DE112013004528T5 - Kühlverfahren und Kühlvorrichtung für ein aus AL-Legierung hergestelltes Gussteil - Google Patents

Kühlverfahren und Kühlvorrichtung für ein aus AL-Legierung hergestelltes Gussteil Download PDF

Info

Publication number
DE112013004528T5
DE112013004528T5 DE112013004528.1T DE112013004528T DE112013004528T5 DE 112013004528 T5 DE112013004528 T5 DE 112013004528T5 DE 112013004528 T DE112013004528 T DE 112013004528T DE 112013004528 T5 DE112013004528 T5 DE 112013004528T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
product
alloy casting
feeder head
feeder
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE112013004528.1T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112013004528B4 (de
Inventor
c/o Mazda Motor Corporation Yamamoto Naoaki
c/o Mazda Motor Corporation Hashimoto Shuichi
c/o Mazda Motor Corpor Misawa Yasuyuki
c/o Mazda Motor Corpo Kubota Tomohide
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Publication of DE112013004528T5 publication Critical patent/DE112013004528T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112013004528B4 publication Critical patent/DE112013004528B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/002—Castings of light metals
    • B22D21/007—Castings of light metals with low melting point, e.g. Al 659 degrees C, Mg 650 degrees C
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
    • B22D21/04—Casting aluminium or magnesium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D30/00—Cooling castings, not restricted to casting processes covered by a single main group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Ein Verfahren umfasst ein erzeugnisseitiges Berieseln zum Berieseln einer ersten Oberfläche (der Oberfläche eines Erzeugnisses (11) gegenüber einem Speiserkopf (12)) eines Al-Legierungsgussteils (10), welches das Erzeugnis (11) und den Speiserkopf (12) umfasst, mit einem Kühlflüssigkeitsnebel und ein speiserkopfseitiges Berieseln zum Berieseln einer zweiten Oberfläche (der Oberfläche des Speiserkopfs (12) gegenüber dem Erzeugnis (11)) des Al-Legierungsgussteils (10) mit dem Kühlflüssigkeitsnebel. Das speiserkopfseitige Berieseln startet das Berieseln der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils (10) nach einem Start und vor einem Ende des erzeugnisseitigen Berieselns, um das Al-Legierungsgussteil (10) zusammen mit dem erzeugnisseitigen Berieseln abzuschrecken und zu kühlen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen eines Al-Legierungsgussteils, das durch Einspritzen einer geschmolzenen Al-Legierung in einen Hohlraum und einen Speiserkopfhohlraum, die in einer Form ausgebildet sind, gebildet wird, sowie eine Vorrichtung zum Kühlen eines solchen Al-Legierungsgussteils.
  • Technischer Hintergrund
  • Im Allgemeinen wird ein Al-Legierungsgussteil in einer Form gebildet, die einen Hohlraum und einen Speiserkopfhohlraum umfasst. Das gebildete Al-Legierungsgussteil umfasst somit ein Erzeugnis, das dem Hohlraum entspricht, und einen Speiserkopf, der dem Speiserkopfhohlraum entspricht. Der Speiserkopf wird schließlich von dem Erzeugnis abgeschnitten. Zum Beispiel werden ein Zylinderkopf, Zylinderblöcke etc. eines Motors als Erzeugnis gegossen.
  • Das gebildete Al-Legierungsgussteil (d. h. das Erzeugnis und der Speiserkopf) wird einem Abschrecken (Abschrecken in Lösung) und Altern in dieser Reihenfolge unterzogen, um die mechanische Festigkeit zu verbessern.
  • Im Hinblick auf die Anlage wird ein herkömmliches Abschrecken durch Geben (Absenken) des in der Form gebildeten Al-Legierungsgussteils in gespeichertes Wasser ausgeführt.
  • Das abgeschreckte und gekühlte Al-Legierungsgussteil wird in einen Ofen gegeben, dessen Temperatur höher als die Temperatur des Al-Legierungsgussteils gehalten wird, wodurch das Al-Legierungsgussteil gealtert wird. Dies erfordert die vergebliche Arbeit des Erwärmens des abgeschreckten und gekühlten Al-Legierungsgussteils. Es besteht daher Bedarf, den Prozess des Alterns zu vereinfachen.
  • PATENTSCHRIFT 1 offenbart ein Verfahren zum Abschrecken eines Al-Legierungsgussteils, das einen Speiserkopf und ein Erzeugnis umfasst, um das Al-Legierungsgussteil künstlich zu altern. Das Erzeugnis des Al-Legierungsgussteils wird selektiv abgeschreckt und gekühlt (wenn das Produkt der Zylinderkopf eines Motors ist, wird die Oberfläche des Zylinderkopfs an dem Brennraum durch einen Wasserstrahl abgeschreckt und gekühlt). Dagegen wird der Speiserkopf bei einer relativ hohen Temperatur gehalten. Wenn das Erzeugnis auf einen Temperaturbereich für künstliches Altern oder eine niedrigere Temperatur gekühlt wird, wird das Abschrecken unterbrochen, um das Erzeugnis mit der Restwärme, die von dem relativ heißen Speiserkopf kommt, künstlich zu altern.
  • PATENTSCHRIFT 2 offenbart das Folgende. Nach dem Gießen in einer Form, einschließlich einer Sandform, die einen Speiserkopfhohlraum bildet, und einer Metallform, die einen Teil eines Hohlraums bildet, wird die Metallform getrennt. Die Oberfläche des Gussteils (wenn das Erzeugnis der Zylinderkopf eines Motors ist, die Oberfläche des Zylinderkopfes an dem Brennraum), die durch das Abtrennen freigelegt wird, berührt ein Kühlmedium, um das Gussteil abzuschrecken. Dann wird das Gussteil von der Sandform und einem wärmeisolierenden Material bedeckt, um das gesamte Gussteil mit der potentiellen Wärme des Speiserkopfs zu altern.
  • Liste der Anführungen
  • Patentschrift
    • [Patentschrift 1] Japanische Übersetzung der Internationalen PCT-Anmeldung Nr. 2004-515655
    • [Patentschrift 2] Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2005-169498
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • In den PATENTSCHRIFTEN 1 und 2, bei denen der Zylinderkopf eines Motors in dem Hohlraum der Form gegossen wird, berührt nur die Oberfläche des Zylinderkopfes an dem Brennraum (die Seite gegenüber dem Speiserkopf) das Kühlmedium. Dies pflegt den Zylinderkopf zu verformen, da er eine dreidimensionale Struktur hat. Dann gibt es bei den Abschnitten des Zylinderkopfs, die mehreren Zylindern entsprechen, Größenunterschiede. Die Festigkeit des gesamten Zylinderkopfs pflegt unterschiedlich zu sein.
  • Die vorliegende Erfindung erfolgte unter diesem Gesichtspunkt. Die vorliegende Erfindung nimmt an, dass ein Al-Legierungsgussteil in einer Form gebildet und dann abgeschreckt und gekühlt wird. Die vorliegende Erfindung möchte Schwankungen der Festigkeit des gesamten Erzeugnisses des Al-Legierungsgussteils bestmöglich reduzieren, Größenunterschiede bei mehreren Abschnitten des Erzeugnisses, die die gleiche Größe aufweisen müssen, bestmöglich reduzieren und das Altern des Al-Legierungsgussteils erleichtern.
  • Lösung des Problems
  • Um die Aufgaben zu verwirklichen, sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Kühlen eines Al-Legierungsgussteils vor, das durch Einspritzen einer geschmolzenen Al-Legierung in einen Hohlraum und einen Speiserkopfhohlraum, die in einer Form ausgebildet sind, ausgebildet wird und ein Erzeugnis, das dem Hohlraum entspricht, und einen Speiserkopf, der dem Speiserkopfhohlraum entspricht, umfasst. Die Form umfasst einen Formkörper, der einen ersten Raum für den Hohlraum, einen zweiten Raum für den Speiserkopfhohlraum, einen ersten offenen Abschnitt, der ausgelegt ist, um den ersten Raum hin zu einer Seite gegenüber dem zweiten Raum freizulegen, und einen zweiten offenen Abschnitt, der ausgelegt ist, um den zweiten Raum hin zu einer Seite gegenüber dem ersten Raum freizulegen, umfasst; ein erstes Verschließelement, das ausgelegt ist, um den ersten offenen Abschnitt des Formkörpers zu schließen, um zusammen mit dem Formkörper den Hohlraum zu bilden; und ein zweites Verschließelement, das ausgelegt ist, um den zweiten offenen Abschnitt des Formkörpers zu schließen, um zusammen mit dem Formkörper den Speiserkopfhohlraum zu bilden. Das Verfahren umfasst nach dem Bilden des Al-Legierungsgussteils in der Form ein Trennen des ersten Verschließelements der Form von dem Formkörper, um eine erste Oberfläche des Al-Legierungsgussteils, die eine Oberfläche des Erzeugnisses gegenüber dem Speiserkopf ist, durch den ersten offenen Abschnitt des Formkörpers freizulegen; ein erzeugnisseitiges Berieseln zum Berieseln der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils, die bei dem Abtrennen des ersten Verschließelements freigelegt wird, mit einem Nebel aus Kühlflüssigkeit durch eine erzeugnisseitige Düse, die der ersten Oberfläche zugewandt ist, um das Al-Legierungsgussteil abzuschrecken und zu kühlen; nach einem Start des erzeugnisseitigen Berieselns ein Trennen des zweiten Verschließelements der Form von dem Formkörper, um eine zweite Oberfläche der Al-Legierung, die eine Oberfläche des Speiserkopfs gegenüber dem Erzeugnis ist, durch den zweiten offenen Abschnitt des Formkörpers freizulegen; und ein speiserkopfseitiges Berieseln zum Berieseln der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils, die bei dem Abtrennen des zweiten Verschließelements freigelegt wird, mit einem Nebel von Kühlflüssigkeit durch eine speiserkopfseitige Düse, die der zweiten Oberfläche zugewandt ist. Das speiserkopfseitige Berieseln startet das Berieseln der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils nach dem Start und vor einem Ende des erzeugnisseitigen Berieselns, um das Al-Legierungsgussteil zusammen mit dem erzeugnisseitigen Berieseln abzuschrecken und zu kühlen.
  • Bei dem Kühlverfahren wird die erste Oberfläche (die Oberfläche des Erzeugnisses gegenüber dem Speiserkopf) des Al-Legierungsgussteils zunächst mit dem Nebel der Kühlflüssigkeit berieselt, wodurch das Erzeugnis von der Oberfläche gegenüber dem Speiserkopf hin zu der Speiserkopfseite gekühlt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die gesamte erste Oberfläche des Al-Legierungsgussteils gleichmäßig mit dem Nebel der Kühlflüssigkeit berieselt. Ein Kühlen der Speiserkopfseite des Erzeugnisses ist dagegen aufgrund der Wärme des Speiserkopfs unwahrscheinlicher als das der Seite des Erzeugnisses gegenüber dem Speiserkopf. Dadurch wird die Temperatur des Erzeugnisses Zwischen der Speiserkopfseite und der Seite gegenüber dem Speiserkopf kaum einheitlich. Bei diesem Kühlverfahren wird aber die zweite Oberfläche (die Oberfläche des Speiserkopfs gegenüber dem Erzeugnis) des Al-Legierungsgussteils ebenfalls mit dem Nebel der Kühlflüssigkeit berieselt. Die Speiserkopfseite des Erzeugnisses wird dadurch mittels des Speiserkopfs stark gekühlt. Schwankungen der Festigkeit des gesamten Produkts des Al-Legierungsgussteils werden somit reduziert und das Erzeugnis wird weniger verformt, wodurch Größenunterschiede bei mehreren Abschnitten des Erzeugnisses, die die gleiche Größe aufweisen müsse, reduziert werden. Da ferner das speiserkopfseitige Berieseln nach dem Start und vor dem Ende des erzeugnisseitigen Berieselns startet, ist die Temperatur der Oberfläche des Erzeugnisses an dem Speiserkopf am Ende des erzeugnisseitigen Berieselns und des speiserkopfseitigen Berieselns um eine vorbestimmte Temperatur höher als die Temperatur der Oberfläche des Erzeugnisses gegenüber dem Speiserkopf. Demgemäß wird das Al-Legierungsgussteil unter Nutzen der Restwärme des Speiserkopfs oder der Speiserkopfseite des Erzeugnisses gealtert. Es besteht somit kein Bedarf, das abgeschreckte und gekühlte Al-Legierungsgussteil in einem Ofen etc. zu erwärmen, um die Al-Legierung zu altern. Das Al-Legierungsgussteil wird somit problemlos gealtert.
  • Das Verfahren zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils umfasst ferner vorzugsweise nach dem Ende des erzeugnisseitigen Berieselns und des speiserkopfseitigen Berieselns das Alterndes Al-Legierungsgussteils mit Restwärme des Al-Legierungsgussteils, wobei der zweite offene Abschnitt des Formkörpers durch das zweite Verschließelement der Form wieder verschlossen wird.
  • Das abgeschreckte und gekühlte Al-Legierungsgussteil wird somit problemlos gealtert. Im Einzelnen wird am Ende des erzeugnisseitigen Berieselns und des speiserkopfseitigen Berieselns die Temperatur der Oberfläche des Erzeugnisses an dem Speiserkopf um eine vorbestimmte Temperatur höher als die Temperatur der Oberfläche des Erzeugnisses gegenüber dem Speiserkopf eingestellt. Da der zweite offene Abschnitt des Formkörpers wieder verschlossen wird, wird die Restwärme an dem Speiserkopf oder der Speiserkopfseite des Erzeugnisses nicht aus dem Formkörper freigesetzt und gut zu dem Erzeugnis an der Seite gegenüber dem Speiserkopf geleitet. Dadurch steigt die Temperatur des Erzeugnisses an der Seite gegenüber dem Speiserkopf, so dass die Temperatur des gesamten Al-Legierungsgussteils (insbesondere des gesamten Erzeugnisses) im Wesentlichen einheitlich wird. In diesem Zustand wird das gesamte Al-Legierungsgussteil (das gesamte Erzeugnis) im Wesentlichen gleichmäßig gealtert. Daher wird das Al-Legierungsgussteil mit der Restwärme des Al-Legierungsgussteils (insbesondere mit der Restwärme an dem Speiserkopf oder der Speiserkopfseite des Erzeugnisses) mühelos und ordnungsgemäß gealtert. Dies führt zu einer weiteren Verringerung der Schwankungen der Festigkeit des gesamten gealterten Erzeugnisses des Al-Legierungsgussteils und zu einer weiteren Reduzierung der Größenunterschiede bei den mehreren Abschnitten, die die gleiche Größe aufweisen müssen.
  • Bei dem Verfahren zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils umfasst die erzeugnisseitige Düse vorzugsweise mehrere erzeugnisseitige Düsen. Die speiserkopfseitige Düse umfasst vorzugsweise mehrere speiserkopfseitige Düsen. Das erzeugnisseitige Berieseln berieselt vorzugsweise die erste Oberfläche des Al-Legierungsgussteils mit dem Nebel der Kühlflüssigkeit durch die erzeugnisseitigen Düsen, während ein Druck von Luft und der Kühlflüssigkeit, die den erzeugnisseitigen Düsen zugeführt werden, gesteuert wird. Das speiserkopfseitige Berieseln berieselt vorzugsweise die zweite Oberfläche des Al-Legierungsgussteils mit dem Nebel der Kühlflüssigkeit durch die speiserkopfseitigen Düsen, während ein Druck der Luft und der Kühlflüssigkeit, die den speiserkopfseitigen Düsen zugeführt werden, gesteuert wird.
  • Bei diesem Merkmal werden die gesamte erste Oberfläche und die gesamte zweite Oberfläche des Al-Legierungsgussteils mit dem Nebel der Kühlflüssigkeit durch die mehreren erzeugnisseitigen Düsen und die mehreren speiserkopfseitigen Düsen gleichmäßiger berieselt. Zudem wird der Druck der Luft und der Kühlflüssigkeit, die den erzeugnisseitigen Düsen und den speiserkopfseitigen Düsen zugeführt werden, gesteuert. Dies berieselt die Abschnitte der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils, die den erzeugnisseitigen Düsen entsprechen, und die Abschnitte der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils, die den speiserkopfseitigen Düsen entsprechen, in geeigneter Weise mit dem Nebel der Kühlflüssigkeit. Das Kühlen wird in jedem Abschnitt des Al-Legierungsgussteils präzis gesteuert.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, wenn der Druck der Luft und der Kühlflüssigkeit, die den erzeugnisseitigen Düsen und den speiserkopfseitigen Düsen zugeführt werden, gesteuert wird, jede von erster und zweiter Oberfläche des Al-Legierungsgussteils vorzugsweise von einer im Wesentlichen rechteckigen Form. Die mehreren erzeugnisseitigen Düsen sind vorzugsweise entlang einer Breite der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils in mindestens drei erzeugnisseitigen Düsenreihen, die sich entlang einer Länge der ersten Oberfläche erstrecken, bei Abständen angeordnet. Die mehreren speiserkopfseitigen Düsen sind vorzugsweise entlang einer Breite der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils in mindestens drei speiserkopfseitigen Düsenreihen, die sich entlang einer Länge der zweiten Oberfläche erstrecken, bei Abständen angeordnet. Verglichen mit dem Druck der den erzeugnisseitigen Düsen in Endreihen der mindestens drei erzeugnisseitigen Düsenreihen zugeführten Kühlflüssigkeit wird der Druck der den erzeugnisseitigen Düsen in der/den anderen erzeugnisseitigen Düsenreihe(n) zugeführten Kühlflüssigkeit vorzugsweise hoch eingestellt.
  • Demgemäß hat das Erzeugnis des Al-Legierungsgussteils im Wesentlichen eine Quaderform. Ein in Breitenrichtung dazwischenliegender Abschnitt des Erzeugnisses wird weniger wahrscheinlich gekühlt als die beiden Enden in Breitenrichtung, die mit dem Form in Kontakt stehen. Durch Nutzen der vorstehend beschriebenen Beziehung des Drucks der Kühlflüssigkeit wird mehr Kühlflüssigkeit auf den in Breitenrichtung dazwischenliegenden Abschnitt des Erzeugnisses des Al-Legierungsgussteils als auf die beiden Enden in Breitenrichtung gerieselt. Dadurch wird das gesamte Erzeugnis des Al-Legierungsgussteils gleichmäßiger gekühlt.
  • Bei dem Verfahren zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils reicht eine Partikelgröße des Nebels der von der erzeugnisseitigen Düse und der speiserkopfseitigen Düse zugeführten Kühlflüssigkeit vorzugsweise von 30 μm bis 50 μm, beide Werte eingeschlossen.
  • Wenn im Einzelnen die Partikelgröße des Nebels der Kühlflüssigkeit kleiner als 30 μm ist, wird der Nebel der Kühlflüssigkeit wahrscheinlich in der Luft verdampft. Der Nebel der Kühlflüssigkeit kann vor dem Berühren der ersten Oberfläche oder der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils verdampft werden. Wenn dagegen die Partikelgröße größer als 50 μm ist, kann das Verdampfen des Nebels des Kühlwassers nach dem Berühren der ersten Oberfläche oder der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils lange dauern. Somit fällt die Partikelgröße in den Bereich von 30 μm bis 50 μm, wodurch der Nebel des Kühlwassers die erste Oberfläche oder die zweite Oberfläche des Al-Legierungsgussteils berühren kann und der Nebel des Kühlwassers unmittelbar nach der Berührung verdampft wird. Dadurch wird das Al-Legierungsgussteil effizient gekühlt. Die Partikelgröße des Nebels des Kühlwassers, das aus den erzeugnisseitigen Düsen kommt, wird durch Steuern des Drucks der Luft und des Kühlwassers, die den erzeugnisseitigen Düsen zugeführt werden, mühelos gesteuert. Die Partikelgröße des Nebels des Kühlwassers, das aus den speiserkopfseitigen Düsen kommt, wird durch Steuern des Drucks der Luft und des Kühlwassers, die den speiserkopfseitigen Düsen zugeführt werden, mühelos gesteuert.
  • Bei dem Verfahren zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils werden das erzeugnisseitige Berieseln, das Ablösen des zweiten Verschließelements und das speiserkopfseitige Berieseln vorzugsweise in einem Berieselungsraum ausgeführt.
  • Dieses Merkmal verhindert, dass der durch Verdampfen der Kühlflüssigkeit erzeugte Dampf sich aus dem Berieselungsraum heraus verteilt. Wenn die mehreren Al-Legierungsgussteile gleichzeitig abgeschreckt und gekühlt werden, werden insbesondere die mehreren Al-Legierungsgussteile dem erzeugnisseitigen Berieseln und dem speiserkopfseitigen Berieseln in den jeweiligen Berieselungsräumen unterzogen. Dies verhindert, dass jedes Al-Legierungsgussteil durch die Verteilung des Dampfs von den anderen Al-Legierungsgussteilen beeinflusst wird. Da ferner das zweite Verschließelement in dem Berieselungsraum abgelöst wird, besteht kein Bedarf, das Al-Legierungsgussteil zwischen dem erzeugnisseitigen Berieseln und dem speiserkopfseitigen Berieseln in den Berieselungsraum zu geben und aus diesem heraus zu nehmen. Das erzeugnisseitige Berieseln, das Abtrennen des zweiten Verschließelements und das speiserkopfseitige Berieseln werden in Reihe ausgeführt.
  • Bei dem Verfahren zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils ist das Erzeugnis des Al-Legierungsgussteils vorzugsweise ein Zylinderkopf eines Motors. Die erste Oberfläche des Al-Legierungsgussteils ist vorzugsweise eine Oberfläche des Zylinderkopfs an einem Brennraum.
  • Dadurch wird der Zylinderkopf des Motors als Ganzes mit gleichmäßiger und großer Festigkeit präzis hergestellt. Insbesondere wird der Zylinder vorzugsweise für einen Motor mit einem hohen Verdichtungsverhältnis verwendet. Dies reduziert Schwankungen bei der Festigkeit und Größenunterschiede bei Abschnitten des Zylinderkopfs, die mehreren Zylindern entsprechen und eine gleiche Größe aufweisen müssen. Dann wird ein ausgezeichneter Motor mit weniger Schwingungen und stabilisierter Ausgangsleistung erhalten.
  • Eine andere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht eine Vorrichtung zum Kühlen eines Al-Legierungsgussteils vor, das durch Einspritzen einer geschmolzenen Al-Legierung in einen Hohlraum und einen Speiserkopfhohlraum, die in einer Form ausgebildet sind, ausgebildet wird und ein Erzeugnis, das dem Hohlraum entspricht, und einen Speiserkopf, der dem Speiserkopfhohlraum entspricht, umfasst. Die Form umfasst einen Formkörper, der einen ersten Raum für den Hohlraum, einen zweiten Raum für den Speiserkopfhohlraum, einen ersten offenen Abschnitt, der ausgelegt ist, um den ersten Raum hin zu einer Seite gegenüber dem zweiten Raum freizulegen, und einen zweiten offenen Abschnitt, der ausgelegt ist, um den zweiten Raum hin zu einer Seite gegenüber dem ersten Raum freizulegen, umfasst; ein erstes Verschließelement, das ausgelegt ist, um den ersten offenen Abschnitt des Formkörpers zu schließen, um zusammen mit dem Formkörper den Hohlraum zu bilden; und ein zweites Verschließelement, das ausgelegt ist, um den zweiten offenen Abschnitt des Formkörpers zu schließen, um zusammen mit dem Formkörper den Speiserkopfhohlraum zu bilden. Die Vorrichtung umfasst eine Trenneinrichtung für das erste Verschließelement, die ausgelegt ist, um das erste Verschließelement der Form nach dem Bilden des Al-Legierungsgussteils in der Form von dem Formkörper zu trennen, um eine erste Oberfläche des Al-Legierungsgussteils, die eine Oberfläche des Erzeugnisses gegenüber dem Speiserkopf ist, durch den ersten offenen Abschnitt des Formkörpers freizulegen; eine erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung, die ausgelegt ist, um die erste Oberfläche des Al-Legierungsgussteils, die durch Abtrennen des ersten Verschließelements durch die Trenneinrichtung für das erste Verschließelement freigelegt wird, mit einem Nebel einer Kühlflüssigkeit durch eine erzeugnisseitige Düse, die der ersten Oberfläche zugewandt ist, zu berieseln, um das Al-Legierungsgussteil abzuschrecken und zu kühlen; eine Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement, die ausgelegt ist, um das zweite Verschließelement der Form nach einem Start des Berieselns der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils unter Verwenden der erzeugnisseitigen Berieselungseinrichtung von dem Formkörper zu trennen, um eine zweite Oberfläche der Al-Legierung, die eine Oberfläche des Speiserkopfs gegenüber dem Erzeugnis ist, durch den zweiten offenen Abschnitt des Formkörpers freizulegen; und eine speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung, die ausgelegt ist, um die zweite Oberfläche des Al-Legierungsgussteils, das durch die Abtrennung des zweiten Verschließelements unter Verwenden der Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement freigelegt wird, mit einem Nebel einer Kühlflüssigkeit durch eine speiserkopfseitige Düse, die der zweiten Oberfläche zugewandt ist, zu berieseln. Die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung startet das Berieseln der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils nach dem Start und vor einem Ende des Berieselns der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils unter Verwenden der erzeugnisseitigen Berieselungseinrichtung, um das Al-Legierungsgussteil zusammen mit der erzeugnisseitigen Berieselungseinrichtung abzuschrecken und zu kühlen.
  • Ähnlich dem Verfahren zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils reduziert diese Struktur Schwankungen bei der Festigkeit des gesamten Erzeugnisses des Al-Legierungsgussteils und reduziert Größenunterschiede bei mehreren Abschnitten des Erzeugnisses, die die gleiche Größe haben müssen. Ferner wird das Al-Legierungsgussteil mühelos gealtert.
  • Bei der Vorrichtung zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils ermöglicht es die Trennvorrichtung für das zweite Verschließelement vorzugsweise, dass das von dem Formkörper getrennte zweite Verschließelement den zweiten offenen Abschnitt des Formkörpers wieder verschließt. Die Vorrichtung zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils ermöglicht es dem zweiten Verschließelement vorzugsweise, den zweiten offenen Abschnitt des Formkörpers nach dem Ende des Berieselns der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils durch die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung und des Berieselns der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils durch die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung unter Verwenden der Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement wieder zu verschließen, um das Al-Legierungsgussteil mit Restwärme des Al-Legierungsgussteils zu altern.
  • Dieses Merkmal altert das abgeschreckte und gekühlte Al-Legierungsgussteil problemlos. Ferner werden Schwankungen bei der Festigkeit des gesamten gealterten Erzeugnisses des Al-Legierungsgussteils weiter reduziert. Größenunterschiede bei mehreren Abschnitten des Erzeugnisses, die die gleiche Größe haben müssen, werden ebenfalls weiter reduziert.
  • Bei der Vorrichtung zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils umfasst die erzeugnisseitige Düse vorzugsweise mehrere erzeugnisseitige Düsen. Die speiserkopfseitige Düse umfasst vorzugsweise mehrere speiserkopfseitige Düsen. Die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine erzeugnisseitige Zufuhreinrichtung, die ausgelegt ist, um den erzeugnisseitigen Düsen Luft und Kühlflüssigkeit zuzuführen, während der Druck der Luft und der Kühlflüssigkeit gesteuert wird. Die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine speiserkopfseitige Zufuhreinrichtung, die ausgelegt ist, um den speiserkopfseitigen Düsen Luft und Kühlflüssigkeit zuzuführen, während der Druck der Luft und der Kühlflüssigkeit gesteuert wird.
  • Das Kühlen wird in jedem Abschnitt des Al-Legierungsgussteils demgemäß präzis gesteuert.
  • Wenn wie vorstehend beschrieben die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung die erzeugnisseitige Zufuhreinrichtung umfasst und die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung die speiserkopfseitige Zufuhreinrichtung umfasst, hat jede der ersten und zweiten Oberflächen des Al-Legierungsgussteils vorzugsweise eine im Wesentlichen rechteckige Form. Die mehreren erzeugnisseitigen Düsen sind vorzugsweise entlang einer Breite der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils in mindestens drei erzeugnisseitigen Düsenreihen, die sich entlang einer Länge der ersten Oberfläche erstrecken, bei Abständen angeordnet. Die mehreren speiserkopfseitigen Düsen sind vorzugsweise entlang einer Breite der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils in mindestens drei speiserkopfseitigen Düsenreihen, die sich entlang einer Länge der zweiten Oberfläche erstrecken, bei Abständen angeordnet. Die erzeugnisseitige Zufuhreinrichtung stellt, verglichen mit dem Druck der den erzeugnisseitigen Düsen in Endreihen der mindestens drei erzeugnisseitigen Düsenreihen zugeführten Kühlflüssigkeit, den Druck der den erzeugnisseitigen Düsen in der/den anderen erzeugnisseitigen Düsenreihe(n) zugeführten Kühlflüssigkeit vorzugsweise hoch ein.
  • Das gesamte Erzeugnis des Al-Legierungsgussteils wird gleichmäßiger gekühlt.
  • Vorteile der Erfindung
  • Wie vorstehend beschrieben reduziert ein Verfahren zum Kühlen eines Al-Legierungsgussteils und eine Vorrichtung zum Kühlen eines Al-Legierungsgussteils gemäß der vorliegenden Erfindung Schwankungen bei der Festigkeit des gesamten Erzeugnisses des Al-Legierungsgussteils, verformt das Erzeugnis weniger, um Größenunterschiede bei mehreren Abschnitten des Erzeugnisses, die die gleiche Größe haben müssen, zu reduzieren. Ferner wird das Al-Legierungsgussteil mühelos gealtert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Querschnittansicht, die schematisch eine Form zum Bilden eines Al-Legierungsgussteils zeigt.
  • 2 ist eine schematische Ansicht, die ein Einspritzen einer geschmolzenen Al-Legierung in einen Speiserkopfhohlraum oder einen Hohlraum in der Form zeigt.
  • 3 ist eine schematische Ansicht, die eine Verfestigung der geschmolzenen Al-Legierung zeigt, die in den Speiserkopfhohlraum oder den Hohlraum in der Form eingespritzt wurde.
  • 4 ist eine schematische Ansicht, die ein Trennen eines ersten Verschließelements der Form von einem Formkörper unter Verwenden einer Trenneinrichtung für das erste Verschließelement zeigt.
  • 5 ist eine Querschnittansicht, die schematisch den Aufbau eines Berieselungsraums zeigt.
  • 6 zeigt eine erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung. 6 ist eine Bodenansicht der Form, die in dem Berieselungsraum auf einen Stellboden gesetzt wird und in der das erste Verschließelement von dem Formkörper getrennt wird.
  • 7 zeigt eine speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung. 7 ist eine Draufsicht auf die Form, die in dem Berieselungsraum auf einen Stellboden gesetzt wird und in der das zweite Verschließelement von dem Formkörper getrennt wird.
  • 8 zeigt die Strukturen einer Luftzufuhreinrichtung und einer Kühlwasserzufuhreinrichtung in der mittleren von drei erzeugnisseitigen Düsenreihen.
  • 9 ist eine schematische Ansicht, die zeigt, dass eine erste Oberfläche des Al-Legierungsgussteils mit Kühlwassernebel durch erzeugnisseitige Düsen berieselt wird.
  • 10 ist eine schematische Ansicht, die zeigt, dass die erste Oberfläche des Al-Legierungsgussteils durch die erzeugnisseitigen Düsen mit Kühlwassernebel berieselt wird und dass die zweite Oberfläche durch speiserkopfseitige Düsen mit Kühlwassernebel berieselt wird.
  • 11 ist eine schematische Ansicht, die zeigt, dass ein zweiter offener Abschnitt beim Altern des Al-Legierungsgussteils von einem zweiten Verschließelement geschlossen wird.
  • 12 ist ein Graph, der ein Messergebnis von Änderungen der Temperatur der Mitte der Oberfläche (der ersten Oberfläche) des Erzeugnisses (d. h. des Zylinderkopfs) des Al-Legierungsgussteils gegenüber dem Speiserkopf und der Temperatur der Mitte der Oberfläche des Erzeugnisses an dem Speiserkopf zeigt.
  • 13 ist ein Graph, der ein Messergebnis der Härte der Abschnitte der Oberfläche einer Probe 1 an einem Brennraum, die den ersten bis vierten Zylindern entsprechen, und der Härte der Abschnitte der Oberfläche einer Probe 2 an dem Brennraum, die den ersten bis dritten Zylindern entsprechen, zeigt.
  • 14 ist ein Graph, der ein Ergebnis der Härte in der Mitte der Oberfläche jeder von Probe 1 und Probe 2 an dem Kopfdeckel zeigt.
  • 15 ist ein Graph, der die Differenz zwischen dem maximalen Wert und dem mini9malen Wert der Messwerte der maximalen Tiefen der vier Aussparungen der Oberfläche der Probe 1 an dem Brennraum und die Differenz zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert der Messwerte der maximalen Tiefen der vier Aussparungen der Oberfläche der Probe 1 an dem Brennraum zeigt.
  • 16 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Temperatur der ersten Oberfläche (d. h. der Abschreckstarttemperatur der ersten Oberfläche) der erzeugnisseitigen Berieselungseinrichtung bei Start des Berieselns der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils und der Zugfestigkeit und Dehngrenze der Seite des Erzeugnisses des Al-Legierungsgussteils gegenüber dem Speiserkopf nach dem Berieseln zeigt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen eingehend beschrieben.
  • 1 zeigt eine Form 1 zum Bilden eines Al-Legierungsgussteils. Bei dieser Form 1 sind ein Hohlraum 5 und ein Speiserkopfhohlraum 6 vertikal angeordnet. Die Form 1 umfasst einen Formkörper 2, ein erstes Verschließelement 3 und ein zweites Verschließelement 4, die voneinander abtrennbar sind.
  • Der Formkörper 2 umfasst einen ersten Raum 2a für den Hohlraum 5, einen zweiten Raum 2b für den Speiserkopfhohlraum 6, einen ersten offenen Abschnitt 2c, einen zweiten offenen Abschnitt 2d und mehrere Kommunikationsabschnitte 2e. Der erste offene Abschnitt 2c legt den ersten Raum 2a hin zur gegenüberliegenden Seite des zweiten Raums 2b frei. Der zweite offene Abschnitt legt den zweiten Raum 2b hin zur gegenüberliegenden Seite des ersten Raums 2a frei. Die mehreren Kommunikationsabschnitte 2e ermöglichen ein Kommunizieren des ersten Raums 2a mit dem zweiten Raum 2b. Die mehrere Kommunikationsabschnitte 2e bilden einen Zufuhrkanal für geschmolzenes Metall 7, der dem Hohlraum 5 von dem Speiserkopfhohlraum 6 eine geschmolzene Al-Legierung 9 (siehe 2 und 3) zuführt.
  • Das erste Verschließelement 3 verschließt den ersten offenen Abschnitt 2c des Formkörpers 2, wodurch der Hohlraum 5 zusammen mit dem Formkörper 2 gebildet wird. Das zweite Verschließelement 4 verschließt den zweiten offenen Abschnitt 2d des Formkörpers 2, wodurch der Speiserkopfhohlraum 6 zusammen mit dem Formkörper 2 gebildet wird.
  • Die geschmolzene Al-Legierung 9 wird in den Hohlraum 5 und den Speiserkopfhohlraum 6 in der Form 1 eingespritzt, um ein Al-Legierungsgussteil 10 zu bilden (siehe 4). Dieses Al-Legierungsgussteil 10 umfasst ein Erzeugnis 11, das dem Hohlraum 5 entspricht, einen Speiserkopf 12, der dem Speiserkopfhohlraum 6 entspricht, und Verbindungsabschnitte 13, die dem Zufuhrkanal für geschmolzenes Metall 7 entsprechen. Wie später beschrieben wird, werden der Speiserkopf 12 und die Verbindungsabschnitte 13 von dem Erzeugnis 11 abgeschnitten. Schließlich wird das erwünschte Erzeugnis 11 erhalten. 1 zeigt schematisch die gesamte Form 1, einschließlich des Hohlraums 5, des Speiserkopfhohlraums 6 und des Zufuhrkanals für geschmolzenes Metall 7. Detaillierte Formen sind nicht gezeigt. Demgemäß zeigt 4 schematisch das Al-Legierungsgussteil 10.
  • In dieser Ausführungsform ist das vorstehend beschriebene Erzeugnis 11 ein Zylinderkopf für einen Vierzylinder-Reihenmotor und hat im Wesentlichen eine Quaderform. Der Speiserkopf 12 hat ebenfalls im Wesentlichen eine Quaderform. Während das Erzeugnis 11 und der Speiserkopf 12 durch die vorstehend beschriebenen Verbindungsabschnitte 13 verbunden sind, hat das Al-Legierungsgussteil 10 als Ganzes im Wesentlichen eine Quaderform. Die horizontale Richtung von 1 ist die Längsrichtung des Erzeugnisses 11 (d. h. des Zylinderkopfs), die einer Zylinderreihenrichtung entspricht.
  • In dieser Ausführungsform sind der Formkörper 2 und das zweite Verschließelement 4 der vorstehend beschriebenen Form 1 durch eine Sandform ausgebildet und das erste Verschließelement 3 ist durch eine Metallform ausgebildet. Das erste Verschließelement 3, das durch die Metallform gebildet ist, bildet die Oberfläche des Erzeugnisses 11 gegenüber dem Speiserkopf 12. In dieser Ausführungsform ist die Oberfläche des Erzeugnisses 11 gegenüber dem Speiserkopf 12 die Oberfläche des Zylinderkopfs an dem Brennraum. Die Oberfläche des Erzeugnisses 11 an dem Speiserkopf 12 ist die Oberfläche des Zylinderkopfs an dem Kopfdeckel. Nachstehend wird die Oberfläche des Erzeugnisses 11 des Al-Legierungsgussteils 10 gegenüber dem Speiserkopf 12 als erste Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 bezeichnet. Die Oberfläche des Speiserkopfs 12 des Al-Legierungsgussteils 10 gegenüber dem Erzeugnis 11 wird als zweite Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10 bezeichnet. In dieser Ausführungsform hat jede von erster Oberfläche 10a und zweiter Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10 eine im Wesentlichen rechteckige Form. Die erste Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 weist vier Aussparungen 11a auf, die nur in 6 gezeigt sind. Die vier Aussparungen 11a sind Dächer der Brennräume, die in den jeweiligen vier Zylindern des vorstehend beschriebenen Motors ausgebildet sind.
  • Um das vorstehend beschriebene Al-Legierungsgussteil 10 zu erzeugen, wird zunächst wie in 2 gezeigt die Form 1 so platziert, dass sich das erste Verschließelement 3 über dem Formkörper 2 befindet und sich das zweite Verschließelement 4 unter dem Formkörper 2 befindet. Die geschmolzene Al-Legierung 9 wird von einem (nicht gezeigten) Eingang eingespritzt, der mit dem Speiserkopfhohlraum 6 kommuniziert. Die geschmolzene Al-Legierung 9 strömt von dem Speiserkopfhohlraum 6 durch den Zufuhrkanal für das geschmolzene Metall 7, um über dem Speiserkopfhohlraum 6 in den Hohlraum 5 eingespritzt zu werden. Wenn sich der Speiserkopfhohlraum 6 über dem Hohlraum 5 befindet, tropft die geschmolzene Al-Legierung 9 von dem Speiserkopfhohlraum 6 zu dem Hohlraum 5, wodurch die Strömung der geschmolzenen Al-Legierung 9 verwirbelt wird, um die Luft aufzunehmen. Wie vorstehend beschrieben wird die geschmolzene Al-Legierung 9 aber dem oberen Hohlraum 5 von dem unteren Speiserkopfhohlraum 6 zugeführt, wodurch die Strömung der geschmolzenen Al-Legierung 9 laminar wird, um ein Aufnehmen der Luft zu verhindern.
  • Wenn die Einspritzung der geschmolzenen Al-Legierung 9 in den Hohlraum 5 abgeschlossen ist, wie in 3 gezeigt ist, wird die Form 1 umgedreht, so dass sich das zweite Verschließelement 4 über dem Formkörper 2 befindet und sich das erste Verschließelement 3 unter dem Formkörper 2 befindet. In diesem Zustand wird die Form stehen gelassen, um die geschmolzene Al-Legierung 9 zu verfestigen. Das Volumen der geschmolzenen Al-Legierung 9 in dem Hohlraum 5 nimmt aufgrund der Verfestigung ab, wodurch die geschmolzene Al-Legierung 9 in dem Speiserkopfhohlraum 6 über dem Hohlraum 5 auf natürliche Weise dem Hohlraum 5 zugeführt wird. Dann wird die geschmolzene Al-Legierung 9 verfestigt, um das Al-Legierungsgussteil 10 fertigzustellen.
  • Das Al-Legierungsgussteil 10, das auf diese Weise gebildet wurde, wird nach dem Gießen mithilfe einer Kühlvorrichtung (Kühler) 21 (siehe 4 und 5) abgeschreckt und gekühlt, wie später beschrieben wird. Nach dem Abschrecken und Kühlen wird ein Altern ausgeführt. Die Kühlvorrichtung (Kühler) 21 umfasst ein Trenneinrichtung für das erste Verschließelement 22 (siehe 4). Nach dem Gießen des Al-Legierungsgussteils 10 trennt die Trenneinrichtung für das erste Verschließelement 22 das erste Verschließelement 3 der Form 1 von dem Formkörper 2, um die erste Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 durch den ersten offenen Abschnitt 2c des Formkörpers 2 freizulegen. Die Trenneinrichtung für das erste Verschließelement 22 umfasst ein sich bewegendes Element 22a und Halteelemente 22b. Das sich bewegende Element 22a wird von einer Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) angetrieben, um sich vertikal zu und weg von der Form 1 zu bewegen. Die Halteelemente 22b sind in dem sich bewegenden Element 22a vorgesehen, um das erste Verschließelement 3 zu halten. Das sich bewegende Element 22a bewegt sich zu der Form 1 (nach oben) und die Halteelemente 22b halten das erste Verschließelement 3 in einer unteren Position der Form 1. In diesem Haltezustand bewegt sich das sich bewegende Element 22a zu der Seite gegenüber der Position, es nahe der Form 1 (abwärts) ist, um das erste Verschließelement 3 von dem Formkörper 2 zu trennen.
  • Wie in 5 gezeigt umfasst die Kühlvorrichtung (Kühler) 21 eine erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung 23, eine Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement 25 und eine speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung 26. Die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung 23 berieselt die erste Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10, die durch das Abtrennen des ersten Verschließelements 3 durch die Trenneinrichtung für das erste Verschlusselement 22 freigelegt wurde, mit einem Nebel von Kühlflüssigkeit (in dieser Ausführungsform Kühlwasser) durch mehrere erzeugnisseitige Düsen 24, die der ersten Oberfläche 10a zugewandt sind, um das Al-Legierungsgussteil 10 (insbesondere das Erzeugnis 11) abzuschrecken und zu kühlen. Nach dem Start des Berieselns der ersten Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 durch die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung 10 trennt die Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement 25 das zweite Verschließelement 4 der Form von dem Formkörper 2, um die zweite Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10 durch den zweiten offenen Abschnitt 2d des Formkörpers 2 freizulegen. Die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung 26 berieselt die zweite Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10, die durch die Abtrennung des zweiten Verschließelements 4 durch die Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement 25 freigelegt wurde, mit Nebel einer Kühlflüssigkeit (in dieser Ausführungsform Kühlwasser) durch die speiserkopfseitigen Düsen 27, die der zweiten Oberfläche 10b zugewandt sind.
  • Nach dem Start und vor dem Ende des Berieselns der ersten Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 durch die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung 23 startet die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung 26 das Berieseln der zweiten Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10, um das Al-Legierungsgussteil 10 (insbesondere das Erzeugnis 11) zusammen mit der erzeugnisseitigen Berieselungseinrichtung 23 abzuschrecken und zu kühlen.
  • Die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung 23, die Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement 25 und die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung 26 sind in einem nahezu luftdichten Berieselungsraum 31 vorgesehen. Der Berieselungsraum 31 ist in die Kammer 31a und die zweite Kammer 31b segmentiert. Zwischen der Kammer 31a und der zweiten Kammer 31b ist eine Abtrennung 32 gesetzt. Die erzeugnisseitigen Düsen 24 der erzeugnisseitigen Berieselungseinrichtung 23 und die speiserkopfseitigen Düsen 27 der speiserkopfseitigen Berieselungseinrichtung 26 sind in der Kammer 31a vorgesehen. Die Kammer 31a umfasst einen (nicht gezeigten) Stellboden, auf den die Form 1 gesetzt wird, wobei das erste Verschließelement 3 von dem Formkörper 2 getrennt ist. Es wird ein (nicht gezeigtes) Robotersystem vorgesehen, das die Form 1 von außerhalb des Berieselungsraums auf den Stellboden setzt. In der Form 1, die durch das Robotersystem auf den Stellboden gesetzt wurde, befindet sich das zweite Verschließelement 4 über dem Formkörper 2.
  • In der Wand der Kammer 31a des Berieselungsraums 31 ist gegenüber der zweiten Kammer 31b eine Öffnung 31c, die von einem öffenbaren Verschluss 33 bedeckt ist, ausgebildet. Bei geöffnetem Verschluss 33 wird die vorstehend beschriebene Form 1 durch die Öffnung 31c auf den Stellboden gesetzt. Nachdem die Form 1 auf den Stellboden gesetzt wurde, wird der Verschluss 33 geschlossen, um das Innere des Berieselungsraums 31 luftdicht zu machen. Ein Teil des Verschlusses 33 ist ein transparentes Element, durch das das Innere der Kammer 31a von außerhalb des Berieselungsraums eingesehen wird.
  • Die Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement 25 umfasst eine Schiene 25a, sich bewegende Elemente 25b und Halteelemente 25c. Die Schiene 25a ist über der Kammer 31a und der zweiten Kammer 31b in einem oberen Abschnitt in dem Berieselungsraum 31 im Wesentlichen horizontal vorgesehen. Die sich bewegenden Elemente 25b werden von einer (nicht gezeigten) Antriebsvorrichtung angetrieben, um sich zwischen der Kammer 31a und der zweiten Kammer 31b entlang der Schiene 25a zu bewegen. Die Halteelemente 25c sind in den sich bewegenden Elementen 25b vorgesehen. Wenn die sich bewegenden Elemente 25b in der Kammer 31a positioniert werden, bewegen sich die Halteelemente 25c vertikal zu und weg von der auf den Stellboden gesetzten Form 1 und halten das zweite Verschließelement 4. Diese Halteelemente 25c bewegen sich zu der Form 1 (nach unten), um das zweite Verschließelement 4 zu halten. In diesem Haltezustand bewegen sich die Halteelemente 25c zu der Seite gegenüber der Position, wenn sie nahe der Form 1 (aufwärts) ist, um das zweite Verschließelement 4 von dem Formkörper 2 zu trennen. Nach diesem Abtrennen bewegen sich die sich bewegenden Elemente 25b (und die Halteelemente 25c) von der Kammer 31a zu der zweiten Kammer 31b, während die Halteelemente 25c das zweite Verschließelement 4 halten. In einem oberen Abschnitt der Abtrennung 32 ist eine Öffnung 32a ausgebildet. Die sich bewegenden Elemente 25b und die Halteelemente 25c, die das zweite Verschließelement 4 halten, treten durch die Öffnung 32a.
  • Die Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement 25 ermöglicht es dem zweiten Verschließelement 4, das von dem Formkörper 2 getrennt wurde, den zweiten offenen Abschnitt 2d des Formkörpers 2 wieder zu verschließen. Nachdem sich die sich bewegenden Elemente 25b (und die Halteelemente 25c) von der zweiten Kammer 31b zu der Kammer 31a bewegen, bewegen sich im Einzelnen die Halteelemente 25c, die das zweite Verschließelement 4 halten, nach unten, um das zweite Verschließelement 4 freizugeben, wodurch der zweite offene Abschnitt 2d des Formkörpers 2 mithilfe des zweiten Verschließelements 4 geschlossen wird.
  • Wie in 6 gezeigt sind die mehreren erzeugnisseitigen Düsen 24 der erzeugnisseitigen Berieselungseinrichtung 23 in drei erzeugnisseitigen Düsenreihen in einer unteren Position der Form 1, die auf den Stellboden gesetzt wurde, angeordnet. Die drei erzeugnisseitigen Düsenreihen sind bei Abständen entlang der Breite der ersten Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 in der Form 1 so angeordnet, dass sie sich entlang der Länge der ersten Oberfläche 10a erstrecken. In jeder der Endreihen der drei erzeugnisseitigen Düsenreihen befinden sich drei erzeugnisseitige Düsen 24. In der anderen erzeugnisseitigen Düsenreihe (d. h. der mittleren erzeugnisseitigen Düsenreihe) befinden sich vier erzeugnisseitige Düsen 24. Die vier erzeugnisseitigen Düsen 24 in der mittleren der drei erzeugnisseitigen Düsenreihen entsprechen den vier Aussparungen 11a in der ersten Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10. Die drei erzeugnisseitigen Düsen 24 in jeder der Endreihen der drei erzeugnisseitigen Düsenreihen befinden sich zwischen benachbarten der erzeugnisseitigen Düsen 24 der mittleren erzeugnisseitigen Düsenreihe. Die Anzahl der erzeugnisseitigen Düsenreihen ist nicht auf drei beschränkt. Die Anzahl der erzeugnisseitigen Düsen 24 in jeder Reihe ist nicht auf drei oder vier beschränkt. Die mehreren erzeugnisseitigen Düsen 24 sind nicht unbedingt in Reihen angeordnet. Die erzeugnisseitigen Düsen 24 können so angeordnet werden, dass fast die gesamte erste Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 berieselt wird.
  • Die Oberseiten der erzeugnisseitigen Düsen 24 sind durch einen Düsenschutz 34 bedeckt. Dieser Düsenschutz 34 verhindert, dass Kühlwasser von den erzeugnisseitigen Düsen 24 und den speiserkopfseitigen Düsen 27 auf die erzeugnisseitigen Düse 24 fällt.
  • Wie in 7 gezeigt sind die mehreren speiserkopfseitigen Düsen 27 der speiserkopfseitigen Berieselungseinrichtung 26 in drei speiserkopfseitigen Düsenreihen in einer oberen Position der Form 1, die auf den Stellboden gesetzt wurde, angeordnet. Die drei speiserkopfseitigen Düsenreihen sind bei Abständen entlang der Breite der zweiten Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10 in der Form 1 so angeordnet, dass sie sich entlang der Länge der zweiten Oberfläche 10b erstrecken. In jeder der Endreihen der drei speiserkopfseitigen Düsenreihen befinden sich drei speiserkopfseitige Düsen 27. In der anderen speiserkopfseitigen Düsenreihe (d. h. der mittleren speiserkopfseitigen Düsenreihe) befinden sich vier speiserkopfseitige Düsen 27. Die drei speiserkopfseitigen Düsen 27 in jeder der Endreihen der drei speiserkopfseitigen Düsenreihen befinden sich zwischen benachbarten der speiserkopfseitigen Düsen 27 der mittleren speiserkopfseitigen Düsenreihe. Die Anzahl der speiserkopfseitigen Düsenreihen ist nicht auf drei beschränkt. Die Anzahl der speiserkopfseitigen Düsen 27 in jeder Reihe ist nicht auf drei oder vier beschränkt. Die mehreren speiserkopfseitigen Düsen 27 sind nicht unbedingt in Reihen angeordnet. Die speiserkopfseitigen Düsen 27 können so angeordnet werden, dass fast die gesamte zweite Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10 berieselt wird.
  • An dem unteren Ende der Abtrennung 32 ist eine Öffnung 32b ausgebildet. Die Öffnung 32b ermöglicht es dem Kühlwasser von den erzeugnisseitigen Düsen 24 und den speiserkopfseitigen Düsen 27 (die in einem unteren Abschnitt der Kammer 31a gelagert sind), von der Kammer 31a zu der zweiten Kammer 31b zu strömen. Das zu der zweiten Kammer 31b geströmte Kühlwasser wird außerhalb des Berieselungsraums 31 von einem (nicht gezeigten) Auslass abgelassen. Die zweite Kammer 31b umfasst einen Überlaufdetektor 35, der detektiert, dass der Wasserstand in der zweiten Kammer 31b einen vorbestimmten Wert erreicht. Wenn zum Beispiel der Auslass verstopft und der Überlaufdetektor 35 detektiert, dass der Wasserstand in der zweiten Kammer 31b den vorbestimmten Wert erreicht, werden das Berieseln der ersten Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 durch die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung 23 und das Berieseln der zweiten Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10 durch die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung 26 gestoppt.
  • Die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung 23 umfasst eine erzeugnisseitige Zufuhreinrichtung 41, die den erzeugnisseitigen Düsen 24 Luft (Druckluft) und Kühlwasser zuführt, während der Druck der Luft und des Kühlwassers gesteuert wird. Die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung 26 umfasst eine speiserkopfseitige Zufuhreinrichtung 71, die den speiserkopfseitigen Düsen 27 Luft (Druckluft) und das Kühlwasser zuführt, während der Druck der Luft und des Kühlwassers gesteuert wird.
  • In dieser Ausführungsform wird an den erzeugnisseitigen Düsen 24 in einer gleichen erzeugnisseitigen Düsenreihe der gleiche Luftdruck angelegt. An den erzeugnisseitigen Düsen 24 wird in einer gleichen erzeugnisseitigen Düsenreihe der gleiche Kühlwasserdruck angelegt. An den speiserkopfseitigen Düse 27 wird in einer gleichen speiserkopfseitigen Düsenreihe der gleiche Luftdruck angelegt. An den speiserkopfseitigen Düsen 27 wird in einer gleichen speiserkopfseitigen Düsenreihe der gleiche Kühlwasserdruck angelegt. Bei der erzeugnisseitigen Zufuhreinrichtung 41 wird somit jede erzeugnisseitige Düsenreihe mit einer Luftzufuhreinrichtung 42 zum Zuführen der Luft zu den erzeugnisseitigen Düsen 24 und mit einer Kühlwasserzufuhreinrichtung 43 zum Zuführen des Kühlwassers zu den erzeugnisseitigen Düsen 24 versehen. Die Strukturen der Luftzufuhreinrichtung 42 und der Kühlwasserzufuhreinrichtung 43 sind in 8 gezeigt und werden später näher beschrieben. 6 zeigt Zufuhrrohre 46 für die erzeugnisseitigen Düsenreihen. Jedes Zufuhrrohr 46 umfasst einen Luftzufuhrkanal 44 und einen Kühlwasserzufuhrkanal 45, die später beschrieben werden. Bei der speiserkopfseitigen Zufuhreinrichtung 71 ist ähnlich zu der erzeugnisseitigen Zufuhreinrichtung 41 jede speiserkopfseitige Düsenreihe mit einer Luftzufuhreinrichtung zum Zuführen der Luft zu den speiserkopfseitigen Düsen 27 und einer Kühlwasserzufuhreinrichtung zum Zuführen des Kühlwassers zu den speiserkopfseitigen Düsen 27 versehen. Die Luftzufuhreinrichtung und die Kühlwasserzufuhreinrichtung weisen Strukturen ähnlich der Luftzufuhreinrichtung 42 bzw. der Kühlwasserzufuhreinrichtung 43 auf und auf eine nähere Veranschaulichung wird daher verzichtet. 7 veranschaulicht Zufuhrrohre 72, die den Zufuhrrohren 46 ähneln.
  • 8 veranschaulicht die Strukturen der Luftzufuhreinrichtung 42 und der Kühlwasserzufuhreinrichtung 43 in einer mittleren der drei erzeugnisseitigen Düsenreihen. Die Luftzufuhreinrichtungen 42 und die Kühlwasserzufuhreinrichtungen 43 in den Endreihen der drei erzeugnisseitigen Düsenreihen weisen die Struktur auf, die den in 8 gezeigten Strukturen ähnelt. Nur die Anzahl der erzeugnisseitigen Düsen 24 ist unterschiedlich.
  • Unter Bezug auf 8 werden die Luftzufuhreinrichtung 42 und die Kühlwasserzufuhreinrichtung 43 der mittleren erzeugnisseitigen Düsenreihe näher beschrieben.
  • Die Luftzufuhreinrichtung 42 umfasst den Luftzufuhrkanal 44 zum Zuführen von Luft (Druckluft) 24 von einer Luftzufuhrquelle 51 zu den erzeugnisseitigen Düsen. Der Luftzufuhrkanal 44 umfasst in der Reihenfolge von stromaufwärts einen Luftdrucksteuerungsregler 52, einen Filter 53, einen Luftdurchsatzmesser 54 und einen Luftdrucksensor 55. Der Luftdrucksteuerungsregler 52 steuert den Druck der den erzeugnisseitigen Düsen 54 zugeführten Luft. Der Filter 53 entfernt Fremdstoffe aus der Luft des Luftzufuhrkanals 44. Der Luftdurchsatzmesser 54 detektiert den Durchsatz der Luft in dem Luftzufuhrkanal 44. Der Luftdrucksensor 55 detektiert den Luftdruck in dem Luftzufuhrkanal 44. Der Luftdrucksteuerungsregler 52 steuert den Druck der den erzeugnisseitigen Düsen 24 zugeführten Luft beruhend auf dem von dem Luftdrucksensor 55 detektierten Luftdruck.
  • Die Kühlwasserzufuhreinrichtung 43 umfasst den Kühlwasserzufuhrkanal 45 zum Zuführen des Kühlwassers zu den erzeugnisseitigen Düsen 24 von einer Kühlwasserzufuhrquelle 58. Der Kühlwasserzufuhrkanal 45 umfasst in der Reihenfolge von stromaufwärts einen Wasserdrucksteuerungsregler 59, einen Wasserdurchsatzmesser 60 und einen Wasserdrucksensor 61. Der Wasserdrucksteuerungsregler 59 steuert den Druck des den erzeugnisseitigen Düsen 24 zugeführten Kühlwassers. Der Wasserdurchsatzmesser 60 detektiert den Durchsatz des Kühlwassers in dem Kühlwasserzufuhrkanal 45. Der Wasserdrucksensor 61 detektiert den Kühlwasserdruck in dem Kühlwasserzufuhrkanal 45.
  • Der Wasserdrucksteuerungsregler 59 steuert den Druck des Kühlwassers in dem Kühlwasserzufuhrkanal 45 durch Ändern des gesteuerten Drucks der dem Wasserdrucksteuerungsregler 59 zugeführten Luft. Somit ist der Wasserdrucksteuerungsregler 59 mit einem Zufuhrkanal für gesteuerte Luft 64 zum Zuführen der gesteuerten Luft zu dem Wasserdrucksteuerungsregler 59 von einer Zufuhrquelle für gesteuerte Luft 65 verbunden. Der Zufuhrkanal für gesteuerte Luft 64 umfasst in der Reihenfolge von stromaufwärts einen Filter 66, einen Nebelabscheider 67 und einen Druckregler 68. Der Filter 66 entfernt Fremdstoffe aus der gesteuerten Luft. Der Nebelabscheider 67 entfernt Feuchtigkeit aus der gesteuerten Luft. Der Druckregler 68 steuert den Druck der gesteuerten Luft in dem Zufuhrkanal für gesteuerte Luft 64. Der Druckregler 68 steuert den Druck der dem Wasserdrucksteuerungsregler 59 zugeführten gesteuerten Luft beruhend auf dem von dem Wasserdrucksensor 61 detektierten Kühlwasserdruck. Der Wasserdrucksteuerungsregler 59 steuert dann den Kühlwasserdruck in dem Kühlwasserzufuhrkanal 45.
  • Die erzeugnisseitige Zufuhreinrichtung 41 stellt den Druck des den erzeugnisseitigen Düsen in der mittleren erzeugnisseitigen Düsenreihe zugeführten Kühlwassers höher als den Druck des den erzeugnisseitigen Düsen 24 in den Endreihen der drei erzeugnisseitigen Düsenreihen zugeführten Kühlwassers ein. Selbst wenn die Anzahl der erzeugnisseitigen Düsen 24 in der mittleren erzeugnisseitigen Düsenreihe gleich der Anzahl der erzeugnisseitigen Düsen 24 in den erzeugnisseitigen Enddüsenreihen ist, wird somit mehr Kühlwasser auf die Mitte in Breitenrichtung der ersten Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 als auf die beiden Enden in Breitenrichtung gerieselt. In dieser Ausführungsform ist die Anzahl der erzeugnisseitigen Düsen 24 in der mittleren erzeugnisseitigen Düsenreihe größer als die Anzahl der erzeugnisseitigen Düsen 24 in den erzeugnisseitigen Enddüsenreihen. Auf die Mitte der ersten Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 wird somit in der Breitenrichtung noch mehr Kühlwasser gerieselt. Ein in Breitenrichtung dazwischenliegender Abschnitt des Erzeugnisses 11 des Al-Legierungsgussteils 10 wird im Einzelnen weniger wahrscheinlich gekühlt als die beiden Enden in Breitenrichtung, die mit dem Formkörper 2 in Kontakt stehen. Somit wird das gesamte Erzeugnis 11 durch Rieseln von mehr Kühlwasser in dem in Breitenrichtung dazwischenliegenden Abschnitt der ersten Oberfläche 10a gleichmäßig gekühlt. Wenn es vier oder mehr erzeugnisseitige Düsenreihen gibt, kann, verglichen mit dem Druck des den erzeugnisseitigen Düsen 24 in den erzeugnisseitigen Düsenreihen, die sich an beiden Enden befinden, zugeführten Kühlwassers der Druck des den erzeugnisseitigen Düsen 24 in den anderen erzeugnisseitigen Düsenreihen hoch eingestellt werden.
  • Der Kühlwasserdruck der drei speiserkopfseitigen Düsenreihen wird hauptsächlich durch die Positionen der Verbindungsabschnitte 13 (d. h. des speiserkopfseitigen Zufuhrkanals 7) bestimmt. Der Druck des den speiserkopfseitigen Düsen 27 in der mittleren speiserkopfseitigen Düsenreihe zugeführten Kühlwassers ist nicht unbedingt höher als der Druck des den speiserkopfseitigen Düsen 27 in den speiserkopfseitigen Düsenreihen, die sich an den Enden befinden, zugeführten Kühlwassers.
  • Wenn die mehreren erzeugnisseitigen Düsen 24 in einer Reihe oder nicht in einer Reihe angeordnet sind, kann die Luftzufuhreinrichtung 42 und die Kühlwasserzufuhreinrichtung 43 in jeder erzeugnisseitigen Düse 24 vorgesehen werden (ebenfalls wie die Luftzufuhreinrichtung und die Kühlwasserzufuhreinrichtung der speiserkopfseitigen Zufuhreinrichtung 71). Ähnlich zu der Luftzufuhreinrichtung 42 und der Kühlwasserzufuhreinrichtung 43 für die erzeugnisseitigen Düsen 24 in der gleichen Reihe können alternativ die Luftzufuhreinrichtung 42 und die Kühlwasserzufuhreinrichtung 43 für die erzeugnisseitigen Düsen 24, die den gleichen Luftdruck und den gleichen Kühlwasserdruck aufweisen, gemeinsam ausgebildet sein (ebenso wie die Luftzufuhreinrichtung und die Kühlwasserzufuhreinrichtung der speiserkopfseitigen Zufuhreinrichtung 71).
  • Die Partikelgröße des Nebels des aus den erzeugnisseitigen Düsen 24 und den speiserkopfseitigen Düsen 27 kommenden Kühlwassers reicht bevorzugt von 30 μm bis 50 μm. Wenn im Einzelnen die Partikelgröße des Nebels des Kühlwassers kleiner als 30 μm ist, wird der Kühlwassernebel wahrscheinlich in der Luft verdampft und der Kühlwassernebel kann verdampft werden, bevor er die erste Oberfläche 10a oder die zweite Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10 berührt. Wenn dagegen die Partikelgröße größer als 50 μm ist, kann das Verdampfen des Nebels des Kühlwassers nach dem Berühren der ersten Oberfläche 10a oder der zweiten Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10 lange dauern. Somit fällt die Partikelgröße in den Bereich von 30 μm bis 50 μm, wodurch der Nebel des Kühlwassers die erste Oberfläche 10a oder die zweite Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10 berühren kann und der Nebel des Kühlwassers unmittelbar nach der Berührung verdampft wird. Dadurch wird das Al-Legierungsgussteil 10 effizient gekühlt.
  • Die Partikelgröße des Nebels des Kühlwassers, das aus den erzeugnisseitigen Düsen 24 kommt, wird durch Steuern des Drucks der Luft und des Kühlwassers, die den erzeugnisseitigen Düsen zugeführt 24 werden, mühelos gesteuert. Die Partikelgröße des Nebels des Kühlwassers, das aus den speiserkopfseitigen Düsen 27 kommt, wird durch Steuern des Drucks der Luft und des Kühlwassers, die den speiserkopfseitigen Düsen 27 zugeführt werden, analog mühelos gesteuert.
  • Nach dem Ende des Berieselns der ersten Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 durch die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung 10 und des Berieselns der zweiten Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10 durch die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung 26 bringt die Kühlvorrichtung (Kühler) 21 das zweite Verschließelement 4 zurück in den Zustand, der den zweiten offenen Abschnitt 2d des Formkörpers 2 mithilfe der Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement 25 verschließt. Dadurch wird das Al-Legierungsgussteil 10 (insbesondere das Erzeugnis 11) mit der Restwärme des Al-Legierungsgussteils 10 gealtert. Um das Altern mit der Restwärme auszuführen, wird die Temperatur der Oberfläche des Erzeugnisses 11 an dem Speiserkopf 12 am Ende des Berieselns der ersten Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 durch die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung 23 und des Berieselns der zweiten Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10 durch die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung 26 um eine vorbestimmte Temperatur (z. B. 150°C–200°C) höher als die Temperatur der Oberfläche (der ersten Oberfläche 10a) des Erzeugnisses 11 gegenüber dem Speiserkopf 12 eingestellt. Zu diesem Zweck wird im Grunde zuerst das Berieseln der ersten Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 durch die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung 23 gestartet. Nach dem Start und vor dem Ende des Berieselns wird das Berieseln der zweiten Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10 durch die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung 27 gestartet. In dieser Ausführungsform enden das Berieseln der ersten Oberfläche 10a und das Berieseln der zweiten Oberfläche 10b gleichzeitig. Die Zeitvorgabe ist nicht darauf beschränkt. Am Ende des Berieselns der ersten Oberfläche 10a und des Berieselns der zweiten Oberfläche 10b kann die Temperatur der Oberfläche des Erzeugnisses 11 an dem Speiserkopf 12 um die vorbestimmte Temperatur höher als die Temperatur der Oberfläche (der ersten Oberfläche 10a) des Erzeugnisses 11 gegenüber dem Speiserkopf 12 sein.
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils 10, das in der vorstehend beschriebenen Form 1 gebildet wird, unter Verwenden der Kühlvorrichtung (Kühler) 21 beschrieben.
  • Nach dem Bilden des Al-Legierungsgussteils 10 trennt wie in 4 gezeigt die Trenneinrichtung für das erste Verschließelement 22 das erste Verschließelement 3 der Form 1 von dem Formkörper 2, um die erste Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 durch den ersten offenen Abschnitt 2c des Formkörpers 2 freizulegen.
  • Danach setzt das Robotersystem die Form 1 mit dem von dem Formkörper 2 getrennten ersten Verschließelement 3 von außerhalb des Berieselungsraums 31 auf den Stellboden in dem Berieselungsraum 31. Dann wird der Verschluss 33 geschlossen, um das Innere des Berieselungsraums 31 nahezu luftdicht zu machen.
  • Nachdem die Form 1, mit dem von dem Formkörper 2 getrennten ersten Verschließelement 3, auf den Stellboden gesetzt ist, wird eine vorbestimmte Zeit nach Trennen des ersten Verschließelements 3 der Form 1 von dem Formkörper 2 gewartet. Die vorbestimmte Zeit wird eingestellt, um die Temperatur der ersten Oberfläche 10a bei Start des Berieselns der ersten Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 durch die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung 23 (d. h. die Kühlstarttemperatur des Al-Legierungsgussteils 10) auf die Temperatur (z. B. 500°C) zu steuern, die für ein Abschrecken des Erzeugnisses 11 des Al-Legierungsgussteils 10 geeignet ist. Da im Einzelnen das erste Verschließelement 3 die Metallform ist, wird der geschmolzenen Al-Legierung 9 durch das erste Verschließelement 3 Wärme entzogen, wenn sich die geschmolzene Al-Legierung 9 verfestigt. Dadurch wird am Ende des Bildens des Al-Legierungsgussteils 10 die Temperatur an dem Abschnitt des Erzeugnisses 11 gegenüber dem Speiserkopf 12 (einschließlich der ersten Oberfläche 10a) niedriger als die geeignete Temperatur (siehe 12). Am Ende des Ausbildens des Al-Legierungsgussteils 10 ist dagegen die Temperatur des Speiserkopfes 12 oder des Abschnitts des Erzeugnisses 11 an dem Speiserkopf 12 höher als die geeignete Temperatur. Wenn das erste Verschließelement 3 von dem Formkörper 2 (zu einem Zeitpunkt t1 von 12) getrennt wird, wird von der ersten Oberfläche 10a weniger Wärme abgestrahlt. Wenn dann die Wärme des Speiserkopfes 12 oder des Abschnitts des Erzeugnisses 11 an dem Speiserkopf 12 zu der Seite des Erzeugnisses 11 gegenüber dem Speiserkopf 12 geleitet wird, wird die Temperatur der Seite des Erzeugnisses des Al-Legierungsgussteils gegenüber dem Speiserkopf (einschließlich der ersten Oberfläche) die geeignete Temperatur. 12 ist ein Graph, der ein Messergebnis von Änderungen der Temperatur der Mitte der Oberfläche (der ersten Oberfläche) des vorstehend beschriebenen Erzeugnisses (Zylinderkopfes) 11 gegenüber dem Speiserkopf 12 und der Temperatur der Mitte der Oberfläche des Erzeugnisses 11 an dem Speiserkopf 12 zeigt.
  • Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit nach Trennen des ersten Verschließelements 3 von dem Formkörper 2 (bei einem Zeitpunkt t2 von 12) arbeitet die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung 23, um die erste Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 durch die erzeugnisseitigen Düsen 24 mit dem Kühlflüssigkeitsnebel zu berieseln, wie in 9 gezeigt ist. Dies schreckt und kühlt das Al-Legierungsgussteil 10 ab. Dieses Berieseln der ersten Oberfläche 10a kühlt die Seite des Erzeugnisses 11 gegenüber dem Speiserkopf 12 einschließlich der ersten Oberfläche 10a schnell ab (siehe 12).
  • Nach dem Start des Berieselns der ersten Oberfläche 10a trennt die Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement 25 das zweite Verschließelement 4 von dem Formkörper 2, um die zweite Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10 durch den zweiten offenen Abschnitt 2d des Formkörpers 2 freizulegen. Das zweite Verschließelement 4 wird vor dem Start des Berieselns der zweiten Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10, das nach dem Abtrennen ausgeführt wird, von dem Formkörper 2 getrennt.
  • Dann dient, wie in 10 gezeigt, die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung 26 dazu, die zweite Oberfläche 10b des Al-Legierungsgussteils 10, die durch das Abtrennen des zweiten Verschließelements 4 freigelegt wurde, durch die speiserkopfseitigen Düsen 27 mit dem Kühlflüssigkeitsnebel zu berieseln. Das Berieseln der zweiten Oberfläche 10b startet nach dem Start und vor dem Ende des Berieselns der ersten Oberfläche 10a. Im Einzelnen startet das Berieseln der zweiten Oberfläche 10b vorzugsweise zu dem Zeitpunkt (bei Zeitpunkt t3 von 12), da die schnell sinkende Temperatur des Abschnitts des Erzeugnisses 11 gegenüber dem Speiserkopf 12 durch das Berieseln der ersten Oberfläche 10a zu einem nahezu stabilen Zustand geschaltet wird (die Temperatursinkrate wird von der Rate, die höher als eine erste vorbestimmte Rate ist, zu der Rate, die niedriger als eine zweite vorbestimmte Rate ist, welches die erste vorbestimmte Rate ist, umgeschaltet). Somit schreckt und kühlt das Berieseln der zweiten Oberfläche 10b das Al-Legierungsgussteil 10 (insbesondere das Erzeugnis 11) zusammen mit dem Berieseln der ersten Oberfläche 10a ab.
  • Das Berieseln der ersten Oberfläche 10a kühlt das Erzeugnis 11 des Al-Legierungsgussteils 10 von der Oberfläche (der ersten Oberfläche 10a) gegenüber dem Speiserkopf 12 hin zu dem Speiserkopf 12 ab. Die Seite des Speiserkopfs 12 des Erzeugnisses 11 wird nur durch das Berieseln der ersten Oberfläche 10a aufgrund der Wärme des Speiserkopfs 12 weniger wahrscheinlich als die Seite des Erzeugnisses 11 gegenüber dem Speiserkopf 12 abgekühlt. Dadurch wird die Temperatur des Erzeugnisses 11 zwischen der Seite gegenüber dem Speiserkopf 12 und der Seite des Speiserkopfs 12 schwerlich einheitlich. Bei dieser Ausführungsform kühlt aber das Berieseln der zweiten Oberfläche 10b die Seite des Speiserkopfs 12 des Erzeugnisses 11 mittels des Speiserkopfs 12 stark ab. Dies führt zu einer Reduzierung der Schwankungen der Festigkeit des gesamten Erzeugnisses 11 des Al-Legierungsgussteils 10 und zu weniger Verformung des Erzeugnisses 11, wodurch Größenunterschiede bei mehreren Abschnitten (insbesondere den vier Aussparungen 11a) des Erzeugnisses 11, die die gleiche Größe haben müssen, reduziert werden.
  • Nach Verstreichen einer ersten vorbestimmten Zeit nach dem Start des Berieselns der zweiten Oberfläche 10b (bei einem Zeitpunkt t4 von 12) enden das Berieseln der ersten Oberfläche 10a und das Berieseln der zweiten Oberfläche 10b gleichzeitig. Über die erste vorbestimmte Zeit wird die Temperatur der Oberfläche des Erzeugnisses 11 an dem Speiserkopf 12 um die vorbestimmte Temperatur höher als die Temperatur der ersten Oberfläche 10a.
  • Nach dem Ende des Berieselns der ersten Oberfläche 10a und der zweiten Oberfläche 10b dient die Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement 25 unmittelbar dazu, das zweite Verschließelement 4 zu dem Zustand des Verschließens des zweiten offenen Abschnitts 2d des Formkörpers 2 zu bringen (siehe 11). Danach wird der Verschluss 33 des Berieselungsraums 31 geöffnet. Dann entnimmt das Robotersystem außerhalb des Berieselungsraums 31 den Formkörper 2, dessen zweiter offener Abschnitt 2d von dem zweiten Verschließelement 4 verschlossen ist.
  • Als Nächstes wird der Verschließzustand des vorstehend beschriebenen zweiten offenen Abschnitts 23d über eine zweite vorbestimmte Zeit fortgesetzt, um das Al-Legierungsgussteil 10 (das Erzeugnis 11) zu altern. Wenn der zweite offene Abschnitt 2d des Formkörpers 2 durch das zweite Verschließelement 4 verschlossen ist, wird die Restwärme an dem Speiserkopf 12 oder der Seite des Speiserkopfs 12 des Erzeugnisses 11 nicht aus dem Formkörper 2 nach außen freigesetzt und wird in hohem Maß zu der Seite des Erzeugnisses 11 gegenüber dem Speiserkopf 12 geleitet. Dadurch steigt die Temperatur der Seite des Erzeugnisses 11 gegenüber dem Speiserkopf 12, so dass die Temperatur des gesamten Al-Legierungsgussteils 10 (insbesondere des gesamten Erzeugnisses 11) im Wesentlichen gleichmäßig wird (siehe den Zeitpunkt t4 und später in 12). In diesem Zustand wird das gesamte Al-Legierungsgussteil 10 (das gesamte Erzeugnis 11) im Wesentlichen gleichmäßig gealtert. Schwankungen der Festigkeit des gesamten gealterten Erzeugnisses 11 des Al-Legierungsgussteils 10 werden somit weiter reduziert. Größenunterschiede bei den mehreren Abschnitten des Erzeugnisses (insbesondere den vier Aussparungen 11a), die die gleiche Größe haben müssen, werden weiter reduziert.
  • Selbst wenn bei dem Altern der erste offene Abschnitt 2c des Formkörpers 2 offen ist, wird von der ersten Oberfläche 10a des Al-Legierungsgussteils 10 weniger Wärme abgestrahlt. Die Restwärme an dem Speiserkopf 12 oder der Seite des Speiserkopfs 12 des Erzeugnisses 11 wird zu dem Abschnitt des Erzeugnisses 11 gegenüber dem Speiserkopf 12 geleitet. Dies altert das Al-Legierungsgussteil 10 (das Erzeugnis 11) ordnungsgemäß. Wie bei dieser Ausführungsform, bei der das erste Verschließelement 3 die Metallform ist und der ersten offene Abschnitt 2c des Formkörpers 2 wieder durch das erste Verschließelement 3 verschlossen wird, pflegt insbesondere die zu der Seite des Erzeugnisses 11 gegenüber dem Speiserkopf 12 geleitete Wärme zu dem ersten Verschließelement 3 freigesetzt zu werden. Ferner wird das erste Verschließelement 3, das die Metallform ist, wahrscheinlich thermisch verformt, wodurch der erste offene Abschnitt 2c nicht zuverlässig verschlossen wird. Im Hinblick auf die Probleme ist der erste offene Abschnitt 2c des Formkörpers 2 vorzugsweise offen. Durch Verwenden der Sandform für den Formkörper 2 und das zweite Verschließelement 4 isoliert der Al-Legierungsgussteil 10 Wärme stark, wodurch eine ausgezeichnete Alterung ausgeführt wird.
  • Nach dem Ende des Alterns werden der Formkörper 2 und das zweite Verschließelement 4, die die Sandform sind, zerbrochen, um das Al-Legierungsgussteil 10 zu entnehmen. Nach Entfernen des an dem Al-Legierungsgussteil 10 anhaftenden Sands werden der Speiserkopf 12 und die Verbindungsabschnitte 13 von dem Erzeugnis 11 getrennt. Am Ende wird das Erzeugnis 11 fertiggestellt (entgratet etc.).
  • Daher werden bei dieser Ausführungsform Schwankungen der Festigkeit des gesamten Produkts 11 des Al-Legierungsgussteils 10 reduziert und das Erzeugnis 11 wird weniger verformt, wodurch Größenunterschiede bei den mehreren Abschnitten (insbesondere den vier Aussparungen 11a) des Erzeugnisses 11, die die gleiche Größe haben müssen, weiter reduziert werden. Es besteht ferner kein Bedarf, das abgeschreckte und gekühlte Al-Legierungsgussteil 10 in einem Ofen etc. zu erwärmen, um das Al-Legierungsgussteil 10 zu altern. Das Al-Legierungsgussteil wird somit problemlos gealtert.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Innerhalb des Schutzumfangs des beanspruchten Gegenstands werden Änderungen und Abwandlungen vorgenommen.
  • Während bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem das Erzeugnis 11 des Al-Legierungsgussteils 10 der Zylinderkopf ist, ist das Erzeugnis 11 nicht darauf beschränkt. Das Erzeugnis 11 kann zum Beispiel Zylinderblöcke und andere Al-Legierungen sein.
  • Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist lediglich ein Beispiel. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung sollte nicht als einschränkend ausgelegt werden. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche der vorliegenden Erfindung festgelegt. Die vorliegende Erfindung umfasst alle Änderungen und Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche und Äquivalente.
  • Bei einem Zylinderkopf (nachstehend als Probe 1 bezeichnet), der in ähnlicher Weise wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erhalten wird, wurde die Härte (speziell die Brinell-Härte (die auch in den folgenden Beispielen verwendet wird)) der Abschnitte (d. h. der Aussparungen) der Oberfläche an dem Brennraum gemessen, die den ersten bis vierten Zylindern entsprechen. Zum Vergleich ein Zylinderkopf (nachstehend als Probe 2 bezeichnet), der durch Absenken in gespeichertes Wasser gekühlt wurde, die Form, dessen erstes Verschließelement nach dem Gießen von dem Formkörper getrennt wurde. Die Härte der Abschnitte der Oberfläche an dem Brennraum, die den ersten bis dritten Zylindern entsprechen, wurde gemessen. Die Probe 2 wurde in Wasser abgesenkt, um abgeschreckt zu werden, und wurde dann in einem Ofen gealtert. Die Probe 2 wurde in einer Form ähnlich der von Probe 1 gegossen.
  • 13 zeigt das Messergebnis. In 13 bezeichnen #1–#4 die Abschnitte der Oberfläche der Probe 1 an dem Brennraum, die den ersten bis vierten Zylindern entsprechen, und #1–#3 bezeichnen die Abschnitte der Oberfläche der Probe 2 an dem Brennraum, die den ersten bis dritten Zylindern entsprechen. Die Probe 1 weist kleine Schwankungen der Härte bei den Abschnitten der Oberfläche an dem Brennraum, die den vier Zylindern entsprechen, auf. D. h. es liegen kleine Festigkeitsschwankungen vor.
  • Dann wurde die Härte in der Mitte der Oberfläche jeder der Proben 1 und 2 an dem Kopfdeckel gemessen. 14 zeigt das Messergebnis. Bei der Probe 1 ist die Härte der Oberfläche an dem Kopfdeckel nahezu gleich der Härte der Oberfläche an dem Brennraum. Daher weist die Probe 1 als Ganzes kleine Schwankungen der Festigkeit auf. Bei Absenken der Probe 2 in Wasser berührt die Seite des Kopfdeckels dagegen das Wasser nicht. Somit wird die Probe 2 ungenügend abgeschreckt und weist eine geringe Härte auf. Selbst wenn nur die Oberfläche des Brennraums berieselt wird, wird angenommen, dass ein Ergebnis ähnlich wie bei Probe 2 erhalten wird, sofern nicht die Oberfläche des Kopfdeckels berieselt wird.
  • Als Nächstes wurde die maximale Tiefe jeder der vier Aussparungen in der Probe 1 gemessen. Die Differenz 6 zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert der gemessenen maximalen Tiefen der vier Aussparungen wurde erhalten. Zum Vergleich wurde die Differenz 6 zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert der gemessenen maximalen Tiefen der vier Aussparungen in der Probe 2 erhalten. 15 zeigt das Ergebnis. Bei der Probe 1 ist die Differenz 6 signifikant klein, was zeigt, dass die Größenunterschiede bei den mehreren Aussparungen signifikant klein sind.
  • Dann wurde die Temperatur der ersten Oberfläche. (die Abschreckstarttemperatur der ersten Oberfläche) bei Start des Berieselns der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils durch die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung geändert.
  • Bei jeder Abschreckstarttemperatur wurden die Zugfestigkeit und die Dehngrenze der Seite (der Seite der ersten Oberfläche) des Erzeugnisses des Al-Aluminiumgussteils gegenüber dem Speiserkopf nach dem Berieseln erhalten. Das Erzeugnis ist hier ein Zylinderkopf ähnlich dem in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
  • 16 zeigt die Beziehung zwischen der Abschreckstarttemperatur der ersten Oberfläche und der Zugfestigkeit und der Dehngrenze der Seite des Erzeugnisses gegenüber dem Speiserkopf. Wenn dadurch die Abschreckstarttemperatur der ersten Oberfläche in den Bereich von 480°C bis 500°C fällt, wird eine erwünschte Festigkeit des Zylinderkopfs zuverlässig erhalten.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung ist für ein Verfahren zum Kühlen eines Al-Legierungsgussteils, das durch Einspritzen einer geschmolzenen Al-Legierung in einen Hohlraum und einen Speiserkopf-Hohlraum, die in einer Form ausgebildet sind, gebildet wird, sowie für eine Vorrichtung zum Kühlen eines solchen Al-Legierungsgussteils brauchbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Form
    2
    Formkörper
    2a
    Erster Raum
    2b
    Zweiter Raum
    2c
    Erster offener Abschnitt
    2d
    Zweiter offener Abschnitt
    3
    Erstes Verschließelement
    4
    Zweites Verschließelement
    5
    Hohlraum
    6
    Speiserkopfhohlraum
    9
    Geschmolzene Al-Legierung
    10
    Al-Legierungsgussteil
    11
    Erzeugnis
    12
    Speiserkopf
    21
    Kühlvorrichtung (Kühler)
    22
    Trenneinrichtung für das erste Verschließelement
    23
    Erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung
    24
    Erzeugnisseitige Düse
    25
    Trennvorrichtung für das zweite Verschließelement
    26
    Speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung
    27
    Speiserkopfseitige Düse
    31
    Berieselungsraum
    41
    Erzeugnisseitige Zufuhreinrichtung
    71
    Speiserkopfseitige Zufuhreinrichtung

Claims (11)

  1. Verfahren zum Kühlen eines Al-Legierungsgussteils, das durch Einspritzen einer geschmolzenen Al-Legierung in einen Hohlraum und einen Speiserkopfhohlraum, die in einer Form ausgebildet sind, ausgebildet wird und ein Erzeugnis, das dem Hohlraum entspricht, und einen Speiserkopf, der dem Speiserkopfhohlraum entspricht, umfasst, wobei die Form umfasst einen Formkörper, welcher umfasst einen ersten Raum für den Hohlraum, einen zweiten Raum für den Speiserkopfhohlraum, einen ersten offenen Abschnitt, der ausgelegt ist, um den ersten Raum hin zu einer Seite gegenüber dem zweiten Raum freizulegen, und einen zweiten offenen Abschnitt, der ausgelegt ist, um den zweiten Raum hin zu einer Seite gegenüber dem ersten Raum freizulegen, und ein erstes Verschließelement, das ausgelegt ist, um den ersten offenen Abschnitt des Formkörpers zu schließen, um zusammen mit dem Formkörper den Hohlraum zu bilden. und ein zweites Verschließelement, das ausgelegt ist, um den zweiten offenen Abschnitt des Formkörpers zu schließen, um zusammen mit dem Formkörper den Speiserkopfhohlraum zu bilden, wobei das Verfahren umfasst: nach dem Bilden des Al-Legierungsgussteils in der Form ein Trennen des ersten Verschließelements der Form von dem Formkörper, um eine erste Oberfläche des Al-Legierungsgussteils, die eine Oberfläche des Erzeugnisses gegenüber dem Speiserkopf ist, durch den ersten offenen Abschnitt des Formkörpers freizulegen; ein erzeugnisseitiges Berieseln zum Berieseln der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils, die bei dem Abtrennen des ersten Verschließelements freigelegt wird, mit einem Nebel von Kühlflüssigkeit durch eine erzeugnisseitige Düse, die der ersten Oberfläche zugewandt ist, um das Al-Legierungsgussteil abzuschrecken und zu kühlen; nach einem Start des erzeugnisseitigen Berieselns ein Trennen des zweiten Verschließelements der Form von dem Formkörper, um eine zweite Oberfläche der Al-Legierung, die eine Oberfläche des Speiserkopfs gegenüber dem Erzeugnis ist, durch den zweiten offenen Abschnitt des Formkörpers freizulegen; und ein speiserkopfseitiges Berieseln zum Berieseln der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils, die bei dem Abtrennen des zweiten Verschließelements freigelegt wird, mit einem Nebel von Kühlflüssigkeit durch eine speiserkopfseitige Düse, die der zweiten Oberfläche zugewandt ist, wobei das speiserkopfseitige Berieseln das Berieseln der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils nach dem Start und vor einem Ende des erzeugnisseitigen Berieselns startet, um das Al-Legierungsgussteil zusammen mit dem erzeugnisseitigen Berieseln abzuschrecken und zu kühlen.
  2. Verfahren zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: nach dem Ende des erzeugnisseitigen Berieselns und des speiserkopfseitigen Berieselns das Altern des Al-Legierungsgussteils mit Restwärme des Al-Legierungsgussteils, wobei der zweite offene Abschnitt des Formkörpers durch das zweite Verschließelement der Form wieder verschlossen wird.
  3. Verfahren zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils nach Anspruch 1, wobei die erzeugnisseitige Düse mehrere erzeugnisseitige Düsen umfasst, die speiserkopfseitige Düse mehrere speiserkopfseitige Düsen umfasst, das erzeugnisseitige Berieseln die erste Oberfläche des Al-Legierungsgussteils mit dem Nebel der Kühlflüssigkeit durch die erzeugnisseitigen Düsen berieselt, während ein Druck von Luft und der Kühlflüssigkeit, die den erzeugnisseitigen Düsen zugeführt werden, gesteuert wird, und das speiserkopfseitige Berieseln die zweite Oberfläche des Al-Legierungsgussteils mit dem Nebel der Kühlflüssigkeit durch die speiserkopfseitigen Düsen berieselt, während ein Druck von Luft und der Kühlflüssigkeit, die den speiserkopfseitigen Düsen zugeführt werden, gesteuert wird.
  4. Verfahren zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils nach Anspruch 3, wobei jede der ersten und zweiten Oberflächen des Al-Legierungsgussteils eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist, die mehreren erzeugnisseitigen Düsen entlang einer Breite der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils in mindestens drei erzeugnisseitigen Düsenreihen, die sich entlang einer Länge der ersten Oberfläche erstrecken, bei Abständen angeordnet sind, die mehreren speiserkopfseitigen Düsen entlang einer Breite der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils in mindestens drei speiserkopfseitigen Düsenreihen, die sich entlang einer Länge der zweiten Oberfläche erstrecken, bei Abständen angeordnet sind und verglichen mit dem Druck der den erzeugnisseitigen Düsen in Endreihen der mindestens drei erzeugnisseitigen Düsenreihen zugeführten Kühlflüssigkeit der Druck der den erzeugnisseitigen Düsen in der/den anderen erzeugnisseitigen Düsenreihe(n) zugeführten Kühlflüssigkeit hoch eingestellt ist.
  5. Verfahren zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils nach Anspruch 1, wobei eine Partikelgröße des Nebels der von der erzeugnisseitigen Düse und der speiserkopfseitigen Düse zugeführten Kühlflüssigkeit von 30 μm bis 50 μm reicht, beide Werte eingeschlossen.
  6. Verfahren zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils nach Anspruch 1, wobei das erzeugnisseitige Berieseln, das Abtrennen des zweiten Verschließelements und das speiserkopfseitige Berieseln in einem Berieselungsraum ausgeführt werden.
  7. Verfahren zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils nach Anspruch 1, wobei das Erzeugnis des Al-Legierungsgussteils ein Zylinderkopf eines Motor ist und die erste Oberfläche des Al-Legierungsgussteils eine Oberfläche des Zylinderkopfs an einem Brennraum ist.
  8. Vorrichtung zum Kühlen eines Al-Legierungsgussteils, das durch Einspritzen einer geschmolzenen Al-Legierung in einen Hohlraum und einen Speiserkopfhohlraum, die in einer Form ausgebildet sind, ausgebildet ist und ein Erzeugnis, das dem Hohlraum entspricht, und einen Speiserkopf, der dem Speiserkopfhohlraum entspricht, umfasst, die Form umfasst einen Formkörper, welcher umfasst einen ersten Raum für den Hohlraum, einen zweiten Raum für den Speiserkopfhohlraum, einen ersten offenen Abschnitt, der ausgelegt ist, um den ersten Raum hin zu einer Seite gegenüber dem zweiten Raum freizulegen, und einen zweiten offenen Abschnitt, der ausgelegt ist, um den zweiten Raum hin zu einer Seite gegenüber dem ersten Raum freizulegen, und ein erstes Verschließelement, das ausgelegt ist, um den ersten offenen Abschnitt des Formkörpers zu verschließen, um zusammen mit dem Formkörper den Hohlraum zu bilden, und ein zweites Verschließelement, das ausgelegt ist, um den zweiten offenen Abschnitt des Formkörpers zu verschließen, um zusammen mit dem Formkörper den Speiserkopfhohlraum zu bilden, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Trenneinrichtung für das erste Verschließelement, die ausgelegt ist, um das erste Verschließelement der Form nach dem Bilden des Al-Legierungsgussteils in der Form von dem Formkörper zu trennen, um eine erste Oberfläche des Al-Legierungsgussteils, die eine Oberfläche des Erzeugnisses gegenüber dem Speiserkopf ist, durch den ersten offenen Abschnitt des Formkörpers freizulegen; eine erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung, die ausgelegt ist, um die erste Oberfläche des Al-Legierungsgussteils, die durch Abtrennen des ersten Verschlusselements durch die Trenneinrichtung für das erste Verschließelement freigelegt wird, mit einem Nebel einer Kühlflüssigkeit durch eine erzeugnisseitige Düse, die der ersten Oberfläche zugewandt ist, zu berieseln, um das Al-Legierungsgussteil abzuschrecken und zu kühlen; eine Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement, die ausgelegt ist, um das zweite Verschließelement der Form nach einem Start des Berieselns der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils unter Verwenden der erzeugnisseitigen Berieselungseinrichtung von dem Formkörper zu trennen, um eine zweite Oberfläche der Al-Legierung, die eine Oberfläche des Speiserkopfs gegenüber dem Erzeugnis ist, durch den zweiten offenen Abschnitt des Formkörpers freizulegen; und eine speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung, die ausgelegt ist, um die zweite Oberfläche des Al-Legierungsgussteils, die durch die Abtrennung des zweiten Verschließelements unter Verwenden der Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement freigelegt wird, mit einem Nebel einer Kühlflüssigkeit durch eine speiserkopfseitige Düse, die der zweiten Oberfläche zugewandt ist, zu berieseln, wobei die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung das Berieseln der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils nach dem Start und vor einem Ende des Berieselns der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils unter Verwenden der erzeugnisseitigen Berieselungseinrichtung startet, um das Al-Legierungsgussteil zusammen mit der erzeugnisseitigen Berieselungseinrichtung abzuschrecken und zu kühlen.
  9. Vorrichtung zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils nach Anspruch 8, wobei die Trennvorrichtung für das zweite Verschließelement es ermöglicht, dass das von dem Formkörper getrennte zweite Verschließelement den zweiten offenen Abschnitt des Formkörpers wieder verschließt, und die Vorrichtung zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils es dem zweiten Verschließelement ermöglicht, den zweiten offenen Abschnitt des Formkörpers nach dem Ende des Berieselns der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils durch die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung und des Berieselns der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils durch die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung unter Verwenden der Trenneinrichtung für das zweite Verschließelement wieder zu verschließen, um das Al-Legierungsgussteil mit Restwärme des Al-Legierungsgussteils zu altern.
  10. Verfahren zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils nach Anspruch 8, wobei die erzeugnisseitige Düse mehrere erzeugnisseitige Düsen umfasst, die speiserkopfseitige Düse mehrere speiserkopfseitige Düsen umfasst, die erzeugnisseitige Berieselungseinrichtung eine erzeugnisseitige Zufuhreinrichtung umfasst, die ausgelegt ist, um den erzeugnisseitigen Düsen Luft und Kühlflüssigkeit zuzuführen, während der Druck der Luft und der Kühlflüssigkeit gesteuert wird, und die speiserkopfseitige Berieselungseinrichtung eine speiserkopfseitige Zufuhreinrichtung umfasst, die ausgelegt ist, um den speiserkopfseitigen Düsen Luft und Kühlflüssigkeit zuzuführen, während der Druck der Luft und der Kühlflüssigkeit gesteuert wird.
  11. Vorrichtung zum Kühlen des Al-Legierungsgussteils nach Anspruch 10, wobei jede der ersten und zweiten Oberflächen des Al-Legierungsgussteils eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist, die mehreren erzeugnisseitigen Düsen entlang einer Breite der ersten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils in mindestens drei erzeugnisseitigen Düsenreihen, die sich entlang einer Länge der ersten Oberfläche erstrecken, bei Abständen angeordnet sind, die mehreren speiserkopfseitigen Düsen entlang einer Breite der zweiten Oberfläche des Al-Legierungsgussteils in mindestens drei speiserkopfseitigen Düsenreihen, die sich entlang einer Länge der zweiten Oberfläche erstrecken, bei Abständen angeordnet sind und die erzeugnisseitige Zufuhreinrichtung, verglichen mit dem Druck der den erzeugnisseitigen Düsen in Endreihen der mindestens drei erzeugnisseitigen Düsenreihen zugeführten Kühlflüssigkeit, den Druck der den erzeugnisseitigen Düsen in der/den anderen erzeugnisseitigen Düsenreihe(n) zugeführten Kühlflüssigkeit hoch einstellt.
DE112013004528.1T 2012-09-18 2013-03-14 Kühlverfahren und Kühlvorrichtung für ein aus AL-Legierung hergestelltes Gussteil Expired - Fee Related DE112013004528B4 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012203930A JP5935619B2 (ja) 2012-09-18 2012-09-18 Ａｌ合金製鋳造品の冷却方法及び冷却装置
JP2012203930 2012-09-18
JPJP2012203930 2012-09-18
PCT/JP2013/001708 WO2014045475A1 (ja) 2012-09-18 2013-03-14 Ａｌ合金製鋳造品の冷却方法及び冷却装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112013004528T5 true DE112013004528T5 (de) 2015-06-03
DE112013004528B4 DE112013004528B4 (de) 2019-12-12

Family

ID=50340818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112013004528.1T Expired - Fee Related DE112013004528B4 (de) 2012-09-18 2013-03-14 Kühlverfahren und Kühlvorrichtung für ein aus AL-Legierung hergestelltes Gussteil

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10000835B2 (de)
JP (1) JP5935619B2 (de)
CN (1) CN104619442B (de)
DE (1) DE112013004528B4 (de)
MX (1) MX364472B (de)
WO (1) WO2014045475A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016007450A1 (de) 2016-06-17 2017-12-21 Audi Ag Verfahren und Vorrichtung zur Temperierung eines Gussteils

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5935619B2 (ja) * 2012-09-18 2016-06-15 マツダ株式会社 Ａｌ合金製鋳造品の冷却方法及び冷却装置
JP6424655B2 (ja) * 2015-02-03 2018-11-21 トヨタ自動車株式会社 鋳造粗材の焼入方法
CN106378440B (zh) * 2015-08-05 2018-11-06 新泰市鑫晟铸造有限公司 一种挖掘机护板铸件出料机构
KR101735489B1 (ko) * 2015-08-21 2017-05-15 서울시립대학교 산학협력단 알루미늄 주조합금의 제조방법 및 제조장치
US20180016666A1 (en) * 2016-07-18 2018-01-18 GM Global Technology Operations LLC Method of manufacturing metal castings
JP6771407B2 (ja) * 2017-03-07 2020-10-21 株式会社フェザーグラス 除熱方法及び除熱システム
CN108080609B (zh) * 2017-12-25 2019-06-14 合肥南方汽车零部件有限公司 一种汽车零部件的冷却装置
CN108676981B (zh) * 2018-07-31 2023-11-17 广西百矿冶金技术研究有限公司 一种铝合金挤压材多功能在线淬火系统
CN109877301A (zh) * 2019-03-19 2019-06-14 青海盐湖工业股份有限公司 一种大型压铸件集成喷淋冷却装置
JP7014245B2 (ja) * 2019-03-27 2022-02-01 Ｊｆｅスチール株式会社 棒鋼の冷却方法および冷却ミストの吹き付け装置、ならびに棒鋼の製造方法
CN111744973A (zh) * 2019-03-27 2020-10-09 杰富意钢铁株式会社 棒钢的冷却方法和冷却雾的喷吹装置、以及棒钢的制造方法
CN110369692B (zh) * 2019-08-26 2021-06-08 共享装备股份有限公司 缩短大型铸件压箱时间的方法
JP7279607B2 (ja) * 2019-10-02 2023-05-23 マツダ株式会社 鋳造品の弾塑性応力解析方法、解析システム、解析プログラム、及び記録媒体
JP7290251B2 (ja) * 2019-11-12 2023-06-13 学校法人大同学園 砂型造型可視化装置
CN111745137B (zh) * 2020-06-02 2021-08-03 北京科技大学 一种与去毛刺机紧凑布置的铸坯冷却方法
CN113477906A (zh) * 2021-06-11 2021-10-08 安徽博晟亿电力科技有限公司 一种生产用生铁铸件的表面降温装置及其实施方法
CN114226679A (zh) * 2021-12-25 2022-03-25 江苏绿创新材料科技有限公司 一种铝合金压铸件多介质风冷冷却装置
US11958105B2 (en) 2022-03-09 2024-04-16 Honda Motor Co., Ltd. Rapid solidification of molded products
CN114888257B (zh) * 2022-05-18 2023-08-18 江苏博特威流体科技有限公司 一种阀门离心铸造件加工用冷却装置及其使用方法
CN116748469B (zh) * 2023-08-11 2023-10-20 秦皇岛旌铸德科技有限公司 一种蒸汽脱蜡釜

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60170567A (ja) * 1984-02-13 1985-09-04 Topy Ind Ltd アルミホイールの水ミスト冷却鋳造法
JPH07116824A (ja) * 1993-10-20 1995-05-09 Mazda Motor Corp 鋳物の冷却処理装置
JPH08225903A (ja) * 1995-02-21 1996-09-03 Ube Ind Ltd 高圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方法
DE19830025B4 (de) * 1998-07-04 2004-06-17 Audi Ag Verfahren zum Druckgießen von Leichtmetalllegierungen
US6224693B1 (en) 1999-12-10 2001-05-01 Tenedora Nemak, S.A. De C.V. Method and apparatus for simplified production of heat treatable aluminum alloy castings with artificial self-aging
US20010009170A1 (en) 1999-12-10 2001-07-26 Oscar Garza-Ondarza Apparatus for simplified production of heat treatable aluminum alloy castings with artificial self-aging
JP2004515655A (ja) * 2000-12-14 2004-05-27 テネドーラ ネマク エス．エー．デ シー．ヴイ． 熱処理可能なアルミニウム合金鋳物の人工自己時効による簡略化された製造方法および製造装置
JP4078845B2 (ja) * 2002-02-14 2008-04-23 マツダ株式会社 鋳造品の後処理方法
DE10303980B3 (de) 2003-02-01 2004-04-01 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Abschrecken von Gussstücken und Abschreckwanne
DE10322309B4 (de) 2003-05-17 2005-04-21 Daimlerchrysler Ag Zylinderkopf für Verbrennungsmotoren und Verfahren zu dessen Herstellung
JP4062292B2 (ja) 2003-11-19 2008-03-19 マツダ株式会社 軽合金製鋳物の製造方法
JP4729951B2 (ja) * 2005-03-14 2011-07-20 マツダ株式会社 鋳型装置及び鋳物の製造方法
CN101020965A (zh) 2006-02-16 2007-08-22 滕树林 碱性颗粒焦炭
CN100503846C (zh) * 2006-03-10 2009-06-24 广西玉柴机器股份有限公司 利用铸件余热减少铸造残余应力时效处理工艺
DE102006057660B4 (de) * 2006-12-07 2019-08-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Druckgießen von Bauteilen und Verwendung einer Sprühvorrichtung einer Druckgießvorrichtung
US8214182B2 (en) 2009-05-12 2012-07-03 GM Global Technology Operations LLC Methods of predicting residual stresses and distortion in quenched aluminum castings
CN102634744B (zh) * 2012-04-17 2014-04-09 烟台路通精密铝业有限公司 一种铝合金铸件的热处理方法
JP5935619B2 (ja) * 2012-09-18 2016-06-15 マツダ株式会社 Ａｌ合金製鋳造品の冷却方法及び冷却装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016007450A1 (de) 2016-06-17 2017-12-21 Audi Ag Verfahren und Vorrichtung zur Temperierung eines Gussteils
DE102016007450B4 (de) * 2016-06-17 2021-07-01 Audi Ag Verfahren zur Temperierung eines Gussteils

Also Published As

Publication number Publication date
US10000835B2 (en) 2018-06-19
US20150211099A1 (en) 2015-07-30
JP5935619B2 (ja) 2016-06-15
CN104619442B (zh) 2016-08-24
JP2014057977A (ja) 2014-04-03
WO2014045475A1 (ja) 2014-03-27
CN104619442A (zh) 2015-05-13
MX2015003181A (es) 2015-07-14
DE112013004528B4 (de) 2019-12-12
MX364472B (es) 2019-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112013004528B4 (de) Kühlverfahren und Kühlvorrichtung für ein aus AL-Legierung hergestelltes Gussteil
DE60032570T2 (de) Metallform zum formen von kunstharz und verfahren zum regeln der temperatur der metallform
DE4234961C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Formwerkzeuges für die Herstellung von Kunststofformteilen
DE1941465A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkoerpern und Hohlkoerpergefuegen aus thermoplastischem Kunststoff
DE2804982A1 (de) Anordnung zum zufuehren eines kohaerenten kuehlfluessigkeits-vorhanges
DE102012103884A1 (de) Verfahren zum Gießen eines mit mindestens einer Durchgangsöffnung versehenen Gussteils
EP0666791B2 (de) Verfahren zum spritzgiessen von formteilen aus thermoplastischem kunststoffmaterial sowie werkzeug zur durchführung desselben
DE3831562A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum spritzen eines luftstroms in metallformen in spritzgussmaschinen
AT516225A1 (de) Verfahren und Spritzgussdüse zum Herstellen von Spritzgussteilen aus Kunststoff
DE60124031T2 (de) Wasserkühlsystem für eine Stranggiessvorrichtung
DE102014001563B4 (de) Gussform
DE3538206A1 (de) Warmspritzduese zur verwendung mit einer pressform zum eingusslosen spritzen von kunststoffmaterial
EP2741874B1 (de) Verfahren zur vergütung eines druckgussteils
DE102007047617B3 (de) Spritzgießform zum Einsatz in einer Spritzgießvorrichtung
EP2636467A2 (de) Vorrichtung zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses in V-Bauform
DE10160903B4 (de) Verfahren zur Kühlung von Formwerkzeugen bei der Herstellung von Kunststoff-Spritzgussteilen
EP0745468A1 (de) Formwerkzeug, insbesondere für das Kunststoffspritzgiessen mittels Gasinnendruck und Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Spritzgussformteilen unter Einsatz des Formwerkzeugs
EP2422901B1 (de) Vorrichtung zum Gießen von Gußeisen in einer Kokille
DE2228317A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Stranggiessen von Metallbrammen
DE102007030802B3 (de) Verfahren zur impulsgesteuerten Verdampfungskühlung
EP2388089B1 (de) Temperierungsvorrichtung für eine Druckgusseinrichtung sowie entsprechende Druckgusseinrichtung
DE4035194C2 (de)
AT518450B1 (de) Verfahren und Kühleinrichtung zum Kühlen eines metallischen Strangs
DE2317151A1 (de) Metallgiessverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE751073C (de) Vorrichtung zum Beeinflussen der Temperaturverteilung im fluessigen Giesskopf beim Giessen von Straengen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee