DE102015008008B4 - Method for producing a cast component and heat treatment device - Google Patents

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    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Gussbauteils (10), welches zumindest folgende Schritte umfasst:- Gießen des Gussbauteils (10), und- Erwärmen wenigstens eines Verbindungselements (12) des Gussbauteils (10) in zumindest einem Teilbereich unmittelbar nach dem Gießen zum Erhöhen einer Duktilität des Verbindungselements (12), wobei das Gussbauteil (10) infolge des vorangegangenen Gießens noch eine im Vergleich zu einer Umgebungstemperatur erhöhte Bauteiltemperatur aufweist.A method for producing a cast component (10) comprising at least the following steps: casting the cast component (10), and heating at least one connecting element (12) of the cast component (10) in at least one sub-area immediately after casting to increase a ductility of the Connecting element (12), the cast component (10) still having a component temperature that is higher than the ambient temperature as a result of the previous casting.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gussbauteils. Zudem betrifft die Erfindung eine Wärmebehandlungseinrichtung.The invention relates to a method for producing a cast component. The invention also relates to a heat treatment device.
  • Das Gießen ist ein insbesondere in der Massenproduktion verbreitetes Herstellungsverfahren, bei welchem auch Gussbauteile mit komplizierter Geometrie gefertigt werden können. Häufig weisen Gussbauteile nach dem Gießprozess jedoch unerwünschte Werkstoffeigenschaften auf, welche im Rahmen einer Nachbehandlung der Gussbauteile verbessert werden können.Casting is a manufacturing process that is widespread, particularly in mass production, in which cast components with complex geometry can also be manufactured. Often, however, cast components have undesirable material properties after the casting process, which can be improved in the course of post-treatment of the cast components.
  • Die DE 10 2012 220 300 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Stanznietverbindung. Hierbei wird ein Werkstück aus einem Leichtmetallguss bereitgestellt und ein Nietbereich des Werkstücks ausgehend von einer Raumtemperatur einer gezielten Wärmebehandlung unterzogen um die Duktilität des Materials des Werkstücks ausschließlich im Nietbereich zu erhöhen. Hierzu wird eine Vorwärmvorrichtung auf das Werkstück aufgesetzt und bildet dabei einen Hohlraum mit einer Oberfläche des Werkstücks. In den Hohlraum wird zur Wärmebehandlung ein fluides Wärmetransportmittel eingebracht.The DE 10 2012 220 300 A1 describes a method for producing a punch rivet connection. Here, a workpiece made of a light metal casting is provided and a rivet area of the workpiece is subjected to a targeted heat treatment starting from room temperature in order to increase the ductility of the material of the workpiece exclusively in the rivet area. For this purpose, a preheating device is placed on the workpiece and forms a cavity with a surface of the workpiece. A fluid heat transport medium is introduced into the cavity for the heat treatment.
  • Aus der DE 11 2007 001 331 T5 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Verbinden zweier Elemente bekannt, von welchen eines aus einem Hochdruck-Spritzguss-Metall gebildet ist. Mittels einer Laserstrahlerzeugungseinrichtung wird dabei die Formbarkeit eines Abschnitts mindestens eines der Elemente verbessert.From the DE 11 2007 001 331 T5 a method and a device for connecting two elements are known, one of which is formed from a high-pressure injection-molded metal. The formability of a section of at least one of the elements is improved by means of a laser beam generating device.
  • Die EP 1 440 747 A2 beschreibt ein Verfahren zum Erhöhen einer Festigkeit in einem lokal begrenzten Bereich eines metallischen Bauteils, beispielsweise eines Gussbauteils, durch Induktionsheizen oder durch Aufheizen mittels eines Flammenbrenners.The EP 1 440 747 A2 describes a method for increasing a strength in a locally limited area of a metallic component, for example a cast component, by induction heating or by heating by means of a flame burner.
  • Aus der DE 199 14 090 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Funktionsträgers durch Druckgießen bekannt, wobei ein druckgegossener Rohling des Funktionsträgers nach dem Druckgießen abschnittsweise geglüht und anschließend einer Abkühlung durch Luft unterzogen wird.From the DE 199 14 090 A1 a method for producing a function carrier by die-casting is known, a die-cast blank of the function carrier being annealed in sections after the die-casting and then being subjected to air cooling.
  • Die EP 0 611 832 B1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Ölwanne, welche gegossen und einer lokalen Wärmebehandlung unterzogen wird um dadurch einen duktilen Bodenbereich auszubilden. Hierzu wird der Bodenbereich in eine Vorrichtung eingelegt und mittels einer offenen Flamme wärmebehandelt.The EP 0 611 832 B1 describes a method for manufacturing an oil pan which is cast and subjected to a local heat treatment to thereby form a ductile floor area. For this purpose, the floor area is placed in a device and heat-treated using an open flame.
  • Aus der DE 10 2013 011 572 A1 ist ein Verfahren zu lokalen Wärmebehandlung eines Bauteils bekannt. Die Wärmebehandlung erfolgt durch Einklemmen des Bauteils zwischen zwei Elektroden und anschließende Widerstandserwärmung durch Stromzufuhr. Um eine Wärmebehandlung an mehreren Stellen zu erzielen, wird das Bauteil mittels eines Industrieroboters relativ zu den Elektroden bewegt und anschließend festgehalten.From the DE 10 2013 011 572 A1 a method for local heat treatment of a component is known. The heat treatment takes place by clamping the component between two electrodes and subsequent resistance heating by supplying power. In order to achieve heat treatment at several points, the component is moved relative to the electrodes by means of an industrial robot and then held in place.
  • Aus der DE 10 2010 012 832 A1 ist eine durch Warmumformen und Presshärten einer Platine hergestellte Fahrzeugsäule bekannt. Die Fahrzeugsäule wird durch lokale Erwärmung auf eine Temperatur unterhalb der Austenitisierungstemperatur erwärmt und dadurch in den lokal erwärmten Bereichen entfestigt. Dadurch kann die Fahrzeugsäule an diesen Bereichen unter geringerem Aufwand mit anderen Bauteilen verbunden werden.From the DE 10 2010 012 832 A1 a vehicle pillar produced by hot forming and press hardening of a blank is known. The vehicle pillar is heated by local heating to a temperature below the austenitizing temperature and thereby softened in the locally heated areas. As a result, the vehicle pillar can be connected to other components in these areas with less effort.
  • Aus der DE 196 30 488 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem ein Fügewerkzeug vor einem Fügevorgang ein Blechbauteil aufheizt. Die Temperatur am Blechbauteil wird dabei gemessen und der Fügevorgang am erwärmten Blechbauteil automatisch durchgeführt, sobald dieses nicht mehr spröde ist.From the DE 196 30 488 A1 a method is known in which a joining tool heats a sheet metal component before a joining process. The temperature on the sheet metal component is measured and the joining process is carried out automatically on the heated sheet metal component as soon as it is no longer brittle.
  • Aus der DE 10 2012 021 820 A1 ist ein Bauteilverbund bekannt, welcher wenigstens zwei Einzelkomponenten umfasst. Die Einzelkomponenten sind an mehreren Verbindungspunkten fest miteinander verbunden. Zwischen den Verbindungspunkten weist eine aus einem höherfesten Stahlmaterial gebildete Einzelkomponente gezielt veränderte Werkstoffeigenschaften auf, so dass dort eine gegenüber den übrigen Bereichen des Bauteilverbundes niedrigere Festigkeit und erhöhte Duktilität vorliegt.From the DE 10 2012 021 820 A1 a component assembly is known which comprises at least two individual components. The individual components are firmly connected to each other at several connection points. Between the connection points, an individual component formed from a high-strength steel material has specifically changed material properties, so that there is lower strength and increased ductility compared to the other areas of the component assembly.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Wärmebehandlungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen zumindest lokal die Werkstoffeigenschaften eines Gussbauteils positiv und vordefiniert verändert werden können.The object of the present invention is to create a method and a heat treatment device of the type mentioned at the outset, by means of which the material properties of a cast component can be changed positively and in a predefined manner at least locally.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie durch eine Wärmebehandlungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dabei auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der Wärmebehandlungsvorrichtung und umgekehrt anzusehen.This object is achieved by a method with the features of patent claim 1 and by a heat treatment device with the features of patent claim 7. Advantageous further developments of the present invention are the subject of the dependent claims. Advantageous refinements of the method according to the invention are also to be regarded as advantageous refinements of the heat treatment device and vice versa.
  • Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Herstellen eines Gussbauteils aus. Ein derartiges Gussbauteil kann beispielsweise als Teil einer Fahrzeugkarosserie eingesetzt werden.The invention is based on a method for producing a cast component. One of those Cast component can be used, for example, as part of a vehicle body.
  • Gemäß der Erfindung erfolgt ein Gießen des Gussbauteils, und unmittelbar nach dem Gießen ein Erwärmen wenigstens eines Verbindungselements des Gussbauteils in zumindest einem Teilbereich zum Erhöhen einer Duktilität des Verbindungselements, wobei das Gussbauteil infolge des vorangegangenen Gießens noch eine im Vergleich zu einer Umgebungstemperatur erhöhte Bauteiltemperatur aufweist. Das Erwärmen des Gussbauteils an dessen Verbindungselement erfolgt somit im Anschluss an den Urformprozess „Gießen“. Dabei kann das Gussbauteil noch eine im Vergleich zu der Umgebungstemperatur erhöhte Bauteiltemperatur infolge des vorangegangenen Gießvorganges aufweisen, wodurch zum Erwärmen des Verbindungselements oder des Teilbereichs des Verbindungselements weniger Energie benötigt wird, als dies beim Erwärmen des vollständig abgekühlten Gussbauteils der Fall wäre. Durch das Erwärmen des Teilbereichs des Verbindungselements kann die Duktilität des Verbindungselements insbesondere in diesem Teilbereich lokal erhöht werden, wodurch das Gussbauteil an dessen Verbindungselement auch mit einer Standard-Nietmatrize unter verringertem Kraftaufwand beispielsweise mit einem anderen Bauteil gefügt werden kann. Durch das Erhöhen der Duktilität des Teilbereichs ergibt sich eine größere Kombinationsmöglichkeit bei der Auswahl an Fügepartnern, deren Werkstoffen und Wandstärken. Der Teilbereich kann beispielsweise einem Fügebereich entsprechen, in welchen ein Niet eingetrieben werden soll. Dieser Teilbereich des Verbindungselements, welches beispielsweise einem Fügeflansch entsprechen kann, weist aufgrund der Erwärmung eine höhere Duktilität auf als von dem Teilbereich verschiedene Zonen des Verbindungselements. Diese anderen Zonen können ebenso wie die übrigen Bereiche des Gussbauteils eine geringere Duktilität als der Teilbereich aufweisen. Das Gussbauteil kann vor dem Verbinden mit einem anderen Bauteil vollständig abkühlen. Ein etwaiger Bauteilverzug des Gussbauteils oder des Bauteils zu welchem es infolge eines Abkühlens des Gussbauteils nach dem Verbinden (z.B. durch Fügen) kommen kann, kann somit vermieden werden.According to the invention, the cast component is cast, and immediately after the casting, at least one connecting element of the cast component is heated in at least one sub-area to increase the ductility of the connecting element, the cast component still having a component temperature that is higher than ambient temperature as a result of the previous casting. The heating of the cast component on its connecting element thus takes place after the “casting” process. The cast component can still have a component temperature that is higher than the ambient temperature as a result of the previous casting process, which means that less energy is required to heat the connecting element or the partial area of the connecting element than would be the case when heating the completely cooled cast component. By heating the sub-area of the connecting element, the ductility of the connecting element can be increased locally, especially in this sub-area, whereby the cast component on its connecting element can also be joined with a standard rivet die with less effort, for example with another component. By increasing the ductility of the sub-area, there is a greater number of possible combinations in the selection of joining partners, their materials and wall thicknesses. The partial area can for example correspond to a joining area into which a rivet is to be driven. This sub-area of the connecting element, which can for example correspond to a joining flange, has a higher ductility due to the heating than zones of the connecting element different from the sub-area. These other zones, like the other areas of the cast component, can have a lower ductility than the partial area. The cast component can cool down completely before it is connected to another component. Any component distortion of the cast component or of the component which can occur as a result of the cast component cooling down after joining (e.g. by joining) can thus be avoided.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Gießen des Gussbauteils innerhalb eines Gießzeitintervalls und das Erwärmen des Verbindungselements innerhalb eines Erwärmungszeitintervalls abgeschlossen, wobei das Erwärmungszeitintervall kleiner oder gleich dem Gießzeitintervall ist. Innerhalb des Gießzeitintervalls kann dabei sowohl die Vorbereitung der Gießform für den Gießprozess, das Gießen und die Entformung des erstarrten Gussbauteils sowie die Entfernung von Gießrückständen am Gussbauteil nach dem Gießen erfolgen. Innerhalb des Erwärmungszeitintervalls kann das Anordnen des Gussbauteils in einer Wärmebehandlungseinrichtung, das Erwärmen des Verbindungselements oder mehrerer Verbindungselemente auf eine bestimmte Temperatur und das Konstanthalten dieser Temperatur über einen vorbestimmten Erwärmungszeitraum sowie ein anschließendes Entfernen des Gussbauteils aus der Wärmebehandlungsvorrichtung erfolgen. Diese Temperatur, welche auch als Haltetemperatur bezeichnet werden kann, kann dabei so gewählt sein, dass die Duktilität des Gussbauteils beispielsweise gezielt an dem Teilbereich des Verbindungselements innerhalb des Erwärmungszeitintervalls auf einen zum Fügen geeigneten Duktilitätswert gesteigert werden kann. Dadurch, dass das Erwärmungszeitintervall kleiner oder gleich dem Gießzeitintervall ist wird vermieden, dass die Wärmebehandlungsvorrichtung noch durch ein zuvor gegossenes Gussbauteil belegt ist, wenn bereits ein dem zuvor gegossenen Gussbauteil nachfolgendes Gussbauteil erstarrt und für die Erwärmung in der Wärmebehandlungsvorrichtung bereit ist. Somit können bei der Herstellung mehrerer Gussbauteile etwaige Verzögerungen unterbunden werden.In an advantageous embodiment of the invention, the casting of the cast component is completed within a casting time interval and the heating of the connecting element is completed within a heating time interval, the heating time interval being less than or equal to the casting time interval. Within the casting time interval, both the preparation of the casting mold for the casting process, the casting and demolding of the solidified cast component, and the removal of casting residues on the cast component after casting can take place. Within the heating time interval, the cast component can be arranged in a heat treatment device, the connecting element or several connecting elements can be heated to a certain temperature and this temperature can be kept constant over a predetermined heating period, and the cast component can then be removed from the heat treatment device. This temperature, which can also be referred to as the holding temperature, can be selected in such a way that the ductility of the cast component can be increased to a ductility value suitable for joining within the heating time interval, for example in a targeted manner in the partial area of the connecting element. The fact that the heating time interval is less than or equal to the casting time interval prevents the heat treatment device from being occupied by a previously cast cast component when a cast component following the previously cast cast component has already solidified and is ready for heating in the heat treatment device. In this way, any delays in the production of several cast components can be prevented.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Gussbauteil aus einer Aluminiumlegierung, insbesondere aus einer naturharten Aluminiumlegierung gegossen. Zu derartigen naturharten Aluminiumlegierungen gehört beispielsweise AlSi9Mn. Gussbauteile aus naturharten Aluminiumlegierungen weisen eine besonders gute Maßhaltigkeit aufgrund eines verringerten Wärmeverzugs im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungen auf. Des Weiteren sind derartige Gussbauteile kostengünstig herzustellen, zumal durch den Legierungsbestandteil Silizium die Schmelze des Gussbauteils besonders fließfähig ist. Durch das lokale Erwärmen des Verbindungselements, welches beispielsweise als Fügeflansch ausgebildet sein kann, können auch besonders kostengünstige, selbststanzende Fügeverfahren, beispielsweise mit Vollstanznieten und Halbhohlstanznieten eingesetzt werden. Das Fügen mit einem Halbhohlstanzniet ist durch die Wärmebehandlung zumindest des Teilbereichs des Verbindungselements erheblich erleichtert, da aufgrund der höheren Duktilität der Halbhohlstanzniet - wie bereits erläutert - mit geringerem Kraftaufwand in den Teilbereich eingetrieben werden kann und damit die Gefahr einer Beschädigung des Halbhohlstanzniets beim Eintreiben verringert ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the cast component is cast from an aluminum alloy, in particular from a naturally hard aluminum alloy. Such naturally hard aluminum alloys include, for example, AlSi9Mn. Cast components made of naturally hard aluminum alloys have a particularly good dimensional stability due to a reduced heat distortion compared to other aluminum alloys. Furthermore, such cast components can be produced inexpensively, especially since the melt of the cast component is particularly flowable due to the alloy component silicon. The local heating of the connecting element, which can be designed as a joining flange, for example, also makes it possible to use particularly cost-effective, self-punching joining methods, for example with solid punch rivets and semi-hollow punch rivets. Joining with a semi-tubular punch rivet is made considerably easier by the heat treatment of at least the partial area of the connecting element, since due to the higher ductility of the semi-tubular punch rivet - as already explained - it can be driven into the partial area with less effort and thus the risk of damage to the semi-tubular punch rivet when driving is reduced .
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Verbindungselement durch Kontaktwärmeübertragung und/oder durch Laserbestrahlung und/oder durch Infrarotbestrahlung und/oder durch Zuführen von elektrischer Energie erwärmt. Diese Arten der Erwärmung erlauben eine gezielte, lokal begrenzte Änderung der Duktilität zumindest des Teilbereiches des Verbindungselements. Wenn als Werkstoff für das Gussbauteil ein magnetischer Werkstoff eingesetzt wird, so kann auch eine Erwärmung mittels Induktion durchgeführt werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the connecting element is heated by contact heat transfer and / or by laser irradiation and / or by infrared irradiation and / or by supplying electrical energy. These types of heating allow a targeted, locally limited change in the ductility of at least the partial area of the connecting element. If a magnetic material is used as the material for the cast component, then induction heating can also be carried out.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement auf eine Temperatur in einem Temperaturintervall von 300 °C bis 600 °C, bevorzugt von 350 °C bis 550 °C und besonders bevorzugt von 400 °C bis 500 °C erwärmt wird. Unter einem Temperaturintervall zwischen 300°C bis 600°C werden im Rahmen der Erfindung Temperaturwerte von 300°C, 301 °C, 302°C, 303°C, 304°C, 305°C, 306°C, 307°C, 308°C, 309°C, 310°C, 311°C, 312°C, 313°C, 314°C, 315°C, 316°C, 317°C, 318°C, 319°C, 320°C, 321 °C, 322°C, 323°C, 324°C, 325°C, 326°C, 327°C, 328°C, 329°C, 330°C, 331 °C, 332°C, 333°C, 334°C, 335°C, 336°C, 337°C, 338°C, 339°C, 340°C, 341 °C, 342°C, 343°C, 344°C, 345°C, 346°C, 347°C, 348°C, 349°C, 350°C, 351 °C, 352°C, 353°C, 354°C, 355°C, 356°C, 357°C, 358°C, 359°C, 360°C, 361 °C, 362°C, 363°C, 364°C, 365°C, 366°C, 367°C, 368°C, 369°C, 370°C, 371 °C, 372°C, 373°C, 374°C, 375°C, 376°C, 377°C, 378°C, 379°C, 380°C, 381 °C, 382°C, 383°C, 384°C, 385°C, 386°C, 387°C, 388°C, 389°C, 390°C, 391 °C, 392°C, 393°C, 394°C, 395°C, 396°C, 397°C, 398°C, 399°C, 400°C, 401 °C, 402°C, 403°C, 404°C, 405°C, 406°C, 407°C, 408°C, 409°C, 410°C, 411°C, 412°C, 413°C, 414°C, 415°C, 416°C, 417°C, 418°C, 419°C, 420°C, 421°C, 422°C, 423°C, 424°C, 425°C, 426°C, 427°C, 428°C, 429°C, 430°C, 431°C, 432°C, 433°C, 434°C, 435°C, 436°C, 437°C, 438°C, 439°C, 440°C, 441°C, 442°C, 443°C, 444°C, 445°C, 446°C, 447°C, 448°C, 449°C, 450°C, 451°C, 452°C, 453°C, 454°C, 455°C, 456°C, 457°C, 458°C, 459°C, 460°C, 461°C, 462°C, 463°C, 464°C, 465°C, 466°C, 467°C, 468°C, 469°C, 470°C, 471°C, 472°C, 473°C, 474°C, 475°C, 476°C, 477°C, 478°C, 479°C, 480°C, 481°C, 482°C, 483°C, 484°C, 485°C, 486°C, 487°C, 488°C, 489°C, 490°C, 491°C, 492°C, 493°C, 494°C, 495°C, 496°C, 497°C, 498°C, 499°C, 500°C, 501°C, 502°C, 503°C, 504°C, 505°C, 506°C, 507°C, 508°C, 509°C, 510°C, 511°C, 512°C, 513°C, 514°C, 515°C, 516°C, 517°C, 518°C, 519°C, 520°C, 521°C, 522°C, 523°C, 524°C, 525°C, 526°C, 527°C, 528°C, 529°C, 530°C, 531°C, 532°C, 533°C, 534°C, 535°C, 536°C, 537°C, 538°C, 539°C, 540°C, 541°C, 542°C, 543°C, 544°C, 545°C, 546°C, 547°C, 548°C, 549°C, 550°C, 551°C, 552°C, 553°C, 554°C, 555°C, 556°C, 557°C, 558°C, 559°C, 560°C, 561°C, 562°C, 563°C, 564°C, 565°C, 566°C, 567°C, 568°C, 569°C, 570°C, 571°C, 572°C, 573°C, 574°C, 575°C, 576°C, 577°C, 578°C, 579°C, 580°C, 581°C, 582°C, 583°C, 584°C, 585°C, 586°C, 587°C, 588°C, 589°C, 590°C, 591°C, 592°C, 593°C, 594°C, 595°C, 596°C, 597°C, 598°C, 599°C, 600°C verstanden. Je höher die Temperatur (Haltetemperatur) innerhalb des Temperaturintervalls ist, desto schneller kann die Duktilität erhöht werden. Die Auswahl einer bestimmten Temperatur innerhalb des Temperaturintervalls erlaubt eine besonders gezielte und exakte Erhöhung der Duktilität des Verbindungselements.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the connecting element is heated to a temperature in a temperature range from 300 ° C to 600 ° C, preferably from 350 ° C to 550 ° C and particularly preferably from 400 ° C to 500 ° C . Within a temperature range between 300 ° C and 600 ° C, temperature values of 300 ° C, 301 ° C, 302 ° C, 303 ° C, 304 ° C, 305 ° C, 306 ° C, 307 ° C, 308 ° C, 309 ° C, 310 ° C, 311 ° C, 312 ° C, 313 ° C, 314 ° C, 315 ° C, 316 ° C, 317 ° C, 318 ° C, 319 ° C, 320 ° C, 321 ° C, 322 ° C, 323 ° C, 324 ° C, 325 ° C, 326 ° C, 327 ° C, 328 ° C, 329 ° C, 330 ° C, 331 ° C, 332 ° C, 333 ° C, 334 ° C, 335 ° C, 336 ° C, 337 ° C, 338 ° C, 339 ° C, 340 ° C, 341 ° C, 342 ° C, 343 ° C, 344 ° C, 345 ° C, 346 ° C, 347 ° C, 348 ° C, 349 ° C, 350 ° C, 351 ° C, 352 ° C, 353 ° C, 354 ° C, 355 ° C, 356 ° C, 357 ° C, 358 ° C, 359 ° C, 360 ° C, 361 ° C, 362 ° C, 363 ° C, 364 ° C, 365 ° C, 366 ° C, 367 ° C, 368 ° C, 369 ° C, 370 ° C, 371 ° C, 372 ° C, 373 ° C, 374 ° C, 375 ° C, 376 ° C, 377 ° C, 378 ° C, 379 ° C, 380 ° C, 381 ° C, 382 ° C, 383 ° C, 384 ° C, 385 ° C, 386 ° C, 387 ° C, 388 ° C, 389 ° C, 390 ° C, 391 ° C, 392 ° C, 393 ° C, 394 ° C, 395 ° C, 396 ° C, 397 ° C, 398 ° C, 399 ° C, 400 ° C, 401 ° C, 402 ° C, 403 ° C, 404 ° C, 405 ° C, 406 ° C, 407 ° C, 408 ° C, 409 ° C, 410 ° C, 411 ° C, 412 ° C, 413 ° C, 414 ° C, 415 ° C, 416 ° C, 417 ° C, 418 ° C, 419 ° C, 420 ° C, 421 ° C, 422 ° C, 423 ° C, 424 ° C, 425 ° C, 426 ° C, 427 ° C, 428 ° C, 429 ° C, 430 ° C, 431 ° C, 432 ° C, 433 ° C, 434 ° C, 435 ° C, 436 ° C, 437 ° C, 438 ° C, 439 ° C, 440 ° C, 441 ° C, 442 ° C, 443 ° C, 444 ° C, 445 ° C, 446 ° C, 447 ° C, 448 ° C, 449 ° C, 450 ° C, 451 ° C, 452 ° C, 453 ° C, 454 ° C, 455 ° C, 456 ° C, 457 ° C, 458 ° C, 459 ° C, 460 ° C, 461 ° C, 462 ° C, 463 ° C, 464 ° C, 465 ° C, 466 ° C, 467 ° C, 468 ° C, 469 ° C, 470 ° C, 471 ° C, 472 ° C, 473 ° C, 474 ° C, 475 ° C, 476 ° C, 477 ° C, 478 ° C, 479 ° C, 480 ° C, 481 ° C, 482 ° C, 483 ° C, 484 ° C, 485 ° C, 486 ° C, 487 ° C, 488 ° C, 489 ° C, 490 ° C, 491 ° C, 492 ° C, 493 ° C, 494 ° C, 495 ° C, 496 ° C, 497 ° C, 498 ° C, 499 ° C, 500 ° C, 501 ° C, 502 ° C, 503 ° C, 504 ° C, 505 ° C, 506 ° C, 507 ° C, 508 ° C, 509 ° C, 510 ° C, 511 ° C, 512 ° C, 513 ° C, 514 ° C, 515 ° C, 516 ° C, 517 ° C, 518 ° C, 519 ° C, 520 ° C, 521 ° C, 522 ° C, 523 ° C, 524 ° C, 525 ° C, 526 ° C, 527 ° C, 528 ° C, 529 ° C, 530 ° C, 531 ° C, 532 ° C, 533 ° C, 534 ° C, 535 ° C, 536 ° C, 537 ° C, 538 ° C, 539 ° C, 540 ° C, 541 ° C, 542 ° C, 543 ° C, 544 ° C, 545 ° C, 546 ° C, 547 ° C, 548 ° C, 549 ° C, 550 ° C, 551 ° C, 552 ° C, 553 ° C, 554 ° C, 555 ° C, 556 ° C, 557 ° C, 558 ° C, 559 ° C, 560 ° C, 561 ° C, 562 ° C, 563 ° C, 564 ° C, 565 ° C, 566 ° C, 567 ° C, 568 ° C, 569 ° C, 570 ° C, 571 ° C, 572 ° C, 573 ° C, 574 ° C, 575 ° C, 576 ° C, 577 ° C, 578 ° C, 579 ° C, 580 ° C, 581 ° C, 582 ° C, 583 ° C, 584 ° C, 585 ° C, 586 ° C, 587 ° C, 588 ° C, 589 ° C, 590 ° C, 591 ° C, 592 ° C, 593 ° C, 594 ° C, 595 ° C, 596 ° C, 597 ° C, 598 ° C, 599 ° C, 600 ° C understood. The higher the temperature (holding temperature) within the temperature interval, the faster the ductility can be increased. The selection of a specific temperature within the temperature interval allows a particularly targeted and exact increase in the ductility of the connecting element.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement in einem Zeitraum von 30 Sekunden bis 360 Sekunden, bevorzugt von 90 Sekunden bis 300 Sekunden und besonders bevorzugt von 150 Sekunden bis 240 Sekunden erwärmt wird. Der Zeitraum entspricht dabei einem Haltezeitraum über welchen die Temperatur (Haltetemperatur) an dem Erwärmungsbereich anliegt. Das Verbindungselement wird also durch lokale Energiezuführung mittels einer Heizvorrichtung bis zu der gewünschten Haltetemperatur aufgewärmt. Die Haltetemperatur wird zumindest während des Haltezeitraums an dem Verbindungselement aufrecht erhalten und erst nach Ablauf des Haltezeitraums verringert. Der Zeitraum beinhaltet dabei nicht das Aufwärmen auf die gewünschte Haltetemperatur oder das Abkühlen von der Haltetemperatur. Unter einem Zeitraum zwischen 30 Sekunden und 360 Sekunden werden im Rahmen der Erfindung Zeitintervalle von 30 s, 31 s, 32 s, 33 s, 34 s, 35 s, 36 s, 37 s, 38 s, 39 s, 40 s, 41 s, 42 s, 43 s, 44 s, 45 s, 46 s, 47 s, 48 s, 49 s, 50 s, 51 s, 52 s, 53 s, 54 s, 55 s, 56 s, 57 s, 58 s, 59 s, 60 s, 61 s, 62 s, 63 s, 64 s, 65 s, 66 s, 67 s, 68 s, 69 s, 70 s, 71 s, 72 s, 73 s, 74 s, 75 s, 76 s, 77 s, 78 s, 79 s, 80 s, 81 s, 82 s, 83 s, 84 s, 85 s, 86 s, 87 s, 88 s, 89 s, 90 s, 91 s, 92 s, 93 s, 94 s, 95 s, 96 s, 97 s, 98 s, 99 s, 100 s, 101 s, 102 s, 103 s, 104 s, 105 s, 106 s, 107 s, 108 s, 109 s, 110 s, 111 s, 112 s, 113 s, 114 s, 115 s, 116 s, 117 s, 118 s, 119 s, 120 s, 121 s, 122 s, 123 s, 124 s, 125 s, 126 s, 127 s, 128 s, 129 s, 130 s, 131 s, 132 s, 133 s, 134 s, 135 s, 136 s, 137 s, 138 s, 139 s, 140 s, 141 s, 142 s, 143 s, 144 s, 145 s, 146 s, 147 s, 148 s, 149 s, 150 s, 151 s, 152 s, 153 s, 154 s, 155 s, 156 s, 157 s, 158 s, 159 s, 160 s, 161 s, 162 s, 163 s, 164 s, 165 s, 166 s, 167 s, 168 s, 169 s, 170 s, 171 s, 172 s, 173 s, 174 s, 175 s, 176 s, 177 s, 178 s, 179 s, 180 s, 181 s, 182 s, 183 s, 184 s, 185 s, 186 s, 187 s, 188 s, 189 s, 190 s, 191 s, 192 s, 193 s, 194 s, 195 s, 196 s, 197 s, 198 s, 199 s, 200 s, 201 s, 202 s, 203 s, 204 s, 205 s, 206 s, 207 s, 208 s, 209 s, 210 s, 211 s, 212 s, 213 s, 214 s, 215 s, 216 s, 217 s, 218 s, 219 s, 220 s, 221 s, 222 s, 223 s, 224 s, 225 s, 226 s, 227 s, 228 s, 229 s, 230 s, 231 s, 232 s, 233 s, 234 s, 235 s, 236 s, 237 s, 238 s, 239 s, 240 s, 241 s, 242 s, 243 s, 244 s, 245 s, 246 s, 247 s, 248 s, 249 s, 250 s, 251 s, 252 s, 253 s, 254 s, 255 s, 256 s, 257 s, 258 s, 259 s, 260 s, 261 s, 262 s, 263 s, 264 s, 265 s, 266 s, 267 s, 268 s, 269 s, 270 s, 271 s, 272 s, 273 s, 274 s, 275 s, 276 s, 277 s, 278 s, 279 s, 280 s, 281 s, 282 s, 283 s, 284 s, 285 s, 286 s, 287 s, 288 s, 289 s, 290 s, 291 s, 292 s, 293 s, 294 s, 295 s, 296 s, 297 s, 298 s, 299 s, 300 s, 301 s, 302 s, 303 s, 304 s, 305 s, 306 s, 307 s, 308 s, 309 s, 310 s, 311 s, 312 s, 313 s, 314 s, 315 s, 316 s, 317 s, 318 s, 319 s, 320 s, 321 s, 322 s, 323 s, 324 s, 325 s, 326 s, 327 s, 328 s, 329 s, 330 s, 331 s, 332 s, 333 s, 334 s, 335 s, 336 s, 337 s, 338 s, 339 s, 340 s, 341 s, 342 s, 343 s, 344 s, 345 s, 346 s, 347 s, 348 s, 349 s, 350 s, 351 s, 352 s, 353 s, 354 s, 355 s, 356 s, 357 s, 358 s, 359 s, 360 s. Diese Auswahlmöglichkeit an unterschiedlich langen Zeiträumen erlaubt ein besonders exaktes Anpassen der Dauer der Erwärmung an das Gießzeitintervall für den Gießprozess. Somit können Verzögerungen bei der Herstellung des Gussbauteils weitgehend unterbunden werden.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the connecting element is heated in a period of 30 seconds to 360 seconds, preferably from 90 seconds to 300 seconds and particularly preferably from 150 seconds to 240 seconds. The period corresponds to a holding period over which the temperature (holding temperature) is applied to the heating area. The connecting element is thus heated up to the desired holding temperature by local energy supply by means of a heating device. The holding temperature is maintained on the connecting element at least during the holding period and is only reduced after the holding period has expired. The period does not include warming up to the desired holding temperature or cooling down from the holding temperature. Within the scope of the invention, time intervals of 30 s, 31 s, 32 s, 33 s, 34 s, 35 s, 36 s, 37 s, 38 s, 39 s, 40 s, 41 s, 42 s, 43 s, 44 s, 45 s, 46 s, 47 s, 48 s, 49 s, 50 s, 51 s, 52 s, 53 s, 54 s, 55 s, 56 s, 57 s, 58 s, 59 s, 60 s, 61 s, 62 s, 63 s, 64 s, 65 s, 66 s, 67 s, 68 s, 69 s, 70 s, 71 s, 72 s, 73 s, 74 s , 75 s, 76 s, 77 s, 78 s, 79 s, 80 s, 81 s, 82 s, 83 s, 84 s, 85 s, 86 s, 87 s, 88 s, 89 s, 90 s, 91 s, 92 s, 93 s, 94 s, 95 s, 96 s, 97 s, 98 s, 99 s, 100 s, 101 s, 102 s, 103 s, 104 s, 105 s, 106 s, 107 s, 108 s, 109 s, 110 s, 111 s, 112 s, 113 s, 114 s, 115 s, 116 s, 117 s, 118 s, 119 s, 120 s, 121 s, 122 s, 123 s, 124 s , 125 s, 126 s, 127 s, 128 s, 129 s, 130 s, 131 s, 132 s, 133 s, 134 s, 135 s, 136 s, 137 s, 138 s, 139 s, 140 s, 141 s, 142 s, 143 s, 144 s, 145 s, 146 s, 147 s, 148 s, 149 s, 150 s, 151 s, 152 s, 153 s, 154 s, 155 s, 156 s, 157 s, 158 s, 159 s, 160 s, 161 s, 162 s, 163 s, 164 s, 165 s, 166 s, 16 7 s, 168 s, 169 s, 170 s, 171 s, 172 s, 173 s, 174 s, 175 s, 176 s, 177 s, 178 s, 179 s, 180 s, 181 s, 182 s, 183 s , 184 s, 185 s, 186 s, 187 s, 188 s, 189 s, 190 s, 191 s, 192 s, 193 s, 194 s, 195 s, 196 s, 197 s, 198 s, 199 s, 200 s, 201 s, 202 s, 203 s, 204 s, 205 s, 206 s, 207 s, 208 s, 209 s, 210 s, 211 s, 212 s, 213 s, 214 s, 215 s, 216 s, 217 s, 218 s, 219 s, 220 s, 221 s, 222 s, 223 s, 224 s, 225 s, 226 s, 227 s, 228 s, 229 s, 230 s, 231 s, 232 s, 233 s , 234 s, 235 s, 236 s, 237 s, 238 s, 239 s, 240 s, 241 s, 242 s, 243 s, 244 s, 245 s, 246 s, 247 s, 248 s, 249 s, 250 s, 251 s, 252 s, 253 s, 254 s, 255 s, 256 s, 257 s, 258 s, 259 s, 260 s, 261 s, 262 s, 263 s, 264 s, 265 s, 266 s, 267 s, 268 s, 269 s, 270 s, 271 s, 272 s, 273 s, 274 s, 275 s, 276 s, 277 s, 278 s, 279 s, 280 s, 281 s, 282 s, 283 s , 284 s, 285 s, 286 s, 287 s, 288 s, 289 s, 290 s, 291 s, 292 s, 293 s, 294 s, 295 s, 296 s, 297 s, 298 s, 299 s, 300 s, 301 s, 302 s, 303 s, 304 s, 305 s, 306 s, 307 s, 308 s, 309 s, 3 10 s, 311 s, 312 s, 313 s, 314 s, 315 s, 316 s, 317 s, 318 s, 319 s, 320 s, 321 s, 322 s, 323 s, 324 s, 325 s, 326 s , 327 s, 328 s, 329 s, 330 s, 331 s, 332 s, 333 s, 334 s, 335 s, 336 s, 337 s, 338 s, 339 s, 340 s, 341 s, 342 s, 343 s, 344 s, 345 s, 346 s, 347 s, 348 s, 349 s, 350 s, 351 s, 352 s, 353 s, 354 s, 355 s, 356 s, 357 s, 358 s, 359 s, 360 s. This option of selecting time periods of different length allows the duration of the heating to be adapted particularly precisely to the casting time interval for the casting process. Delays in the production of the cast component can thus be largely prevented.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Wärmebehandlungseinrichtung zum zumindest bereichsweisen Erwärmen eines Gussbauteils, mit zumindest einer Heizvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist das nach einem Gießen zumindest teilweise abgekühlte Gussbauteil zumindest lokal an wenigstens einem Verbindungselement des Gussbauteils zu erwärmen, wobei das Verbindungselement einstückig mit dem Gussbauteil ausgebildet ist und wobei die Heizvorrichtung zumindest ein Klemmelement umfasst, welches dazu ausgebildet ist, das Gussbauteil an dessen Verbindungselement während der Erwärmung des Verbindungselements zu halten, wobei in das wenigstens eine Klemmelement wenigstens ein Heizelement zum Erwärmen zumindest des Teilbereichs des Verbindungselements integriert ist. Eine derartige Wärmebehandlungseinrichtung erlaubt ein lokal begrenztes Erwärmen wenigstens eines Teilbereichs des Verbindungselements oder mehrerer Verbindungselemente, wobei andere Bereiche des Gussbauteils unbeeinflusst bleiben.A further aspect of the invention relates to a heat treatment device for at least regionally heating a cast component, with at least one heating device which is designed to heat the cast component, which has at least partially cooled after casting, at least locally on at least one connecting element of the cast component, the connecting element being integral with the cast component and wherein the heating device comprises at least one clamping element which is designed to hold the cast component on its connecting element while the connecting element is being heated, with at least one heating element being integrated into the at least one clamping element for heating at least the portion of the connecting element. Such a heat treatment device allows locally limited heating of at least one partial area of the connecting element or a plurality of connecting elements, with other areas of the cast component remaining unaffected.
  • Die Wärmebehandlungseinrichtung kann beispielsweise eine hydraulisch oder elektrisch betreibbare Spannvorrichtung aufweisen, mittels welcher das zumindest eine Klemmelement relativ zu dem Gussbauteil bewegbar ist. Es können auch mehrere Klemmelemente vorgesehen sein, zwischen welchen das Gussbauteil einklemmbar ist. Durch das Einklemmen üben die Klemmelemente eine Klemmkraft auf das Verbindungselement oder mehrere Verbindungselemente aus, wodurch eine Kontaktwärmeübertragung zwischen dem Klemmelement und dem Verbindungselement verbessert wird. Das wenigstens eine Klemmelement kann beispielsweise als beheizbare Klemmbacke ausgebildet sein, in welche gemäß einer erfindungsgemäßen Variante wenigstens ein Heizelement in Form einer temperaturregelbaren, elektrischen Heizpatrone integriert ist. Das Heizelement ist entsprechend weiterer erfindungsgemäßer Varianten auch als Laser, als Induktionsspule oder als Infrarotstrahler ausgebildet. Für eine besonders gezielte Erwärmung mit definiertem Kontakt kann das Gussbauteil auf Federstifte aufgesetzt und damit zentriert werden und mittels mehrerer Klemmelemente, welche auch als Spanner bezeichnet werden können, eingeklemmt und erwärmt werden. Durch die Erwärmung mittels wenigstens des einen Heizelements kann die Wärmebehandlung innerhalb eines Gießtaktes, also in einem Zeitraum erfolgen, welcher kleiner ist als die Dauer eines Gießtaktes (Gießzeitintervall). Durch die Erwärmung des Verbindungselements kann lamellenförmiges, eutektisches Silizium des Gussbauteils eingeformt und von anderen Werkstoffkomponenten des Gussbauteils entkoppelt werden, wodurch die Duktilität des Gussbauteils an dem Verbindungselement massiv erhöht werden kann.The heat treatment device can, for example, have a hydraulically or electrically operated clamping device, by means of which the at least one clamping element can be moved relative to the cast component. A plurality of clamping elements can also be provided, between which the cast component can be clamped. As a result of the clamping, the clamping elements exert a clamping force on the connecting element or a plurality of connecting elements, as a result of which contact heat transfer between the clamping element and the connecting element is improved. The at least one clamping element can for example be designed as a heatable clamping jaw, in which, according to a variant according to the invention, at least one heating element in the form of a temperature-controllable, electrical heating cartridge is integrated. According to further variants according to the invention, the heating element is also designed as a laser, an induction coil or an infrared radiator. For particularly targeted heating with defined contact, the cast component can be placed on spring pins and thus centered and clamped and heated by means of several clamping elements, which can also be referred to as tensioners. As a result of the heating by means of at least one heating element, the heat treatment can take place within a casting cycle, that is to say in a period of time which is shorter than the duration of a casting cycle (casting time interval). By heating the connecting element, lamellar, eutectic silicon of the cast component can be molded and decoupled from other material components of the cast component, whereby the ductility of the cast component on the connecting element can be massively increased.
  • In zumindest eines der Klemmelemente kann, wie bereits erwähnt, eine Induktionsspule integriert sein. Das Verbindungselement kann also durch Induktion aufgeheizt und dadurch Wärme an das Verbindungselement übertragen werden. Durch die aus dieser Wärmeübertragung resultierende Erwärmung des Verbindungselements kann dessen Duktilität zumindest bereichsweise erhöht werden.As already mentioned, an induction coil can be integrated into at least one of the clamping elements. The connecting element can thus be heated up by induction and, as a result, heat can be transferred to the connecting element. As a result of the heating of the connecting element resulting from this heat transfer, its ductility can be increased at least in some areas.
  • Zusätzlich oder alternativ dazu kann zumindest eines der Klemmelemente wenigstens eine Öffnung aufweisen, durch welche beispielsweise ein Laserstrahl eines als Laser ausgebildeten Heizelements zum zumindest lokalen Erwärmen des Teilbereichs des Verbindungselements geführt werden kann. Durch den Kontakt zwischen dem Klemmelement und dem Verbindungselement kann dann Wärme von dem durch den Laserstrahl, oder durch eine andere geeignete Energiequelle erwärmten Verbindungselement an das Klemmelement übertragen werden. Anstatt das Verbindungselement mittels des Klemmelements zu erwärmen, kann also auch ein Ableiten von Wärme von dem Verbindungselement an das im Vergleich dazu kalte Klemmelement erfolgen. Das Klemmelement kann demnach zum Kühlen eines an die Öffnung angrenzenden Kontaktbereichs des Verbindungselements verwendet werden. Durch Wärmeleitung innerhalb des Verbindungselements aufgewärmte Zonen neben der eigentlichen Auftreffstelle des Laserstrahls an dem Teilbereich können somit durch die Wärmeableitung an das Klemmelement zumindest bereichsweise gekühlt werden. Dadurch kann die Erwärmung und damit die Erhöhung der Duktilität des Verbindungselements auf verbesserte Weise lokal begrenzt werden.Additionally or alternatively, at least one of the clamping elements can have at least one opening through which, for example, a laser beam from a heating element designed as a laser can be guided for at least local heating of the partial area of the connecting element. As a result of the contact between the clamping element and the connecting element, heat can then be transferred to the clamping element from the connecting element heated by the laser beam or by another suitable energy source. Instead of heating the connecting element by means of the clamping element, heat can also be dissipated from the connecting element to the clamping element, which is cold in comparison therewith. The clamping element can accordingly be used to cool a contact area of the connecting element adjoining the opening. Zones warmed up by heat conduction within the connecting element next to the actual point of impact of the laser beam on the partial area can thus be cooled at least in areas by the heat dissipation to the clamping element. As a result, the heating and thus the increase in the ductility of the connecting element can be locally limited in an improved manner.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das wenigstens eine Klemmelement zumindest einen Vorsprung auf, an welchen das Verbindungselement beim Einklemmen mittels des Klemmelements anpressbar ist. Durch den Vorsprung kann ein Anpressdruck beim Einklemmen des Gussbauteils in besonderem Maße lokal begrenzt werden. Außerdem kann durch den Vorsprung der Anpressdruck beim Einklemmen vergrößert werden. Je kleiner beispielsweise ein Durchmesser eines zylinderförmigen Vorsprungs ist, desto größer ist der Anpressdruck zwischen dem Vorsprung des Klemmelements und dem Gussbauteil bei gleicher Anpresskraft. Ein großer Anpressdruck ermöglicht eine besonders gute Kontaktwärmeübertragung.In a further advantageous embodiment of the invention, the at least one clamping element has at least one projection, against which the connecting element can be pressed during clamping by means of the clamping element. A contact pressure when the cast component is clamped can be locally limited to a particularly high degree by the projection. In addition, the projection can increase the contact pressure during clamping. For example, the smaller the diameter of a cylindrical projection, the greater the contact pressure between the projection of the clamping element and the cast component with the same contact force. A large contact pressure enables particularly good contact heat transfer.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Heizvorrichtung zum Erwärmen des wenigstens einen Verbindungselements einen Infrarotstrahler und/oder einen Laser. Durch Infrarotstrahler und Laser lässt sich das Verbindungselement, welches beispielsweise als Verbindungsflansch ausgebildet sein kann, besonders gezielt und lokal begrenzt erwärmen. In a further advantageous embodiment of the invention, the heating device for heating the at least one connecting element comprises an infrared radiator and / or a laser. The connecting element, which can be configured as a connecting flange, for example, can be heated in a particularly targeted and locally limited manner by means of infrared radiators and lasers.
  • Die in Bezug auf das Verfahren vorgestellten, bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Wärmebehandlungseinrichtung und umgekehrt.The preferred embodiments presented in relation to the method and their advantages apply accordingly to the heat treatment device according to the invention and vice versa.
  • Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without the scope of the Invention to leave.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the claims, the following description of preferred embodiments and on the basis of the drawings.
  • Im Folgenden ist die Erfindung noch einmal anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierzu zeigt:
    • 1 eine Perspektivansicht auf eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wärmebehandlungseinrichtung; und
    • 2a-2c jeweils eine Perspektivansicht auf beispielhafte Ausführungsformen eines Klemmelements der Wärmebehandlungseinrichtung.
    In the following, the invention is explained once again using a specific exemplary embodiment. This shows:
    • 1 a perspective view of an exemplary embodiment of a heat treatment device according to the invention; and
    • 2a-2c each a perspective view of exemplary embodiments of a clamping element of the heat treatment device.
  • 1 zeigt eine Perspektivansicht auf eine Wärmebehandlungseinrichtung 14 in welcher vorliegend ein Gussbauteil 10 unter Vermittlung von Spannern 28 mit Federstiften auf einem Gestell 26 zentriert und eingespannt ist. Das Gießen des Gussbauteils 10 ist vorliegend nicht gezeigt. Mittels der Wärmebehandlungseinrichtung 14 kann das Gussbauteil 10 an Teilbereichen verschiedener Verbindungselemente 12 des Gussbauteils 10 unmittelbar nach dem Gießen erwärmt und dadurch eine Duktilität der Verbindungselemente 12 erhöht werden. Die Verbindungselemente 12 sind vorliegend als Fügeflansche ausgebildet, welche nach dem Erwärmen mittels mehrere Halbhohlstanzniete mit anderen Bauteilen gefügt werden können. Des Weiteren sind die Verbindungselemente 12 einstückig mit dem Gussbauteil 10 verbunden. Vor dem Erwärmen wurde das Gießen des Gussbauteils 10 innerhalb eines Gießzeitintervalls abgeschlossen. Das Erwärmen des Verbindungselements 12 kann mittels der Wärmebehandlungseinrichtung 14 innerhalb eines Erwärmungszeitintervalls abgeschlossen werden, wobei das Erwärmungszeitintervall kleiner oder gleich dem Gießzeitintervall ist. Das Gussbauteil 10 ist vorliegend aus einer naturharten Aluminiumlegierung, nämlich aus AlSi9Mn hergestellt. Die Verbindungselemente 12 können, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt durch Kontaktwärmeübertragung erwärmt werden. 1 Fig. 13 shows a perspective view of a heat treatment device 14th in which present a cast component 10 with the mediation of tensioners 28 with spring pins on a frame 26th is centered and clamped. The casting of the cast component 10 is not shown here. By means of the heat treatment device 14th can the cast component 10 on parts of various connecting elements 12 of the cast component 10 heated immediately after casting and thereby a ductility of the connecting elements 12 increase. The fasteners 12 are in the present case designed as joining flanges which, after heating, can be joined to other components by means of several semi-tubular punch rivets. Furthermore are the connecting elements 12 integral with the cast component 10 connected. Before the heating, the casting of the cast component was carried out 10 completed within a casting time interval. The heating of the connector 12 can by means of the heat treatment device 14th be completed within a heating time interval, the heating time interval being less than or equal to the casting time interval. The cast component 10 is in the present case made of a naturally hard aluminum alloy, namely AlSi9Mn. The fasteners 12 can, as shown in the present embodiment, be heated by contact heat transfer.
  • Zur Kontaktwärmeübertragung an Kontaktwärmeübertragungsbereichen 16 des Gussbauteils 10 umfasst die Wärmebehandlungseinrichtung 14 vorliegend zumindest eine Heizvorrichtung 18 mit mehreren Klemmelementen 20. Der Teilbereich am Verbindungselement 12 entspricht dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch dem Kontaktwärmeübertragungsbereich 16 am Gussbauteil 10, zumal das Klemmelement 20 auf das Verbindungselement 12 aufgepresst und dadurch das Gussbauteil 10 eingeklemmt wird. Mit diesen Klemmelementen 20, welche in verschiedenen Ausführungsformen in den 2a bis 2c gezeigt sind, kann das Gussbauteil 10 an dessen Verbindungselementen 12 gehalten und dabei zwischen den Klemmelementen 20 eingeklemmt werden. Die Heizvorrichtung 18 ist dazu ausgebildet, das nach einem Gießen zumindest teilweise abgekühlte Gussbauteil 10 zumindest lokal und wenigstens an den Teilbereichen der Verbindungselemente 12 zu erwärmen. Um die Kontaktwärmeübertragung besonders effektiv zu gestalten, wird das Gussbauteil 10 zwischen den Klemmelementen 20 an den Verbindungselementen 12 eingeklemmt. In die Klemmelemente 20 ist jeweils wenigstens ein Heizelement 22 zum Erwärmen zumindest der jeweiligen Teilbereiche der Verbindungselemente 12 integriert.For contact heat transfer to contact heat transfer areas 16 of the cast component 10 includes the heat treatment device 14th in the present case at least one heating device 18th with several clamping elements 20th . The sub-area on the connecting element 12 in the present exemplary embodiment also corresponds to the contact heat transfer area 16 on the cast component 10 , especially since the clamping element 20th on the connecting element 12 pressed on and thereby the cast component 10 is pinched. With these clamping elements 20th , which in various embodiments in the 2a to 2c are shown, the cast component 10 on its connecting elements 12 held and thereby between the clamping elements 20th be pinched. The heating device 18th is designed to the cast component that is at least partially cooled after casting 10 at least locally and at least in the partial areas of the connecting elements 12 to warm up. In order to make the contact heat transfer particularly effective, the cast component is used 10 between the clamping elements 20th on the connecting elements 12 trapped. In the clamping elements 20th is at least one heating element 22nd for heating at least the respective partial areas of the connecting elements 12 integrated.
  • 2a zeigt eine Ausführungsform, in welcher eines der Klemmelemente 20 als beheizbare Spannbacke ausgebildet ist. 2b zeigt eine weitere Ausführungsform in welcher eines der Klemmelemente 20 eine ebene Heizplatte zur großflächigen Entfestigung des Gussbauteils 10 aufweist. 2c zeigt schließlich eine Ausführungsform, in welcher eines der Klemmelemente 20 mehrere beheizbare und vorliegend zylinderförmige Vorsprünge 24 aufweist, mittels welchen das Verbindungselement 12 an zumindest einem Teilbereich einklemmbar ist. Die Vorsprünge 24 entsprechen dabei lokalen Erhebungen zur punktuellen Entfestigung und somit zur Erhöhung der Duktilität zumindest an einem Teilbereich des Verbindungselements 12. Dadurch kann das Gussbauteil 10 an dem Teilbereich des Verbindungselements 12 unter besonders geringem Aufwand mit einem anderen, hier nicht dargestellten Bauteil verbunden, also beispielsweise durch Eintreiben eines Halbhohlstanznietes gefügt werden. 2a shows an embodiment in which one of the clamping elements 20th is designed as a heatable clamping jaw. 2 B shows a further embodiment in which one of the clamping elements 20th a flat heating plate for softening the cast component over a large area 10 having. 2c finally shows an embodiment in which one of the clamping elements 20th several heatable and in the present case cylindrical projections 24 has, by means of which the connecting element 12 can be clamped in at least a portion. The protrusions 24 correspond to local elevations for selective softening and thus for increasing the ductility at least on a partial area of the connecting element 12 . This allows the cast component 10 on the portion of the connecting element 12 can be connected to another component, not shown here, with particularly little effort, that is to say joined for example by driving in a semi-tubular punch rivet.
  • Mittels der Wärmeübertragungseinrichtung 14 können die Verbindungselemente 12 auf eine Temperatur in einem Temperaturintervall von 300 °C bis 600 °C erwärmt werden, wobei die Erwärmung in einem Zeitraum von 30 Sekunden bis 360 Sekunden erfolgen kann.By means of the heat transfer device 14th can use the fasteners 12 be heated to a temperature in a temperature interval of 300 ° C to 600 ° C, wherein the heating can take place in a period of 30 seconds to 360 seconds.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Gussbauteils (10), welches zumindest folgende Schritte umfasst: - Gießen des Gussbauteils (10), und - Erwärmen wenigstens eines Verbindungselements (12) des Gussbauteils (10) in zumindest einem Teilbereich unmittelbar nach dem Gießen zum Erhöhen einer Duktilität des Verbindungselements (12), wobei das Gussbauteil (10) infolge des vorangegangenen Gießens noch eine im Vergleich zu einer Umgebungstemperatur erhöhte Bauteiltemperatur aufweist.A method for producing a cast component (10), which comprises at least the following steps: - Casting the cast component (10), and - Heating of at least one connecting element (12) of the cast component (10) in at least a partial area immediately after the casting to increase the ductility of the connecting element (12), the cast component (10) still having a component temperature that is higher than ambient temperature as a result of the previous casting having.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießen des Gussbauteils (10) innerhalb eines Gießzeitintervalls abgeschlossen wird und das Erwärmen des Verbindungselements (12) innerhalb eines Erwärmungszeitintervalls abgeschlossen wird, wobei das Erwärmungszeitintervall kleiner oder gleich dem Gießzeitintervall ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the casting of the cast component (10) is completed within a casting time interval and the heating of the connecting element (12) is completed within a heating time interval, the heating time interval being less than or equal to the casting time interval.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussbauteil (10) aus einer Aluminiumlegierung, insbesondere aus einer naturharten Aluminiumlegierung gegossen wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the cast component (10) is cast from an aluminum alloy, in particular from a naturally hard aluminum alloy.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (12) durch Kontaktwärmeübertragung und/oder durch Laserbestrahlung und/oder durch Infrarotbestrahlung und/oder durch Zuführen von elektrischer Energie erwärmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element (12) is heated by contact heat transfer and / or by laser irradiation and / or by infrared irradiation and / or by supplying electrical energy.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (12) auf eine Temperatur in einem Temperaturintervall von 300 °C bis 600 °C, bevorzugt von 350 °C bis 550 °C und besonders bevorzugt von 400 °C bis 500 °C erwärmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element (12) is set to a temperature in a temperature range from 300 ° C to 600 ° C, preferably from 350 ° C to 550 ° C and particularly preferably from 400 ° C to 500 ° C is heated.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (12) in einem Zeitraum von 30 Sekunden bis 360 Sekunden, bevorzugt von 90 Sekunden bis 300 Sekunden und besonders bevorzugt von 150 Sekunden bis 240 Sekunden erwärmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element (12) is heated in a period of 30 seconds to 360 seconds, preferably from 90 seconds to 300 seconds and particularly preferably from 150 seconds to 240 seconds.
  7. Wärmebehandlungseinrichtung (14) zum zumindest bereichsweisen Erwärmen eines Gussbauteils (10), mit zumindest einer Heizvorrichtung (18), welche dazu ausgebildet ist das nach einem Gießen zumindest teilweise abgekühlte Gussbauteil (10) zumindest lokal an einem Teilbereich wenigstens eines Verbindungselements (12) des Gussbauteils (10) zu erwärmen, wobei das Verbindungselement (12) einstückig mit dem Gussbauteil (10) ausgebildet ist, wobei die Heizvorrichtung (18) zumindest ein Klemmelement (20) umfasst, welches dazu ausgebildet ist, das Gussbauteil (10) an dessen Verbindungselement (12) während der Erwärmung des Verbindungselements (12) zu halten und in das wenigstens eine Klemmelement (20) wenigstens ein Heizelement (22) zum Erwärmen zumindest des Teilbereichs des Verbindungselements (12) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (22) eine temperaturregelbare elektrische Heizpatrone, ein Laser, eine Induktionsspule oder ein Infrarotstrahler ist.Heat treatment device (14) for at least regionally heating a cast component (10), with at least one heating device (18), which is designed for the cast component (10), which is at least partially cooled after casting, at least locally on a partial area of at least one connecting element (12) of the cast component (10), wherein the connecting element (12) is formed in one piece with the cast component (10), the heating device (18) comprising at least one clamping element (20) which is designed to attach the cast component (10) to its connecting element ( 12) to hold during the heating of the connecting element (12) and in the at least one clamping element (20) at least one heating element (22) for heating at least the portion of the connecting element (12) is integrated, characterized in that the heating element (22) has a temperature-controllable electric heating cartridge, a laser, an induction coil or an infrared heater.
  8. Wärmebehandlungseinrichtung (14) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Klemmelement (20) zumindest einen Vorsprung (24) aufweist, an welchen das Verbindungselement (12) beim Einklemmen mittels des Klemmelements (20) anpressbar ist.Heat treatment device (14) after Claim 7 , characterized in that the at least one clamping element (20) has at least one projection (24) against which the connecting element (12) can be pressed during clamping by means of the clamping element (20).
  9. Wärmebehandlungseinrichtung (14) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (18) zum Erwärmen des wenigstens einen Verbindungselements (12) einen Infrarotstrahler und/oder einen Laser umfasst.Heat treatment device (14) according to one of the Claims 7 or 8th , characterized in that the heating device (18) for heating the at least one connecting element (12) comprises an infrared radiator and / or a laser.
DE102015008008.3A 2015-06-22 2015-06-22 Method for producing a cast component and heat treatment device Active DE102015008008B4 (en)

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