DE102006031792A1 - Automotive core bearing has outer light metal alloy casting joined to inner light metal alloy casting by friction welding - Google Patents

Automotive core bearing has outer light metal alloy casting joined to inner light metal alloy casting by friction welding Download PDF

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    • B22C21/00—Flasks; Accessories therefor
    • B22C21/12—Accessories
    • B22C21/14—Accessories for reinforcing or securing moulding materials or cores, e.g. gaggers, chaplets, pins, bars

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Abstract

Claimed is an e.g. automotive core bearing produced by casting around a metal core. The core and surrounding material are welded together. The core material is a light metal e.g. aluminum or light metal alloy. The core and surrounding material are welded by oscillation friction welding. Further claimed is a process to fabricate the component.

Description

Die Erfindung betrifft ein hohl gegossenes Bauteil und ein Verfahren zu seiner Herstellung gemäß der Oberbegriffe der Patentansprüche 1 und 4. Derartige Bauteile und Verfahren sind beispielsweise bekannt aus DE 199 05 887 C1 , DE 195 20 569 A1 und DE 39 36 171 A1 .The invention relates to a hollow-cast component and a method for its production according to the preambles of claims 1 and 4. Such components and methods are known for example from DE 199 05 887 C1 . DE 195 20 569 A1 and DE 39 36 171 A1 ,

Bei der Herstellung eines hohl gegossenen Bauteils ist es notwendig ggf. erforderliche entfernbare Kerne zunächst abzustützen. Derartige Kernlager bestehen üblicherweise ebenfalls aus Kernmaterial, welches nach dem Guss entfernt wird und somit eine zu verschließende Kernöffnung hinterlässt. Vor dem Verschließen ist meist noch eine mechanische Bearbeitung erforderlich, die zur Verschmutzung durch eingebrachte Späne führt und einen entsprechenden Reinigungsaufwand erfordert.at the production of a hollow cast component is necessary If necessary, support removable cores first. Such core bearings usually exist also of core material, which is removed after casting and thus one to be closed core opening leaves. Before closing is usually still a mechanical processing required, the Pollution caused by chips introduced and a corresponding cleaning effort requires.

Alternativ erfolgt die Kernlagerung beim sog. lost foam durch Kernlagerung aus Materialien, die beim Guss vollständig verdampfen, z.B. Styropor, vgl. DE 195 20 569 A1 . Dabei kann es allerdings zu unerwünschten Gaseinschlüssen im Gussmaterial bzw. Eruptionen kommen.Alternatively, the core storage of the so-called lost foam takes place by core storage of materials that completely evaporate during casting, eg polystyrene, cf. DE 195 20 569 A1 , However, this can lead to unwanted gas inclusions in the casting material or eruptions.

Ebenfalls alternativ werden mitunter auch metallische Kernlagerungen verwendet, die vom Gussmaterial eingeschlossen werden. Dabei treten allerdings aufgrund von Oxidschichten mitunter Probleme hinsichtlich der metallurgischen Anbindung zwischen Guss- und Kernlagermaterial auf.Also Alternatively, sometimes metallic core bearings are used, which are enclosed by the casting material. In doing so, however, occur due to oxide layers sometimes problems regarding the metallurgical Connection between cast and core stock material.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein hohl gegossenes Bauteil und ein Verfahren zu seiner Herstellung bereitzustellen, bei dem die o.g. Probleme, insbesondere hinsichtlich eines metallurgisch dichten Verschlusses der Kernöffnung, zumindest reduziert werden.It is therefore an object of the invention, a hollow cast component and to provide a method for its manufacture in which the above-mentioned Problems, especially with regard to a metallurgical seal the core opening, at least be reduced.

Die Erfindung ist in Bezug auf das zu schaffende hohl gegossenes Bauteil und das zu schaffende Verfahren zu seiner Herstellung die Merkmale der Patentansprüche 1 und 4 wiedergegeben. Die weiteren Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bauteils und des erfindungsgemäßen Verfahrens.The Invention is with respect to the hollow cast component to be created and the process to be created for its production the features of the claims 1 and 4 reproduced. The other claims contain advantageous Embodiments and developments of the component according to the invention and the method of the invention.

Die Aufgabe wird bezüglich des zu schaffenden hohl gegossenen Bauteils erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass es mindestens eine eingegossene metallische Kernlagerung enthält, wobei die metallische Kernlagerung und das sie umgebende Gussmaterial miteinander verschweißt sind.The Task is relative of the hollow cast component to be created according to the invention solved, that it contains at least one cast metallic core storage, wherein the metallic core bearing and the surrounding casting material welded together are.

Eine metallische Kernlagerung erfordert in der Regel keine oder nur eine vergleichsweise geringe mechanische Bearbeitung der Kernöffnung nach dem Guss. Die Verschweißung der umgossenen metallischen Kernlagerung und des sie umgebenden Gussmaterials beseitigt etwaige Oxidschichten und gewährleistet so eine metallurgisch dichte Anbindung, welche insbesondere bei Anwendungen im Automobilbau – und dort vor allem beim Leichmetallguss – ansonsten nur schwer zu realisieren ist.A metallic core storage usually requires no or only one comparatively low mechanical processing of the core opening after the Molding. The welding the encapsulated metallic core bearing and surrounding casting material eliminates any oxide layers and thus ensures a metallurgical tight connection, which in particular in automotive applications - and there especially in light metal casting - otherwise difficult to realize.

Besonders vorteilhaft erfolgt die Verschweißung ohne zusätzlichen Materialauftrag, der ohnehin nur oberflächlich erfolgen könnte. Hierzu bietet sich z.B. das Reibschweißen, insbesondere das oszillierende Reibschweißen an (vgl. DE 692 05 991 T2 und DE 695 02 716 T2 ) oder auch das Laserschweißen.Particularly advantageous is the welding without additional application of material, which could be done only superficially anyway. For this purpose, for example, offers the friction welding, in particular the oscillating friction welding (see. DE 692 05 991 T2 and DE 695 02 716 T2 ) or laser welding.

Beim oszillierenden Reibschweißen wird ein (sich nicht verbrauchender) Stempel aus härterem Material als die zu verbindenden Werkstücke in eine oszillierende Bewegung versetzt und auf die Werkstücke gedrückt. Durch die dabei auftretende Reibungswärme entsteht in den Werkstücken ein Bereich mit plastifiziertem Material ohne dass es zu einem Aufschmelzen der Werkstücke in diesem Bereich kommt. Dies erlaubt die Ausbildung hochfester dichter Schweißungen ohne Ausbildung von Lunkern und ohne Bauteilverzug infolge höherer Erwärmung.At the oscillating friction welding becomes a (non-consuming) stamp of harder material as the workpieces to be joined placed in an oscillating motion and pressed onto the workpieces. By the friction heat occurring arises in the workpieces an area of plasticized material without melting it the workpieces comes in this area. This allows the formation of high density denser welds without formation of voids and without distortion of the component due to higher heating.

Üblicherweise ist der Stempel mit einem zentral angeordneten Stift versehen, der in die Werkstoffoberfläche eindringt und zur zusätzlichen Anregung des Materials sowie zur Werkzeugführung dient. Aufgrund dieses Stiftes endet eine Schweißnaht üblicherweise mit einem Loch. Dem kann mit einem Stempel begegnet werden, dessen Stift am Nahtende in den Stempel eingefahren wird.Usually the stamp is provided with a centrally located pin, the in the material surface penetrates and to the additional Excitation of the material and for tool guidance is used. Because of this Pen ends a weld usually with a hole. This can be countered with a stamp whose Pin is inserted into the punch at the seam end.

Eine dem oszillierenden Reibschweißen entsprechende Erwärmung ist mittels Laserstrahlschweißen möglich, bei dem ebenfalls lediglich eine Plastifizierung erfolgt und auf ein Aufschmelzen verzichtet wird. Dies ist insbesondere durch ein flächiges Erwärmen mittels transversal überlagerter Laserstrahlführung, sog. beam spinning, möglich.A the oscillating friction welding appropriate warming is by means of laser beam welding possible, in which also only a plasticization takes place and on a melting is dispensed with. This is especially through a surface heating by means of transversely superimposed The laser beam delivery, so-called beam spinning, possible.

Besonders vorteilhaft ist ein derartiges hohl gegossenes Bauteil als Leichtmetallbauteil ausgestaltet, bei dem die Kernlagerung aus Leichtmetall und/oder einer Leichtmetall-Legierung und das sie umgebende Gussmaterial aus Leichtmetall und/oder einer Leichtmetall-Legierung bestehen. Insbesondere dann, wenn das Leichtmetall Aluminium ist bzw. die Leichtmetall-Legierung eine Aluminium-Legierung ist.Especially advantageous is such a hollow cast component as a light metal component designed, in which the core storage of light metal and / or a light metal alloy and the surrounding casting material made of light metal and / or a Alloy alloy exist. Especially if the light metal Aluminum or the light metal alloy is an aluminum alloy is.

Gerade beim Leichtmetallguss treten häufig Probleme hinsichtlich Oxidschichten auf und das Fügen von Leichtmetallen ist vergleichsweise schwierig. Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß gelöst.Just Light metal casting often causes problems regarding oxide layers and the joining of light metals comparatively difficult. These difficulties are solved according to the invention.

Die Aufgabe wird bezüglich des zu schaffenden Verfahrens zur Herstellung eines hohl gegossenen Bauteils erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein nach dem Guss entfernbarer Gusskern zumindest einseitig von einer metallischen Kernlagerung gehalten wird und diese eingegossen wird, und danach die eingegossene Kernlagerung mit dem sie umgebenden Gussmaterial verschweißt wird.The task will be to create The method for producing a hollow cast component according to the invention achieved in that a removable after casting casting core is held at least on one side of a metallic core storage and this is poured, and then the cast core storage is welded to the surrounding casting material.

Daraus ergeben sich die vorstehend diskutierten Vorteile – insbesondere bei einer Anwendung im Leichtmetallguss.from that result in the advantages discussed above - in particular in an application in light metal casting.

Nachfolgend werden anhand eines Ausführungsbeispiels und der 1 und 2 das erfindungsgemäße Bauteil und das Verfahren zu seiner Herstellung näher erläutert:
Dabei zeigen:Hereinafter, by way of an embodiment and the 1 and 2 the component according to the invention and the method for its preparation explained in more detail:
Showing:

1 Ausschnitt aus der Oberfläche eines hohl gegossenen Bauteils mit Schweißnaht 3 zur sicheren metallurgisch dichten Anbindung von metallischer Kernlagerung 1 und umgebenden Gussmaterial 2. 1 Section of the surface of a hollow cast component with weld 3 for secure metallurgical tight connection of metallic core storage 1 and surrounding casting material 2 ,

2 Ausschnitt aus dem Querschnitt desselben hohl gegossenen Bauteils mit Schweißnaht 3 zur sicheren metallurgisch dichten Anbindung von metallischer Kernlagerung 1 und umgebenden Gussmaterial 2 und einem noch zu entfernenden Sandkern 4. 2 Section of the cross section of the same hollow cast component with weld 3 for secure metallurgical tight connection of metallic core storage 1 and surrounding casting material 2 and a sand core to be removed 4 ,

Die 1 und 2 zeigen schematisch und nicht maßstabsgerecht korrespondierende Ausschnitte der Oberfläche und des Querschnitts eines hohl gegossenen Bauteils (hier Zylinderkopf mit Wassermantel) mit Schweißnaht 3 zur sicheren metallurgisch dichten Anbindung von metallischer Kernlagerung 1 und umgebenden Gussmaterial 2 und einem noch zu entfernenden Sandkern 4.The 1 and 2 show schematically and not to scale corresponding sections of the surface and the cross section of a hollow cast component (here cylinder head with water jacket) with weld 3 for secure metallurgical tight connection of metallic core storage 1 and surrounding casting material 2 and a sand core to be removed 4 ,

Der Sandkern 4 wird vor dem Guss mittels einer Kernlagerung 1 aus Aluminium (und einer weiteren nicht dargestellten Kernlagerung aus Sand) in der Gussform positioniert. Danach werden der Sandkern 4 und die Kernlagerung 1 mit Aluminium ein- bzw. umgossen. Die Kernlagerung 1 weist üblicherweise eine Oxidschicht auf, die eine metallurgisch dichte Anbindung der Kernlagerung 1 an das umgebenden Gussmaterial 2 verhindert. Deshalb wird die Kernlagerung 1 (nach dem Gussputz) mit dem umgebenden Gussmaterial 2 verschweißt. Über die Oberfläche des gegossenen Bauteils hinausragende Teile der Kernlagerung 1 werden spanend entfernt. Zum Verschweißen wird das oszillierende Reibungsschweißen eingesetzt, wobei Lunkerbildung und thermischer Verzug ausgeschlossen bzw. minimiert werden.The sand core 4 is pre-cast by means of a core bearing 1 made of aluminum (and another not shown core storage of sand) positioned in the mold. Then the sand core 4 and the core storage 1 with aluminum poured or poured. The core storage 1 usually has an oxide layer, which has a metallurgical tight connection of the core storage 1 to the surrounding casting material 2 prevented. That is why the core storage 1 (after casting plaster) with the surrounding casting material 2 welded. Parts of the core bearing projecting beyond the surface of the cast component 1 are removed by cutting. For welding, the oscillating friction welding is used, whereby voids formation and thermal distortion are excluded or minimized.

Das erfindungsgemäße hohl gegossene Bauteil und das erfindungsgemäße Verfahren zu seiner Herstellung erweisen sich in der Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Beispiels als besonders geeignet für den metallischen Guss, insbesondere für den Aluminiumguss, in der Automobilindustrie.The hollow according to the invention cast component and the inventive method for its production prove in the embodiment of the example described above is particularly suitable for the metallic Casting, especially for Cast aluminum, in the automotive industry.

Insbesondere können so erhebliche Vorteile bezüglich des Nachbearbeitungsaufwandes und der Verschlussqualität von Kernöffnungen erzielt werden.Especially can so significant benefits regarding the post-processing effort and the closure quality of core openings be achieved.

Die Erfindung ist nicht nur auf das zuvor geschilderte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern vielmehr auf weitere übertragbar.The Invention is not limited to the previously described embodiment limited, but rather transferable to others.

Anstatt des oszillierenden Reibungsschweißens kann beispielsweise auch Laserstrahlschweißen – insbesondere mit oszillierendem Strahl (beam spinning) – verwendet werden.Instead of of the oscillating friction welding, for example, also Laser beam welding - in particular with oscillating beam (beam spinning) - be used.

Der Teil der metallischen Kernlagerung, der im Abguss verbleibt, kann so gestaltet werden, dass er zum Teil in den Kernraum hineinragt und nach Entfernung des umgebenden Kernmaterials die Strömung eines Kühlmediums positiv beeinflusst, insbesondere der Strömungsführung dient.Of the Part of the metallic core storage that remains in the cast can be designed so that it partially protrudes into the core space and after removal of the surrounding core material, the flow of a cooling medium positively influenced, in particular the flow guide is used.

Claims (5)

Hohlgegossenes Bauteil, welches mindestens eine eingegossene metallische Kernlagerung (1) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Kernlagerung (1) und das sie umgebende Gussmaterial (2) mittels einer Schweißnaht (3) miteinander verschweißt sind.Hohlgegossenes component, which at least one cast-metallic core storage ( 1 ), characterized in that the metallic core storage ( 1 ) and the surrounding casting material ( 2 ) by means of a weld ( 3 ) are welded together. Hohlgegossenes Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernlagerung (1) aus Leichtmetall und/oder einer Leichtmetall-Legierung und dass das sie umgebende Gussmaterial (2) aus Leichtmetall und/oder einer Leichtmetall-Legierung bestehen.Hohlgegossenes component according to claim 1, characterized in that the core bearing ( 1 ) made of light metal and / or a light metal alloy and that the surrounding casting material ( 2 ) consist of light metal and / or a light metal alloy. Hohlgegossenes Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtmetall Aluminium ist bzw. die Leichtmetall-Legierung eine Aluminium-Legierung ist.Hollow-cast component according to claim 2, characterized in that that the light metal is aluminum or the light metal alloy an aluminum alloy is. Verfahren zur Herstellung eines hohlgegossenen Bauteils, bei dem ein nach dem Guss entfernbarer Gusskern (4) zumindest einseitig von einer metallischen Kernlagerung (1) gehalten wird und diese eingegossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die eingegossene Kernlagerung (1) mit dem sie umgebenden Gussmaterial (2) verschweißt wird.Method for producing a hollow-cast component, in which a casting core which can be removed after casting ( 4 ) at least one side of a metallic core storage ( 1 ) is held and this is poured, characterized in that the cast-core bearing ( 1 ) with the surrounding casting material ( 2 ) is welded. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die eingegossene Kernlagerung (1) mit dem sie umgebenden Gussmaterial (2) mittels oszillierendem Reibungsschweißen verschweißt wird.Method according to claim 4, characterized in that the cast-in core bearing ( 1 ) with the surrounding casting material ( 2 ) is welded by means of oscillating friction welding.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE392909C (en) * 1924-04-02 Guido Allendorf Device for holding cores

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE392909C (en) * 1924-04-02 Guido Allendorf Device for holding cores

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014223928A1 (en) 2014-11-25 2016-05-25 Volkswagen Aktiengesellschaft A method of closing a core bearing opening of a casting having a cavity
EP3025808A1 (en) 2014-11-25 2016-06-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for closure of a core bearing opening of a cast part having a cavity

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