DE112013007406T5

DE112013007406T5 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von axialsymmetrischen Hochleistungsbauteilen

Info

Publication number: DE112013007406T5
Application number: DE112013007406.0T
Authority: DE
Inventors: Bin Hu; Jeff Wang; Lei Gao; Anil K. Sachdev
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2033-09-06
Also published as: US10442241B2; WO2015032051A1; US20160214429A1; DE112013007406B4; CN105705271A

Abstract

Ein Material und ein Verfahren zum Herstellen von Bauteilen. Das Verfahren beinhaltet in Pressgießen des Materials zu einem Bauteil mit einer gewünschten Form und ein Drückwalzen des Bauteils, welches im Pressguß-Verfahren hergestellt wurde, um die Form des Bauteils zu verfeinern. Das Verfahren beinhaltet außerdem ein Wärmebehandeln des Bauteils, um die Makrostruktur des Bauteils zu verbessern und ein maschinelles Bearbeiten des Bauteils, um die Form weiter zu verfeinern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen ein System, Material und Verfahren zum Herstellen von Bauteilen, wie beispielsweise axialsymmetrischen Bauteilen und insbesondere ein System und Verfahren zum Herstellen von Hochleistungsbauteilen, welches Pressgießen und Drückwalzen (Flow-Forming) beinhalten.
Diskussion der Verwandten Technik
Bei der Herstellung von Bauteilen wie beispielsweise Fahrzeugbauteilen ist es wünschenswert, aus einer leichten Legierung auf eine Art und Weise, welche sowohl kostengünstig als auch effizient ist, einstückige Bauteile, beispielsweise Fahrzeugräder, herzustellen. Es ist außerdem wünschenswert, den Materialeinsatz in Bereichen mit geringer Beanspruchung zu minimieren und den Materialeinsatz in Bereichen mit hoher Beanspruchung zu erhöhen, um ein festeres Bauteil bereitzustellen und gleichzeitig das Gewicht zu minimieren, was die Brennstoff-Effizienz verbessert.
Viele Hochleistungs-Fahrzeugbauteile wie etwa Räder und andere axialsymmetrische Bauteile werden aus einem Gussblock oder einem Rohling geformt, von dem/der ein Barren abgetrennt und danach einer Reihe von Heißschmiedeprozessen unterzogen wird, welche zum Beispiel einen geschmiedeten Rohling formen. Das Rad wird dann maschinell bearbeitet, einem Drückwalzen und einer Heißbehandlung unterzogen und schließlich ein zweites Mal maschinell bearbeitet, um die endgültige Form zu erzeugen. Dieser Prozess ist zeitraubend und kann kostenintensiv sein.
Das Pressgießen ist ein bekannter Prozess, welcher das Gießen eines flüssigen Materials in ein Formwerkzeug und das Erstarrenlassen der Flüssigkeit unter Druck beinhaltet, um ein Bauteil zu erzeugen. Es bestehen jedoch Einschränkungen hinsichtlich Größe und Material, welche verhindern, dass mit Pressgießen Bauteile erzeugt werden, welche die Spezifikationsanforderungen für Hochleistungsbauteile erfüllen.
Auf dem Fachgebiet besteht Bedarf an einer kostengünstigeren und effizienteren Möglichkeit zum Herstellen von Bauteilen mit den gewünschten Spezifikationsanforderungen, insbesondere von axialsymmetrischen Bauteilen und Hochleistungsbauteilen für Fahrzeuge.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung werden ein Material und ein Verfahren zur Fertigung von Bauteilen offenbart. Das Verfahren beinhaltet ein Pressgießen des Materials zu einem Bauteil einer gewünschten Form und ein Drückwalzen des im Pressguß-Verfahren hergestellten Bauteils, um die Form des Bauteils zu verfeinern. Das Verfahren beinhaltet außerdem ein Wärmebehandeln des Bauteils, um die Mikrostruktur des Bauteils zu verbessern, und ein maschinelle Bearbeiten des Bauteils, um die Form weiter zu verfeinern.
Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen deutlich, welche im Zusammenhang mit den dazugehörigen Zeichnungen zu betrachten sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Flussdiagramm eines bekannten Prozesses zur Fertigung von Bauteilen;
2 ist eine isometrische Ansicht eines geschmiedeten Rohlings, aus dem ein Fahrzeugrad wird;
3 ist eine isometrische Ansicht eines Fahrzeugrads, welches aus einem geschmiedeten Rohling geformt wurde;
4 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Fertigung von Bauteilen, welches Pressgießen und Drückwalzen beinhaltet;
5 ist eine ausgeschnittene Seitenquerschnittsansicht eines im Pressguß-Verfahren hergestellten Rohlings, aus dem ein Fahrzeugrad wird;
6 ist eine ausgeschnittene Ansicht eines Fahrzeugrades, welches aus einem im Pressguß-Verfahren hergestellten Rohling geformt wurde;
7 ist eine Querschnitts-Vorderansicht einer exemplarischen Pressguß-Presse;
8 zeigt Vorderansichten von Fahrzeugrädern, welche aus einem geschmiedeten Rohling und einem im Pressguß-Verfahren hergestellten Rohling hergestellt sind;
9 ist ein exemplarischer Prozess, welcher ein Schmieden im halbfesten Zustand zeigt, und
10 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer Mikrostruktur des Felgenabschnitts und Speichenabschnitts eines Fahrzeugrads.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die folgende Diskussion der Ausführungsbeispiele der Erfindung, welche auf ein Verfahren zum Herstellen von Bauteilen unter Einsatz eines Pressguß-Prozesses gerichtet ist, ist lediglich exemplarischer Natur und soll in keiner Weise die Erfindung oder deren Anwendungen oder Nutzungsmöglichkeiten einschränken.
1 ist ein Flussdiagramm eines bekannten Verfahrens 10 zum Herstellen von Hochleistungsbauteilen. Zu Beginn werden in Block 12 Rohlinge bereitgestellt, welche in Block 14 zu Barren umgewandelt werden. In den Blöcken 16 bis 20 werden mehrere Schmiedeschritte ausgeführt, bei denen es sich um Heißumformungsschritte handelt, wie den Fachleuten bekannt ist. Am Ende der Schmiedeschritte wird ein geschmiedeter Rohling 30 geformt, wie beispielsweise ein Rohling, aus dem ein Fahrzeugrad wird. 2 ist zum Beispiel eine isometrische Ansicht eines geschmiedeten Rohlings 30, aus dem ein Fahrzeugrad wird. Der geschmiedete Rohling 30 wird in Block 22 ein erstes Mal maschinell bearbeitet, um Material abzutragen, um eine gewünschte Form oder ein gewünschtes Design zu erzeugen. Bei dem Beispiel des Erzeugens des Fahrzeugrads wird das maschinelle Bearbeiten ausgeführt, um Radspeichen zu erzeugen. Als Nächstes wird in Block 24 ein Drückwalzen ausgeführt, welches das Anwenden von Kraft beinhaltet, um Abschnitte des in der Erzeugung befindlichen Bauteils zu verlängern und deren Dicke zu reduzieren. Bei dem Beispiel eines Fahrzeugrads wird das Drückwalzen im Block 24 am Felgenabschnitt des geschmiedeten Rohlings 30 ausgeführt, welcher gerade zu einem Rad geformt wird. Das Drückwalzen kann je nach dem verwendeten Material bei hoher Temperatur ausgeführt werden. In Block 26 wird eine Wärmebehandlung ausgeführt, um ausgewogene mechanische Eigenschaften des Bauteils zu erzielen. Danach wird in Block 28 ein zweiter Durchgang der maschinellen Bearbeitung ausgeführt, um das Endprodukt mit den Endabmessungen des Bauteils und mit ausgewogenen mechanischen Eigenschaften zu erzielen. 13 ist eine isometrische Ansicht eines Fahrzeugrads 32, welches mit dem oben erläuterten Prozess hergestellt wird.
Das Verwenden mehrerer Schmiedeschritte, um ein Bauteil zu erzeugen, ist zeitraubend und bringt erhebliche Kosten mit sich. Es werden mehrere Schmiedegesenke benötigt und die Menge an Ausgangsmaterial, welches maschinell entfernt wird, um das Endprodukt herzustellen, kann bis zu zwei Dritteln ausmachen. Zum Beispiel kann der geschmiedete Rohling 30 22,5 kg wiegen, doch nach der maschinellen Bearbeitung kann das fertige Rad 32 lediglich 7,5 kg wiegen.
4 ist ein Flussdiagramm eine Prozesses 40 zum Herstellen von Hochleistungsbauteilen, welches Pressgießen mittels einer beliebigen geeigneten Pressguß-Vorrichtung nutzt, welche Fachleuten bekannt ist, wobei gleiche Bezugszeichen die gleichen Schritte wie in Prozess 10 kennzeichnen. In Block 12 werden Rohlinge oder ein Ausgangsmaterial verwendet, doch statt des Umwandelns der Rohlinge in Barren werden die Rohlinge geschmolzen und in Block 42 in ein Gehäuse oder Formwerkzeug gegossen, um einen im Pressguß-Verfahren hergestellten Rohling 48 zu erzeugen, welcher in 5 gezeigt ist und der der Ausgangspunkt der Form eines Bauteils wie beispielsweise eines Fahrzeugrads 50 ist, welches in 6 gezeigt ist. Während des Pressgießens lässt man das geschmolzene Rohlingsmaterial unter Druck erstarren, um ein Bauteil mit einer verfeinerten Mikrostruktur zu erzeugen, welches eine Festigkeit und Duktilität aufweist, welche der von Bauteilen, welche nach bekannten Verfahren wie beispielsweise Niederdruckguss hergestellt wurden, überlegen ist. Auf diese Weise werden die Rohlinge von Block 12 in Block 42 im Pressguß-Verfahren verarbeitet, so dass das hergestellte Bauteil schnell mit einer der gewünschten Endform ähnlichen Form hergestellt wird. Zum Beispiel kann im Falle eines Fahrzeugrads das Rad derart im Pressguß-Verfahren hergestellt werden, dass die Speichen erzeugt werden, ohne dass mehrere Schmiedeschritte mit anschließender maschineller Bearbeitung, welche eine erhebliche Menge Material abträgt, nötig wären, um die Speichen zu erzeugen. Während des Drückwalzens in Block 24 wird der dicke Felgenabschnitt des im Pressguß-Verfahren hergestellten Rohlings 48 mit einer Drehwalze 72 bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur, je nach dem verwendeten Material, drückgewalzt, um eine dünne und längliche Felge des Fahrzeugrads 50 herzustellen, wie in 6 gezeigt ist.
7 ist eine Querschnitts-Vorderansicht einer exemplarischen Pressguß-Presse 52, welche zur Verwendung in dem Pressguß-Prozess in Block 42 geeignet ist. Zwischen einer oberen Platte 76 und einer unteren Platte 78 wird ein Formwerkzeug 74 angeordnet. Wie oben erläutert, wird der im Pressguß-Verfahren hergestellte Rohling 48 in dem Formwerkzeug 74 erzeugt. Um den im Pressguß-Verfahren hergestellten Rohling 48 zu erzeugen, wird geschmolzenes Rohlingsmaterial durch eine Schmelzeüberführung 80 in eine Schusshülse 82 überführt. Ein Stempel 84 bewegt sich aufwärts und drückt das geschmolzene Rohlingsmaterial in das Formwerkzeug 74. Der Stempel 84 stellt anschließend einen hohen Pressdruck während des Erstarrens der Flüssigkeit bereit, was eine gewisse festgelegte Zeit dauert, welche von dem verwendeten Material und der gewünschten Abkühlungsrate abhängt, um den im Pressguß-Verfahren hergestellten Rohling 48 zu erzeugen. Nachdem der im Pressguß-Verfahren hergestellte Rohling 48 erzeugt wurde, bewegen sich die obere Platte 76 und ein oberer Abschnitt des Formwerkzeugs 74 aufwärts, so dass der im Pressguß-Verfahren hergestellte Rohling 48 aus dem Formwerkzeug 74 entfernt werden kann. Pressguß-Formwerkzeuge können jedes gewünschte Design aufweisen und können zum Beispiel aus hochfestem Werkzeugstahl oder anderen Metallen bestehen. Typischerweise bestehen die Formwerkzeuge aus zwei oder mehr Teilen, welche aneinander befestigt und dann getrennt werden können, wenn das Pressgießen abgeschlossen ist, um das Bauteil darin zu entfernen.
Zwar kann mit dem Pressgießen das Bauteil mit einer seiner Endform ähnlichen Form hergestellt werden, doch sind zusätzliche Schritte wie beispielsweise Drückwalzen erforderlich, um Spezifikationsanforderungen zu erfüllen, welche für Hochleistungsbauteile nötig sind. Zum Beispiel ist in Block 24 ein Drückwalzen für ein Rad notwendig, da die für den Felgenabschnitt erforderliche Dicke geringer ist als das, was mit Pressgießen allein erreichbar ist. Beispielsweise kann ein Felgenabschnitt eines Fahrzeugrads eine Dickenanforderung von 3 mm aufweisen, welche nicht durch Pressgießen allein erreicht werden kann. Somit werden die Schritte der Blöcke 24 bis 28 verwendet, um das Bauteil zu verfeinern, welches in Block 42 im Pressguß-Verfahren hergestellt wurde, so dass spezifische Anforderungen erfüllt werden können.
Sobald das abgekühlte Bauteil, d. h. der im Pressguß-Verfahren hergestellte Rohling 48, aus dem Pressguß-Formwerkzeug entnommen wurde, wird in Block 24 ein Drückwalzen ausgeführt, um die gewünschte Ringform herzustellen. Vor dem Drückwalzen können zusätzliche Schritte ausgeführt werden, wie im Weiteren im Detail beschrieben ist. Das Drückwalzen kann bei Raumtemperatur ausgeführt werden. Als Nächstes wird in Block 26 die Wärmebehandlung ausgeführt, um das Endprodukt mit ausgewogenen mechanischen Eigenschaften zu erzielen. Danach wird in Block 28 eine maschinelle Bearbeitung ausgeführt, um die gewünschten Endabmessungen des in der Herstellung befindlichen Bauteils wie beispielsweise des Rads 50 herzustellen. Temperatur und Zeit der Wärmebehandlung in Block 26 können passend zum Material, welches für das Bauteil verwendet wird, variiert werden. Die Wärmebehandlung bewirkt typischerweise, dass sich Partikel auflösen, so dass die gewünschten Partikel kontrolliert ausgefällt werden können, wie es Fachleuten bekannt ist.
8 veranschaulicht Vorderansichten von Fahrzeugrädern 60 und 66. Das Rad 60 wurde mit dem Prozess 10 hergestellt, welcher ein Schmieden beinhaltet. Die Bereiche 62 müssen durch maschinelle Bearbeitung entfernt werden, um Speichen 64 zu erzeugen. Das Rad 66 wurde mit dem Prozess 40 hergestellt, welcher Pressgießen beinhaltet, wobei Hohlräume 68 und Speichen 70 durch Pressgießen mit dem Prozess 40 hergestellt werden, ohne dass eine maschinelle Bearbeitung erforderlich wäre. Der Prozess 40 ermöglicht auch mehr Designflexibilität. Zum Beispiel können die Speichen jede gewünschte Form aufweisen.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann ein Schmiedeschritt im halbfesten Zustand in Block 46 in den Prozess 40 einbezogen werden. Nachdem der Rohling von Block 12 in Block 42 im Pressguß-Verfahren verarbeitet wurde, aber bevor das Material in dem Formwerkzeug ausreichend abgekühlt wurde, um vollständig im festen Zustand zu sein, kann somit der Schmiedeschritt im halbfesten Zustand genutzt werden, so dass das Bauteil verändert werden kann, während es sich in einem halbfesten Zustand befindet. 9 veranschaulicht einen exemplarischen Schmiedeprozess im halbfesten Zustand. Das im Pressguß-Verfahren hergestellte Bauteil befindet sich bei hohen Temperaturen in einem flüssigen Zustand 90. Während die Temperatur mit der Zeit abzunehmen beginnt, geht das Bauteil zu einem halbfesten Zustand 92 über, in dem feste Abschnitte 94 und flüssige Abschnitte 96 vorhanden sind. Die verwendete Schmiedetemperatur im halbfesten Zustand hängt von der verwendeten Legierung ab. Zum Beispiel kann die Temperatur 50 bis 100 K geringer als die bei 100 % flüssigen Abschnitten 96 sein, oder Schmieden bei einer Temperatur bei 40 bis 100 % Volumenanteil an festen Abschnitten 94 und 60 bis 0 % flüssige Abschnitte 96. Je nach der Anzahl der Speichen können während des halbfesten Zustands 92 ein oder mehrere Hämmer 98 zum Schmieden des Bauteils verwendet werden. Somit werden, wenn der feste Zustand 100 des Bauteils erreicht ist, geschmiedete Abschnitte an dem Bauteil vorhanden sein. Dies kann zum Erzeugen von Taschen in den Speichen und/oder zum Dünnermachen der Speichen des Bauteils wünschenswert sein. Somit stellt das Schmieden im halbfesten Zustand 46 zusätzliche Designoptionen bereit, welche mit Pressgießen allein nicht möglich sind.
Das Schmieden im halbfesten Zustand ist ein volumenkonstanter Prozess; der Prozess an sich entfernt also kein Material. Die mechanische Festigkeit des Bauteils ist nach dem Schmieden im halbfesten Zustand erhöht; damit wird weniger Material für den Speichenabschnitt oder die Speichenabschnitte benötigt, um die erforderlichen Leistungsspezifikationen zu erfüllen. Ferner kann ein Gesenkschmiedeprozess bei einer derartigen Temperatur ausgeführt werden, dass das Material in dem Formwerkzeug genug abgekühlt ist, um im vollständig festen Zustand zu sein. Die Temperatur, bei der das Gesenkschmieden ausgeführt wird, hängt von der verwendeten Legierung ab. Zum Beispiel kann die Temperatur 0 bis 100 K geringer als die der 100 % festen Abschnitte 94 sein. Es wird eine Warmverformung in das Material eingebracht, somit werden die mechanischen Eigenschaften verbessert, was einen geringeren Materialeinsatz in den Speichen oben angegeben ermöglicht.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann ein schnelles Abkühlen des im Pressguß-Verfahren hergestellten Bauteils in Block 44 ausgeführt werden, um eine Mikrostruktur des Bauteils zu erzeugen, welche besser ist als das, was ohne schnelle Abkühlung erzielt wird. Die Prozesse der Blöcke 44 und 46 können zusammen genutzt werden, indem das Bauteil in Block 44 abgekühlt und anschließend in Block 46 im Schmiedeverfahren im halbfesten Zustand bearbeitet wird. Wie in 10 gezeigt ist, stellt das schnelle Abkühlen eines Felgenabschnitts 112 des Bauteils eine feinere Mikrostruktur als der Speichenabschnitt 110 dar, welcher gemäß diesem Beispiel nicht schnell abgekühlt wird. Die Elemente 114 und 116 sind Partikel, welche während der Wärmebehandlung vor Block 24 entfernt und in Block 26 erneut ausgefällt werden, was eine noch feinere Mikrostruktur hinterlässt. Eine bessere oder feinere Mikrostruktur ist nützlich, da sie dem Bauteil größere Festigkeit und Duktilität verleiht, welche zum Drückwalzen in Block 24 erforderlich ist. Das schnelle Abkühlen kann mit jedem geeigneten Mittel erzielt werden, wie beispielsweise mit Hilfe von Kühlkanälen 118, welche in das Formwerkzeug eingebettet sind und die zum Beispiel Wasser oder unter Druck befindliches Gas verwenden, um das Bauteil oder Abschnitte des Bauteils schnell zu kühlen.
Das für die Rohlinge verwendete Material des Prozesses 40 kann jede geeignete Legierung sein. Insbesondere können spezielle Legierungen von annehmbarer Gießfähigkeit zum Pressgießen in Block 42 verwendet werden, welches die Festigkeit und Formbarkeit verleiht, welche im Drückwalzschritt in Block 24 erforderlich ist, und einen gewünschten Si- und Mg/Cu/Zn-Gehalt bereitstellt. Zum Beispiel ist eine spezielle Legierung mit hohem Si-Gehalt ähnlich der gebräuchlichen Aluminiumgusslegierung A319/A356 und auch mit hohem Mg-Gehalt ähnlich der gebräuchlichen Aluminiumschmiedelegierung 6082/6061 wünschenswert. Eine exemplarische Speziallegierung beinhaltet 3 bis 6 Gew.-% (Gewichtsprozent) Silicium, um die Gießfähigkeit während des Pressgießens-Prozesses in Block 42 zu erhalten und auch die Formbarkeit für das Drückwalzen in Block 24 zu maximieren. Ein Cu + Mg + Zn-Gehalt von 2 bis 5 Gew.-% ist ebenfalls erwünscht, um das Material wärmebehandelbar zu machen. Außerdem ist eine T4-Behandlung (eine Lösungswärmebehandlung) erwünscht, um Cu, Mg und Zn aufzulösen, um die Duktilität zu erhöhen und eine drückwalzfähige Struktur zu erhalten; und es ist eine T5-Behandlung (ein Prozess des künstlichen Alterns bei erhöhter Temperatur nach dem Abkühlen aus vorhergehenden Heißbearbeitungsschritten) gewünscht, um Festigkeit und Duktilität miteinander auszugleichen. Ferner ist ein Fe-Gehalt von 0,1 bis 0,3 Gew.-% erwünscht, um das Kleben am Gesenk während des Pressgießens zu verhindern, und es ist ein Cr + Mn-Gehalt von 0,2 bis 0,4 Gew.-% gewünscht, um die schädliche β-AlFeSi-Phase zu verhindern sowie zwecks besserer Formbarkeit.
Die oben beschriebene T4-Behandlung wird vor dem Drückwalzprozess in Block 42 ausgeführt und die T5-Behandlung wird während des Wärmebehandlungsschritts in Block 26 ausgeführt. Wärmebehandlungstemperatur und -zeit hängen von der spezifischen verwendeten Legierungszusammensetzung ab. Zum Beispiel kann eine T4-Temperatur im Bereich von 673 bis 823 K über eine Zeitspanne von 1 bis 5 Stunden verwendet werden. Die T5-Behandlung kann zum Beispiel im Temperaturbereich von 393 bis 523 K über eine Zeitspanne von 2 bis 24 Stunden stattfinden.
Die vorstehende Erläuterung offenbart und beschreibt lediglich exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Fachleute werden aus dieser Erläuterung und aus den dazugehörigen Zeichnungen und Ansprüchen ohne Weiteres erkennen, dass verschiedene Änderungen, Modifizierungen und Variationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung, welcher in den folgenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims

Ein Verfahren zum Herstellen von Bauteilen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: – Pressgießen eines Materials zu einem Bauteil mit einer gewünschten Form, wobei das Material eine Flüssigkeit ist und in ein Formwerkzeug gegossen und unter Druck abgekühlt wird, – Drückwalzen des Bauteils, welches im Pressguß-Verfahren hergestellt wurde, um die Form des Bauteils zu verfeinern, – Wärmebehandeln des Bauteils und – maschinelles Bearbeiten des Bauteils, um die Form des Bauteils weiter zu verfeinern.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Material eine Legierung ist, welche einen Si-Gehalt von 3 bis 6 Gew.-% und einen Cu + Mg + Zn-Gehalt von 2 bis 5 Gew.-% aufweist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Pressgießen des Materials ein Bauteil mit einer verfeinerten Mikrostruktur erzeugt, welches eine Festigkeit und Duktilität aufweist, die Bauteilen überlegen ist, welche mit Niederdruckgießen hergestellt wurden.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Drückwalzen des Bauteils das Bauteil verlängert und eine gewünschte Ringform mit einer gewünschten Dicke erzeugt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, ferner das Ausführen eines Schmiedeprozess im halbfesten Zustand, nachdem das Bauteil im Pressguß-Verfahren hergestellt wurde und bevor das Bauteil auf einen vollständig festen Zustand abgekühlt ist, umfassend.
Das Verfahren nach Anspruch 1, ferner das Ausführen eines Gesenkschmiedeprozesses nachdem das Bauteil auf einen festen Zustand abgekühlt ist, umfassend.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Pressgießen des Materials das schnelle Abkühlen des Bauteils beinhaltet, um eine verfeinerte Mikrostruktur des Bauteils zu erzeugen, welche eine Festigkeit und Duktilität aufweist, die Bauteilen überlegen ist, welche im Pressguß-Verfahren ohne schnelles Abkühlen hergestellt wurden.
Das Verfahren nach Anspruch 7, wobei das schnelle Abkühlen des Bauteils durch Bereitstellen von Kanälen in einem Pressguß-Formwerkzeug erzielt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Wärmebehandeln des Bauteils ein Wärmebehandeln des Bauteils über eine Zeit und mit einer Temperatur beinhaltet, welche gemäß dem verwendeten Material variieren.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Material einen Fe-Gehalt von 0,1 bis 0,3 Gew.-% und einen Cr-Mg-Gehalt von 0,2 bis 0,4 Gew.-% beinhaltet.
Ein Verfahren zum Herstellen von Bauteilen unter Verwendung eines Legierungsmaterials, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: – Bereitstellen eines Legierungsmaterials, welches 3 bis 6 Gew.-% Si und 2 bis 5 Gew.-% Cu + Mg + Zn aufweist, – Pressgießen des Materials zu einem Bauteil mit einer gewünschten Form, wobei das Material eine Flüssigkeit ist und in ein Formwerkzeug gegossen und unter Druck abgekühlt wird, – Behandeln des Bauteils mit einer T4-Behandlung, – Drückwalzen des Bauteils, welches im Pressguß-Verfahren hergestellt wurde, um die Form des Bauteils zu verfeinern, – Wärmebehandeln des Bauteils mit einer T5-Behandlung und – maschinelles Bearbeiten des Bauteils, um die Form des Bauteils weiter zu verfeinern und ein Bauteil zu erzeugen, welches seine Endform aufweist.
Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Pressgießen des Materials ein Bauteil mit einer verfeinerten Mikrostruktur erzeugt, welches eine Festigkeit und Duktilität aufweist, die Bauteilen überlegen ist, welche mit Niederdruckgießen hergestellt wurden.
Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Drückwalzen des Bauteils das Bauteil verlängert und eine gewünschte Ringform mit einer gewünschten Dicke erzeugt.
Das Verfahren nach Anspruch 11, ferner einen Schmiedeprozess im halbfesten Zustand umfassend, nachdem das Bauteil im Pressguß-Verfahren hergestellt wurde und bevor das Bauteil auf einen vollständig festen Zustand abgekühlt ist.
Das Verfahren nach Anspruch 11, ferner das Ausführen eines Gesenkschmiedeprozesses nachdem das Bauteil auf einen festen Zustand abgekühlt ist, umfassend.
Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Pressgießen des Materials ein schnelles Abkühlen des Bauteils beinhaltet, um eine verfeinerte Mikrostruktur des Bauteils zu erzeugen, welche eine Festigkeit und Duktilität aufweist, die Bauteilen überlegen ist, welche in einem Pressguß-Verfahren ohne schnelles Abkühlen hergestellt wurden.
Das Verfahren nach Anspruch 16, wobei das schnelle Abkühlen des Bauteils durch Bereitstellen von Kanälen in einem Pressguß-Formwerkzeug erzielt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Wärmebehandeln des Bauteils ein Wärmebehandeln des Bauteils über eine Zeit und mit einer Temperatur beinhaltet, welche gemäß dem verwendeten Material variieren.
Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Material einen Fe-Gehalt von 0,1 bis 0,3 Gew.-% und einen Cr + Mg-Gehalt von 0,2 bis 0,4 Gew.-% beinhaltet.
Ein Material zum Herstellen von Bauteilen unter Verwendung eines Pressguß-Prozesses mit anschließendem Drückwalz-Prozess, wobei das Material Folgendes umfasst: – einen Si-Gehalt von etwa 3 bis 6 Gew.-%, – einen Cu + Mg-Gehalt von etwa 2 bis 5 Gew.-%, – einen Fe-Gehalt von etwa 0,1 bis 0,3 Gew.-% und – einen Cr + Mh-Gehalt von etwa 0,2 bis 0,4 Gew.-%.
Das Material nach Anspruch 20, wobei das Material mit einer T4-Behandlung behandelt wird, um Cu, Mg und Zn zu lösen, um die Duktilität zu erhöhen und eine drückwalzbare Struktur zu erzielen.
Das Material nach Anspruch 20, wobei das Material mit einer T4-Behandlung behandelt wird, um Festigkeit und Duktilität miteinander auszugleichen.
Das Material nach Anspruch 20, wobei das Material verflüssigt und zum Pressgießen in ein Formwerkzeug gegossen wird, um ein Bauteil zu erzeugen.
Das Material nach Anspruch 23, wobei das Bauteil nach dem Pressgießen druckgewalzt wird, um die Form des Bauteils zu verfeinern.
Das Material nach Anspruch 24, wobei das Bauteil nach dem Drückwalzen wärmebehandelt und maschinell bearbeitet wird, um die Form und Mikrostruktur des Bauteils weiter zu verfeinern.
Das Material nach Anspruch 23, wobei das Bauteil unter Verwendung eines Schmiedeprozess im halbfesten Zustand geschmiedet wird, nachdem das Bauteil im Pressguß-Verfahren hergestellt wurde und bevor das Bauteil auf einen vollständig festen Zustand abgekühlt ist.
Das Material nach Anspruch 23, wobei das Bauteil unter Verwendung eines Gesenkschmiedeprozesses geschmiedet wird, nachdem das Bauteil auf einen festen Zustand abgekühlt ist.
Das Material nach Anspruch 23, wobei das im Pressguß-Verfahren hergestellte Bauteil schnell abgekühlt wird, um eine Mikrostruktur des Bauteils zu erzeugen, welche eine Festigkeit und Duktilität aufweist, die Bauteilen überlegen ist, welche ohne schnelles Abkühlen im Pressguß-Verfahren hergestellt wurden.