DE19800594A1 - Process for producing a component with partially liquid materials - Google Patents

Process for producing a component with partially liquid materials

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DE19800594A1
DE19800594A1 DE1998100594 DE19800594A DE19800594A1 DE 19800594 A1 DE19800594 A1 DE 19800594A1 DE 1998100594 DE1998100594 DE 1998100594 DE 19800594 A DE19800594 A DE 19800594A DE 19800594 A1 DE19800594 A1 DE 19800594A1
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Hauke Mueller-Spaeth
Peter R Sahm
Pejo Stojanov
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils in einer Form mittels eines Gießwerkstoffes, insbesondere mittels eines Thixogießverfahrens mit wenigstens einem teilflüssigen Werkstoff oder mittels Thixoschmieden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing a component in a mold by means of a casting material, in particular by means of a thixo casting process at least one partially liquid material or by means of thixo forging, according to the preamble of claim 1.

Bei der Herstellung von Bauteilen mittels Gießverfahren ist es immer häufiger wünschenswert, lokale Bereiche des Bauteiles mit vorbestimmten Werkstoffeigen­ schaften zu versehen. So sollen beispielsweise Oberflächen des Bauteils eine ho­ he Reibfestigkeit oder bestimmte Schmiereigenschaften aufweisen, während der restliche Körper des Bauteils statt dessen besondere Eigenschaften zur Kraftwei­ terleitung aufweisen soll. Ein Sondergießverfahren aus der Klasse des "Semi-So­ lid-Metalforming" stellt das Thixogießen dar. Dieses mit dem Druckgießen ver­ wandte Verfahren zeichnet sich durch die Besonderheit der Verarbeitung des Metalls in teilflüssigem Zustand aus. Aufgrund der für einen Umformprozeß völlig untypischen "Gießtemperatur" innerhalb des Erstarrungsintervalls bietet das Thixogießen ein Verfahrenspotential, das zwischen dem Umformen von Gießver­ fahren und dem Umformen durch Schmiedeprozesse eingeordnet werden kann.It is becoming more and more common when manufacturing components using the casting process desirable, local areas of the component with predetermined material properties to provide. For example, surfaces of the component should have a ho he have friction or certain lubricating properties during the remaining body of the component instead special properties for Kraftwei ter line should have. A special casting process from the class of "Semi-So lid metalforming "represents thixo casting. This with die casting ver The process is characterized by the peculiarity of the processing of the Metal in a partially liquid state. Because of the completely for a forming process this offers atypical "pouring temperature" within the solidification interval Thixo casting a process potential that lies between the forming of casting drive and can be classified forging by forging processes.

Ein derartiges Thixogießverfahren ist beispielsweise in der DE 196 05 839 A1 ver­ öffentlicht und erfüllt die Anforderungen, die an eine wirtschaftliche und innovative Fertigungstechnologie gestellt werden. Dazu zählen eine hohe Produktivität wie beim Druckgießen bei gleichzeitig sehr guten Bauteile-Eigenschaften. Die nach diesem Sondergießverfahren hergestellten Gußteile mit "Near-Net-Shape"-Quali­ tät sind schweißbar, druckdicht und wärmebehandelbar. Ein typisches Anwen­ dungsgebiet liegt in der Substitution hochwertiger Bauteile, die aufgrund hoher Anforderungen an die Werkstoffeigenschaften nicht druckgegossen werden kön­ nen, sondern kostenintensiv geschmiedet oder kokillengegossen werden müssen. Zu den typischen Bauteilen zählen z. B. Bremszylinder, Teile der Kfz-Ein­ spritzanlage, Kfz-Fahrwerksteile, Bremsscheiben oder Lagerbuchsen.Such a thixo casting process is described, for example, in DE 196 05 839 A1 publicly and fulfills the requirements of an economical and innovative  Manufacturing technology can be provided. This includes high productivity like in die casting with very good component properties. The after this special casting process produced castings with "near-net-shape" quality are weldable, pressure-tight and heat-treatable. A typical application The area of application lies in the substitution of high-quality components due to high Requirements for the material properties cannot be die cast NEN, but have to be forged or die-cast at high cost. Typical components include e.g. B. brake cylinder, parts of the motor vehicle spraying system, vehicle chassis parts, brake discs or bearing bushes.

Der Verfahrensablauf des Thixogießens läßt sich dabei in drei Prozeßschritte un­ terteilen. Hierzu zählen die Herstellung eines speziellen Vormaterials, dessen Wiedererwärmung in den teilflüssigen Zustand und die unmittelbar angeschlosse­ ne Formgebung durch einen modifizierten Druckgießprozeß. Jeder einzelne Schrill beinhaltet eine Vielzahl von Parametern, deren genaue Kontrolle und Steuerung für den Erfolg des Verfahrens von entscheidender Bedeutung sind.The thixo casting process can be divided into three process steps share. This includes the production of a special primary material, the Reheating in the partially fluid state and the immediately connected ne shaping by a modified die casting process. Every single one Shrill includes a variety of parameters, their precise control and Controls are critical to the success of the process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren der o.g. Art zur Verfügung zu stellen, wobei gezielt lokale Eigenschaftsverbesserungen mittels der Herstellung eines Werkstoffverbundes während des Gießverfahrens zur Ver­ fügung gestellt werden. Hierbei sollen insbesondere tribologische und mechani­ sche Eigenschaften des Bauteils verbessert werden.The invention has for its object to provide an improved method of the above. Art to provide, with targeted local property improvements by means of the production of a composite material during the casting process for ver be made available. Tribological and mechanical cal properties of the component can be improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by a method of the above. Kind of with the in Characteristics characterized claim 1 solved. Advantageous configurations the invention are described in the further claims.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß in der Form vor einem Gießen oder Schmieden eine offenporige Struktur mit vorbestimmten Eigenschaften derart an­ geordnet wird, daß sich diese an wenigstens einer Seite an einem Widerlager ab­ stützt.According to the invention it is provided that in the mold before casting or Forge an open-pore structure with predetermined properties in this way it is ordered that this abuts on at least one side on an abutment supports.

Dies hat den Vorteil, daß die offenporige Struktur während des Thixogießverfah­ rens durch entsprechend auftretende Drücke nicht zerstört sondern kontrolliert vom Gießwerkstoff infiltriert, benetzt und komprimiert wird. Dadurch lassen sich auf einfache, schnelle und gut kontrollierbare Weise Bauteile mit lokal vorbe­ stimmten Werkstoffeigenschaften bzw. Werkstoffverbünden herstellen, wobei die offenporige Gitterstruktur eine entsprechende Werkstoffeigenschaft in einem ent­ sprechenden Bereich vorbestimmt. Mittels der Infiltration der offenporigen Struktur durch den Gußwerkstoff erzielt man in vorteilhafter Weise einen Verbundwerkstoff mit den gewünschten lokal vorbestimmten Werkstoffeigenschaften. Zweckmäßi­ gerweise betreffen dabei die lokal bestimmten Werkstoffeigenschaften eine Fe­ stigkeit, einen Härtegrad, eine Oberflächenbeschaffenheit, eine Legierungszu­ sammensetzung, eine Porosität, eine Duktilität, eine Schmierwirkung, eine Leitfä­ higkeit und/oder eine Dichte.This has the advantage that the open-pore structure during the thixo casting process rens not destroyed by corresponding pressures but controlled  is infiltrated, wetted and compressed by the casting material. This allows in a simple, fast and easily controllable way components with local preparation produce coordinated material properties or composite materials, the open-pore lattice structure a corresponding material property in an ent speaking area predetermined. By means of infiltration of the open-pore structure the casting material advantageously results in a composite material with the desired locally predetermined material properties. Expedient In some cases, the locally determined material properties relate to an Fe strength, a degree of hardness, a surface finish, an alloy addition composition, a porosity, a ductility, a lubricating effect, a guideline ability and / or density.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist dabei die offenporige Struktur eine hohe Festigkeit, einen vorbestimmten Härtegrad, eine vorbestimmte Oberflächen­ beschaffenheit, eine vorbestimmte Legierungszusammensetzung, eine vorbe­ stimmte Porösität, eine vorbestimmte Duktilität, eine vorbestimmte, insbesondere gute, Schmierwirkung, eine vorbestimmte, insbesondere gute, Leitfähigkeit und/oder eine vorbestimmte, insbesondere hohe oder niedrige, Dichte auf.In a preferred embodiment, the open-pore structure has a high strength, a predetermined degree of hardness, a predetermined surface texture, a predetermined alloy composition, a prep agreed porosity, a predetermined ductility, a predetermined, in particular good, lubricating effect, a predetermined, especially good, conductivity and / or a predetermined, in particular high or low, density.

Zur weiteren Verbesserung von Eigenschaften des Gußwerkstoffes sowie einer Grenzschicht zwischen diesem und der offenporigen Struktur wird das Bauteil ei­ ner nachfolgenden Wärmebehandlung unterzogen.To further improve the properties of the cast material and a The component becomes the boundary layer between this and the open-pore structure subjected to subsequent heat treatment.

Zweckmäßigerweise ist der Gießwerkstoff ein Metall oder eine Metall-Legierung.The casting material is expediently a metal or a metal alloy.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die offenporige Struktur aus einem keramischen oder metallischen Werkstoff, insbesondere Eisen, oder einer Legierung, insbesondere einer NE-Legierung bzw. einer partikelverstärkten Legie­ rung, gefertigt. Dadurch, daß die offenporige Struktur derart an dem Widerlager angeordnet ist, daß ein an der offenporigen Struktur angreifender Kraftvektor par­ allel und entgegengesetzt zu einem resultierenden Abstützvektor durch das oder die Widerlager ausgerichtet ist, werden Scherkräfte auf die offenporige Struktur vermieden, wodurch eine kontrollierte Kompression ohne vollständige Zerstörung der offenporigen Struktur erzielt wird. In a particularly advantageous embodiment, the open-pore structure is made of a ceramic or metallic material, in particular iron, or one Alloy, in particular a non-ferrous alloy or a particle-reinforced alloy tion. The fact that the open-pore structure on the abutment is arranged that a force vector acting on the open-pored structure par allele and opposite to a resulting support vector by the or the abutment is aligned, shear forces on the open pore structure avoided, creating a controlled compression without complete destruction the open-pore structure is achieved.  

Entsprechende Werkstoffeigenschaften des Bauteils mit lokal ausgebildeten zwei oder drei verschiedenen Phasen, d. h. mit einem Zweifach- oder Dreifach-Gradi­ enten, erzielt man dadurch, daß der Gießwerkstoff und die offenporige Struktur aus einem gleichen Werkstoff oder unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.Corresponding material properties of the component with locally trained two or three different phases, d. H. with a double or triple gradi ducks, is achieved in that the casting material and the open-pore structure consist of the same material or different materials.

Eine gute Kontrollierbarkeit der Kompression des offenporigen Werkstoffs ohne turbulente Strömungen erzielt man dadurch, daß für das Thixogießverfahren eine Kolbengeschwindigkeit, ein Kolbendruck und/oder eine Temperatur derart gewählt wird, daß sich bei der Kompression der offenporigen Struktur ein Prozeß mit la­ minaren Strömungen des Gießwerkstoffes einstellt.A good controllability of the compression of the open-pore material without Turbulent flows are achieved by using a Piston speed, a piston pressure and / or a temperature selected in this way is that when the open-pore structure is compressed, a process with la sets minimum flows of the casting material.

Zweckmäßigerweise ist die offenporige Struktur ein Schaum oder eine Gitter­ struktur.The open-pore structure is expediently a foam or a grid structure.

Eine Verbesserung einer Benetzbarkeit und einer Infiltration der offenporigen Struktur erzielt man dadurch, daß die offenporige Struktur vor dem Gießverfahren mit einem oder mehreren Werkstoffen beschichtet wird.An improvement in wettability and infiltration of the open pore Structure is achieved in that the open-pore structure before the casting process is coated with one or more materials.

Zum Erhöhen einer Elementenkonzentration in vorbestimmten Bereichen des Bauteils wird die offenporige Gitterstruktur vor der Infiltration mit wenigstens einem Element, wie beispielsweise Primärsilizium zum Erhöhen einer Verschleißfestig­ keit, oder auch anderen hochwarmfesten oder härtenden Elementen beschichtet.To increase an element concentration in predetermined ranges of the The open-pore lattice structure becomes part of the infiltration with at least one Element such as primary silicon to increase wear resistance speed, or other high-temperature or hardening elements coated.

Zweckmäßigerweise wird die offenporige Struktur vor dem Gießverfahren mit ei­ nem Anteil eines hochfesten, härtenden, verschleißfesten und/oder schmierenden Elementes beschichtet.The open-pore structure is expediently coated with egg before the casting process part of a high-strength, hardening, wear-resistant and / or lubricating Element coated.

In vorteilhafter Weise ist die eingelegte offenporige Struktur ein Körper, der wenig­ stens an einer Seite dicht ist und wenigstens eine Seite als offenporige Struktur in Kontakt mit einem Infiltrationswerkstoff, insbesondere dem Gießwerkstoff, steht. The inserted open-pore structure is advantageously a body that has little is tight on one side and at least one side as an open-pored structure Contact with an infiltration material, in particular the casting material.  

Zur Unterstützung und Verbesserung einer kontrollierten Infiltration der offenpori­ gen Struktur wird diese zweckmäßigerweise vor der Infiltration während des Gieß­ verfahrens vorgeheizt.To support and improve controlled infiltration of the open pores The structure is expedient before infiltration during casting process preheated.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:The invention is explained below with reference to the drawing. This shows in:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Form für ein Thixogießverfahren vor dem Gießprozeß mit darin angeordneter offenporiger Struktur und Fig. 1 is a sectional view through a mold for a thixo casting process before the casting process with an open-pore structure arranged therein and

Fig. 2 einen Schnitt durch ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren her­ gestelltes Bauteil. Fig. 2 shows a section through a component made with the method according to the invention.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorgesehen, daß eine metallische oder nichtmetallische, wie beispielsweise eine keramische, offenporige Struktur mit einer teilflüssigen Suspension bzw. Legierung infiltriert wird. Ziel ist die Her­ stellung eines Werkstoffverbundsystems, bei dem ein oder mehrere Bauteilberei­ che lokal funktionsbezogen optimiert, beispielsweise verstärkt, werden. Mögliche Anwendungsgebiete sind hierbei die lokale Erhöhung einer Verschleißfestigkeit eines Bauteils zur Verbesserung tribologischer Eigenschaften oder eine Eigen­ schaftsverbesserung durch gezielte Werkstoffverbunde. Zu den Anforderungen, die an den Werkstoff gestellt werden, zählt u. a. die Verbesserung der Festigkeit, Duktilität, Schmierwirkung, Leitfähigkeit usw. Mögliche Bauteile sind hierbei bei­ spielsweise Bremsscheiben oder Zahnräder, deren Umfangsfestigkeit durch Ein­ lagerung einer verschleißfesten offenporigen Struktur verbessert wird, oder Lager­ buchsen, deren Schmierwirkung an vorbestimmten Stellen durch Einlagerung der offenporigen Struktur erhöht wird.In the method according to the invention it is provided that a metallic or non-metallic, such as a ceramic, open-pore structure is infiltrated with a partially liquid suspension or alloy. The goal is the Her Provision of a composite material system in which one or more components are manufactured che locally optimized function-related, for example, strengthened. Possible Areas of application are the local increase in wear resistance a component to improve tribological properties or own shaft improvement through targeted material composites. To the requirements which are placed on the material counts u. a. improvement in strength, Ductility, lubrication, conductivity, etc. Possible components are included for example, brake discs or gears, the circumferential strength of a Storage of a wear-resistant open-pore structure is improved, or bearings bushings, the lubricating effect at predetermined points by storing the open-pore structure is increased.

Fig. 1 zeigt beispielhaft für ein Zahnrad eine Anordnung einer offenporigen Struk­ tur hoher Festigkeit in einer Form zur Herstellung eines Zahnrades mittels eines Thixogießverfahrens. Der Ausdruck "hohe Festigkeit" bedeutet hierbei offenporige Strukturen in Form von Schäumen, welche im wesentlichen starr sind, beispiels­ weise offenporige Strukturen aus Metall oder Keramik. Der Ausdruck "im wesentli­ chen starr" bedeutet hierbei, daß es sich bei den offenporigen Strukturen nicht um leicht kompressible Schwämme aus Kunst- oder Naturstoff handelt. Fig. 1 shows an example of a gear arrangement of an open-pore structure high strength in a mold for manufacturing a gear by means of a thixo casting process. The term "high strength" means open-pore structures in the form of foams which are essentially rigid, for example open-pore structures made of metal or ceramic. The expression "essentially rigid" means here that the open-pore structures are not easily compressible sponges made of plastic or natural material.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind in einer Form 10 für ein Bauteil in Form eines Zahnrades an vorbestimmten Stellen offenporige Strukturen 12 angeordnet. Die offenporigen Strukturen 12 sind dabei in Zacken 14 des herzustellenden Zahnra­ des in dargestellter Weise angeordnet. Hierdurch bilden jeweilige Seitenwandun­ gen 16 der Zacken 14 ein Widerlager für die offenporigen Strukturen 12. Pfeile 18 kennzeichnen hierbei entsprechende Abstützvektoren der entsprechenden Sei­ tenwandungen 16. Diese Abstützvektoren 18 stehen senkrecht auf den jeweiligen Seiten 16. Durch Vektoraddition von entsprechenden Abstützvektoren 18 eines Zackens 14 ergibt sich ein entsprechender resultierender Abstützvektor 20.As can be seen from FIG. 1, open-pore structures 12 are arranged in a mold 10 for a component in the form of a gearwheel at predetermined locations. The open-pore structures 12 are arranged in teeth 14 of the toothed gear to be produced in the manner shown. As a result, respective side walls 16 of the teeth 14 form an abutment for the open-pore structures 12 . Arrows 18 indicate corresponding support vectors of the corresponding side walls 16 . These support vectors 18 are perpendicular to the respective sides 16 . A corresponding resultant support vector 20 results from vector addition of corresponding support vectors 18 of a spike 14 .

Während des Thixogießverfahrens wird unter einem entsprechenden Druck ein teilflüssiges Gußmaterial in die Form 10 eingeführt. Hierdurch ergibt sich auf die offenporigen Strukturen 12 ein Kompressionsdruck mit einem entsprechenden Kraftvektor 22. Hierbei ergibt sich unmittelbar aus Fig. 1, daß die Anordnung aus Widerlager 16 und offenporiger Struktur 12 derart getroffen ist, daß der resultie­ rende Abstützvektor 20 im wesentlichen parallel und entgegengesetzt zum Kraft­ vektor 22 durch das Druckgießverfahren ausgerichtet ist. Auf diese Weise ergeben sich lediglich resultierende Kompressionskräfte auf die offenporige Struktur 12, ohne Scherkräfte, so daß während des Thixogießverfahrens durch den Gießdruck eine kontrollierte und vorbestimmte Kompression der offenporigen Strukturen 12 ohne deren vollständige Zerstörung erfolgt.During the thixo casting process, a partially liquid casting material is introduced into the mold 10 under an appropriate pressure. This results in a compression pressure with a corresponding force vector 22 on the open-pore structures 12 . Here, 1, derives directly from Fig. That the arrangement of abutment 16 and an open-pored structure is made 12 such that the resultie Rende Abstützvektor 20 is substantially parallel and opposite to the force vector aligned 22 by the die casting method. In this way, there are only resulting compression forces on the open-pore structure 12 , without shear forces, so that a controlled and predetermined compression of the open-pore structures 12 takes place without their complete destruction by the casting pressure during the thixo casting process.

Das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mittels einer Schnittansicht durch das hergestellte Bauteil in Fig. 2 veranschaulicht. Das Zahnrad 24 ist im Bereich 26 ausschließlich vom Gußmaterial 28 gebildet. Die offenporige Struktur 12 ist vom Gußmaterial 28 infiltriert und komprimiert, so daß sich eine entspre­ chende Legierungsschicht 30 an Spitzen der Zacken 14 ergibt. Ferner hat sich eine Grenzschicht 32 zwischen der Legierungsschicht 30 und dem Gußmaterial 28 ausgebildet. The result of the method according to the invention is illustrated by means of a sectional view through the manufactured component in FIG. 2. The gear 24 is formed in the region 26 exclusively by the casting material 28 . The open-pore structure 12 is infiltrated and compressed by the casting material 28 , so that there is a corresponding alloy layer 30 at the tips of the prongs 14 . Furthermore, a boundary layer 32 has formed between the alloy layer 30 and the casting material 28 .

Es ist offensichtlich, daß durch die Legierungsschicht 30, welche eine andere Zu­ sammensetzung aufweist, als das Gußmaterial 28, in den entsprechenden Berei­ chen der Spitzen 40 eine andere Werkstoffeigenschaft durch einen anderen Ver­ bundwerkstoff erzielt ist. Das Gußmaterial 28 und der Werkstoff der offenporigen Struktur 12 ist dabei derart gewählt, daß sich beispielsweise entsprechende me­ chanische Eigenschaften und/oder Verschleißeigenschaften in den entsprechen­ den Bereichen der Zacken 14 ergeben.It is obvious that the alloy layer 30 , which has a different composition than the casting material 28 , in the corresponding areas of the tips 40 a different material property is achieved by a different composite material. The casting material 28 and the material of the open-pore structure 12 is selected such that, for example, corresponding mechanical properties and / or wear properties result in the corresponding areas of the teeth 14 .

Durch entsprechende nachfolgende Wärmebehandlungsmaßnahmen, welche auf das hergestellte Zahnrad 24 angewendet werden, können sowohl die Eigen­ schaften des Gußmaterials 28 als auch die Grenzflächenstruktur 32 zwischen dem Gußmaterial 28 und der Legierungsschicht 30 verbessert werden.By appropriate subsequent heat treatment measures, which are applied to the gear 24 produced, both the properties of the casting material 28 and the interface structure 32 between the casting material 28 and the alloy layer 30 can be improved.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt dabei die besonderen Eigenschaften des teilflüssigen Gußwerkstoffes während des Thixogießverfahrens derart aus, daß die offenporige Struktur 12 als eine Art Filter dient und zuerst die flüssige Phase des teilflüssigen Werkstoffes eindringen läßt, welcher die Oberfläche der offenporigen Struktur 12 besonders gut benetzt. Der feste Anteil des teilflüssigen Gußwerk­ stoffes folgt erst später nach, und es bildet sich in entsprechender Weise die Le­ gierungsschicht 30 und die Grenzschicht 32 aus. Wie sich unmittelbar aus Fig. 2 ergibt, sind die entsprechend gewünschten veränderten Materialeigenschaften in denjenigen Lokalbereichen ausgebildet, in denen Eingriffskräfte auf das Zahnrad 24 wirken. Somit ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise möglich, in einem einzigen Schritt während des Thixogießverfahrens ein Bauteil mit lokal unterschiedlichen und entsprechend angepaßten Werkstoffver­ bünden mit entsprechend unterschiedlichen und entsprechend angepaßten Mate­ rialeigenschaften, wie Festigkeit oder Schmierfähigkeit, herzustellen. Dies war bisher nur in zwei oder mehr Verfahrensschritten möglich und konnte nicht in ent­ sprechender Weise in einem Guß- bzw. Druckgußverfahren realisiert werden.The process according to the invention makes use of the special properties of the partially liquid casting material during the thixo casting process in such a way that the open-pore structure 12 serves as a type of filter and first allows the liquid phase of the partially liquid material to penetrate, which wets the surface of the open-pore structure 12 particularly well. The solid portion of the partially liquid casting material follows later and it forms the alloy layer 30 and the boundary layer 32 in a corresponding manner. As can be seen directly from FIG. 2, the correspondingly desired changed material properties are formed in those local areas in which engaging forces act on the gear wheel 24 . Thus, it is possible by the inventive method in an advantageous manner, in a single step during the thixo casting process to build a component with locally different and appropriately adapted material properties with correspondingly different and appropriately adapted material properties, such as strength or lubricity. This was previously only possible in two or more process steps and could not be realized in a casting or die-casting process accordingly.

Claims (13)

1. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils in einer Form mittels eines Gieß­ werkstoffes, insbesondere mittels eines Thixogießverfahrens mit wenigstens ei­ nem teilflüssigen Werkstoff oder mittels Thixoschmieden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Form vor einem Gießen oder Schmieden eine offenporige Struktur mit vorbestimmten Eigenschaften derart angeordnet wird, daß sich diese an wenig­ stens einer Seite an einem Widerlager abstützt.1. A method for producing a component in a mold by means of a casting material, in particular by means of a thixo casting method with at least one partially liquid material or by means of thixo forging, characterized in that an open-pore structure having predetermined properties is arranged in the mold in such a way before casting or forging that it is supported on at least one side on an abutment. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die offenporige Struktur eine hohe Festigkeit, einen vorbestimmten Härtegrad, eine vorbestimmte Oberflächenbeschaffenheit, eine vorbestimmte Legierungszusammensetzung, eine vorbestimmte Porösität, eine vorbestimmte Duktilität, eine vorbestimmte, ins­ besondere gute, Schmierwirkung, eine vorbestimmte, insbesondere gute, Leitfä­ higkeit und/oder eine vorbestimmte, insbesondere hohe oder niedrige, Dichte auf­ weist.2. The method according to claim 1, characterized in that the open-pore Structure high strength, a predetermined degree of hardness, a predetermined Surface condition, a predetermined alloy composition, a predetermined porosity, a predetermined ductility, a predetermined, ins particularly good, lubricating effect, a predetermined, in particular good, guideline ability and / or a predetermined, in particular high or low, density points. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil einer nachfolgenden Wärmebehandlung unterzogen wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Component is subjected to a subsequent heat treatment. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gießwerkstoff ein Metall oder eine Metallegierung ist.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the casting material is a metal or a metal alloy. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die offenporige Struktur aus einem keramischen oder metallischen Werkstoff, insbesondere Eisen, oder einer Legierung, insbesondere einer NE-Legierung bzw. einer partikelverstärkten Legierung, gefertigt ist.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the open-pore structure from a ceramic or metallic Material, especially iron, or an alloy, especially one Non-ferrous alloy or a particle-reinforced alloy. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die offenporige Struktur derart an dem Widerlager angeordnet ist, daß ein an der offenporigen Struktur eingreifender Kraftvektor parallel und entge­ gengesetzt zu einem resultierenden Abstützvektor durch das oder die Widerlager ausgerichtet ist.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized shows that the open-pore structure is arranged on the abutment,  that a force vector engaging in the open-pore structure is parallel and opposite opposed to a resulting support vector by the abutment or abutments is aligned. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gießwerkstoff und die offenporige Struktur aus einem gleichen Werkstoff oder unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the casting material and the open-pore structure from one and the same Material or different materials exist. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für das Gießverfahren eine Kolbengeschwindigkeit, ein Kolbendruck und/oder eine Temperatur derart gewählt wird, daß sich bei der Kompression der offenporigen Struktur ein Prozeß mit laminaren Strömungen des Gießwerkstoffes einstellt.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that for the casting process a piston speed, a piston pressure and / or a temperature is chosen such that the compression of the open-pore structure a process with laminar flows of the casting material sets. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die offenporige Struktur ein Schaum oder eine Gitterstruktur ist.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the open-pore structure is a foam or a lattice structure. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die offenporige Struktur vor dem Gießverfahren mit einem oder mehreren Werkstoffen beschichtet wird.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the open-pore structure with one or several materials is coated. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die offenporige Struktur vor dem Gießverfahren mit einem Anteil eines hochfesten, härtenden, verschleißfesten und/oder schmierenden Elementes beschichtet wird.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the open-pore structure before the casting process with a proportion a high-strength, hardening, wear-resistant and / or lubricating element is coated. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die eingelegte offenporige Struktur ein Körper ist, der wenigstens an einer Seite dicht ist und wenigstens eine Seite als offenporige Struktur in Kontakt mit einem Infiltrationswerkstoff, insbesondere dem Gießwerkstoff, steht.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized indicates that the inserted open-pore structure is a body that at least one side is tight and at least one side is in contact as an open-pore structure with an infiltration material, in particular the casting material. 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die offenporige Struktur hoher Festigkeit vor der Infiltration während des Gießverfahrens vorgeheizt wird.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the open-pored structure of high strength before infiltration during of the casting process is preheated.
DE1998100594 1998-01-09 1998-01-09 Process for producing a component with partially liquid materials Withdrawn DE19800594A1 (en)

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