DE102022105046A1 - Casting with a first portion and a second portion with different properties, and method for producing the casting - Google Patents

Casting with a first portion and a second portion with different properties, and method for producing the casting Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gussteil (1) mit einem ersten Teilbereich (2) und einem zweiten Teilbereich (3), wobei der erste Teilbereich (2) und der zweite Teilbereich (3) stoffschlüssig miteinander gekoppelt sind. Der erste Teilbereich (2) weist ein erstes Material aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung auf und der zweite Teilbereich (3) weist ein zweites Material aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung auf, wobei das erste Material ein zum zweiten Material unterschiedliches Gefüge aufweist.The invention relates to a cast part (1) with a first partial area (2) and a second partial area (3), the first partial area (2) and the second partial area (3) being cohesively coupled to one another. The first partial area (2) has a first material made of aluminum or an aluminum alloy and the second partial area (3) has a second material made of aluminum or an aluminum alloy, the first material having a different structure to the second material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gussteil mit einem ersten Teilbereich und einem zweiten Teilbereich.The invention relates to a cast part with a first partial area and a second partial area.

Die DE 10 2018 215 297 A1 offenbart eine Verbundbremsscheibe, bei welcher ein gegossener Bremsscheibentopf und ein gegossener Reibring mittels Verbindungselementen miteinander gekoppelt sind.the DE 10 2018 215 297 A1 discloses a composite brake disc in which a cast brake disc chamber and a cast friction ring are coupled to one another by means of connecting elements.

Die aus der DE 10 2018 215 297 A1 bekannte Verbundbremsscheibe weist den Nachteil auf, dass die Verbindung mittels der Verbindungselemente versagen kann.The ones from the DE 10 2018 215 297 A1 known composite brake disc has the disadvantage that the connection can fail by means of the connecting elements.

Auch aus anderen Anwendungen ist es bekannt, dass zwei Gussbauteile mit unterschiedlichen Materialeigenschaften mittels Verbindungselementen miteinander gekoppelt werden. Derartige Verbindungselemente können leicht brechen bzw. ist es auch aufwendig derartige Verbindungselemente herzustellen.It is also known from other applications that two cast components with different material properties are coupled to one another by means of connecting elements. Such connecting elements can easily break and it is also expensive to produce such connecting elements.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Gussteil und ein Verfahren zum Herstellen eines Gussteils zur Verfügung zu stellen, welches verbesserte Eigenschaften aufweist.The object of the present invention was to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a cast part and a method for producing a cast part which has improved properties.

Diese Aufgabe wird durch ein Gussteil und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.This object is solved by a casting and a method according to the claims.

Erfindungsgemäß ist ein Gussteil mit einem ersten Teilbereich und einem zweiten Teilbereich ausgebildet, wobei der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich stoffschlüssig miteinander gekoppelt sind. Der erste Teilbereich weist ein erstes Material aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung auf und der zweite Teilbereich weist ein zweites Material aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung auf, wobei das erste Material ein zum zweiten Material unterschiedliches Gefüge aufweist.According to the invention, a cast part is formed with a first subarea and a second subarea, the first subarea and the second subarea being cohesively coupled to one another. The first partial area has a first material made of aluminum or an aluminum alloy and the second partial area has a second material made of aluminum or an aluminum alloy, with the first material having a different microstructure than the second material.

Das erfindungsgemäße Gussteil bringt den Vorteil mit sich, dass der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich für die jeweiligen Anforderungen angepasste Materialeigenschaften aufweisen können. Darüber hinaus kann das Gussteil durch die stoffschlüssige Verbindung des ersten Teilbereiches und des zweiten Teilbereiches eine ausreichende Stabilität aufweisen. Insbesondere bei einem Gussteil bei welchem der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung besteht, bringt dies überraschende Vorteile bei der Applikation des Gussteils in einer Baugruppe mit sich.The cast part according to the invention brings with it the advantage that the first partial area and the second partial area can have material properties adapted to the respective requirements. In addition, the cast part can have sufficient stability due to the integral connection of the first partial area and the second partial area. In particular in the case of a cast part in which the first partial area and the second partial area consists of aluminum or an aluminum alloy, this brings with it surprising advantages when the cast part is applied in an assembly.

Weiters kann es zweckmäßig sein, wenn das zweite Material ein Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit Hartstoffen, wie etwa Silicium-Carbide, ist. Besonders die Ausbildung des zweiten Teilbereiches als Materialmatrix-Verbundwerkstoff kann dem zweiten Teilbereich verbesserte Festigkeitseigenschaften bzw. verbesserte Verschleißeigenschaften verleihen, wobei der erste Teilbereich gleichzeitig eine gute Bearbeitbarkeit aufweisen kann.Furthermore, it can be expedient if the second material is a metal matrix composite material with hard materials such as silicon carbides. In particular, the formation of the second sub-area as a material matrix composite material can give the second sub-area improved strength properties or improved wear properties, with the first sub-area being able to have good machinability at the same time.

Weiters ist es auch denkbar, dass die Hartstoffe des Metallmatrix-Verbundwerkstoffes auf Cobalt-Chrom-Basis ausgebildet sind. Derartige Hartstoffe können je nach Einsatzgebiet Anteile von Chrom, Wolfram, Nickel, Molybdän und Kohlenstoff enthalten, der durch die Bildung von Carbiden einen großen Einfluss auf die Eigenschaften der Legierung hat.Furthermore, it is also conceivable that the hard materials of the metal matrix composite material are formed on a cobalt-chromium basis. Depending on the area of application, such hard materials can contain proportions of chromium, tungsten, nickel, molybdenum and carbon, which have a major influence on the properties of the alloy due to the formation of carbides.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das zweite Material eine übereutektische Aluminium-Silicium-Legierung ist, welche Siliciumkristalle aufweist. Darüber hinaus kann das Gussteil durch die stoffschlüssige Verbindung des ersten Teilbereiches und des zweiten Teilbereiches eine ausreichende Stabilität aufweisen. Insbesondere bei einem Gussteil bei welchem der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung besteht, bringt dies überraschende Vorteile bei der Applikation des Gussteils in einer Baugruppe mit sich.As an alternative to this, it can be provided that the second material is a hypereutectic aluminium-silicon alloy which has silicon crystals. In addition, the cast part can have sufficient stability due to the integral connection of the first partial area and the second partial area. In particular in the case of a cast part in which the first partial area and the second partial area consists of aluminum or an aluminum alloy, this brings with it surprising advantages when the cast part is applied in an assembly.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der zweite Teilbereich eine höhere Verschleißfestigkeit aufweist, als der erste Teilbereich und dass am zweiten Teilbereich eine Oberfläche ausgebildet ist, welche ohne Weiterbehandlung aus dem Gießprozess den Einsatzzweck des Gussteils erfüllt. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Oberfläche des zweiten Teilbereiches, welche aufgrund ihrer verbesserten Materialeigenschaften nur schwer zu bearbeiten wäre, nicht mechanisch bearbeitet werden muss, um den Einsatzzweck zu erfüllen. Gleichzeitig kann die Oberfläche des ersten Teilbereiches mechanisch bearbeitet werden, um eine Anbindungsschnittstelle des Gussteiles an eine Baugruppe zu schaffen. Weiters kann durch diese Maßnahme bei mechanischer Bearbeitung des ersten Teilbereiches die Lagetoleranz der Oberfläche des zweiten Teilbereiches relativ zu einer Baugruppe, an welcher das Gussteil verbaut ist, eingehalten werden.In addition, it can be provided that the second partial area has a higher wear resistance than the first partial area and that a surface is formed on the second partial area, which fulfills the purpose of use of the cast part without further treatment from the casting process. This brings with it the advantage that the surface of the second partial area, which would be difficult to process because of its improved material properties, does not have to be machined in order to fulfill the purpose of use. At the same time, the surface of the first partial area can be machined in order to create an interface for connecting the cast part to an assembly. Furthermore, this measure can be used to maintain the positional tolerance of the surface of the second partial area relative to an assembly on which the cast part is installed during mechanical processing of the first partial area.

Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass der erste Teilbereich aus der Legierung AISi7Mg gebildet ist und der zweite Teilbereich aus der Legierung AISi9Mg mit dem Metallmatrix-Verbundwerkstoff F3S.20S-T6 gebildet ist. Ein derartiger Metallmatrix-Verbundwerkstoff kann eine duralcan-Legierung sein. Besonders die Ausbildung des zweiten Teilbereiches als Materialmatrix-Verbundwerkstoff kann dem zweiten Teilbereich verbesserte Festigkeitseigenschaften bzw. verbesserte Verschleißeigenschaften verleihen, wobei der erste Teilbereich eine gute Bearbeitbarkeit aufweisen kann. Besonders die hier angegebene Materialpaarung bringt ein überraschend vorteilhaftes Gussteil hervor.Also advantageous is an embodiment according to which it can be provided that the first subarea is formed from the alloy AISi7Mg and the second subarea is formed from the alloy AISi9Mg with the metal matrix composite material F3S.20S-T6. Such a metal matrix composite may be a duralcan alloy. Especially the training of the second part as a Material matrix composite material may impart improved strength properties or improved wear properties to the second portion, while the first portion may have good machinability. In particular, the material pairing specified here produces a surprisingly advantageous cast part.

Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass sich Verstärkungsstifte zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich erstrecken, wobei das Material der Verstärkungsstifte eine höhere Zugfestigkeit aufweist als die Zugfestigkeit des ersten Materials des ersten Teilbereiches. Durch diese Maßnahme kann eine verbesserte Verbindung zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich erreicht werden. Insbesondere ist es denkbar, dass die Verstärkungsstifte aus einem Stahlwerkstoff gebildet sind. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Verstärkungsstifte beim Gießvorgang zum Herstellen des Gussteiles in einer Gussform vorpositioniert werden bzw. dass die Verstärkungsstifte bei einem mehrstufigen Gießvorgang während des Gießens in das Gussteil eingelegt werden.According to a development, it is possible for reinforcement pins to extend between the first partial area and the second partial area, with the material of the reinforcement pins having a higher tensile strength than the tensile strength of the first material of the first partial area. This measure enables an improved connection to be achieved between the first subarea and the second subarea. In particular, it is conceivable that the reinforcement pins are formed from a steel material. Furthermore, it can be provided that the reinforcement pins are pre-positioned in a mold during the casting process for producing the cast part or that the reinforcement pins are inserted into the cast part during casting in a multi-stage casting process.

Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn das Gussteil als Bremsscheibe ausgebildet ist wobei der erste Teilbereich einen Bremsscheibentoof bildet und wobei der zweite Teilbereich zumindest eine erste Reibfläche und/oder eine zweite Reibfläche eines Reibringes bildet. Besonders bei Bremsscheiben kann durch die erfindungsgemäße Ausbildung des ersten Teilbereiches und des zweiten Teilbereiches eine vorteilhafte Bremsscheibenanordnung erreicht werden. Insbesondere können Bremsscheiben aus einem Aluminiumwerkstoff eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit aufweisen, wobei durch die Ausbildung der zwei Teilbereiche die nachteilige, geringere Festigkeit des Aluminiumwerkstoffes bzw. die nachteilige, geringere Verschleißbeständigkeit des Aluminiumwerkstoffes für den Scheibenteil der Bremsscheibe kompensiert werden.Furthermore, it can be expedient if the cast part is designed as a brake disk, with the first partial area forming a brake disk toof and the second partial area forming at least a first friction surface and/or a second friction surface of a friction ring. Particularly in the case of brake disks, an advantageous brake disk arrangement can be achieved by the inventive design of the first partial area and the second partial area. In particular, brake disks made of an aluminum material can have improved corrosion resistance, the disadvantageous, lower strength of the aluminum material or the disadvantageous, lower wear resistance of the aluminum material for the disk part of the brake disk being compensated for by the formation of the two partial areas.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der Reibring einen Reibringkern aufweist, welcher aus der gleichen Materialzusammensetzung gebildet ist, wie der Bremsscheibentopf und dass die erste Reibfläche einen Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit Aluminiumanteilen aufweist und dass die zweite Reibfläche einen Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit Aluminiumanteilen aufweist. Besonders eine derartig ausgebildete Bremsscheibe bringt überraschende Vorteile in der Herstellung bzw. im Einsatz der Bremsscheibe mit sich.In addition, it can be provided that the friction ring has a friction ring core, which is formed from the same material composition as the brake disc pot and that the first friction surface has a metal matrix composite material with aluminum components and that the second friction surface has a metal matrix composite material with aluminum components. In particular, a brake disc designed in this way has surprising advantages in the production and use of the brake disc.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Bremsscheibentopf und der Reibringkern als einteiliges Gussteil gebildet sind und dass die erste Reibfläche an einer ersten Scheibe angeordnet ist, welche den Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit Aluminiumanteilen aufweist und dass die zweite Reibfläche an einer zweiten Scheibe angeordnet ist, welche den Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit Aluminiumanteilen aufweist, wobei die erste Scheibe und die zweite Scheibe stoffschlüssig mit dem Reibringkern gekoppelt sind.In particular, it can be provided that the brake disc hub and the friction ring core are formed as a one-piece cast part and that the first friction surface is arranged on a first disc, which has the metal matrix composite material with aluminum components, and that the second friction surface is arranged on a second disc, which has the Has metal matrix composite material with aluminum components, wherein the first disc and the second disc are integrally coupled to the friction ring core.

In einer alternativen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Gussteil als Meißel ausgebildet ist, wobei der erste Teilbereich einen Meißelschaft bildet und der zweite Teilbereich einen Meißelkopf bildet.In an alternative embodiment, it can be provided that the cast part is designed as a chisel, with the first partial area forming a chisel shank and the second partial area forming a chisel head.

In einer weiteren alternativen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Gussteil als Kolbenstange für einen Zylinder ausgebildet ist, wobei der erste Teilbereich einen zylindrischen Abschnitt der Kolbenstange bildet und der zweite Teilbereich einen Kolbenstangenkopf bildet.In a further alternative embodiment variant it can be provided that the cast part is designed as a piston rod for a cylinder, with the first partial area forming a cylindrical section of the piston rod and the second partial area forming a piston rod head.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Herstellen eines Gussteils mit einem ersten Teilbereich und einem zweiten Teilbereich vorgesehen, wobei der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich stoffschlüssig miteinander gekoppelt sind. Der erste Teilbereich wird mit einer ersten Schmelze aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung gegossen und der zweite Teilbereich wird mit einer zweiten Schmelze aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung gegossen, wobei beim vollständig erstarrten Gussteil ein erstes Material des ersten Teilbereiches ein zu einem zweiten Material unterschiedliches Gefüge aufweist.According to the invention, a method for producing a cast part with a first partial area and a second partial area is provided, wherein the first partial area and the second partial area are cohesively coupled to one another. The first sub-area is cast with a first melt of aluminum or an aluminum alloy and the second sub-area is cast with a second melt of aluminum or an aluminum alloy, with the fully solidified casting a first material of the first sub-area having a different structure to a second material having.

Das erfindungsgemäße Verfahren bringt den Vorteil mit sich, dass dadurch ein Gussteil hergestellt werden kann, bei welchem der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich für die jeweiligen Anforderungen angepasste Materialeigenschaften aufweisen können. Darüber hinaus kann das Gussteil durch die stoffschlüssige Verbindung des ersten Teilbereiches und des zweiten Teilbereiches eine ausreichende Stabilität aufweisen. Insbesondere bei einem Gussteil bei welchem der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung besteht, bringt dies überraschende Vorteile bei der Applikation des Gussteils in einer Baugruppe mit sich.The method according to the invention has the advantage that a cast part can be produced in which the first partial area and the second partial area can have material properties adapted to the respective requirements. In addition, the cast part can have sufficient stability due to the integral connection of the first partial area and the second partial area. In particular in the case of a cast part in which the first partial area and the second partial area consists of aluminum or an aluminum alloy, this brings with it surprising advantages when the cast part is applied in an assembly.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich jeweils in einem Verfahren zum Urformen hergestellt werden.In particular, it can be provided that the first partial area and the second partial area are each produced in a method for primary shaping.

Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass der erste Teilbereich nach dem Gießvorgang ein Bearbeitungsaufmaß aufweist und nach dem Gießvorgang mechanisch bearbeitet wird und dass der zweite Teilbereich beim Gießvorgang endkonturgefertigt wird und eine Oberfläche aufweist, welche für den Einsatzzweck des Gussteils nicht mechanisch bearbeitet werden muss. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Oberfläche des zweiten Teilbereiches, welche aufgrund ihrer verbesserten Materialeigenschaften nur schwer zu bearbeiten wäre, nicht mechanisch bearbeitet werden muss, um den Einsatzzweck zu erfüllen. Gleichzeitig kann die Oberfläche des ersten Teilbereiches mechanisch bearbeitet werden, um eine Anbindungsschnittstelle des Gussteiles an eine Baugruppe zu schaffen, in der das Gussteil verbaut ist. Weiters kann durch diese Maßnahme bei mechanischer Bearbeitung des ersten Teilbereiches die Lagetoleranz der Oberfläche des zweiten Teilbereiches relativ zu einer Baugruppe, an welcher das Gussteil verbaut ist, eingehalten werden.According to a particular embodiment, it is possible for the first sub-area to have a machining allowance after the casting process and to be machined after the casting process, and for the second sub-area to end during the casting process is contour manufactured and has a surface which does not have to be mechanically processed for the intended use of the cast part. This brings with it the advantage that the surface of the second partial area, which would be difficult to process because of its improved material properties, does not have to be machined in order to fulfill the purpose of use. At the same time, the surface of the first partial area can be machined in order to create a connection interface for the cast part to an assembly in which the cast part is installed. Furthermore, this measure can be used to maintain the positional tolerance of the surface of the second partial area relative to an assembly on which the cast part is installed during mechanical processing of the first partial area.

Alternativ dazu ist es auch denkbar, dass die Herstellung der Endkontur des ersten Teilbereiches des Bearbeitungsaufmaßes nicht durch mechanische Bearbeitung erfolgt, sondern dass die Endkontur durch Umformen des Bearbeitungsaufmaßes hergestellt wird.As an alternative to this, it is also conceivable that the final contour of the first partial area of the machining allowance is not produced by mechanical processing, but that the final contour is produced by reshaping the machining allowance.

Insbesondere ist es hierbei denkbar, dass das Gussteil zur mechanischen Bearbeitung des ersten Teilbereiches oder zur Umformung des ersten Teilbereiches an der endkonturgegossenen Oberfläche des zweiten Teilbereiches gespannt wird. Dadurch kann erreicht werden, dass die bearbeitete Fläche des ersten Teilbereiches zur endkonturgegossenen Oberfläche des zweiten Teilbereiches eine exakte Lage aufweist und somit etwaige Lagetoleranzen erfüllt werden können.In particular, it is conceivable that the cast part is clamped on the final contour cast surface of the second sub-area for the mechanical processing of the first sub-area or for the reshaping of the first sub-area. It can thereby be achieved that the machined surface of the first partial area has an exact position in relation to the final contour cast surface of the second partial area and thus any positional tolerances can be met.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich in einem gesonderten Gießvorgang gefertigt werden und durch eine stoffschlüssige Verbindung miteinander gekoppelt werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich zeitlich getrennt voneinander gefertigt werden können, wodurch in eine Gießform zur Herstellung des ersten Teilbereiches ausschließlich eine erste Schmelze eingebracht werden muss und eine Gießform zum Herstellen des zweiten Teilbereiches ausschließlich eine zweite Schmelze eingebracht werden muss. Somit kommt es zu keiner Vermischung der beiden Schmelzen.According to an advantageous development, it can be provided that the first partial area and the second partial area are manufactured in a separate casting process and are coupled to one another by means of a material connection. This has the advantage that the first partial area and the second partial area can be manufactured at different times, which means that only a first melt has to be introduced into a mold for producing the first partial area and only a second melt has to be introduced into a mold for producing the second partial area must be brought in. Thus, there is no mixing of the two melts.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich durch Reibschweißen miteinander gekoppelt werden. Durch ein Reibschweißverfahren können der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich an ihren aneinander anliegenden Fügeflächen lokal aufgeschmolzen werden, wodurch sich eine besonders haltbare Verbindung zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich ausbilden kann.In particular, it can be advantageous if the first partial area and the second partial area are coupled to one another by friction welding. A friction welding process can be used to locally melt the first subarea and the second subarea at their abutting joining surfaces, as a result of which a particularly durable connection can form between the first subarea and the second subarea.

Ferner kann vorgesehen sein, dass der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich durch ein elektromagnetisches Puls-Schweißverfahren miteinander gekoppelt werden. Besonders mittels eines elektromagnetischen Pulsschweißverfahrens können die beiden Teilbereiche langzeithaltbar miteinander gekoppelt werden.Furthermore, it can be provided that the first sub-area and the second sub-area are coupled to one another by an electromagnetic pulse welding method. The two sub-areas can be coupled with one another over the long term, particularly by means of an electromagnetic pulse welding process.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass zuerst der erste Teilbereich gegossen wird und nach dem zumindest teilweisen Erstarren des ersten Teilbereiches der zweite Teilbereich an den ersten Teilbereich angegossen wird. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich nicht als eigenständige Gussteile gefertigt werden müssen, welche anschließend miteinander verbunden werden müssen, sondern dass der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich in einer einzigen Gießform gefertigt werden können, wobei durch das erstarren lassen des ersten Teilbereichs es beim Eingießen der zweiten Schmelze für den zweiten Teilbereich zu keiner Vermischung zwischen der erste Schmelze für den ersten Teilbereich und der zweiten Schmelze für den zweiten Teilbereich kommt. Durch die Wärmeenergie der zweiten Schmelze eines zweiten Teilbereichs kann die Oberfläche des ersten Teilbereichs wieder aufgeschmolzen werden, wodurch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich erreicht werden kann. Insbesondere ist es hierbei denkbar, dass die Schmelze für den zweiten Teilbereich schon eingegossen wird, wenn die Schmelze des ersten Teilbereiches noch nicht vollständig erstarrt ist, sondern ausschließlich die Oberfläche des ersten Teilbereiches erstarrt ist. Dadurch kann erreicht werden, dass die zweite Schmelze für den zweiten Teilbereich den ersten Teilbereich zumindest in Verbindungsbereich zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich aufschmelzen kann. Durch diese Maßnahme kann eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich mit einer ausreichend hoher Festigkeit erreicht werden.In addition, provision can be made for the first sub-area to be cast first and for the second sub-area to be cast onto the first sub-area after the first sub-area has at least partially solidified. This has the advantage that the first sub-area and the second sub-area do not have to be manufactured as independent cast parts, which then have to be connected to one another, but that the first sub-area and the second sub-area can be manufactured in a single mold, with the allow the first sub-area to solidify, there is no mixing between the first melt for the first sub-area and the second melt for the second sub-area when the second melt for the second sub-area is poured in. The surface of the first sub-area can be melted again by the thermal energy of the second melt of a second sub-area, as a result of which an integral connection between the first sub-area and the second sub-area can be achieved. In particular, it is conceivable here that the melt for the second sub-area is already poured in when the melt of the first sub-area has not yet completely solidified, but only the surface of the first sub-area has solidified. It can thereby be achieved that the second melt for the second sub-area can melt the first sub-area at least in the connection area between the first sub-area and the second sub-area. Through this measure, a cohesive connection between the first subarea and the second subarea can be achieved with a sufficiently high strength.

Insbesondere ist es hierbei denkbar, dass die Verbindungszone zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt zusätzlich verschweißt wird.In particular, it is conceivable here that the connection zone between the first partial area and the second partial area is additionally welded in a subsequent processing step.

Natürlich ist es alternativ auch denkbar, dass zuerst der zweite Teilbereich gegossen wird und nach dem zumindest teilweisen Erstarren des zweiten Teilbereiches der erste Teilbereich an den zweiten Teilbereich angegossen wird. Die Ausführungen des vorhergehenden Absatzes gelten hierfür mutatis mutandis.Alternatively, of course, it is also conceivable that the second subarea is cast first and, after the second subarea has at least partially solidified, the first subarea is cast onto the second subarea. The statements in the previous paragraph apply here mutatis mutandis.

Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass die zweite Schmelze eine keramische oder organische Verstärkung, insbesondere in Form von Fasern oder Whiskern aufweist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass der zweite Teilbereich verbesserte Festigkeitseigenschaften bzw. eine verbesserte Verschleißfestigkeit aufweisen kann.Also advantageous is an embodiment according to which it can be provided that the second melt has a ceramic or organic reinforcement, in particular in the form of fibers or whiskers. This has the advantage that the second partial area can have improved strength properties or improved wear resistance.

Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass die zweite Schmelze eine übereutektische Legierung mit einem Siliciumanteil von mehr als 13% aufweist und dass beim Erstarren der zweiten Schmelze zuerst die Siliciumkristalle erstarren, und anschließend die Restschmelze als Eutektikum erstarrt. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass der zweite Teilbereich verbesserte Festigkeitseigenschaften bzw. eine verbesserte Verschleißfestigkeit aufweisen kann.According to a special embodiment, it is possible that the second melt has a hypereutectic alloy with a silicon content of more than 13% and that when the second melt solidifies, the silicon crystals solidify first and then the remaining melt solidifies as a eutectic. This has the advantage that the second partial area can have improved strength properties or improved wear resistance.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die erste Schmelze und die zweite Schmelze zum gleichen Zeitpunkt im schmelzeförmigen Zustand in der Gussform vorliegen, insbesondere dass die erste Schmelze und die zweite Schmelze gleichzeitig erstarren. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass eine besonderes gute Verbindung zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich erreicht werden kann. Insbesondere ist es hierbei denkbar, dass sich die erste Schmelze und die zweite Schmelze im Übergangsbereich zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich geringfügig vermischt.According to an advantageous development, it can be provided that the first melt and the second melt are present in the molten state in the mold at the same time, in particular that the first melt and the second melt solidify at the same time. This has the advantage that a particularly good connection can be achieved between the first subarea and the second subarea. In particular, it is conceivable that the first melt and the second melt mix slightly in the transition area between the first partial area and the second partial area.

Ein derartiger Übergangsbereich zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich kann auch als dritter Teilbereich bezeichnet werden. Insbesondere ist es denkbar, dass sich der dritte Teilbereich über eine größere Erstreckung erstreckt.Such a transition area between the first sub-area and the second sub-area can also be referred to as a third sub-area. In particular, it is conceivable that the third partial area extends over a larger extent.

In einem ersten Ausführungsbeispiel kann das Vorliegen der ersten Schmelze und der zweiten Schmelze zum zeitgleichen Zeitpunkt im schmelzförmigen Zustand dadurch erreicht werden, dass die erste Schmelze oder die zweite Schmelze zuerst in die Gussform eingefüllt wird, wobei die Gussform beheizt sein kann, um die zuerst eingefüllte Schmelze in der Gussform in schmelzeförmigen Zustand zu halten. Anschließend kann die zweite Schmelze oder die erste Schmelze, je nachdem welche Schmelze zuerst in die Gussform eingebracht wurde, in die Gussform eingebracht werden. Hierbei ist es denkbar, dass die zu einem späteren Zeitpunkt in die Gussform eingebrachte Schmelze beruhigt in die Gussform gegossen wird, sodass keine übermäßige Vermischung zwischen der zuerst eingebrachten Schmelze und der zu einem späteren Zeitpunkt eingebrachten Schmelze stattfindet.In a first embodiment, the presence of the first melt and the second melt at the same time in the molten state can be achieved in that the first melt or the second melt is first filled into the mold, wherein the mold can be heated to the first filled To keep the melt in the mold in the molten state. The second melt or the first melt can then be introduced into the mold, depending on which melt was introduced into the mold first. It is conceivable here that the melt introduced into the mold at a later point in time is poured calmly into the mold, so that there is no excessive mixing between the melt introduced first and the melt introduced at a later point in time.

In einer weiteren Ausführungsvariante zum Gießen kann vorgesehen sein, dass die erste Schmelze und die zweite Schmelze gleichzeitig und parallel zueinander in die Gussform eingebracht werden. Hierbei ist es denkbar, dass die Gussform einen ersten Anguss und einen zweiten Anguss aufweist oder dass die erste Schmelze und die zweite Schmelze mittels einer ersten Injektionslanze und mittels einer zweiten Injektionslanze in die Gussform eingebracht werden.In a further embodiment variant for casting, it can be provided that the first melt and the second melt are introduced into the casting mold simultaneously and parallel to one another. It is conceivable here that the casting mold has a first sprue and a second sprue or that the first melt and the second melt are introduced into the casting mold by means of a first injection lance and by means of a second injection lance.

In einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die erste Schmelze und die zweite Schmelze nacheinander, daher seriell, in die Gussform eingebracht werden.In a further embodiment variant it can be provided that the first melt and the second melt are introduced into the mold one after the other, therefore in series.

Ein gleichzeitiges Erstarren der ersten Schmelze und der zweiten Schmelze im Sinne dieses Dokumentes bedeutet, dass zu einem beliebigen Zeitpunkt des Erstarrungsvorgangs sowohl die erste Schmelze als auch die zweite Schmelze gleichzeitig erstarren. Dies bedeutet nicht, dass der Erstarrungsvorgang zum Erstarren der ersten Schmelze und der Erstarrungsvorgang zum Erstarren der zweiten Schmelze gleichzeitig gestartet oder gleichzeitig beendet werden müssen.Simultaneous solidification of the first melt and the second melt within the meaning of this document means that both the first melt and the second melt solidify simultaneously at any point in the solidification process. This does not mean that the solidification process for solidifying the first melt and the solidification process for solidifying the second melt have to be started or ended at the same time.

Weiters kann vorgesehen sein, dass der zweite Teilbereich nach dem Gießvorgang ein Bearbeitungsaufmaß aufweist und nach dem Gießvorgang mechanisch bearbeitet wird, wobei der zweite Teilbereich vor dem mechanischen Bearbeiten im Bereich des Bearbeitungsaufmaßes lokal erwärmt wird, um die Materialeigenschaften zur verbesserten Bearbeitung des zweiten Teilbereiches anpassen zu können. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Bearbeitbarkeit des zweiten Teilbereiches verbessert werden kann, wodurch die Bearbeitung einerseits schneller erfolgen kann und darüber hinaus ein Werkzeugverschleiß beim Bearbeiten verringert werden kann.Furthermore, it can be provided that the second sub-area has a machining allowance after the casting process and is mechanically processed after the casting process, with the second sub-area being heated locally in the area of the machining allowance before the mechanical machining in order to adapt the material properties for improved processing of the second sub-area be able. This brings with it the advantage that the machinability of the second partial area can be improved, as a result of which the machining can take place more quickly on the one hand and, moreover, tool wear during machining can be reduced.

Weiters kann ein Verfahren zum Herstellen einer Bremsscheibe vorgesehen sein. Das Verfahren kann folgende Verfahrensschritte umfassen:

  • - Gießen des Bremsscheibentopfes;
  • - Gießen eines Bauteils aufweisend die erste Reibfläche und/oder die zweite Reibfläche,
wobei der Bremsscheibentopf und die erste Reibfläche und die zweite Reibfläche stoffschlüssig miteinander gekoppelt werden, wobei der Reibring zumindest im Bereich einer der Reibflächen aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit Aluminiumanteilen gebildet ist und wobei der Bremsscheibentopf aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist.Furthermore, a method for producing a brake disk can be provided. The process can include the following process steps:
  • - Casting of the brake disc pot;
  • - Casting a component having the first friction surface and/or the second friction surface,
wherein the brake disk chamber and the first friction surface and the second friction surface are coupled to one another in a materially bonded manner, the friction ring being formed from a metal matrix composite material with aluminum components, at least in the region of one of the friction surfaces, and the brake disk chamber being formed from aluminum or an aluminum alloy.

Ferner kann vorgesehen sein, dass in einem ersten Verfahrensschritt der Bremsscheibentopf mit einem Reibringkern gegossen wird und dass in einem anschließenden Verfahrensschritt die erste Reibfläche und die zweite Reibfläche direkt an den Reibringkern angegossen werden.Furthermore, it can be provided that in a first method step the brake disk hub is cast with a friction ring core and that in a subsequent method step the first friction surface and the second friction surface are cast directly onto the friction ring core.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass in einem ersten Verfahrensschritt der Bremsscheibentopf gegossen wird und dass in einem anschließenden Verfahrensschritt der Reibring aufweisend die erste Reibfläche und die zweite Reibfläche direkt an den Bremsscheibentopf angegossen wird.Alternatively, it can be provided that the brake disk chamber is cast in a first method step and that the friction ring having the first friction surface and the second friction surface is cast directly onto the brake disk chamber in a subsequent method step.

In einer weiteren Alternative kann vorgesehen sein, dass in einem ersten Verfahrensschritt der Bremsscheibentopf gegossen wird und dass in einem gesonderten Verfahrensschritt der Reibring aufweisend die erste Reibfläche und die zweite Reibfläche gegossen werden, wobei der Reibring aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit Aluminiumanteilen gebildet ist und wobei der Bremsscheibentopf aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist, wobei in einem Fügeschritt der Reibring, insbesondere durch ein elektromagnetisches Puls-Schweißverfahren, mit dem Bremsscheibentopf gekoppelt wird.In a further alternative, it can be provided that the brake disc chamber is cast in a first method step and that the friction ring having the first friction surface and the second friction surface are cast in a separate method step, with the friction ring being formed from a metal matrix composite material with aluminum components and with the brake disc pot is made of aluminum or an aluminum alloy, with the friction ring being coupled to the brake disc pot in a joining step, in particular by means of an electromagnetic pulse welding process.

In einer weiteren Alternative kann vorgesehen sein, dass in einem ersten Verfahrensschritt der Bremsscheibentopf mit einem Reibringkern gegossen wird und dass in einem gesonderten Verfahrensschritt ein erstes Bauteil aufweisend die erste Reibfläche und ein zweites Bauteil aufweisend die zweite Reibfläche gegossen werden, wobei das erste Bauteil und das zweite Bauteil aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit Aluminiumanteilen gebildet sind und wobei der Bremsscheibentopf mit dem Reibringkern aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist, wobei in einem Fügeschritt das erste Bauteil und das zweite Bauteil, insbesondere durch ein elektromagnetisches Puls-Schweißverfahren, mit dem Reibringkern gekoppelt werden.In a further alternative, it can be provided that in a first method step the brake disc hub is cast with a friction ring core and that in a separate method step a first component having the first friction surface and a second component having the second friction surface are cast, with the first component and the second component is made of a metal matrix composite material with aluminum portions and wherein the brake disc pot with the friction ring core is made of aluminum or an aluminum alloy, wherein in a joining step the first component and the second component are coupled to the friction ring core, in particular by an electromagnetic pulse welding process will.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das erste Bauteil und das zweite Bauteil, insbesondere durch ein elektromagnetisches Puls-Schweißverfahren, mit dem Reibringkern gekoppelt werden.As an alternative to this, provision can be made for the first component and the second component to be coupled to the friction ring core, in particular by means of an electromagnetic pulse welding process.

Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Gussform zum Herstellen einer Bremsscheibe ausgebildet ist, wobei die Gussform während dem Befüllen des Formhohlraumes mit Schmelze um seine Rotationsachse gedreht wird, sodass die zweite Schmelze der zweiten Zusammensetzung, welche in einem ersten Verfahrensschritt eingegossen wird, in den Reibring der Bremsscheibe gelangt und die erste Schmelze der ersten Zusammensetzung, welche in einem späteren Verfahrensschritt eingegossen wird, in den Bremsscheibentopf der Bremsscheibe gelangt. Derart hergestellte Bremsscheiben können an die lokalen Erfordernisse angepasst werden. Beispielsweise kann die Bremsscheibe im Reibring eine hohe Festigkeit aufweisen und im Bremsscheibentopf eine gute Bearbeitbarkeit aufweisen.Furthermore, it can be provided that a mold is designed for producing a brake disc, the mold being rotated about its axis of rotation while the mold cavity is being filled with melt, so that the second melt of the second composition, which is poured in a first method step, into the friction ring of the brake disk and the first melt of the first composition, which is poured in in a later process step, reaches the brake disk pot of the brake disk. Brake discs produced in this way can be adapted to local requirements. For example, the brake disc can have high strength in the friction ring and good machinability in the brake disc chamber.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die zweite Schmelze eine Aluminiumschmelze ist, welche einen Feststoffanteil, insbesondere Siliziumcarbidanteil, zwischen 1 Vol.% und 40 Vol.%, insbesondere zwischen 5 Vol.% und 35 Vol.%, bevorzugt zwischen 15 Vol.% und 30 Vol.% aufweist. Besonders eine derart ausgebildete Schmelze eignet sich überraschend gut zur Anwendung in der Herstellung einer Bremsscheibe.In addition, it can be provided that the second melt is an aluminum melt which has a solids content, in particular a silicon carbide content, of between 1% by volume and 40% by volume, in particular between 5% by volume and 35% by volume, preferably between 15% by volume. and 30% by volume. In particular, a melt formed in this way is surprisingly well suited for use in the production of a brake disk.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Partikelgrößen des Siliziumcarbides zwischen 3 µm und 25 µm, insbesondere zwischen 4 µm und 20 µm bevorzugt zwischen 5 µm und 17 µm betragen.In particular, it can be provided that the particle sizes of the silicon carbide are between 3 μm and 25 μm, in particular between 4 μm and 20 μm, preferably between 5 μm and 17 μm.

In einer alternativen Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass der Feststoffanteil ein Hartstoffanteil zwischen 1 Vol.% und 40 Vol.%, insbesondere zwischen 5 Vol.% und 35 Vol.%, bevorzugt zwischen 15 Vol.% und 30 Vol.% ist. Besonders eine derart ausgebildete Schmelze eignet sich überraschend gut zur Anwendung in der Herstellung einer Bremsscheibe.In an alternative embodiment, it can also be provided that the proportion of hard material is between 1% by volume and 40% by volume, in particular between 5% by volume and 35% by volume, preferably between 15% by volume and 30% by volume. In particular, a melt formed in this way is surprisingly well suited for use in the production of a brake disk.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Partikelgrößen des Hartstoffes zwischen 3 µm und 25 µm, insbesondere zwischen 4 µm und 20 µm bevorzugt zwischen 10 µm und 15 µm betragen.In particular, it can be provided that the particle sizes of the hard material are between 3 μm and 25 μm, in particular between 4 μm and 20 μm, preferably between 10 μm and 15 μm.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, it is explained in more detail with reference to the following figures.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

  • 1 eine erste Ausführungsvariante eines Gussteils in Form eines Meißels;
  • 2 eine zweite Ausführungsvariante eines Gussteils in Form einer Kolbenstange;
  • 3 eine dritte Ausführungsvariante eines Gussteils in Form einer Bremsschiebe;
  • 4 eine vierte Ausführungsvariante eines Gussteils in Form einer weiteren Bremsschiebe;
  • 5 eine erste Ausführungsvariante einer Gießvorrichtung zum Herstellen des Gussteiles.
They each show in a greatly simplified, schematic representation:
  • 1 a first embodiment of a casting in the form of a chisel;
  • 2 a second embodiment of a casting in the form of a piston rod;
  • 3 a third variant of a casting in the form of a brake disc;
  • 4 a fourth variant of a casting in the form of a further brake disc;
  • 5 a first embodiment of a casting device for producing the cast part.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.As an introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numbers or the same component designations, with the disclosures contained throughout the description corresponding to the same parts with the same Chen reference numbers or the same component designations can be transferred. The position information selected in the description, such as top, bottom, side, etc., is related to the directly described and illustrated figure and these position information are to be transferred to the new position in the event of a change in position.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Gussteils 1. Wie aus 1 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das Gussteil 1 in Form eines Meißels, insbesondere in Form eines Schremmmeißels, ausgebildet ist. Insbesondere kann das Gussteil 1 einen ersten Teilbereich 2 aufweisen und einen zweiten Teilbereich 3 aufweisen, welche stoffschlüssig miteinander gekoppelt sind. Der zweite Teilbereich 3 kann beispielsweise als Meißelkopf ausgebildet sein, welcher zur Bearbeitung von Bauwerkstoffen dienen kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der zweite Teilbereich 3 eine verschleißfeste Oberfläche 4 aufweist, welche beim Einsatz des Meißels mit den Baustoffen zur Anlage gebracht wird. 1 shows a first embodiment of the cast part 1. As shown in FIG 1 As can be seen, it can be provided that the cast part 1 is designed in the form of a chisel, in particular in the form of a cutting chisel. In particular, the cast part 1 can have a first partial area 2 and a second partial area 3 which are cohesively coupled to one another. The second partial area 3 can be designed, for example, as a chisel head, which can be used for processing building materials. In particular, it can be provided that the second partial area 3 has a wear-resistant surface 4, which is brought into contact with the building materials when the chisel is used.

Wie aus 1 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass im ersten Teilbereich 2 ein Bearbeitungsaufmaß 5 ausgebildet ist, wobei durch mechanische Bearbeitung des Gussteils 1 die Endkontur gefertigt werden kann. Dies kann beispielsweise die mechanische Fertigung einer Spannaufnahme 6 des Meißels sein. Eine derartige Spannaufnahme kann beispielsweise eine SDS-Aufnahme sein.How out 1 As can also be seen, provision can be made for a machining allowance 5 to be formed in the first partial area 2, with the final contour being able to be produced by machining the cast part 1 mechanically. This can be, for example, the mechanical production of a clamping receptacle 6 of the chisel. Such a clamping mount can be an SDS mount, for example.

Alternativ dazu ist es auch denkbar, dass die Herstellung der Endkontur des ersten Teilbereiches 2 des Bearbeitungsaufmaßes 5 nicht durch mechanische Bearbeitung erfolgt, sondern dass die Endkontur durch Umformen des Bearbeitungsaufmaßes 5 hergestellt wird.As an alternative to this, it is also conceivable that the final contour of the first partial area 2 of the machining allowance 5 is not produced by mechanical processing, but that the final contour is produced by reshaping the machining allowance 5 .

In der 2 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des Gussteils 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in der vorangegangenen 1 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in der vorangegangenen 1 hingewiesen bzw. Bezug genommen.In the 2 a further and possibly independent embodiment of the cast part 1 is shown, with the same reference numerals or component designations as in the previous one being used for the same parts 1 be used. To avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the previous one 1 pointed out or referred to.

Wie aus 2 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das Gussteil 1 als Kolbenstange für einen Zylinder ausgebildet ist. Der erste Teilbereich 2 kann hierbei einen zylindrischen Abschnitt der Kolbenstange bilden, der zweite Teilbereich 3 kann hierbei einen Kolbenstangenkopf bilden, in welchem beispielsweise eine Befestigungsbohrung zur Aufnahme einer Lagerung bzw. zur Aufnahme eines Befestigungsbolzens ausgebildet sein kann. Diese Befestigungsbohrung kann die Oberfläche 4 des zweiten Teilbereiches 3 aufweisen.How out 2 visible, it can be provided that the casting 1 is designed as a piston rod for a cylinder. The first partial area 2 can form a cylindrical section of the piston rod, the second partial area 3 can form a piston rod head in which, for example, a fastening bore for receiving a bearing or for receiving a fastening bolt can be formed. The surface 4 of the second partial area 3 can have this fastening hole.

In der 3 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des Gussteils 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen 1 und 2 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in der vorangegangenen 1 und 2 hingewiesen bzw. Bezug genommen.In the 3 a further and possibly independent embodiment of the cast part 1 is shown, with the same reference numerals or component designations as in the previous ones being used for the same parts 1 and 2 be used. To avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the previous one 1 and 2 pointed out or referred to.

Wie aus 3 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das Gussteil 1 in Form einer Bremsscheibe 7 ausgebildet ist. Die Bremsscheibe 7 kann einen Bremsscheibentopf 8 aufweisen, welcher den ersten Teilbereich 2 bildet. Weiters kann die Bremsscheibe 7 einen Reibring 9 aufweisen, welcher den zweiten Teilbereich 3 der Bremsscheibe 7 bilden kann.How out 3 As can be seen, it can be provided that the cast part 1 is designed in the form of a brake disc 7 . The brake disc 7 can have a brake disc hub 8 which forms the first partial area 2 . Furthermore, the brake disc 7 can have a friction ring 9 which can form the second partial area 3 of the brake disc 7 .

Der Reibring 9 kann eine erste Reibfläche 10 und eine zweite Reibfläche 11 aufweisen, welche zur Kontaktierung durch die Bremsbacken ausgebildet sind. Die Reibflächen 10, 11 können somit die Oberfläche 4 des zweiten Teilbereiches 3 bilden.The friction ring 9 can have a first friction surface 10 and a second friction surface 11, which are designed to be contacted by the brake shoes. The friction surfaces 10, 11 can thus form the surface 4 of the second partial area 3.

Wie aus 3 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass im Übergang zwischen dem ersten Teilbereich 2 und dem zweiten Teilbereich 3 Verstärkungsstifte 12 angeordnet sind, welche gleichmäßig über den Umfang der Bremsscheibe 7 verteilt sein können und welche sich sowohl in den ersten Teilbereich 2 als auch in den zweiten Teilbereich 3 erstrecken können.How out 3 It can also be seen that reinforcement pins 12 can be arranged in the transition between the first partial area 2 and the second partial area 3 Section 3 can extend.

Wie aus 3 weiters ersichtlich, kann das Bearbeitungsaufmaß 5 im Bereich des Bremsscheibentopfes 8 ausgebildet sein. Insbesondere kann das Bearbeitungsaufmaß 5 an den Flanschflächen des Bremsscheibentopfes 8 ausgebildet sein, welche im verbauten Zustand an einer Nabe aufliegen und somit als Anschlussflächen zum Anschluss an ein weiteres Bauteil dienen. Weiters kann das Bearbeitungsaufmaß 5 im Bereich einer zentralen Durchgangsbohrung der Bremsscheibe 7 ausgebildet sein bzw. im Bereich von Befestigungsbohrungen der Bremsscheibe 7 ausgebildet sein.How out 3 as can also be seen, the machining allowance 5 can be formed in the area of the brake disc hub 8 . In particular, the machining allowance 5 can be formed on the flange surfaces of the brake disk chamber 8, which rest on a hub in the installed state and thus serve as connection surfaces for connection to another component. Furthermore, the machining allowance 5 can be formed in the area of a central through bore of the brake disk 7 or in the area of fastening bores of the brake disk 7 .

In der 4 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des Gussteils 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen 1 bis 3 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in der vorangegangenen 1 bis 3 hingewiesen bzw. Bezug genommen.In the 4 a further and possibly independent embodiment of the cast part 1 is shown, with the same reference numerals or component designations as in the previous ones being used for the same parts 1 until 3 be used. To avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the foregoing 1 until 3 pointed out or referred to.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aufbaus des Gussteils 1 als Bremsscheibe 7. 4 shows another embodiment of a structure of the casting 1 as a brake disc 7.

Wie aus 4 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass direkt an den Bremsscheibentopf 8 ein Reibringkern 13 anschließt, welcher in einem Gussvorgang mit dem Bremsscheibentopf 8 gegossen ist bzw. die gleichen Materialeigenschaften wie der Bremsscheibentopf 8 aufweist und somit den ersten Teilbereich 2 bildet und dass der zweite Teilbereich 3 in Form von Reibelementen ausgebildet ist, welche an den Reibringkern 13 stoffschlüssig angebunden sind und welche den zweiten Teilbereich 3 bilden. Die Reibelemente können die erste Reibfläche 10 und die zweite Reibfläche 11 ausbilden.How out 4 As can be seen, it can be provided that a friction ring core 13 is directly connected to the brake disc chamber 8, which is cast in a casting process with the brake disc chamber 8 or has the same material properties as the brake disc chamber 8 and thus forms the first partial area 2 and that the second partial area 3 is formed in the form of friction elements, which are materially connected to the friction ring core 13 and which form the second subregion 3 . The friction elements can form the first friction surface 10 and the second friction surface 11 .

In der 5 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform einer Vorrichtung zum Herstellen des Gussteils 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen 1 bis 4 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in der vorangegangenen 1 bis 4 hingewiesen bzw. Bezug genommen.In the 5 a further and possibly independent embodiment of a device for producing the cast part 1 is shown, again for the same parts the same reference numerals or component designations as in the preceding 1 until 4 be used. To avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the previous one 1 until 4 pointed out or referred to.

Insbesondere kann, wie aus 5 ersichtlich, vorgesehen sein, dass eine Gussform 14 zum Gießen einer Bremsscheibe 7 ausgebildet ist. Die Bremsscheibe 7 kann, den Reibring 9 und den Bremsscheibentopf 8 aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels einer Gießvorrichtung 15 in einem ersten Verfahrensschritt eine zweite Schmelze 16 mittels eines zweiten Eingusses 17 in einen Formhohlraum 18 der Gussform 14 eingebracht wird, wobei die Gussform 14 mittels einer Rotationsvorrichtung um eine Rotationsachse 19 gedreht werden kann, sodass unter Einwirkung der Zentrifugalkraft die zweite Schmelze 16 in den Reibring 9 der Bremsscheibe 7 gedrückt wird.In particular, how from 5 apparent, it can be provided that a mold 14 for casting a brake disc 7 is formed. The brake disk 7 can have the friction ring 9 and the brake disk hub 8 . In particular, it can be provided that a second melt 16 is introduced into a mold cavity 18 of the casting mold 14 by means of a second sprue 17 in a first method step using a casting device 15, wherein the casting mold 14 can be rotated about an axis of rotation 19 by means of a rotation device, so that under Effect of centrifugal force, the second melt 16 is pressed into the friction ring 9 of the brake disc 7.

Anschließend kann noch vor dem Erstarren der zweiten Schmelze 16 die erste Schmelze 20 mittels einer weiteren Gießvorrichtung 21 über einen ersten Einguss 22 in den Formhohlraum 18 eingebracht werden, sodass die erste Schmelze 20 im Bremsscheibentopf 8 aufgenommen wird und beim Erstarren der Schmelzen 16, 20 eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Schmelzen 16, 20 hergestellt wird. Somit kann die Bremsscheibe 7 im Reibring 9 und im Bremsscheibentopf 8 unterschiedliche Festigkeitseigenschaften aufweisen und dabei trotzdem eine gute Verbindung zwischen dem Reibring 9 und dem Bremsscheibentopf 8 aufweisen.Then, before the second melt 16 solidifies, the first melt 20 can be introduced into the mold cavity 18 by means of a further casting device 21 via a first sprue 22, so that the first melt 20 is received in the brake disc chamber 8 and when the melts 16, 20 solidify material connection between the melts 16, 20 is produced. Thus, the brake disk 7 can have different strength properties in the friction ring 9 and in the brake disk chamber 8 and still have a good connection between the friction ring 9 and the brake disk chamber 8 .

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.The exemplary embodiments show possible variants, whereby it should be noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated variants of the same, but rather that various combinations of the individual variants are also possible with one another and that this possibility of variation is based on the teaching on technical action through the present invention in skills of the specialist working in this technical field.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.The scope of protection is determined by the claims. However, the description and drawings should be used to interpret the claims. Individual features or combinations of features from the different exemplary embodiments shown and described can represent independent inventive solutions. The task on which the independent inventive solutions are based can be found in the description.

Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.All information on value ranges in the present description is to be understood in such a way that it also includes any and all sub-ranges, e.g. the information 1 to 10 is to be understood in such a way that all sub-ranges, starting from the lower limit 1 and the upper limit 10, are also included , i.e. all subranges start with a lower limit of 1 or greater and end with an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1, or 5.5 to 10.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.Finally, for the sake of clarity, it should be pointed out that some elements are shown not to scale and/or enlarged and/or reduced in size for a better understanding of the structure.

BezugszeichenlisteReference List

11
Gussteilcasting
22
erster Teilbereichfirst section
33
zweiter Teilbereichsecond section
44
Oberfläche zweiter Teilbereichsurface of the second part
55
Bearbeitungsaufmaßmachining allowance
66
Spannaufnahmeclamping fixture
77
Bremsscheibebrake disc
88th
Bremsscheibentopfbrake disc pot
99
Reibringfriction ring
1010
erste Reibflächefirst friction surface
1111
zweite Reibflächesecond friction surface
1212
Verstärkungsstiftreinforcement pin
1313
Reibringkernfriction ring core
1414
Gussformmold
1515
Gießvorrichtungcasting device
1616
zweite Schmelzesecond melt
1717
zweiter Eingusssecond pour
1818
Formhohlraummold cavity
1919
Rotationsachseaxis of rotation
2020
erste Schmelzefirst melt
2121
weitere Gießvorrichtungfurther casting device
2222
erster Eingussfirst pour

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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Claims (18)

Gussteil (1) mit einem ersten Teilbereich (2) und einem zweiten Teilbereich (3), wobei der erste Teilbereich (2) und der zweite Teilbereich (3) stoffschlüssig miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (2) ein erstes Material aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung aufweist und dass der zweite Teilbereich (3) ein zweites Material aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung aufweist, wobei das erste Material ein zum zweiten Material unterschiedliches Gefüge aufweist.Cast part (1) with a first partial area (2) and a second partial area (3), wherein the first partial area (2) and the second partial area (3) are cohesively coupled to one another, characterized in that the first partial area (2) has a first Material made of aluminum or an aluminum alloy and that the second portion (3) has a second material made of aluminum or an aluminum alloy, wherein the first material has a different structure to the second material. Gussteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material ein Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit Hartstoffen, wie etwa Silicium-Carbide, ist.casting (1) after claim 1 , characterized in that the second material is a metal matrix composite material with hard materials such as silicon carbides. Gussteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material eine übereutektische Aluminium-Silicium-Legierung ist, welche Siliciumkristalle aufweist.casting (1) after claim 1 , characterized in that the second material is a hypereutectic aluminium-silicon alloy which has silicon crystals. Gussteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilbereich (3) eine höhere Verschleißfestigkeit aufweist, als der erste Teilbereich (2) und dass am zweiten Teilbereich (3) eine Oberfläche (4) ausgebildet ist, welche ohne Weiterbehandlung aus dem Gießprozess den Einsatzzweck des Gussteils (1) erfüllt.Casting (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second partial area (3) has a higher wear resistance than the first partial area (2) and that the second partial area (3) has a surface (4) which is formed without Further treatment from the casting process fulfills the purpose of the cast part (1). Gussteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (2) aus der Legierung AISi7Mg gebildet ist und der zweite Teilbereich (3) aus der Legierung AISi9Mg mit dem Metallmatrix-Verbundwerkstoff F3S.20S-T6 gebildet ist.Cast part (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first partial area (2) is formed from the alloy AISi7Mg and the second partial area (3) is formed from the alloy AISi9Mg with the metal matrix composite material F3S.20S-T6. Gussteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich Verstärkungsstifte (12) zwischen dem ersten Teilbereich (2) und dem zweiten Teilbereich (3) erstrecken, wobei das Material der Verstärkungsstifte (12) eine höhere Zugfestigkeit aufweist als die Zugfestigkeit des ersten Materials des ersten Teilbereiches (2).Cast part (1) according to one of the preceding claims, characterized in that reinforcing pins (12) extend between the first partial area (2) and the second partial area (3), the material of the reinforcing pins (12) having a higher tensile strength than the tensile strength of the first material of the first partial area (2). Gussteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als Bremsscheibe (7) ausgebildet ist, wobei der erste Teilbereich (2) einen Bremsscheibentopf (8) bildet und wobei der zweite Teilbereich (3) zumindest eine erste Reibfläche (10) und/oder eine zweite Reibfläche (11) eines Reibringes (9) bildet.Cast part (1) according to one of the preceding claims, characterized in that this is designed as a brake disc (7), the first partial area (2) forming a brake disc chamber (8) and the second partial area (3) having at least one first friction surface (10 ) and/or a second friction surface (11) of a friction ring (9). Gussteil (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibring (9) einen Reibringkern (13) aufweist, welcher aus der gleichen Materialzusammensetzung gebildet ist, wie der Bremsscheibentopf (8) und dass die erste Reibfläche (10) einen Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit Aluminiumanteilen aufweist und dass die zweite Reibfläche (11) einen Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit Aluminiumanteilen aufweist.casting (1) after claim 7 , characterized in that the friction ring (9) has a friction ring core (13) which is formed from the same material composition as the brake disc hub (8) and in that the first friction surface (10) has a metal matrix composite material with aluminum components and that the second Friction surface (11) has a metal matrix composite material with aluminum components. Verfahren zum Herstellen eines Gussteils (1) mit einem ersten Teilbereich (2) und einem zweiten Teilbereich (3), wobei der erste Teilbereich (2) und der zweite Teilbereich (3) stoffschlüssig miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (2) mit einer ersten Schmelze aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung gegossen wird und dass der zweite Teilbereich (3) mit einer zweiten Schmelze aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung gegossen wird, wobei beim vollständig erstarrten Gussteil (1) ein erstes Material des ersten Teilbereiches (2) ein zu einem zweiten Material unterschiedliches Gefüge aufweist.Method for producing a cast part (1) with a first partial area (2) and a second partial area (3), the first partial area (2) and the second partial area (3) being cohesively coupled to one another, characterized in that the first partial area ( 2) is cast with a first melt of aluminum or of an aluminum alloy and that the second partial area (3) is cast with a second melt of aluminum or of an aluminum alloy, with the fully solidified cast part (1) having a first material of the first partial area ( 2) has a different microstructure to a second material. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (2) nach dem Gießvorgang ein Bearbeitungsaufmaß (5) aufweist und nach dem Gießvorgang mechanisch bearbeitet wird und dass der zweite Teilbereich (3) beim Gießvorgang endkonturgefertigt wird und eine Oberfläche (4) aufweist, welche für den Einsatzzweck des Gussteils (1) nicht mechanisch bearbeitet wird.procedure after claim 9 , characterized in that the first partial area (2) has a machining allowance (5) after the casting process and is machined after the casting process and that the second partial area (3) is finished to a final contour during the casting process and has a surface (4) which is suitable for the Purpose of the casting (1) is not mechanically processed. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (2) und der zweite Teilbereich (3) in einem gesonderten Gießvorgang gefertigt werden und durch eine stoffschlüssige Verbindung miteinander gekoppelt werden.Procedure according to one of claims 9 until 10 , characterized in that the first partial area (2) and the second partial area (3) are manufactured in a separate casting process and are coupled to one another by an integral connection. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (2) und der zweite Teilbereich (3) durch Reibschweißen miteinander gekoppelt werden.procedure after claim 11 , characterized in that the first portion (2) and the second portion (3) are coupled together by friction welding. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (2) und der zweite Teilbereich (3) durch ein elektromagnetisches Puls-Schweißverfahren miteinander gekoppelt werden.procedure after claim 11 , characterized in that the first portion (2) and the second portion (3) are coupled to one another by an electromagnetic pulse welding process. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst der erste Teilbereich (2) gegossen wird und nach dem zumindest teilweisen Erstarren des ersten Teilbereiches (2) der zweite Teilbereich (3) an den ersten Teilbereich (2) angegossen wird.Procedure according to one of claims 9 until 10 , characterized in that first the first portion (2) is cast and after the at least partial solidification of the first portion (2) the second portion (3) is cast onto the first portion (2). Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schmelze eine keramische oder organische Verstärkung, insbesondere in Form von Fasern oder Whiskern aufweist.Procedure according to one of claims 9 until 14 , characterized in that the second melt is a ceramic or organic reinforcement effect, in particular in the form of fibers or whiskers. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schmelze eine übereutektische Legierung mit einem Siliciumanteil von mehr als 13% aufweist und dass beim Erstarren der zweiten Schmelze zuerst die Siliciumkristalle erstarren, und anschließend die Restschmelze als Eutektikum erstarrt.Procedure according to one of claims 9 until 15 , characterized in that the second melt has a hypereutectic alloy with a silicon content of more than 13% and that when the second melt solidifies first the silicon crystals solidify and then the residual melt solidifies as a eutectic. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schmelze und die zweite Schmelze zum gleichen Zeitpunkt im schmelzeförmigen Zustand in der Gussform (14) vorliegen, insbesondere dass die erste Schmelze und die zweite Schmelze gleichzeitig erstarren.Procedure according to one of claims 9 until 10 , characterized in that the first melt and the second melt are present in the molten state in the mold (14) at the same time, in particular that the first melt and the second melt solidify at the same time. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilbereich (2) nach dem Gießvorgang ein Bearbeitungsaufmaß (5) aufweist und nach dem Gießvorgang mechanisch bearbeitet wird, wobei der zweite Teilbereich (3) vor dem mechanischen Bearbeiten im Bereich des Bearbeitungsaufmaßes (5) lokal erwärmt wird, um die Materialeigenschaften zur verbesserten Bearbeitung des zweiten Teilbereiches (3) anpassen zu können.procedure after claim 9 , characterized in that the second partial area (2) has a machining allowance (5) after the casting process and is mechanically processed after the casting process, the second partial area (3) being heated locally before the mechanical machining in the area of the machining allowance (5), in order to be able to adapt the material properties for improved processing of the second partial area (3).
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