DE2404115A1

DE2404115A1 - Verfahren zum ueberziehen eines spritzgussteiles mit einem metallischen ueberzug

Info

Publication number: DE2404115A1
Application number: DE2404115A
Authority: DE
Inventors: James Howard Koch
Original assignee: NL Industries Inc
Current assignee: NL Industries Inc
Priority date: 1973-03-26
Filing date: 1974-01-29
Publication date: 1974-10-03
Also published as: NL7403961A; FR2223117B1; CA999116A; CH572776A5; IL43741A0; JPS5047816A; AU6513974A; IL43741A; FR2223117A1; BR7402331D0; AR201945A1; IT1008204B; BE810462A

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS

München 71,

Melchiorstr. 42

Unser Zeichen: A 12

N L INDUSTRIES, INC. 111 Broadway New York U.S.A.

Verfahren zum Überziehen eines Spritzgußteiles mit einem

metallischen Überzug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum überziehen einer Fläche eines Spritzgußteiles mit einer Metallschicht, die einen höheren Schmelzpunkt hat als das Spritzgußteil selbst.

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Spritzgußteiles vorgeschlagen worden, das eine harte, verschleißfeste Oberfläche besitzt. Hierzu wird auf einen Kern ein Überzug aus dem gewünschten metallischen Material aufgebracht, der Kern in die Spritzgußmaschine eingesetzt, danach das Gußstück unter hohem Druck um den Kern herum gegossen, worauf der Kern und das Gußstück aus der Maschine herausgenommen und voneinander getrennt werden, wobei die Überzugsschicht am Gußstück verbleibt.

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Nachteilig hierbei ist, daß bei der Fertigung, insbesondere der Massenfertigung, eine große Anzahl von Kernen, z.B. mehrere hundert, erforderlich sind, da z.B. ein Teil der Kerne mit der Überzugsschicht versehen wird, während andere Kerne in die Sprxtzgußmaschinen eingesetzt werden und ein weiterer Teil der Kerne aus den fertigen Gußstücken ent-, fernt wird. Ferner kann die wiederholte Handhabung der Kerne zu Beschädigungen der Oberfläche durch Kratzer oder Kerben oder Löcher führen, die in den fertigen Gußstücken zu Unregelmäßigkeiten der Oberfläche führen und die maschinelle Bearbeitungszeit dieser Teile verlängern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das diese Nachteile vermeidet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Überzugsschicht auf einen zum einmaligen Gebrauch bestimmten Einsatz aufgebracht wird, daß der Einsatz in vorgegebener Position in eine Spritzgußform einer Spritzgußmaschine eingesetzt wird, daß dann das Gießmetall unter Druck in die Spritzgußform ein- und um den Einsatz herumgespritzt wird, worauf das Gußstück und der Einsatz aus der Spritzgußmaschine herausgenommen und der Einsatz vom Gußstück getrennt wird, wobei die Überzugsschicht am Gußstück verbleibt.

Der Einsatz kann vom Gußstück durch Schmelzen oder auch auf mechanischem Wege entfernt werden.

Der Einsatz selbst bildet zweckmäßigerweise einen Teil des Kerns, der in der Spritzgußform den Einsatz hält und abstützt. Der Einsatz kann vorteilhafterwexse ein Gußteil sein und aus einem leicht vergießbaren Material, wie z.B. einer Zinklegierung bestehen. Das Gießmaterial kann z.B. eine

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Aluminiumlegierung sein.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 perspektivisch einen gegossenen zum einmaligen Gebrauch bestimmten Einsatz zeigt, auf den eine Überzugsschicht aufgebracht wird.

Fig. 2 zeigt einen Teil des überzogenen Einsatzes.

Fig. 3 und 4 zeigen einen Teil des fertigen Aluminium-Gußteiles, aus dem der Einsatz entfernt wird.

Fig. 5 zeigt schematisch im Schnitt eine Spritzgußmaschxne und das in ihr hergestellte Gußteil.

Fig. 1 zeigt einen zum einmaligen Gebrauch bestimmten Einsatz bestehend aus einem ringförmigen Teil 10, mit einer Außenfläche 11, die falls gewünscht bezüglich der Mittellinie des Ringes (10) vollständig parallel und ohne Verjüngung sein kann, ferner mit einer Innenfläche 12, die bezüglich der Mittellinie des Ringes (10) sich verjüngt. Die Verjüngung kann z.B. etwa 3 bis 10° betragen, um den Einsatz leicht über einen Kern 13 in der Gießmaschine schieben zu können. Die sich nicht verjüngende Außenfläche führt zu einem verjüngungsfreien Gußstück, das sich z.B. als Zylinder oder Gehäuse für Motoren eignet und nur noch ein Oberflächen-Finish als Bearbeitung benötigt. Wenn gewünscht, kann der Ring 10 einen nach innen vorstehenden Bund 14 aufweisen, der zur Arretierung oder Halterung auf der oberen Fläche des Kernes 13 beiträgt. Wenn das Gußstück ein Trochoid-Gehäuse für einen Wankel-Motor ist, so hat der Ring 10 eine genau dimensionierte Außenfläche, um die Innenfläche des Gehäuses zu bilden.

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Der Ring 10 wird zunächst auf seiner Außenfläche mit dem Material überzogen, das auf die Innenfläche des Gehäuses übertragen werden soll. Der in Fig. 2 mit 18 bzeichnete Überzug hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,25 bis 1,25 mm. Die Herstellung des Überzugs erfolgt zweckmäßigerweise mittels einer Metall-Spritzpistole oder einer Plasma-Pistole, abhängig vom Schmelzpunkt des Überzugsmaterials. Ist dieses Material z.B. ein rostfreier Stahl, so kann eine übliche Metallspritzpistole verwendet werden. Falls das Überzugsmaterial jedoch z.B. ein Wolfram-Karbid oder ein ähnliches Material mit einem hohen Schmelzpunkt ist, so ist eine Plasma-Pistole erforderlich. Der Abstand zwischen der Spritzpistole und dem ringförmigen Einsatz 10 sollte genau eingehalten werden, da wenn die Temperatur der Spritzpistole zu hoch ist, das Zinkmaterial des Einsatzes anschmelzen kann und wenn die Temperatur zu nieder ist, so haftet das Metall nur ungenügend an dem Einsatz.

Wenn der Einsatz 10 überzogen ist, so wird er in die Spritzgußmaschine eingesetzt und über einen Kern 13 geschoben, wie Fig. 5 zeigt, so daß der Einsatz durch den Kern abgestützt ist und praktisch einen Teil des Kernes bildet. Die konische Innenfläche 12 des Einsatzes 10 ermöglicht eine genaue Plazierung des Einsatzes auf dem Kern. Zweckmäßigerweise ist die axiale Länge des Einsatzes größer als das fertige Innenmaß des Gußstückes, so daß der Einsatz etwas über das Gußstück in jeder Richtung übersteht.

Das Gußmaterial wird unter hohem Druck in die Gießform 20 eingepreßt, worauf nach dem Abkühlen der Einsatz und das Gußteil als eine Einheit aus der Maschine ausgeworfen werden. Die konische Innenfläche 12 des Einsatzes ermöglicht es, den zusammengesetzten Teil aus der Maschine auszuwerfen. Dieser Aus dem Einsatz und dem Gußteil bestehende zusammengesetzte

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Teil ist in den Figuren 3 und 4 dargestellt.

Der Aufbau und die Wirkungsweise der Spritzgußmaschine nach Fig. 5 sind im übrigen bekannt.

Nach dem Ausstossen des zusammengesetzten Teiles aus der Maschine kann das Zink des Einsatzes, das einen wesentlich niedrigeren Schmelzpunkt als das Aluminium des Gußteiles hat, in einem geeigneten Ofen aus dem zusammengesetzten Teil ausgeschmolzen werden. Da ferner Zink einen höheren Wärmedehnungskoeffizienten hat als Aluminium neigt es dazu, von dem Gußteil wegzuschwinden oder zu schrumpfen. Deshalb kann der Einsatz 10 auch in einfacher Weise in einer geeigneten Vorrichtung mechanisch von dem Gußstück getrennt werden indem er entweder radial nach Innen gedruckt wird oder axial weggeschoben wird. Bei jeder Methode bleibt jedoch der Oberzug, der anfangs auf die Außenfläche des Einsatzes aufgebracht worden ist, an der Innenfläche des Gußstückes haften. Das Material des Einsatzes kann geschmolzen und erneut verwendet werden.

Bei der hier beschriebenen Ausfuhrungsform wurde als bevorzugtes Material für den Einsatz eine Zinklegierung und als bevorzugtes Material für das Gußstück Aluminium verwendet, es wird jedoch betont, daß auch andere Materialien für den Einsatz verwendbar sind solange ihr Schmelzpunkt beträchtlich unter demjenigen des Materials des Gußstückes liegt, wenn die beiden Teile später thermisch getrennt werden sollen. Das Material der Zinklegierung hat z.B. einen Wärmedehnungskoeffizienten von 27,4 * 1O~-/⁰C. Die üblichen für Spritzgußteile verwendeten Aluminiumlegierungen haben dagegen einen Wärmedehnungskoeffizienten von etwa 21,6 · 10 /⁰C, so daß das Zinkmaterial von dem Aluminium wegschwindet oder schrumpft wenn das zusammengesetzte Gußteil abkühlt. Hierdurch wird die

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Trennung in einer Vorrichtung, in der der Einsatz axial von dem Gußstück weggeschoben wird, beträchtlich erleichtert.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Überziehen eines Gußstückes mit einer Metallschicht, deren Schmelzpunkt höher ist als derjenige des Gußstückes, dadurch gekennzeich net, daß die Metallschicht auf einen Einsatz aufgebracht wird, der in eine Gießform als Teil eines Kernes eingesetzt wird, daß dann das Gießmetall unter Druck in die Gießform und um den Einsatz herum eingeführt wird, daß danach der Gußteil und der Einsatz aus der Spritzgußmaschine entnommen und der Einsatz von dem Gußteil getrennt wird, wobei die Metallschicht an dem Gußteil haften bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Einsatz aus dem Gußteil ausgeschmoIzen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Einsatz mechanisch von dem Gußteil getrennt wird.

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