DE102012108079B3

DE102012108079B3 - Verfahren zur Herstellung hohler Salzkerne

Info

Publication number: DE102012108079B3
Application number: DE201210108079
Authority: DE
Inventors: Lothar Kallien; Christian Böhnlein
Original assignee: HOCHSCHULE AALEN
Current assignee: HOCHSCHULE AALEN
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2013-11-14
Anticipated expiration: 2032-09-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Salzkerns als Hohlraumplatzhalter für ein Druckgussverfahren durch Einbringen einer fließfähigen Salzmischung in eine Metallform und anschließender Verfestigung. Um derartige Salzkerne nach dem Gießvorgang eines Druckgusswerkstücks einfacher entfernen zu können und um Material zu sparen, wird nach einer Verfestigung eines Teils der Salzmischung an Wandungen der Metallform ein noch fließfähiger Teil dieser innerhalb der Verfestigung abgezogen und ein hohler Salzkern gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Salzkerns als Hohlraumplatzhalter für ein Druckgussverfahren durch Einbringen einer fließfähigen Salzmischung in eine Metallform und anschließender Verfestigung.
Druckgussverfahren zur Herstellung von Druckgusswerkstücken sind beispielsweise aus der DE 10 2004 017 387 A1 bekannt. Hierbei werden geschmolzene Werkstoffe wie beispielsweise Leichtmetalle und deren Legierungen in zwei oder mehrteilige Druckgussformen gepresst. Nach dem Abkühlen des Werkstoffs wird das Druckgusswerkstück aus der Druckgussform entformt. Sollen in dem Druckgusswerkstück Hohlräume dargestellt werden, werden beispielsweise aus Salzkernen massive Hohlraumplatzhalter gebildet, die in das Druckgusswerkzeug eingelegt werden und nach dem Abkühlen des Druckgusswerkstücks mittels eines Lösungsmittels, beispielsweise Wasser, aus dem Hohlraum herausgelöst werden. Eine Herstellung von Salzkernen mittels eines Gießverfahrens ist beispielsweise aus der DE 76 12 213 bekannt. Die Herstellung Infolge der massiven Ausbildung der teilweise mit geringer Porosität ausgebildeten Salzkerne ist dieser Vorgang material- und zeitaufwendig. Die Zusammensetzungen von Salzmischungen und weiteren Zusatzstoffen sowie deren Handhabung zur Herstellung von Salzkernen und Druckgusswerkstücken mit Salzkernen sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise den Dokumenten DE 10 2010 029 077 A1 , DE 10 2011 076 905 A1 , DE 10 2008 049 488 A1 , DE 10 2009 015 984 A1 , DE 10 2010 044 287 A1 , DE 10 2008 001 941 A1 und DE 10 2008 002 376 A1 hinreichend bekannt. Im Weiteren ist aus der JP 2005 066 638 A ein Hohlraumplatzhalter aus zwei Salzmischungskomponenten bekannt, wobei eine erste Komponente mit hohem Schmelzpunkt eine äußere Schale und eine Komponente mit geringerem Schmelzpunkt einen inneren Kern bildet.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung eines Salzkerns vorzuschlagen, das einen geringen Materialaufwand erfordert und die Lösung des Salzkerns aus dem Druckgusswerkstück vereinfacht.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des vorgeschlagenen Verfahrens wieder.
In dem vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung eines Salzkerns als Hohlraumplatzhalter für ein Druckgussverfahren durch Einbringen einer fließfähigen Salzmischung, beispielsweise einer Salzschmelze, einer feste Anteile enthaltender, halbflüssigen Salzzusammensetzung und dergleichen in eine Metallform, beispielsweise eine Druckgussform, einen Form für einen Kokillenguss oder dergleichen und anschließender Verfestigung wie Aushärten, Erstarren, Kristallisieren und dergleichen ist vorgesehen, nach einer Verfestigung eines Teils der Salzmischung an Wandungen der Druckgussform einen noch flüssigen Teil dieser innerhalb der Verfestigung abzuziehen und dadurch einen hohlen Salzkern auszubilden. Durch die Entnahme des noch flüssigen Teils wird Material der Salzmischung gespart und zugleich der Hohlraumplatzhalter leichter ausgebildet. Durch den sich bildenden hohlen Aufbau wird trotz ausreichender Statik während des Druckgussvorgangs die nachfolgende Lösung des Salzkerns erleichtert, da zum Einen eine kleinere Masse des Salzkerns herausgelöst werden muss, zum Anderen aber in besonders vorteilhafter Weise das Lösungsmittel, beispielsweise Wasser innerhalb des ausgebildeten Hohlbereichs eine größere Angriffsfläche zur Verfügung hat, so dass der Löseprozess einfach und schneller vonstatten geht. Hierdurch können Produktionskosten eingespart werden, indem zu Beginn des Produktionsprozesses Material gespart und aufgrund der verringerten Ausbringzeiten des Salzkerns die Taktzeiten erhöht werden können.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Salzmischung mittels eines Druckkolbens in die Metallform einzubringen und den noch flüssigen Teil mittels des Druckkolbens durch Druckerniedrigung, beispielsweise unter Rückziehen des Kolbens auszubringen. Auf diese Weise sind keine weiteren Produktionsmittel erforderlich. In weiteren Anwendungen kann zur beschleunigten Ausbildung einer Verfestigung der mit den Wandungen der Metallform in Verbindung stehenden flüssigen Salzmischung die Metallform gekühlt werden.
Die Salzmischung wird in vorteilhafter Weise vor der Einbringung als feste Salzmischung aufgeschmolzen und in aufgeschmolzenem flüssigem oder halbflüssigen Zustand in die Metallform eingebracht. Als Salzmischungen können an sich Salzmischungen mit bekannter Zusammensetzung dienen, die bei Ausbildung eines Hohlraums noch ausreichende Festigkeit während des Druckgießvorgangs aufweisen. Beispielsweise können derartige Salzmischungen hierzu Zusatzstoffe wie Keramikpulver, Harze und dergleichen enthalten.
Der im Salzkern vorgesehene Hohlraum kann nach außen verschlossen sein, indem beispielsweise an einer verbleibenden Endseite zur Befüllung des Hohlraums nach dem Ausbringen des noch flüssigen Teils eine Verschlussfläche, beispielsweise ein Schieber oder der Druckkolben selbst gegengehalten wird, an dem sich die verbleibende Salzmischung ebenfalls verfestigen kann.
Das Verfahren eignet sich für alle Gießverfahren mit einem notwendigen Hohlplatzhalter, insbesondere für Druckgussverfahren und beispielsweise für Kokillenguss. Bevorzugt werden mittels des Verfahrens metallische Druckgusswerkstücke insbesondere für den Maschinenbau und Kraftfahrzeuge mit zumindest einem Hohlraum hergestellt, beispielsweise Ansaugstutzen, Abgasrohre, Kühlleitungen und dergleichen, an denen gegebenenfalls weitere Funktionsbauteile wie Kühl- und Abschirmbleche einteilig verbunden vorgesehen sein können.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Salzkerns als Hohlraumplatzhalter für ein Druckgussverfahren durch Einbringen einer flüssigen Salzmischung in eine Metallform und anschließender Verfestigung, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Verfestigung eines Teils der Salzmischung an Wandungen der Metallform ein noch fließfähiger Teil dieser innerhalb der Verfestigung mittels eines Druckkolbens durch Druckerniedrigung abgezogen und ein hohler Salzkern gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzmischung mittels eines Druckkolbens in die Metallform eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vor der Einbringung feste Salzmischung aufgeschmolzen und in aufgeschmolzenem flüssigem oder halbflüssigem Zustand in die Metallform eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallform gekühlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der hohle Salzkern nach dem Ausbringen des flüssigen Teils komplett verschlossen wird.