DE19950037C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Urformen eines Werkstoffes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Urformen eines WerkstoffesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Urformen eines Werkstoffes,
bei dem ein geschmolzenes Metall in einem Urformvorgang in eine vorbe
stimmte Form überführt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
Derartige Urformverfahren umfassen u. a. Gießverfahren, wie Druckguss-, Ko
killenguss- und Sandgussverfahren, sowie Schmiede- und Gesenkschmiedever
fahren, soweit ein geschmolzenes Metall in eine vorbestimmte Form überführt
wird.
Bei derartigen Urformverfahren ist die Temperaturentwicklung des Metalls für
eine bessere Bearbeitbarkeit sowie eine gewünschte Gefügebildung wichtig.
Insbesondere bei Gießverfahren, bei denen ein flüssiges Metall bzw. (bei
Thixo-Casting- bzw. Solid State Melting) pasteuses oder aufgeweichtes festes
Metall in der Urform erstarrt, ist es vorteilhaft, den Temperaturverlauf des Me
talls zu steuern.
Zur Steuerung des Temperaturverlaufes ist z. B. aus der DE 195 45 177 A1
bekannt, dem Werkstück bzw. Metall durch ein zeitlich variables elektromag
netisches Feld induktiv Wärme zuzuführen. Hierdurch kann eine definierte
Wärmemenge in das Werkstück eingebracht werden, wobei die örtliche und
zeitliche Verteilung des induktiven Feldes variiert werden kann. Die Verände
rung des elektromagnetischen Feldes kann dabei vom Umformzustand des
Werkstückes abhängig gemacht werden.
Durch eine derartige induktive Aufheizung eines Werkstücks kann bereits ein
lokales Erstarren und eine unerwünschte vorzeitige Abkühlung des Werkstücks
vermieden werden. Die induktive Einkopplung der elektromagnetischen Wellen
kann allerdings bei Verwendung größerer Werkzeuge, z. B. einer größeren
Druckgusseinrichtung mit metallischen Formhälften, problematisch sein, da
durch das zeitlich sich ändernde bzw. oszillierende elektromagnetische Feld
auch in den Formhälften Wirbelströme induziert werden.
In der älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung gemäß DE 198 25 223 A1
ist ein Formwerkzeug aus einem pulvermetallurgisch hergestellten
Kompositwerkstoff beschrieben, der aufgrund seiner elektrischen und thermi
schen Eigenschaften bis 1.800°C beheizbar ist. Durch das Aufheizen des
Formwerkezeuges hat dieses eine Doppelfunktion als Heiz- und Formelement.
Eine unmittelbare Aufheizung des zu formenden Werkstoffes findet dabei nicht
statt.
Durch DE 41 26 175 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein elektrisch
leitendes Material, in Form eines Bleches, zwischen wenigstens zwei das Ma
terial berührenden Kontaktelementen hindurch transportiert wird. Durch die
Kontaktelemente fließt ein elektrischer Strom zum Zwecke der Erwärmung
durch das Material quer zur Materialförderrichtung. Ein Urformverfahren der
eingangs erwähnten Art ist durch diese Druckschrift nicht offenbart.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Urformen eines
metallischen Werkstoffes zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs er
wähnten Art gelöst, indem während eines Einfüllvorgangs vor dem Urformvor
gang und/oder während des Urformvorgangs und/oder bei einer Nachbehand
lung in der Urform nach dem Urformvorgang an Teile der Urformvorrichtung
eine konduktiv erzeugte elektrische Spannung derart angelegt wird, dass ein
geschlossener Stromkreislauf gebildet wird, und dem geschmolzenes Metall
konduktiv Wärmeenergie zugeführt wird, und der geschlossene Stromkreislauf
durch das geschmolzene Metall verläuft.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens, die eine Urformvorrichtung mit wenigstens einem Hohlraum zur
Aufnahme geschmolzenen Metalls und mit Anschlusspunkten zum Anlegen
einer Spannung und eine Spannungsquelle zum Anlegen einer Spannung an die
Anschlusspunkte aufweist.
Erfindungsgemäß wird das geschmolzene Metall somit konduktiv erhitzt, d. h.
es wird ein elektrischer Strom durch das geschmolzene Metall geleitet. Hierzu
wird erfindungsgemäß eine Spannung an hierfür geeignete Teile der verwendeten
Werkzeuge bzw. der Urformvorrichtung gelegt, zwischen
denen sich das Metall befindet.
Eine derartige konduktive Erhitzung kann gegenüber einer indukti
ven Erhitzung mit relativ geringem apparativen Aufwand erreicht
werden, indem eine hierfür geeignete Stromquelle an die gewünsch
ten Teile der Vorrichtung angeschlossen wird. Als Stromquelle kann
z. B. eine Schweißstromquelle verwendet werden, die die gewünschten
hohen Stromstärken von z. B. größer/gleich 100 A bei den gewünsch
ten Spannung von z. B. kleiner/gleich 100 V liefern kann.
Erfindungsgemäß kann die Spannung insbesondere an Bauteilen einge
geben werden, die eine große Berührungsfläche mit dem Metall auf
weisen, wie z. B. bei einer Gußvorrichtung der Gießkolben, die
Gießkammer oder Formhälften, so daß eine relativ gleichmäßige Wär
mezufuhr zu dem Metall erreicht werden kann. Da der elektrische
Widerstand des Metalls mit steigender Temperatur ebenfalls zu
nimmt, tritt in dem Metall eine natürliche Gegenkopplung auf, so
daß bei stärkerer Erhitzung einiger Bereiche des Metalls der Wi
derstand zunimmt und der Strom verstärkt durch andere, kühlere
Bereiche des Metalls fließt.
Die Spannung kann grundsätzlich in allen Bereichen der Urformvor
richtung angelegt werden. Bei Verwendung von metallischen Bautei
len, bei einer Druckgußvorrichtung z. B. der Gießkolben, die Gieß
kammer, der Amboß, die Formhälften oder ein Schieber, kann die
Spannung direkt an diese Bauteile angeschlossen werden. Weiterhin
ist es möglich, in den betreffenden Bauteilen Elektroden zum An
schluß der Spannungsquelle vorzusehen, die erfindungsgemäß Teile
der Urformvorrichtung darstellen. Ein Einsatz von Elektroden kann
z. B. in Formhälften sinnvoll sein, die eine keramische Isolierung
gegenüber dem Formhohlraum aufweisen.
Die Stromzuführung kann in einzelnen Phasen des Verfahrens unter
schiedlich erfolgen. Bei einem Druckgußverfahren kann während der
Einfüllphase, bei der das schmelzflüssige oder pasteuse Metall in
die Gießkammer eingefüllt wird, vorteilhafterweise eine Spannung
zwischen Gießkolben und Amboß angelegt werden, so daß ein Strom
über die Länge der Gießkammer durch das Metall erzeugt wird.
Hierdurch kann insbesondere die Temperatur des Metalls konstant
gehalten werden; weiterhin ist es möglich, die Temperatur des Me
talls in der Gießkammer zu erhöhen, so daß in einer Aufschmelzpha
se vor dem Einfüllen nicht unnötig viel Energie verbraucht wird.
Ein späteres Erwärmen ist insbesondere bei Thixo-Casting-Verfahren
bzw. SMS (Solid State Melting)-Verfahren sinnvoll, bei denen ein
Butzen eines lediglich aufgeweichten bzw. leich pasteusen Metalls
eingeführt wird, da eine unnötige Erhitzung des Butzens bzw. ein
Warmhalten vorgewärmter Butzen vor dem Einfüllen somit zumindest
teilweise verhindert werden kann.
Während der Formfüllung kann eine Spannung insbesondere zwischen
den Formhälften angelegt werden, so daß das in dem Formhohlraum
befindlich Metall direkt zwischen den Formhälften erwärmt wird.
Hierzu können, falls die Formhälften auf ihrer Innenseite im stär
keren Maße mit einem keramischen Isolator überzogen sind, ergän
zend auch Elektroden verwendet werden. Als Elektroden können bei
spielsweise auch in den Formhälften angebrachte metallische Kühl
körper verwendet werden, so daß ein Anbringen weiterer Elektroden
in bestehende Vorrichtungen unnötig ist. Weiterhin kann ein Strom
auch zwischen Gießkolben bzw. Gießkammer und einer oder beiden
Formhälften erzeugten werden, so daß auch das noch in der Gießkam
mer und im Anschnitt sich befindene Metall erwärmt wird. Bei Ver
wendung von Schiebern zur Erzeugung gewünschter Druckgußformen
können auch diese als ein Anschlußpunkt der Spannung gegenüber
einem anderen Schieber, einer oder beider Formhälften oder insbe
sondere dem Gießkolben und/oder Gießkammer verwendet werden.
In der Erstarrungsphase nach der Formfüllung kann es insbesondere
vorteilhaft sein, den Preßrest zwischen Gießkolben und Amboß flüs
sig zu halten, damit weiterhin ein Druck auf das in dem Formhohl
raum befindliche Metall ausgeübt wird, um eine gute Verdichtung
bzw. Dichtspeisung des Metalls in dem Formhohlraum zu gewährlei
sten. Weiterhin kann z. B. durch eine Spannung zwischen Gießkolben
bzw. Gießkammer und den Formhälften bzw. einer in ihnen angebrachten
Elektrode oder eines in ihnen angebrachten Schiebers der An
schnitt, der den Innenraum der Gießkammer mit dem Formhohlraum
verbindet, freigehalten werden, damit der auf dem Preßrest ausge
übte Druck eine längere Zeit auf das in dem Formhohlraum befindli
che Metall einwirkt.
Durch eine geeignete Stromführung im Metall kann desweiteren eine
gerichtete Erstarrung im Formhohlraum erreicht werden, indem in
den Bereichen geringerer Stromstärke zunächst eine Abkühlung auf
tritt, die von hier aus in den Formhohlraum weiterwandert. Da bei
einer Abkühlung sich das Metall von den Wänden der Formhälften
löst, tritt ein Widerstandsprung ein, der diesen Effekt noch ver
stärkt. Es kann somit sukzessive eine Ablösung des Metalls in den
erstarrten Bereichen von den Formhälften und eine gerichtete Er
starrung erreicht werden.
Nach dem Erstarren kann eine weitere Temperaturbehandlung zur Ge
fügeverbesserung, bei der dem Werkstoff in gewünschten Bereichen
in gewünschter Weise konduktiv Wärmeenergie zugeführt wird, ohne
weitere Hilfsmittel durchgeführt werden. Hierzu können vorzugswei
se in dem Gußstück eingebettete Elektroden, z. B. Kerne, benutzt
werden, wodurch eine Stromzuführung auch in Bereichen des Metalls
gewährleistet wird, die sich von den Formhälften abgelöst haben.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum einem manuell durchgeführt
werden. Weiterhin kann der Spannungs- bzw. Stromverlauf in Abhän
gigkeit von errechneten oder gemessenen Funktionskurven variiert
werden. Hierfür kann z. B. eine gewünschte Anfahr- bzw. Abschalt
charakteristik beim Erhöhen und Senken der Stromstärken durchge
führt werden. Erfindungsgemäß ist weiterhin vorteilhafterweise
eine Regelung mit Temperaturmessung des Metalls möglich, so daß
die Spannungs- bzw. Stromstärke in Abhängigkeit von einer Tempera
tur bzw. den in mehreren Punkten des Metalls gemessenen Tempera
turwerten geändert werden kann. Hierdurch kann die Temperatur ins
besondere konstant gehalten oder eine Temperaturabsenkung des Me
talls verzögert werden. Weiterhin kann auch eine andere Meßgröße
für eine Regelung gemessen werden. Hierbei kann insbesondere ein
Forminnendruck zwischen den Formhälften gemessen werden. Diese
Messung kann z. B. durch eine bündig in der Formoberfläche bzw.
Innenfläche der Formhälften vorgesehene Membran, die mit einem
außerhalb des Forminnenraums angebrachten Piezokristall verbunden
ist, geschehen. Alternativ dazu kann ein Piezokristall unter einem
Auswerferstift vorgesehen sein, so daß über den verschiebbaren
Auswerferstift eine Messung des Forminnendrucks möglich ist.
Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ hierzu eine Schallemis
sion, insbesondere eine Ultraschallemission des Metalls, z. B. im
Bereich von 100 KHZ, gemessen werden. Aus einer derartigen Schall
emissionsanalyse kann auf die unerwünschte Lunker-Bildung während
des Erstarrens geschlossen werden. Ein Beispiel einer derartigen
Schallemissionsanalyse ist in der DE 39 40 560 C2 gezeigt. Erfin
dungsgemäß erfolgt die Regelung hierbei derartig, daß bei Vorlie
gen eines Meßsignals bzw. eines zu hohen Meßsignals die Heizlei
stung erhöht wird, so daß das gemessene Signal minimal gehalten
wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung
an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Die Figur zeigt den
schematischen Aufbau einer Druckgußvorrichtung in Schnittdarstel
lung.
Durch ein Einfüllloch 9 wird flüssiges Metall, z. B. Aluminium,
Magnesium oder eine Aluminium- oder Magnesiumlegierung, während
einer Einfüllphase in den Innenraum einer Gießkammer 7 gefüllt.
Hierbei ist der Gießkolben 8 in der in der Figur gezeigten zurück
gezogenen Stellung. Das flüssige Metall 13 füllt den Innenraum der
Gießkammer 7 mit einem Füllungsgrad von z. B. 30 bis 80% aus.
In der anschließenden Formfüllphase wird der Gießkolben 8 gegen
einen Amboß 10 gedrückt, so daß das flüssige Metall 13 in einen
Formhohlraum 1 zwischen zwei Formhälften 2 und 3 gedrückt wird und
nachfolgend erstarrt. Anschließend werden die Formhälften 2 und 3
auseinander gezogen und wird so das urgeformte Werkstück freige
ben. Zur Erreichung komplizierterer Geometrien können ein Schieber
4 oder mehrere Schieber in den Formhohlraum geführt sein, die vor
dem Ausformen aus dem Werkstück entfernt werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das Werkstück während einer oder
mehrerer dieser Phasen konduktiv zu erwärmen. Während der Einfüll
phase und nach der Einfüllphase kann z. B. ein Strom durch das in
der Gießkammer 7 sich befindene flüssige Metall 13 geführt werden,
indem eine Spannung zwischen dem Gießkolben 8 und dem Amboß 10
angelegt wird. Hierdurch kann erreicht werden, daß ein elek
trischer Strom durch die gesamte Länge der Gießkammer 7 fließt.
Der Amboß 10 kann dabei gegenüber der Gießkammer 7 elektrisch iso
liert oder nicht isoliert sein. Bei einer elektrischen Isolierung
wird ein möglicher Kurzschlußstrom von dem Gießkolben über die
Gießkammer zum Amboß 10 verhindert bzw. verringert.
In der nachfolgenden Formfüllphase kann eine Spannung zwischen
Gießkolben 8 und einer Formhälfte 2 oder 3 angelegt werden, so daß
ein Strom entlang des flüssigen Metalls in der Gießkammer und dem
teilweise oder vollständig gefüllten Formhohlraum fließt. Hierbei
können die Formhälften 2 und 3 parallel geschaltet werden, so daß
sie gemeinsam als Elektrode gegen den Gießkolben 8 geschaltet
sind. Hierdurch kann eine gleichmäßige Stromverteilung im Werk
stück in Formhohlraum 1 und somit eine gleichmäßige Wärmezufuhr
erreicht werden. Weiterhin ist es alternativ oder ergänzend hierzu
möglich, eine Spannung zwischen die Formhälften 2 und 3 zu legen,
so daß ein Strom direkt durch das zwischen den Formhälften sich
befindende Metall fließt und dieses erwärmt. Weiterhin kann eine
Spannung auch zwischen die Gießkammer 7 und einer oder beiden
Formhälften 2, 3 geschaltet werden. Es ist auch möglich, ergänzend
oder alternativ hierzu eine Spannung zwischen einem Schieber 4 und
einer oder beiden Formhälften 2, 3 bzw. zwischen Schieber 4 und
Gießkolben, Gießkammer oder Amboß 10 anzulegen, so daß ein Strom
durch den Formhohlraum 1 fließt.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen kann statt einer oder bei
der Formhälften auch eine Elektrode 12 zum Spannungsanschluß ver
wendet werden, z. B. wenn eine keramische Isolierschicht 5, 6 an
einer oder beiden Formhälften 2, 3 so stark ausgebildet ist, daß
eine Stromführung über sie erschwert ist. Alternativ hierzu kann
auch die Elektrode gegen die Formhälften elektrisch isoliert sein.
Während der nachfolgenden Erstarrungsphase kann zum einen eine
Spannung zwischen Gießkolben 8 und Amboß 10 gelegt werden, so daß
ein Preßrest in der Gießkammer flüssig gehalten wird. Hierdurch
wird ein Druck in diesem Preßrest aufrechterhalten, der zur Dicht
speisung des Metalls im Formhohlraum während des Erstarrens dient,
so daß eine bessere bzw. dichtere Gefügeausbildung des Metalls
erreicht wird. Hierzu kann ergänzend oder alternativ ein Strom
zwischen Gießkolben 8 und/oder Gießkammer 7 und einer oder beider
Formhälften 2, 3 bzw. einer Elektrode 12 oder einem Schiebers 4
geschaltet sein, um das Metall im Anschnitt 11 flüssig zu halten.
Es können hierbei Isolierschichten an Elektroden zur Abschirmung
gegen ein Formteil und/oder Isolierschichten an stromführenden
Formteilen, wie z. B. Gießkammer 7, Gußkolben 8, Amboß 10, den
Formhälften 2, 3 und/oder dem Schieber 4 zur Isolierung gegen an
dere Formteile oder das Gießmetall vorgesehen sein.
Auch nach dem Erstarren kann ein Stromfluß aufrecht erhalten wer
den, vorzugsweise z. B. zwischen den Formhälften oder zwischen
Gießkolben und einer oder beider Formhälften. Hierdurch kann eine
Temperaturbehandlung zur Verbesserung des Gefüges erreicht werden.
Falls ein in der Figur nicht gezeigtes Eingußstück in das Metall
eingegossen werden soll, kann es, falls es elektrisch leitend ist,
direkt zum Anschluß der Spannung verwendet werden. Alternativ
hierzu können Elektroden an dem Gußteil angebracht werden.
Als Stromquellen können z. B. Schweißstromquellen verwendet werden,
die Spannungen von z. B. kleiner/gleich 100 V und Ströme von z. B.
größer/gleich 100 A liefern, so daß bereits bestehende Vorrichtun
gen verwendet werden können. Hierbei können auch Anfahr- und Aus
laufkurven zur Stromstärkeregulierung verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch z. B. für Kokillenguß-
oder Sandgußverfahren verwendet werden, wobei der Strom von einer
Gießformhälfte über eine andere Gießformhälfte oder einer Elektro
de, bzw. über eine Zuführvorrichtung für das Metall eingeleitet
wird. Weiterhin ist eine Verwendung für Schmiedeverfahren oder
Gesenkschmiedeverfahren möglich, bei denen vorteilhafterweise ein
Strom direkt über die Schmiedeformen eingespeist wird.
Claims (29)
1. Verfahren zum Urformen eines Metalls, bei dem
ein geschmolzenes Metall (13) in einem Urformvorgang in eine vorbestimm te Form überführt wird,
wobei während eines Einfüllvorgangs vor dem Urformvorgang und/oder während des Urformvorgangs und/oder bei einer Nachbehandlung in der Ur form nach dem Urformvorgang an Teile der Urformvorrichtung eine konduk tiv erzeugte elektrische Spannung derart angelegt wird, dass ein geschlos sener Stromkreislauf gebildet wird, und dem geschmolzenes Metall konduk tiv Wärmeenergie zugeführt wird,
wobei der geschlossene Stromkreislauf durch das geschmolzene Metall (13) verläuft.
ein geschmolzenes Metall (13) in einem Urformvorgang in eine vorbestimm te Form überführt wird,
wobei während eines Einfüllvorgangs vor dem Urformvorgang und/oder während des Urformvorgangs und/oder bei einer Nachbehandlung in der Ur form nach dem Urformvorgang an Teile der Urformvorrichtung eine konduk tiv erzeugte elektrische Spannung derart angelegt wird, dass ein geschlos sener Stromkreislauf gebildet wird, und dem geschmolzenes Metall konduk tiv Wärmeenergie zugeführt wird,
wobei der geschlossene Stromkreislauf durch das geschmolzene Metall (13) verläuft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Urformvor
gang ein Gussvorgang, Schmiedevorgang oder Gesenkschmiedevorgang ist,
bei dem an Werkzeugteilen (8, 7, 10, 12, 2, 3, 4) oder an in den Werkzeugtei
len angebrachten Elektroden (12) die Spannung angelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Urformvor
gang ein Druckgussvorgang ist, bei dem schmelzflüssiges oder pasteuses
Metall in einer Einfüllphase in eine Gießkammer (7) eingebracht wird, nach
folgend in einer Formfüllphase von einem Gießkolben (8) in einem Form
hohlraum (1) zwischen zwei Formhälften (2, 3) gedrückt wird und in einer
Erstarrungsphase erstarrt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannung
zwischen den Formhälften (2, 3) und/oder in den Formhälften angebrachten
Elektroden (12) angelegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Spannung zwischen einerseits einer oder beiden Formhälften (2, 3) und an
dererseits der Gießkammer (7) und/oder dem Gießkolben (8) und/oder ei
nem die Gießkammer verschließenden Amboss (10) angelegt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Spannung zwischen einerseits einem oder mehreren Schiebern
(4) und andererseits einer oder beiden Formhälften (2, 3) und/oder dem
Amboss (10) und/oder der Gießkammer (7) und/oder dem Gießkolben (8)
angelegt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass in der Einfüllphase eine Spannung zwischen dem Gießkolben (8) und
einem als Verschluss der Gießkammer (7) dienenden Amboss (10) angelegt
wird, wobei die Gießkammer vorzugsweise geerdet ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einfüll
phase ein Butzen eines pasteusen bzw. aufgeweichten festen Metalls ein
gegeben und von dem Gießkolben (8) gegen den Amboss (10) gedrückt
wird, und eine Spannung zwischen Gießkolben (8) und Amboss (10) derar
tig angelegt wird, dass die Temperatur des Butzens durch den elektrischen
Strom gehalten oder erhöht wird, und in der Formfüllphase der Butzen zwi
schen Kolben und Amboss derartig zerdrückt wird, dass der Formhohlraum
(1) gefüllt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass in der Formfüllphase eine Spannung zwischen einerseits dem Gießkol
ben (8) und/oder der Gießkammer (7) und andererseits einer oder beider
Formhälften (2, 3) und/oder einer in den Formhälften vorgesehenen Elektro
de (12) und/oder einem in den Formhälften angebrachten Schieber (4) an
gelegt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass in der Formfüllphase eine Spannung zwischen einerseits einer ersten
Formhälfte (2) und/oder einer in der ersten Formhälfte angebrachten Elek
trode und/oder einem in der ersten Formhälfte angebrachten Schieber und
andererseits der zweiten Formhälfte (3) und/oder einer in der zweiten
Formhälfte angebrachten Elektrode (12) und/oder einem in der zweiten
Formhälfte angeordneten Schieber (4) angelegt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass in der Erstarrungsphase eine Spannung zwischen einerseits dem Gieß
kolben (8) und/oder der Gießkammer (7) und andererseits dem Amboss
(10) angelegt wird derartig, dass ein zwischen Gießkolben und Amboss
verbleibender Pressrest flüssig oder pasteus gehalten wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tempera
tur des Pressrestes gemessen und die anliegende Spannung in Abhängig
keit von der Temperatur geregelt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
dass in der Erstarrungsphase eine Spannung zwischen dem Gießkolben (8)
und/oder der Gießkammer (7) einerseits und einer oder beiden Formhälften
(2, 3) und/oder einem in den Formhälften angeordneten Schieber (4)
und/oder einer in den Formhälften angebrachten Elektrode (12) angelegt
wird derartig, dass das Metall in einem den Übergang zwischen dem Innen
raum der Gießkammer (7) und dem Formhohlraum (1) bildenden Anschnitt
(11) flüssig bzw. pasteus gehalten wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
dass die Spannung während der Erstarrungsphase zeitlich abgesenkt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Eingussteil in den Formhohlraum eingegossen wird, wobei das
Eingussteil oder eine an dem Eingussteil befestigte Elektrode als An
schlusspunkt für die Spannung geschaltet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ur
formverfahren ein Kokillenguss-, Sandguss-, Schmiede- oder Gesenk
schmiedeverfahren ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
dass Spannungen kleiner/gleich 100 V und Ströme größer/gleich 100 A
verwendet werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
dass eine oder mehrere anliegende elektrische Spannungen und/oder einge
speiste elektrische Ströme und/oder den Spannungen und Strömen ent
sprechende elektrische Leistungen in Abhängigkeit von einem oder mehre
ren Messsignalen geregelt werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Messsignal
bzw. Messsignale ein oder mehrere Temperaturmesssignale genommen
werden, die an einer oder mehreren Stellen gemessen werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Tempera
tur des Metalls während eines Einfüllvorgangs konstant gehalten wird.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die
Temperatur während des Formfüllvorgangs konstant gehalten wird oder ei
ne Temperaturabsenkung verzögert wird.
22. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass als
Messsignal bzw. Messsignale ein oder mehrere mittels einer Schallemissi
onsanalyse gewonnene Ultraschallsignale verwendet werden und eine Re
gelung derartig durchgeführt wird, dass das gemessene Ultraschallsignal
minimal ist.
23. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall,
dass ein gemessenes Schallsignal einen Referenzwert überschreitet, eine
angelegte Spannung bzw. ein eingespeister Strom bzw. eine abgegebene
elektrische Leistung erhöht werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet,
dass als Messgröße ein an einer oder mehreren Stellen gemessener Form
innendruck genommen wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung
entlang einer vorgegebenen Kennlinie des Forminnendrucks in Abhängigkeit
der Zeit oder Temperatur vorgenommen wird.
26. Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche
1 bis 25, mit einer Urformvorrichtung zum Durchführen des Urformverfah
rens, die wenigstens einen Hohlraum (1, 7) zur Aufnahme geschmolzenen
Metalls und Anschlusspunkte zum Anlegen einer Spannung aufweist, und
mit einer Spannungsquelle zum Anlegen einer Spannung an die An
schlusspunkte.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch eine Steuereinrich
tung zum Steuern der angelegten Spannung oder des eingespeisten Stro
mes in Abhängigkeit eines vorgegebenen zeitlichen Verlaufes.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, gekennzeichnet durch eine Regel
einrichtung zum Regeln der angelegten Spannung oder des eingespeisten
Stromes oder der abgegebenen Leistung in Abhängigkeit von einer oder
mehreren Messgrößen.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder
mehrere Druckmesseinrichtungen zur Messung des Forminnendruckes vor
gesehen sind, die einen Piezokristall unter einem Auswerferstift und/oder
eine in der Formoberfläche angebrachte Membran aufweisen.
Priority Applications (8)
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