DE102005047515A1 - Pressure casting process for casting light metal melts in pressure casting machine, in production of Al castings has melt heated to temperature higher than liquidus temperature and then directed into casting chamber with removal of heat - Google Patents

Pressure casting process for casting light metal melts in pressure casting machine, in production of Al castings has melt heated to temperature higher than liquidus temperature and then directed into casting chamber with removal of heat Download PDF

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Abstract

Pressure casting process for casting light metal melts in a pressure casting machine where the melt is heated to a temperature higher than the liquidus temperature and is then directed continuously into a casting chamber with removal of the excess heat. A temperature control system is integrated into the system for controlling the casting tool temperature.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckgiessverfahren, zur Herstellung von Druckgiessteilen aus vorzugsweise Aluminium-Standardlegierungen. Zweck der Erfindung ist eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit von Standarddruckguss.The The invention relates to a die casting method for the production of Die cast parts preferably made of aluminum standard alloys. Purpose of the invention is an increase in the economy of Standard die casting.

Es sind viele Lösungsansätze bekannt, die metallurgische Struktur von Druckgiessteilen zu verbessern. So offenbart die WO 02/055235 ein Verfahren zum Bereitstellen einer teilerstarrten Legierungssuspension, welches eine effizientere Verfahrensführung bei hochwertigen Werkstoffen, insbesondere Magnesiumlegierungen ermöglichen soll. Hierbei wird die Verweilzeit der Schmelze auf einer geneigten Suspendierstrecke derart gewählt, dass der gewünschte Phasenanteil wenigstens annähernd innerhalb der Zykluszeit erreicht wird, der flüssigen Legierung mindestens 20% der Schmelzwärme entzogen wird, die flüssige Legierung wird als einem zweiten Keimbildungsschritt in einer turbulenten Strömung unter Wärmeentzug zugeführt. Anschliessend gelangt die so teilerstarrte Suspension in eine Formungseinrichtung, wobei mindestens eine der vorgenannten Bedingungen erreicht werden muss. Kennzeichnend ist, dass die Temperatur der Schmelze nach verlassen der Suspendierstrecke und vor Eintritt in die Giesskammer unterhalb der Liquiduslinie bewegt. Eine solche Verfahrensweise setzt Legierungen mit ausreichend grossem Erstarrungsgradienten im teigigen Bereich voraus.It many solutions are known to improve the metallurgical structure of die cast parts. Thus, WO 02/055235 discloses a method for providing a partially solidified alloy suspension, which contributes to a more efficient process high-grade materials, in particular magnesium alloys should. In this case, the residence time of the melt on an inclined Suspendierstrecke chosen so that the desired Phase content at least approximately within the cycle time, the liquid alloy is at least 20% of the heat of fusion is withdrawn, the liquid Alloy is called a second nucleation step in a turbulent Flow under heat extraction fed. Subsequently, the so partially solidified suspension passes into a molding device, wherein at least one of the aforementioned conditions are achieved got to. Characteristic is that the temperature of the melt left after the Suspendierstrecke and before entering the casting chamber below the liquidus line moves. Such a procedure uses alloys with a sufficiently large solidification gradient in the doughy area ahead.

Die Suspendierstrecke ist z. B. kaskadenförmig ausgebildet.The Suspendierstrecke is z. B. formed cascade-shaped.

Die EP-A-1405684 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Teilen durch Rheocasting oder Thixoformung, bei dem durch elektromagnetisches Rühren einer Schmelze Wärme entzogen wird, bis ein Festanteil von max. 0,7 erreicht ist. Vor dem Rühren weist die Schmelze eine Temperatur von max. 100°C oberhalb der Liquiduslinie auf.The EP-A-1405684 relates to a method of producing parts by Rheocasting or thixoforming, in which by electromagnetic stir a melt heat is withdrawn until a fixed portion of max. 0.7 is reached. In front the stirring points the melt has a temperature of max. 100 ° C above the liquidus line on.

Bei Verfahren gemäss EP-A-1407841 resp. EP-A-1413373 wird die Schmelze in der Giesskammer elektromagnetisch gerührt und Wärme entzogen.at Process according to EP-A-1407841 resp. EP-A-1413373 discloses the melt in the casting chamber Electromagnetically stirred and heat withdrawn.

Bei einem weiteren Verfahren zur Herstellung von Gussteilen wird eine Formkavität mit Schmelze gefüllt und nach Erstarrung einer Randschicht wird in die verbliebene Schmelze Gas eingeleitet und eine Nebenkavität geöffnet, so dass überschüssige Schmelze austreten kann und ein Formteil mit mindestens einem Hohlraum gebildet wird.at Another method for producing castings is a mold cavity filled with melt and after solidification of a boundary layer is in the remaining melt Gas introduced and opened a Nebenkavität, allowing excess melt can emerge and formed a molding with at least one cavity becomes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Druckgiessverfahren zu entwickeln, das es ermöglicht Standardlegierungen wirtschaftlicher zu vergiessen, insbesondere mit einer kürzeren Zykluszeit und/oder mit höherer Standzeit des Druckgiesswerkzeugs.Of the Invention is based on the task of developing die casting methods that makes it possible Standard alloys more economical to shed, in particular with a shorter one Cycle time and / or higher Service life of the diecasting tool.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The solution The object is achieved with the features of claim 1.

Die Temperatur der Schmelze liegt beim Eintritt in die Giesskammer oberhalb der Liquidustemperatur. Dennoch ist es möglich eine signifikante Reduktion der Erstarrungszeit zu erzielen, ein Absinken der Schmelzetemperatur unter Liquidus erfolgt erst in die Giesskammer. Die Schmelze kühlt bei kontinuierlichem Fluss ab. Der Schmelze wird dabei keine Schmelzwärme, sondern nur Überhitzungswärme gezielt und überwacht entzogen, so dass die Schmelzetemperatur beim Eintritt in die Giesskammer noch oberhalb der Liquidustemperatur liegt.The The temperature of the melt is above when entering the casting chamber the liquidus temperature. Nevertheless, it is possible a significant reduction the solidification time, a decrease in the melt temperature under Liquidus takes place only in the casting chamber. The melt cools continuous flow. The melt is no heat of fusion, but only superheated heat targeted and monitored deprived, so that the melt temperature when entering the casting chamber is still above the liquidus temperature.

Das Verfahren kann daher mit herkömmlichen Dosieröfen betrieben werden, ohne Schlammbildung oder dergleichen infolge unterkühlter Schmelze zu verursachen. Daher ist das Verfahren auch für Standardlegierungen wie zum Beispiel AlSi9Cu3 mit sehr flachem Erstarrungsgradienten einsetzbar.The Procedure can therefore be with conventional Dosing be operated without sludge or the like due to supercooled melt to cause. Therefore, the method is also for standard alloys such as Example AlSi9Cu3 can be used with a very flat solidification gradient.

Die Kühlung im kontinuierlichen Fluss erfolgt auch dann, wenn sich bei jedem Schuss auf der Kühlstrecke eine Gusshaut bildet, resp. diese entfernt wird. Dies stellt eine noch akzeptable Prozessstörung dar, ist jedoch kein gewolltes Verfahrensmerkmal.The cooling in the continuous flow occurs even if at each Shot on the cooling line forms a casting skin, resp. this is removed. This constitutes one still acceptable process disorder is not an intended feature of the procedure.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.The Invention will be described in more detail in an embodiment.

Die Metallschmelze fliesst über eine Kühlstrecke. Diese Kühlstrecke wird mit Wasser auf vorzugsweise Raumtemperatur temperiert. Die Kühlstrecke kann linear oder rotationssymmetrisch gestaltet sein.The Molten metal flows over a cooling section. This cooling section is tempered with water to preferably room temperature. The cooling section can be designed linear or rotationally symmetrical.

Die Temperatur der Schmelze liegt beim Eintritt in die Giesskammer oberhalb der Liquidustemperatur. Dennoch ist es möglich eine signifikante Reduktion der Erstarrungszeit zu erzielen, ein Absinken der Schmelzetemperatur unter Liquidus erfolgt erst in die Giesskammer. Die Schmelze kühlt bei kontinuierlichem Fluss ab. Der Schmelze wird dabei keine Schmelzwärme, sondern nur Überhitzungswärme gezielt und überwacht entzogen, so dass die Schmelze mit einer Temperatur oberhalb der Liquidustemperatur in eine Giesskammer einer Druckgiessmaschine gelangt.The The temperature of the melt is above when entering the casting chamber the liquidus temperature. Nevertheless, it is possible a significant reduction the solidification time, a decrease in the melt temperature under Liquidus takes place only in the casting chamber. The melt cools continuous flow. The melt is no heat of fusion, but only superheated heat targeted and monitored deprived, leaving the melt at a temperature above the Liquidus temperature in a casting chamber of a die casting machine arrives.

Claims (6)

Druckgiessverfahren, bei dem ein schmelzflüssiger leichtmetallischer Werkstoff in eine Giesskammer einer Druckgiessmaschine oder dergleichen dosiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze auf eine Temperatur oberhalb der Liquidustemperatur erwärmt wird und nachfolgend im kontinuierlichen Fluss in eine Giesskammer fliesst, wobei ihr gezielt Überhitzungswärme entzogen wird.Die casting method in which a molten light metallic material is metered into a casting chamber of a die casting machine or the like, characterized in that the melt is heated to a temperature above the liquidus and subsequently flows in a continuous flow in a casting chamber, being deliberately overheated heat withdrawn. Druckgiessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine gewollte Keimbildung der Schmelze erst in die Giesskammer erfolgt.Die casting method according to claim 1, characterized that a desired nucleation of the melt only in the casting chamber he follows. Druckgiessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kühlstrecken in Reihe oder parallel geschaltet sind.Die casting method according to claim 1, characterized that several cooling sections are connected in series or in parallel. Druckgiessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung des Prozesses in die Regelung einer Druckgiessanlage integriert ist.Die casting method according to claim 1, characterized that monitoring of the process integrated into the regulation of a die casting plant is. Druckgiessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung des Prozesses in die Regelung einem Temperiersystem für das Druckgiesswerkzeug oder die Giesskammer oder den Giesskolben integriert ist.Die casting method according to claim 1, characterized that monitoring the process in the control of a temperature control system for the die casting tool or the casting chamber or the casting piston is integrated. Druckgiessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Teil einer umfangreicheren Massnahme zur Verbesserung eines Standard-Giessprozesses handelt.Die casting method according to claim 1, characterized that it is part of a larger measure to improve a Standard casting process is.
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