DE102015222412A1 - Cast component with film coating and method of manufacture - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein metallisches Gussbauteil (100), insbesondere ein Druckgussbauteil, zur Bildung eines abgedichteten Hohlraums, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass dieses innenseitig und/oder außenseitig einen aus Kunststoff gebildeten Folienüberzug (120) aufweist, mit dem dieses flächig gegen Flüssigkeitsdurchtritt abgedichtet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gussbauteils (100).The invention relates to a metallic cast component (100), in particular a die-cast component, for forming a sealed cavity, which has a plastic coating (120) formed on the inside and / or outside, with which it is sealed in a planar manner against liquid passage , The invention further relates to a method for producing such a cast component (100).
Description
Die Erfindung betrifft ein metallisches Gussbauteil, insbesondere ein metallisches Druckgussbauteil, zur Bildung eines abgedichteten Hohlraums. The invention relates to a metallic cast component, in particular a metallic die-cast component, for forming a sealed cavity.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines dichten metallischen Gussbauteils, insbesondere Druckgussbauteils. The invention further relates to a method for producing a dense metallic cast component, in particular die-cast component.
Bei metallischen Gussbauteilen treten vielfach Porositäten und Lunker auf, die die davon betroffenen Gussbauteile für bestimmte Verwendungen, bei denen Dichtheit gegen Flüssigkeiten gefordert ist, wie z. B. Getriebegehäuse, Ölwannen, Zylinderköpfe und dergleichen, unbrauchbar machen. Porositäten und Lunker treten auch an Druckgussbauteilen auf. In metallic cast components, porosities and voids frequently occur which affect the casting components concerned for certain uses in which tightness against liquids is required, such as, for example, B. gearbox, oil pans, cylinder heads and the like, unusable. Porosities and voids also occur on die-cast components.
Gussbauteile bei denen Dichtheit gegen Flüssigkeiten gefordert ist müssen daher aufwändig geprüft werden, um Undichtigkeiten auszuschließen. Eine weitere Möglichkeit ist eine der gießenden Herstellung nachfolgende Metall-Imprägnierung. Die Metall-Imprägnierung kann bspw. mit der bewährten Maldaner-Methode erfolgen, bei der offene Poren und Lunker mittels Kunststoff (Imprägnierharz) verschlossen werden. Die Metall-Imprägnierung ist jedoch aufwändig und mit Kosten verbunden, zumal diese häufig nur von Lohnimprägnierbetrieben durchgeführt wird. Zum Stand der Technik wird bspw. auf die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegen Flüssigkeiten dichtes Gussbauteil anzugeben, das, insbesondere auch in Großserie, einfach und kostengünstig herstellbar ist. The invention has for its object to provide a dense against liquid casting component, which is easy and inexpensive to produce, especially in mass production.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Gussbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, wobei es sich insbesondere um ein Druckgussbauteil handelt. Mit einem nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Gussbauteils bzw. Druckgussbauteils. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. This object is achieved by a cast component according to the invention with the features of patent claim 1, which is in particular a die-cast component. With a sibling claim, the invention also extends to a method for producing a cast component or die cast component according to the invention. Preferred developments and embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the figures.
Das erfindungsgemäße Gussbauteil ist dadurch gekennzeichnet, dass dieses innenseitig und/oder außenseitig einen aus Kunststoff gebildeten Folienüberzug aufweist, mit dem das Gussbauteil flächig gegen Flüssigkeitsdurchtritt, insbesondere gegen Öldurchtritt, abgedichtet ist. The cast component according to the invention is characterized in that it has on the inside and / or outside a film coating formed of plastic, with which the cast component is surface-sealed against liquid passage, in particular against oil passage.
Der Folienüberzug ist bevorzugt vollflächig, zumindest jedoch bereichsweise bzw. partiell, d. h. in besonders kritischen Bereichen bzw. Abschnitten, aufgebracht. In mehreren Bereichen aufgebrachte Folienüberzüge können aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien gebildet sein und/oder unterschiedliche Dicke aufweisen. Bevorzugt ist ein Folienüberzug einlagig aufgebracht. The film coating is preferably over the entire surface, but at least partially or partially, d. H. in particularly critical areas or sections applied. Film coatings applied in several areas may be formed of different plastic materials and / or have different thicknesses. Preferably, a film coating is applied in one layer.
Der auf das erfindungsgemäße Gussbauteil aufgebrachte Folienüberzug gewährleistet flächige Dichtheit gegen Flüssigkeiten, die sich im Inneren des abgedichteten Bauraums bzw. Hohlraums befinden. Bei diesen Flüssigkeiten handelt es sich insbesondere um Öle und dergleichen. Eine Metall-Imprägnierung ist somit nicht mehr erforderlich. Das erfindungsgemäße Gussbauteil ist also imprägnierungsfrei. Der aufgebrachte Folienüberzug kann ferner, insbesondere wenn dieser außen aufgebracht ist, einen Schutz vor mechanischen Beschädigungen (bspw. Steinschlag) bieten und/oder als Korrosionsschutz (bspw. Schutz vor Lochfraß) dienen, insbesondere als Alternative zu einer Lackierung. The applied to the cast component according to the invention film coating ensures surface tightness against liquids that are located inside the sealed space or cavity. These fluids are in particular oils and the like. A metal impregnation is therefore no longer necessary. The cast component according to the invention is thus impregnation-free. The applied film coating can furthermore, in particular if it is applied on the outside, offer protection against mechanical damage (for example rockfall) and / or serve as corrosion protection (for example protection against pitting), in particular as an alternative to painting.
Der Folienüberzug kann ferner auch eine ästhetische Funktion haben, bspw. derart, dass Gusspickel, Gussgrate, Oberflächenausbrüche und/oder eine insgesamt geringe Oberflächenqualität (bspw. bei Verschleiß der Gussform), abgedeckt sind, wobei der Folienüberzug zugleich auch einen Verletzungsschutz bietet, bspw. bei der Montage. Bei geringeren Anforderungen an die Oberflächenqualität der Gusskörper bzw. Gussrohlinge können die Standzeiten und Ausbringzahlen teurer Gusswerkzeuge bzw. Gussformen erhöht werden. Weiterhin ist durch den Folienüberzug auch eine verbesserte Geräuschdämmung gegeben (ein Getriebe wird dadurch z. B. leiser). Mit dem Folienüberzug kann zudem eine verbesserte Wärme- und/oder Kälteisolierung erreicht werden. Die Erfindung eignet sich insbesondere auch für eine Serien- und Großserienherstellung. The film coating may also have an aesthetic function, for example, such that casting picks, burrs, surface eruptions and / or a total low surface quality (eg. In case of wear of the mold) are covered, the film coating at the same time also offers a protection against injury, eg. during installation. With lower demands on the surface quality of the castings or cast blanks, the service life and application rates of expensive casting tools or molds can be increased. Furthermore, the film coating also provides improved noise insulation (a transmission becomes quieter, for example). With the film coating also improved heat and / or cold insulation can be achieved. The invention is particularly suitable for mass production and mass production.
Bevorzugt ist der Folienüberzug aus einem homogenen Kunststoffmaterial gebildet. Insbesondere handelt es sich um ein thermoplastisches Kunststoffmaterial (bspw. Polyethylen oder Polypropylen). Prinzipiell kann es sich aber auch um ein duroplastisches Kunststoffmaterial handeln. Preferably, the film coating is formed from a homogeneous plastic material. In particular, it is a thermoplastic material (eg polyethylene or polypropylene). In principle, however, it can also be a duroplastic plastic material.
Der Folienüberzug kann eine Dicke von bis zu 1,0 mm aufweisen. Normalerweise weist der Folienüberzug eine Dicke von ≤ 0,5 mm, bevorzugt ≤ 0,25 mm, besonders bevorzugt ≤ 0,15 mm und insbesondere ≤ 0,1 mm auf. The film coating may have a thickness of up to 1.0 mm. Normally, the film coating has a thickness of ≦ 0.5 mm, preferably ≦ 0.25 mm, more preferably ≦ 0.15 mm and in particular ≦ 0.1 mm.
Bevorzugt ist der Folienüberzug direkt auf den metallischen Gusskörper bzw. Gusswerkstoff (bspw. eine Aluminium- oder Magnesiumlegierung) aufgebracht, womit gemeint ist, dass keine Zwischenschicht, Trägerschicht oder dergleichen vorgesehen ist. Der Folienüberzug kann mit dem metallischen Gusskörper verklebt sein, wobei die Verklebung durch Lamination (siehe unten) hergestellt sein kann. Der Folienüberzug kann auch klebstofffrei durch Mikroformschluss mit dem metallischen Gusskörper verbunden sein, wobei die klebstofffreie Verbindung bspw. durch Heißpressen bzw. Thermopressen (Fügen mit Wärme und Druck) oder dergleichen hergestellt sein kann. Preferably, the film coating is applied directly to the metallic cast body or cast material (for example an aluminum or magnesium alloy), by which is meant that no intermediate layer, carrier layer or the like is provided. The film coating may be glued to the metallic cast body, the bond being made by lamination (see below) can be. The film coating can also be adhesively free by microforming connected to the metal casting, wherein the adhesive-free compound, for example, by hot pressing or thermal pressing (joining with heat and pressure) or the like can be made.
Erfindungsgemäße Gussbauteile finden bevorzugt im Automobilbau Verwendung. Bei dem erfindungsgemäßen Gussbauteil bzw. Druckgussbauteil handelt es sich insbesondere um ein Getriebegehäuseteil (hierzu zählt auch ein Getriebegehäusedeckel oder dergleichen), das insbesondere aus einer Leichtmetalllegierung, bspw. einer Aluminium- oder Magnesium-Legierung, gebildet ist. Bei dem erfindungsgemäßen Gussbauteil bzw. Druckgussbauteil kann es sich aber bspw. auch um eine Ölwanne handeln. Cast components according to the invention are preferably used in the automotive industry. The cast component or die-cast component according to the invention is, in particular, a gear housing part (which also includes a gear housing cover or the like), which is formed, in particular, from a light metal alloy, for example an aluminum or magnesium alloy. In the cast component or die-cast component according to the invention, however, it may also be, for example, an oil pan.
Bevorzugt ist der Folienüberzug aus einer Kunststofffolie, insbesondere eines thermoplastischen Kunststoffmaterials (thermoplastische Kunststofffolie), gebildet. Insofern kann der Folienüberzug auch als Folienbeschichtung bezeichnet werden. Preferably, the film coating of a plastic film, in particular a thermoplastic plastic material (thermoplastic film) is formed. In this respect, the film coating can also be referred to as film coating.
Die Kunststofffolie kann bspw. durch Lamination oder durch Aufschrumpfen aufgebracht werden, wie nachfolgend noch näher erläutert. The plastic film can be applied, for example, by lamination or by shrinking, as explained in more detail below.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen metallischen Gussbauteils weist zumindest die folgenden Schritte auf:
- – Erzeugen eines flächigen Gusskörpers (bzw. Erzeugen des eigentlichen Gussbauteils) durch Kokillengießen oder Druckgießen;
- – Erzeugen wenigstens eines Folienüberzugs durch Aufbringen einer thermoplastischen Kunststofffolie auf die Innenseite und/oder Außenseite des Gusskörpers (bzw. des eigentlichen Gussteils).
- - Generating a flat cast body (or generating the actual cast component) by Kokillengießen or die casting;
- - Producing at least one film coating by applying a thermoplastic film on the inside and / or outside of the casting (or the actual casting).
Kokillengießen und Druckgießen sind bewährte Verfahren zur Herstellung von Gussbauteilen mit sogenannten Dauerformen, weshalb sich diese Gussverfahren insbesondere für die Serienherstellung eignen. Beim Kokillengießen wird flüssige Metallschmelze in eine als Kokille bezeichnete Dauergussform gegossen, wo sich diese infolge von Schwerkraftwirkung verteilt und zu einem Gussbauteil erstarrt. Beim Druckgießen wird flüssige Metallschmelze unter hohem Druck in eine Druckgussform gedrückt, wo diese dann zu einem Druckgussbauteil erstarrt. Chill casting and die casting are proven methods for the production of cast components with so-called permanent molds, which is why these casting methods are particularly suitable for series production. When chill casting liquid molten metal is poured into a permanent mold called mold, where it is distributed as a result of gravity and solidifies to a cast component. During die casting, molten metal melt is forced under high pressure into a die casting mold, where it then solidifies into a die cast component.
Trotz des Aufbringens der thermoplastischen Kunststofffolie ist das erfindungsgemäße Gussteil einfacher und kostengünstiger herstellbar als mit der eingangs beschriebenen Metall-Imprägnierung (Maldanern). Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass eine Dichtheitsprüfung entfallen kann, d. h., das erfindungsgemäße oder nach der erfindungsgemäßen Verfahrensweise hergestellte Gussbauteil kann ohne Dichtheitsprüfung verbaut bzw. montiert werden. Despite the application of the thermoplastic film, the casting according to the invention is easier and less expensive to produce than with the metal impregnation (Maldanern) described above. Another advantage is the fact that a leak test can be omitted, d. h., The casting component according to the invention or produced by the method according to the invention can be installed or assembled without leakage test.
Bei der thermoplastischen Kunststofffolie kann es sich um eine transparente bzw. farblose Folie oder auch um eine Farbfolie (gegebenenfalls auch Dekorfolie) handeln. Die verwendete thermoplastische Kunststofffolie weist bevorzugt eine Dicke auf, die im Wesentlichen der Dicke des zu erzeugenden Folienüberzugs (Folienbeschichtung) entspricht, wofür oben bevorzugte Werte angegeben sind. The thermoplastic plastic film may be a transparent or colorless film or else a color film (optionally also a decorative film). The thermoplastic resin film used preferably has a thickness that substantially corresponds to the thickness of the film coating to be produced (film coating), for which preferred values are given above.
Die thermoplastische Kunststofffolie kann durch Lamination auf den metallischen Gusskörper aufgebracht werden. Die Lamination ist ein thermisches Fügeverfahren zum Aufbringen einer folienartigen Schicht auf ein Trägermaterial (vorliegend Gusswerkstoff) mittels Klebstoff, was auch als Auflaminieren bezeichnet werden kann. Hierzu wird die thermoplastische Kunststofffolie erwärmt und konturfolgend an den Gusskörper angedrückt, bspw. mittels Stempel (z. B. einem Elastomerstempel), Luftdruck oder Vakuum. Bevorzugt befindet sich der Klebstoff bereits auf der aufzubringenden thermoplastischen Kunststofffolie und wird bspw. durch die Wärme aktiviert. The thermoplastic film can be applied to the metal casting by lamination. The lamination is a thermal joining process for applying a film-like layer on a carrier material (in the present casting material) by means of adhesive, which can also be referred to as lamination. For this purpose, the thermoplastic plastic film is heated and pressed contour following the cast body, for example by means of stamp (eg., An elastomeric stamp), air pressure or vacuum. Preferably, the adhesive is already on the applied thermoplastic film and is, for example, activated by the heat.
Die thermoplastische Kunststofffolie kann auch als Schrumpfschlauch ausgebildet sein, der um den Gusskörper herumgelegt bzw. in den der Gusskörper eingelegt wird (hierzu kann der Schrumpfschlauch bspw. taschenartig ausgebildet sein) und der dann auf den Gusskörper aufgeschrumpft wird, was auch als Aufschrumpfen bezeichnet werden kann. Ein Schrumpfschlauch ist ein thermoplastischer Kunststoffschlauch oder ähnliches, der sich unter Hitzeeinwirkung stark zusammenzieht, wodurch sich das thermoplastische Kunststoffmaterial konturfolgend an den Gusskörper anlegt und einen Folienüberzug bildet. The thermoplastic film can also be formed as a shrink tube, which is placed around the cast body or in which the cast body is inserted (this, for example, the shrink tubing can be formed like a bag) and then shrunk onto the cast body, which can also be referred to as shrinking , A heat shrink tubing is a thermoplastic tubing or the like that contracts sharply under the action of heat, causing the thermoplastic resin material to conform to the cast body and form a film coating.
Beim Aufbringen der thermoplastischen Kunststofffolie, insbesondere bei der vorausgehend beschriebenen Lamination oder Schrumpfschlauch-Methode, kann der Gusskörper noch Gusswärme aufweisen. Dadurch ergeben sich u. a. energetische Vorteile. Bevorzugt wird die thermoplastische Kunststofffolie unmittelbar nach dem Entformen des Gusskörpers aus der Gussform (Dauerform) aufgebracht, ohne dass der Gusskörper gereinigt und/oder entgratet wird. Sowohl die Herstellkette als auch die Herstellzeit für ein erfindungsgemäßes Gussbauteil sind dadurch sehr kurz. Dies ist insbesondere im Hinblick auf eine Serien- und Großserienherstellung von Vorteil. When applying the thermoplastic film, in particular in the previously described lamination or heat shrink tube method, the cast body may still have cast heat. This results u. a. energetic advantages. Preferably, the thermoplastic film is applied immediately after removal of the cast body from the mold (permanent mold), without the cast body is cleaned and / or deburred. Both the production chain and the production time for a cast component according to the invention are thereby very short. This is particularly advantageous in terms of mass production and mass production.
Gleichwohl kann vor dem Aufbringen der thermoplastischen Kunststofffolie zur Erzeugung eines Folienüberzugs eine Reinigung und/oder Entgratung des Gusskörpers bzw. des Gussrohlings vorgesehen sein. However, prior to application of the thermoplastic resin film for production a film coating a cleaning and / or deburring of the cast body or the casting blank may be provided.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft und in nicht einschränkender Weise mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch losgelöst von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung weiterbilden. The invention will now be described by way of example and not by way of limitation with reference to the figures. The features shown in the figures and / or explained below may be, even detached from concrete feature combinations, general features of the invention and further develop the invention.
Bei dem Deckel
Die Detaildarstellung in
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Folienüberzug
Die in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100 100
- Gussbauteil (Deckel) Cast component (cover)
- 110 110
- Gusskörper cast body
- 120 120
- Folienüberzug foil coating
- 200 200
- Gussbauteil (Ölwanne) Cast component (oil sump)
- 210 210
- Gusskörper cast body
- 220 220
- Folienüberzug foil coating
- 230 230
- Flansch flange
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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