Fig. 2 in einer weiteren Variante.

Eine Anlage zum Aufschmelzen von Magnesiumwerkstoffen weist einen Schmelzofen 1 mit einem Zuführrohr 2 für das Rohmaterial und einen Auslass 3 für das aufgeschmol zene Metall auf, wobei der Auslass 3 in eine Zuführeinrichtung zu einer Giesskammer mündet.

In einer ersten Variante weist das Zuführrohr 2' eine Düsenplatte 4, zum Beispiel mit gekreuzten Bohrungen für eine bessere Durchmischung auf. Das Zuführrohr 2' ist um fänglich von einer induktiven Heizeinrichtung 5 umgeben.

Das zuzuführende Metall wird in fester Form, zum Beispiel als Stangenmaterial 6 mit recht genauen Abmessungen im Zuführrohr 2' gegen die Düsenplatte 4, die hier primär als Widerstandselement wirkt, gepresst und zugleich soweit aufgeheizt, dass es bereits vor der Düsenplatte 4 einen teilflüssigen Zustand erreicht hat. Nahe der Düsenplatte 4 ist die Aufheizung stärker als eingangs des Zuführrohres 2'. Durch die Erwärmung be ginnt sich das Stangenmaterial 6 durch die axiale Druckvorspannung aufzuweiten und legt sich an die Wandung des Zuführrohres 2' an. Dies bewirkt ein Abdichten der flüssi gen oder teilflüssigen Schmelze zur Atmosphäre. Das Stangenmaterial weitet sich auf, bevor die Oberflächentemperatur den Grenzwert einer leichten Entzündlichkeit erreicht und infolge der Dichtwirkung kann vollständig auf zusätzliches Schutzgas verzichtet werden.

Beim Durchtritt durch die Bohrungen der Düsenplatte 4 erfolgt ein Mischen und Homo genisieren. Die Metallschmelze kann auch direkt in eine Giesskammer gelangen, unter Verzicht auf einen, als Puffer dienenden Ofen 1.

In einer anderen Variante weist das Zuführrohr 2 vor dem Übergang zum Ofen 1 eine innere Verengung 7 auf, gegen die wiederum Stangenmaterial 6 gepresst wird. Die ko nische Verengung 7 ist wiederum umfänglich von einer induktiven Heizeinrichtung 8 umgeben. Die Verengung 7 wirkt ebenfalls primär als Widerstandselement. Die Heizein richtung 8 erzeugt eine gegen die Verengung immer weichere Aussenzone des Stan genmaterials. Durch dessen äussere Verformung kann die Verengung 7 passiert wer den. Die Abmessungen der als Widerstandselement dienenden Verengung 7 sind so gewählt, dass kein flüssiges oder teilflüssiges Metall ins Zuführrohr 2 zurück gedrückt werden kann.

Der noch feste Kern des Stangenmaterials 6 wird bei weiterer axialer Bewegung im mit Metallschmelze gefüllten Ofen 1 aufgeschmolzen. Die Art der Ofenheizung 9 bewirkt eine Strömung innerhalb der Schmelze, die durch Stofftransport einen optimalen Wär metransport ermöglicht. Auch soll Schlackebildung oder Seigerung verhindert werden.

Der Auslass 3 zum Giessaggregat kann seitlich oben oder unten am Ofen 1 angeordnet sein, je nach Beschaffenheit der Metallschmelze. Bei bodenseitiger Entnahme des Me talls muss das Eindringen von noch nicht aufgeschmolzenem Metall durch ein Sieb 10 oder einen erhöhten Abgang (Siphon) verhindert werden.

Claims

1. Verfahren zum Aufschmelzen leichtmetallischer Werkstoffe vor einem Druckgiessen, wobei der leichtmetallische Werkstoff in fester Form in einer Zuführein richtung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass

1. a, der Werkstoff bevorzugt als Stangenmaterial (6) in einem beheizten Zuführrohr (2, 2') der Zuführeinrichtung zugeführt und dabei aufgeheizt wird,
2. b, wobei die Heizwirkung in axialer Bewegungsrichtung zunimmt und das Stangen material (6) bis zum Zustand der leichten Verformbarkeit aufgeheizt wird, wobei sich das Stangenmaterial dann dicht an die innere Wandung des Zuführrohres (2, 2') anlegt
3. c, und ein Widerstandselement passieren muss.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stangen material (6) vor dem Widerstandselement aufgeweitet wird und beim Passieren des Wi derstandselementes in flüssigen oder teilflüssigen Zustand übergeht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stangen material beim Passieren des Widerstandselementes gemischt und homogenisiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das vollständige Aufschmelzen des Stangenmaterials (6) in einem beheizten Ofen (1) er folgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Stangenmaterials (6) beim Passieren des Widerstandselementes ver ringert wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass das Stangenmaterial (6) aus einem Magnesiumwerkstoff besteht und es zum Aufschmelzen solcher Werkstoffe verwendet wird.

7. Vorrichtung zum Aufschmelzen leichtmetallischer Werkstoffe mit einer Zuführeinrichtung des Werkstoffs in Form von Stangen oder Bolzen, dadurch gekenn zeichnet, dass die Zuführeinrichtung ein beheizbares Zuführrohr (2, 2') mit einem inne ren Widerstandselement aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizlei stung in Richtung auf das Widerstandselement zunimmt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement im Zuführrohr (2') eine Düsenplatte (4) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen platte (4) gekreuzte Bohrungen aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement als konisch zulaufende Verengung (7) ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführrohr (2, 2') in einen beheizten Ofen (1) mündet.