-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckgussverfahren, und insbesondere ein Druckgussverfahren, bei dem in die Form durch die Erzeugung eines Vakuums im Hohlraum der Form gegossen wird.
-
Beschreibung der bezogenen Technik
-
Im Allgemeinen kann ein Hochdruckguss (Druckguss) so durchgeführt werden, dass ein geschmolzenes Metall, bei dem es sich um eine geschmolzene leichte Nichteisenmetall-Legierung einschließlich Aluminium, Magnesium und Zink handelt, in ein Metallschmelze-Gießloch einer Gießtülle eingespritzt wird. Das geschmolzene Metall wird durch einen Einspritzkolben mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck in einen Hohlraum einer Form gefüllt, so dass in die Form einspritzgegossen werden kann.
-
Bei diesem Vorgang können in den Hohlraum gefüllte Gase wie Luft und Dampf miteinander vermischt werden und in der mit hoher Geschwindigkeit in den Hohlraum gefüllten und verdichteten Metallschmelze verbleiben. Insbesondere bei einem Produkt mit einer komplizierten Form kann es schwierig sein, Luft, Dampf und Restgas im Hohlraum abzuführen. Die Luft, der Dampf und das Restgas im Hohlraum, die sich in der Schmelze vermischen, können beim Abkühlen und Erstarren der Schmelze in der Form einen Gussfehler (Lunker, Schrumpfungsdefekt usw.) verursachen, der die Festigkeit des Produkts herabsetzt.
-
Beim Hochvakuum-Druckguss wird eine Technik verwendet, die Blasen bzw. Lunker des mit einem solchen Druckgussverfahren hergestellten Produkts drastisch reduziert. Nach dieser Technik kann das Produkt auf folgende Weise hergestellt werden. Die Form wird abgedichtet und die Luft in einem Formhohlraum wird mit einer Vakuumpumpe auf 50 mbar oder weniger abgesenkt, um den Formhohlraum in einen Vakuumzustand zu versetzen. Dann wird das geschmolzene Metall in den Hohlraum eingespritzt. Daher gibt es keine Poren im Produkt, und das Produkt kann daher bei der Wärmebehandlung eine verbesserte Festigkeit aufweisen.
-
Es ist nicht möglich, ein gewöhnliches Druckgussteil mit einem Gussfehler in der Form wärmezubehandeln. Das Hochvakuum-Druckgussprodukt hat jedoch keinen Gussfehler in der Form und können daher durch die Wärmebehandlung die mechanischen Eigenschaften um etwa 40% gesteigert sein.
-
Die Hochvakuumausrüstung ist jedoch sehr teuer, und die Herstellungskosten sind gesteigert.
-
Das Vorhergehende soll lediglich helfen, den Hintergrund der vorliegenden Erfindung zu verstehen, und soll nicht bedeuten, dass die vorliegende Erfindung in den Bereich des Stands der Technik fällt, der dem Fachmann bereits bekannt ist.
-
Beispielsweise ist aus
EP 0 985 473 A1 ein Vakuumdruckgussverfahren von Aluminium bekannt, aufweisend: Kuppeln einer festen und einer bewegbaren Form miteinander, Schließen eines Metallschmelze-Gießlochs, das in einer Tülle ausgebildet ist, unter Verwendung eines in der Tülle betätigbaren Einspritzkolbens, die an einer Unterseite der festen oder bewegbaren Form ausgebildet ist, Durchführen einer Vakuumentlüftung in einem zwischen der festen und der bewegbaren Form gebildeten Hohlraum unter Verwendung einer Vakuumentlüftungsvorrichtung, Zuführen von Sauerstoff in den Hohlraum nach Abschluss der Durchführung der Vakuumentlüftung, und Zuführen von Metallschmelze in den Hohlraum durch das Metallschmelze-Gießloch.
-
-
KURZERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung wurde in dem Bestreben getätigt, ein Vakuumdruckgussverfahren bereitzustellen, bei dem ein Bauteil von hoher Qualität und hoher Festigkeit hergestellt werden kann, indem Luft aus einem Hohlraum der Form (bspw. Druckgussform, Kokille) entfernt wird, ohne dass teure Ausrüstung verwendet wird.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Vakuumdruckgussverfahren mit den Merkmalen gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Das heißt, das Vakuumdruckgussverfahren weist auf: Kuppeln einer festen bzw. stationären (im Weiteren kurz: festen) und einer bewegbaren Form miteinander, Schließen eines in einer Tülle gebildeten Metallschmelze-Gießlochs unter Verwendung eines in der Tülle betätigbaren Einspritzkolbens, der an einer Unterseite der festen oder bewegbaren Form ausgebildet ist, Durchführen einer Vakuumentlüftung in einem zwischen der festen und der bewegbaren Form gebildeten Hohlraum unter Verwendung einer Vakuumentlüftungsvorrichtung (bspw. Entfernen von Luft aus dem Hohlraum der Form), die mit an den oberen Abschnitten der festen und der bewegbaren Form bereitgestellten Kühlentlüftungsblöcken verbunden ist, Zuführen von (z.B. reinen bzw. ausschließlich) Sauerstoff in den Hohlraum mit Hilfe einer Sauerstoffzufuhrvorrichtung, die mit den Kühlentlüftungsblöcken verbunden ist, nach Abschluss der Durchführung der Vakuumentlüftung, und Zuführen der Metallschmelze in den Hohlraum durch das Metallschmelze-Gießloch.
-
Die Vakuumentlüftungsvorrichtung ist über bzw. durch eine Vakuumentlüftungsleitung an die Kühlentlüftungsblöcke angeschlossen. Die Sauerstoffzufuhrvorrichtung ist über bzw. durch die Vakuumentlüftungsleitung und eine Sauerstoffzufuhrleitung an die Kühlentlüftungsblöcke angeschlossen.
-
Beim Schritt der Durchführung der Vakuumentlüftung wird ein an der Vakuumentlüftungsleitung bereitgestelltes Vakuumentlüftungsventil so gesteuert, dass es nach einem Signal geöffnet wird, das das Schließen des Metallschmelze-Gießlochs angibt.
-
Beim Schritt der Durchführung der Vakuumentlüftung wird die Vakuumentlüftung so lange durchgeführt werden, bis der Druck in dem Hohlraum 26,7 kPa (200 mmHg) oder weniger erreicht.
-
Darüber weist der Schritt der Sauerstoffzufuhr in den Hohlraum das Durchführen einer primären Sauerstoffzufuhr auf, bis der Druck im Hohlraum 1200 mbar oder mehr erreicht. Der Schritt der Zufuhr des geschmolzenen Metalls in den Hohlraum wird nach Abschluss der primären Sauerstoffzufuhr durchgeführt. Der Schritt der Sauerstoffzufuhr in den Hohlraum weist ferner das Durchführen einer sekundären Sauerstoffzufuhr auf, wobei verglichen mit der primären Sauerstoffzufuhr die sekundäre Sauerstoffversorgung 15 bis 40% der primären Sauerstoffzufuhr beträgt, nachdem der Schritt der Zufuhr des geschmolzenen Metalls in den Hohlraum begonnen wurde.
-
Das geschmolzene Metall ist geschmolzenes Aluminium.
-
Darüber hinaus weist das Vakuumdruckgussverfahren weiter einen Einspritzschritt durch Betätigen des Einspritzkolbens nach dem Schritt der Zufuhr des geschmolzenen Metalls in den Hohlraum auf. Die sekundäre Sauerstoffzufuhr ist zu einem Zeitpunkt abgeschlossen, wenn der Einspritzkolben das Metallschmelze-Gießloch im Einspritzschritt passiert. Das Verfahren kann einfach sein und relativ kostengünstigen (z.B. chemisch) aktiven bzw. reaktiven Sauerstoff und Vakuumunterstützung verwenden. Das Verfahren kann jedoch zu Kosten von etwa 10 bis 20 % der Kosten für Hochvakuumgeräte gießen und kann eine erhebliche Kostenreduzierung bewirken.
-
Das Verfahren kann die Luft aus dem Hohlraum des Werkzeugs entfernen und ein Bauteil von hoher Qualität und hoher Festigkeit herstellen.
-
Das Verfahren kann im Vergleich zu anderem allgemeinen Druckgusseine Festigkeitsverbesserung von etwa 30% oder mehr aufweisen.
-
Dementsprechend kann das Verfahren in der vorliegenden Erfindung durch Restgas verursachte Gussfehler unterdrücken und damit ein Anwendungsgebiet des Druckgusses mit ausgezeichneter Produktivität weiter ausbauen. Insbesondere kann es das Verfahren ermöglichen, Druckguss zur Herstellung eines Hochleistungsbauteils zu verwenden, das dem Trend zur Motorisierung und Umweltfreundlichkeit von Kraftfahrzeugen folgt.
-
Figurenliste
-
Die oben genannten und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung können aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen klarer verstanden werden, wobei:
- 1 ein Flussdiagramm ist, das ein Vakuumdruckgussverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
- 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F und 2G nacheinander ein Vakuumdruckgussverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen,
- 3A und 3B Kühlentlüftungsblöcke zeigen, die Abschnitte einer Form für einen Vakuumdruckguss sind,
- 4 einen Teil von 3A zeigt, und
- 5A und 5B in vergleichender Art die Seitenflächenformen der Strömungswege der erstarrten Metallschmelze der Kühlentlüftungsblöcke von 3A und 3B zeigen.
-
Die hierin beschriebene Druckgussform stellt selbst keinen Teil der Erfindung dar, ist jedoch beim Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens hilfreich.
-
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Um die vorliegende Erfindung, die betrieblichen Vorteile der vorliegenden Erfindung und die durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erreichten Ziele ausreichend zu verstehen, wird auf die begleitenden Zeichnungen verwiesen, die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und den in den begleitenden Zeichnungen beschriebenen Inhalt zeigen.
-
Bei der Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden detaillierte und sich wiederholende Beschreibungen der bekannten Technik, die mit der Erfindung in Zusammenhang steht, gekürzt oder ausgelassen, wenn sie sonst den Kern der Erfindung verdecken könnten.
-
1 ist ein Flussdiagramm, das ein Vakuumdruckgussverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F und 2G zeigen nacheinander ein Vakuumdruckgussverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Nachfolgend werden ein Vakuumdruckgussverfahren und eine Form (bspw. Druckgussform) für einen Vakuumdruckguss unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 1 und auf den Ablauf des Vorgangs von 2A-2G beschrieben.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils eines Fahrzeugs (z.B. Kraftfahrzeugs) oder dergleichen unter Verwendung eines Druckgusses. Gemäß der Technik der vorliegenden Erfindung kann ein Vakuum erzeugt werden, ohne dass eine separate, teure Vakuumpumpe das Vakuum in der Form erzeugt. Ein entsprechendes Gussteil hat keinen Blasenfehler (bspw. Lunker) und kann daher wärmebehandelt werden. Als Ergebnis kann ein Gussteil mit guter Festigkeit mit einer relativ einfachen Konfiguration und zu niedrigen Kosten hergestellt werden.
-
Die Form für ein Vakuumdruckgussteil kann eine feste Form 110 und eine bewegbare Form 120 aufweisen. Zunächst kann, wie in 2A dargestellt, ein Trennmittelspray 130 auf die Fläche eines Formhohlraums gespritzt werden, und die Formen können dann geschlossen werden. Auf diese Weise kann ein Gießvorgang vorbereitet werden (S11).
-
Kühlentlüftungsblöcke 160 und 160-1 können an oberen Abschnitten der festen Form 110 bzw. der bewegbaren Form 120 bereitgestellt sein, die jeweilig zu einem oberen Abschnitt des Hohlraums entsprechen. Dadurch können Gase in der Form innerhalb kurzer Zeit durch die Kühlentlüftungsblöcke 160 und 160-1 ausgegeben werden und das Auslaufen der Metallschmelze verhindert werden.
-
Außerdem kann eine Tülle 140, die einen Pfad des geschmolzenen Metalls bildet oder definiert, an einer Unterseite der festen Form 110 geformt sein. Dadurch wird ein Einspritzpfad des geschmolzenen Metalls von der Tülle 140 zum Hohlraum gebildet.
-
Ein Metallschmelze-Gießloch 141 für geschmolzenes Metall, in die das geschmolzene Metall eingegeben wird, kann in der Tülle 140 gebildet sein und mit einem Einspritzkolben gekuppelt sein, so dass der Einspritzkolben in Längsrichtung der Tülle 140 betätigbar ist.
-
Wenn die feste Form 110 und die bewegbare Form 120 durch S11 miteinander gekuppelt sind, wie in 2B dargestellt, kann sich eine Einspritzkolbenspitze 150 nach vorne bewegen, um das Metallschmelze-Gießloch 141 (S12) für das geschmolzene Metall zu schließen.
-
Eine Vakuumentlüftungsvorrichtung 210 und eine Sauerstoffzufuhrvorrichtung 310 können außerhalb der Form bereitgestellt sein, um ein Vakuum in dem Hohlraum zu erzeugen. An die Kühlentlüftungsblöcke 160 und 160-1 können eine Vakuumentlüftungsleitung 220 und eine Sauerstoffzufuhrleitung 320 angeschlossen sein, die jeweilig ausgehend von der Vakuumentlüftungsvorrichtung 210 und der Sauerstoffzufuhrvorrichtung 310 angeschlossen sind.
-
Wie in der Zeichnung dargestellt, kann die Sauerstoffzufuhrleitung 320 an die Kühlentlüftungsblöcke 160 und 160-1 angeschlossen sein, indem sie mit der Vakuumentlüftungsleitung 220 verbunden ist.
-
Nach einem Signal, das angibt, dass das Metallschmelze-Gießloch 141 geschlossen ist (S12), kann ein Vakuumentlüftungsventil 230, das an der Vakuumentlüftungsleitung 220 bereitgestellt ist, so gesteuert werden, dass es geöffnet wird (S21), so dass die Vakuumentlüftung in dem Hohlraum durchgeführt werden kann (S22).
-
Die Vakuumentlüftung kann so lange durchgeführt werden, bis eine vorgegebene Entlüftungsbedingung und -zeit (S23) erfüllt sind. Danach kann, wie in 2C dargestellt, das Vakuumentlüftungsventil so gesteuert werden, dass es geschlossen ist (S24). Eine Entlüftungsbedingung bei S23 kann beispielsweise auf 26,7 kPa (200 mmHg) oder weniger eingestellt werden.
-
Ein Vakuumsensor kann in dem Hohlraum bereitgestellt sein, um den Zustand bei S23 zu überprüfen. S24 kann durch ein Signal des Vakuumsensors gesteuert werden.
-
Wenn das Vakuumentlüftungsventil geschlossen ist (S24), kann ein Sauerstoffzufuhrventil 330, das in der Sauerstoffzufuhrleitung 320 bereitgestellt ist, so gesteuert werden, dass es geöffnet wird (S25), so dass Sauerstoff in den Hohlraum durch die Kühlentlüftungsblöcke 160 und 160-1 zugeführt werden kann.
-
Die Sauerstoffzufuhr kann so lange erfolgen, bis die voreingestellte Kompressions- bzw. Druckbedingung und -zeit (S26) erfüllt sind. Danach kann sich, wie in 2D dargestellt, die Einspritzkolbenspitze 150 nach hinten (S13) bewegen, um das Metallschmelze-Gießloch 141 für das geschmolzene Metall zu öffnen. Durch das geöffnete Metallschmelze-Gießloch 141 (S14) kann dem Hohlraum bzw. der Tülle quantitativ eine Metallschmelze m zugeführt werden. Wenn das Zuführen des geschmolzenen Metalls abgeschlossen ist, wie in 2E dargestellt, kann ein Einspritzen erfolgen (S15).
-
Ein Sauerstoffsensor kann in dem Hohlraum bereitgestellt sein, um den Zustand bei S26 zu überprüfen. S13 kann durch ein Signal des Sauerstoffsensors gesteuert werden.
-
Das Füllen oder Zuführen von Sauerstoff kann durchgeführt werden, um für kurze Zeit eine maximale Füllkapazität zu haben. Die Befüllung mit Sauerstoff, d.h. die Sauerstoffzufuhr, kann beispielsweise innerhalb von 3 Sekunden und unter einem eingestellten Druck von beispielsweise 1200 mbar oder mehr erfolgen.
-
Auch nach dem Start der Zufuhr der Metallschmelze kann die Sauerstoffzufuhr nicht sofort gestoppt werden, sondern kann kontinuierlich zugeführt werden (S27). Ab einem Zeitpunkt, an dem das Metallschmelze-Gießloch 141 für geschmolzenes Metall geöffnet wird, kann die Sauerstoffzufuhr jedoch geringer sein als bei S25.
-
In der vorliegenden Erfindung kann die Luft im Hohlraum und in der Tülle durch aktiven Sauerstoff über eine primäre Sauerstoffzufuhr bei S25 ersetzt werden. Eine chemische Reaktion zwischen dem aktiven Sauerstoff und dem geschmolzenen Metall kann durch Zuführen der Metallschmelze und das Einspritzen stattfinden, gefolgt von der maximalen primären Sauerstoffzufuhr.
-
Das geschmolzene Metall kann zum Beispiel geschmolzenes Aluminium sein. Wenn die chemische Reaktion zwischen dem geschmolzenen Metall und aktivem Sauerstoff stattfindet, können feine Oxide (AI203) gebildet werden, um ein lokales, sofortiges Vakuum in dem Hohlraum zu erzeugen. Restsauerstoff und Reaktionsprodukte, die nicht mit dem geschmolzenen Metall reagiert haben, können durch das Einspritzen entfernt werden.
-
Um das lokale, sofortige Vakuum in dem Hohlraum zu erzeugen, muss daher die Sauerstoffzufuhr auch bei der MetallschmelzezufuhrS14 vor dem Einspritzen erfolgen, wie in 2D dargestellt. Die sekundäre Sauerstoffversorgung S27 kann 15 bis 40% im Vergleich zur primären Sauerstoffversorgung bei S25 betragen.
-
Darüber hinaus kann beim Füllen des Formhohlraumes mit Sauerstoff, d.h. bei der Sauerstoffversorgung des Formhohlraumes, nicht garantiert werden, dass jeder Schuss mit Sauerstoff in intakter Qualität (bspw. ausreichend) versorgt wird, obwohl die Sauerstoffzufuhr so gesteuert wird, dass eine festgelegte Zufuhrzeit und eine angepasste Zufuhrmenge vorliegen. Der Grund dafür ist, dass die Füllung des Formhohlraums mit Sauerstoff von einem Abdichtzustand verschiedener Trennfugen des Hohlraums abhängen kann. Um dieses Problem zu lösen, verwendet die vorliegende Erfindung ein digitales Manometer als Sauerstoffsensor, um zu überprüfen, ob der Hohlraum stabil mit Sauerstoff gefüllt ist.
-
Wenn die Einspritzung bei S15 gestartet wird und die Einspritzkolbenspitze 150 somit das Metallschmelze-Gießloch 141 (S16) schließt, wie in 2E dargestellt, kann das Sauerstoffzufuhrventil 330 so gesteuert werden, dass es gemäß bzw. nach einem Signal, das angibt, dass das Metallschmelze-Gießloch geschlossen ist, geschlossen wird. Dadurch kann die Sauerstoffzufuhr blockiert werden (S28).
-
Wenn die Einspritzkolbenspitze 150 mit hoher Geschwindigkeit geschaltet bzw. betätigt wird (S17), kann das Vakuumentlüftungsventil 230 geöffnet werden, um Restgas im Formhohlraum abzuführen (S29).
-
Danach wird das geschmolzene Metall verfestigt und abgekühlt. Dann können die Formen wie in 2G dargestellt geöffnet werden, um ein Gussprodukt P zu entnehmen.
-
In der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass in einem Fall, in dem der Sauerstoff durch die Tülle 140 zugeführt wird, um das Vakuum zu erzeugen, ein Läuferabschnitt (bspw. des Einspritzkolbens) mit Sauerstoff gefüllt werden kann, der durch die Tülle hindurchgeht. Dann kann der Hohlraum mit Sauerstoff gefüllt werden, welcher durch einen Zugang mit einer engen Querschnittsfläche hindurchtritt. Daher kann der Formhohlraum, d.h. ein tatsächlich mit Sauerstoff zu füllender Abschnitt, endgültig mit Sauerstoff gefüllt werden, nachdem der Sauerstoff durch einen solchen Abschnitt mit enger Querschnittsfläche gelangt ist. Dementsprechend kann es vorkommen, dass der Formhohlraum nicht vollständig mit Sauerstoff gefüllt ist.
-
Die vorliegende Erfindung verwendet daher die Sauerstofffüllung in umgekehrter Richtung, d.h. durch die Kühlentlüftungsblöcke an den oberen Endabschnitten der Form. Daher kann Sauerstoff zuerst zum Füllen des Formhohlraums, der ein Kernstück zur Kontrolle der Funktionsqualität ist, und danach zum Füllen von Zugang, Läuferabschnitt und Tülle zugeführt werden. Auf diese Weise kann die im Formhohlraum erforderliche Sauerstofffüllung effizient maximiert werden, was bei der Bildung des sofortigen Vakuums im Hohlraum von Vorteil ist.
-
In der vorliegenden Erfindung kann die Sauerstoffzufuhr wie oben beschrieben über die Kühlentlüftungsblöcke 160 und 160-1 erfolgen. Darüber hinaus ist es durch die Spezifikation und den Aufbau der Kühlentlüftungsblöcke 160 und 160-1 möglich, die Zeit bzw. Dauer für die Sauerstoffzufuhr zu reduzieren und die Sauerstoffzufuhrmenge effektiv zu maximieren und ein Auslaufen des geschmolzenen Metalls zu verhindern.
-
3A und 3B zeigen Kühlentlüftungsblöcke, die Abschnitte einer Form für einen Vakuumdruckguss sind. 4 zeigt einen Teil von 3A.
-
Die Kühlentlüftungsblöcke können paarweise korrespondierend zur festen Form 110 und der bewegbaren Form 120 geformt sein. 3A zeigt den an der festen Form geformten Entlüftungsblock 160 und 3B zeigt den an der bewegbaren Form geformten Entlüftungsblock 160-1. Die Kühlentlüftungsblöcke können miteinander gekuppelt werden, um einen Kühlentlüftungsströmungsweg zu bilden. Die Kühlentlüftungsblöcke 160 und 160-1 können in einer Vorsprung-Aussparung-Beziehung zueinander korrespondieren. Die Vorsprung-Aussparung-Beziehung kann der dargestellten und beschriebenen entgegengesetzt sein.
-
Zum Beispiel kann der Kühlentlüftungsblock 160 an der festen Form 110 aufweisen: einen Einlass 161 für geschmolzenes Metall, der mit einem oberen Ende des Hohlraums kommuniziert und das geschmolzene Metall einlässt, einen Strömungsweg 162 für die Erstarrung der Metallschmelze, der sich vom Einlass 161 für das geschmolzene Metall in Breitenrichtung erstreckt, und ein Gasausgabeloch 163, das über dem Strömungsweg 162 für die Erstarrung der Metallschmelze ausgebildet ist und es der Gasauslassöffnung 163 ermöglicht, mit der Vakuumentlüftungsleitung 220 zu kommunizieren.
-
Der Kühlentlüftungsblock 160-1 an der bewegbaren Form 120 kann auch einen Strömungsweg 162-1 für die Erstarrung der Metallschmelze haben, der dem Strömungsweg 162 für die Erstarrung der Metallschmelze des Kühlentlüftungsblocks 160 an der festen Form 110 entspricht. Die beiden Strömungswege 162 und 162-1 für die Erstarrung der Metallschmelze können miteinander gekuppelt werden, um einen Strömungsweg dazwischen zu bilden.
-
Zusätzlich kann ein Gasausgabeloch 163-1 über dem Strömungsweg 162-1 für die Erstarrung der Metallschmelze gebildet sein. Wie in der Zeichnung dargestellt, kann ein Gasausgabeloch 163-1 des Kühlentlüftungsblocks 160-1 an der bewegbaren Form 120 eng in die entsprechende Gasauslassöffnung 163 des Kühlentlüftungsblocks 160 an der festen Form 110 eingesetzt sein. Die Einsetzstruktur kann auch in umgekehrter Richtung bereitgestellt oder ausgebildet sein oder umgekehrt.
-
Im Allgemeinen wird beim Druckguss nach dem Stand der Technik der gekühlten Entlüftung ein maximaler Spalt von 0,3 bis 0,5 mm bereitgestellt, um das Auslaufen des mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck eingespritzten flüssigen Metalls zu verhindern. Es können jedoch, um eine effiziente Vakuumerzeugung und Sauerstoffzufuhr zu gewährleisten, der Einlass 161 für geschmolzenes Metall und der Strömungsweg für die Erstarrung der Metallschmelze, der durch die beiden Strömungswege 162 und 162-1 für die Erstarrung der Metallschmelze gebildet wird, voneinander abweichende Spalte aufweisen.
-
Mit anderen Worten kann der Einlass 161 für geschmolzenes Metall einen Spalt g0 von 3 bis 4 mm haben. Der Strömungsweg für die Erstarrung der Metallschmelze kann so ausgelegt sein, dass der Spalt g1 oder g2 1,0 bis 1,2 mm beträgt, was 3- bis 4-mal größer als der zuvor bekannte Spalt ist. Der gleiche Abstand kann von g1 bis g2 beibehalten werden. Auf diese Weise kann der aktive Sauerstoff reibungslos zugeführt und auch die Versorgungszeit(dauer) minimiert werden.
-
Außerdem kann der Spalt des Einlass 161 für geschmolzenes Metall allmählich bis zu dem Spalt an einem Punkt (angegeben als g1) reduziert werden, an dem der Strömungsweg für die Erstarrung der Metallschmelze beginnt.
-
Zu diesem Zweck können die Kühlentlüftungsblöcke 160 und 160-1 eine andere Form als die allgemeine oder herkömmliche Kühlentlüftung haben. Mit anderen Worten: Um eine gleichmäßige Vakuumerzeugung und Sauerstoffzufuhr zu gewährleisten und gleichzeitig ein Austreten des geschmolzenen Metalls zu verhindern, wenn die Einspritzung mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck erfolgt, können die Kühlentlüftungsblöcke 160 und 160-1 charakteristisch so gestaltet sein, dass sie eine Form wie ein Waschbrett, um die Querschnittsfläche des Strömungsweges für die Erstarrung der Metallschmelze zu maximieren, und einen konformen Kühlkanal haben, in dem ein Kühlmittel effizient strömen kann. Der konforme Kühlkanal mit einer gekrümmten Form ist effizienter.
-
Mit anderen Worten, wie in den Zeichnungen dargestellt, kann ein Querschnitt des Strömungsweges für die Erstarrung der Metallschmelze dreieckige, d.h. sägezahnähnliche, ungleichmäßige Strukturen aufweisen. Auf diese Weise sind abwechselnd konvexe Abschnitte 162-3 und konkave Abschnitte 162-4 wiederholt und in jedem der Strömungswege 162 und 162-1 für die Erstarrung der Metallschmelze mehrmals gekrümmt. In einem Beispiel können die konvexen Abschnitte 162-3 mindestens sechs (6) und höchstens fünfzehn (15) Mal gebildet sein.
-
Die konvexen und konkaven Abschnitte, die in einer kontinuierlich gekrümmten Form oder Sägezahnform gebildet sind, können vorteilhaft sein, um ein Auslaufen des geschmolzenen Metalls mit mehreren Stufen zu verhindern. Andererseits können die konvexen und konkaven Abschnitte, die weniger Stufen haben, die Verluste reduzieren, wie beispielsweise in einer Rückgewinnungs- bzw. Regenerationsrate (bspw. von Sauerstoff bzw. einer Zeitdauer, bis der Gießzyklus wiederholt werden kann), und einer Formgröße. Um sowohl das Auslaufen des geschmolzenen Metalls als auch Verluste zu verhindern, müssen die konvexen und konkaven Abschnitte daher die oben genannte Anzahl der Stufen aufweisen.
-
Darüber hinaus kann der Innenwinkel der konvexen Abschnitte 162-3 und der konkaven Abschnitte 162-4 einen Winkel von etwa 40 Grad oder weniger haben, wie in einem Beispiel von 5B, und nicht etwa 90 Grad, wie in 5A dargestellt.
-
Wenn der Innenwinkel etwa 90 Grad beträgt, wie in 5A dargestellt, kann das geschmolzene Metall leicht ausgegeben werden. Wenn der Innenwinkel jedoch 40 Grad oder weniger beträgt, wie in 5B dargestellt, können die Querschnittsflächen des Strömungsweges für die Erstarrung der Metallschmelze vorteilhaft maximiert werden. Dadurch kann beim Hindurchtreten durch die konvexen Abschnitte 162-3, die jeweils eine schmale Querschnittsfläche haben, die Schmelze leichter erstarren und somit ein Auslaufen der Schmelze verhindert werden.
-
Wie oben beschrieben können in der vorliegenden Erfindung Fehler, die beim Druckguss verursacht werden, ohne Hochvakuum-Druckgusseinrichtungen minimiert und damit die physikalischen Eigenschaften des Gussprodukts verbessert werden. Die folgende Tabelle zeigt den obigen Vergleich. [Tabelle 1]
| Art | Gasgehalt (100g Al) | Physikalische Eigenschaft (MPa) | Ausrüstungskosten |
| Allgemeiner Druckguss | 20 cc | 180-200 | - |
| Hochvakuum-Druckguss | 1 cc | 260-280 | etwa 120 Millionen (koreanischer Won) |
| Druckguss in der gegenwärtigen Erfindung | 1-3 cc | 240-260 | etwa 20 Millionen (koreanischer Won) |
