DE2509044A1

DE2509044A1 - PROCESS FOR PRODUCING A NON-RELEASE FIXED CONNECTION FROM LIGHT METAL OR. LIGHT ALLOYS

Info

Publication number: DE2509044A1
Application number: DE19752509044
Authority: DE
Inventors: Franz Farnschlaeder
Original assignee: Vaw Leichtmetall GmbH
Current assignee: Vaw Leichtmetall GmbH
Priority date: 1975-03-01
Filing date: 1975-03-01
Publication date: 1976-09-02
Also published as: JPS51111425A; NL7601996A; FR2302802B3; FR2302802A1

Description

VAW LEICHTMETALL GMBH
BONNVAW LEICHTMETALL GMBH
BONN

Verfahren zur Herstellung einer nicht lösbaren festen Verbindung aus Leichtmetall bzw. Leichtmetallegierungen Process for the production of a permanent connection made of light metal or light metal alloys

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer nicht lösbaren festen Verbindung mittels Gießverfahren aus Leichtmetall bzw. Leichtmetallegierungen.The invention relates to a method for producing a non-detachable fixed connection by means of a casting method from light metal or light metal alloys.

Verfahren zur Herstellung von nicht lösbaren Verbindungen mittels Gießverfahren sind bekannt, doch erstrecken sich diese Gießverfahren allgemein nur auf die Verbindungsbildung von Stahl bzw. Buntmetallen mit Leichtmetall. Dabei wird der Stahl bzw. die Buntmetalle mit dem Leichtmetall umgössen. Diese Verfahren haben aber den Nachteil, daß nur verschiedene sich durch den Schmelzpunkt bzw. das spezifische Gewicht stark unterscheidende Metalle miteinander verbunden werden können, welche die Konstruktion insgesamt gewichtsmäßig erhöhen. Eine diesbezügliche Arbeitsweise zur Verbindung von Leichtmetall mit Leichtmetall bzw. einer Leichtmetallegierung war bisher nicht sinnvoll, da durch die Einwirkung der von der Schmelze auf die andere Metallkomponente übergehenden Wärme die betreffende Metallkomponente weicht geglüht wird, was mit einem Festigkeitsrückgang verbunden ist.Processes for the production of non-releasable connections by means of casting processes are known, but these casting processes extend generally only on the formation of connections between steel or non-ferrous metals and light metal. The steel or the non-ferrous metals with the Cast light metal. However, these methods have the disadvantage that only different metals, which differ greatly in terms of their melting point or specific weight, are bonded to one another which increase the overall weight of the construction. A related way of working for the connection of light metal with light metal or a light metal alloy has not previously made sense because of the effect of the melt on the other metal component Transferring heat, the metal component in question gives way to annealing, which is associated with a decrease in strength.

Darüberhinaus sind auch Verbindungsverfahren mittels Schweißen und Löten zur Verbindung von Leichtmetall-Leichtmetall bzw. Leichtmetalllegierung in der Technik üblich. Auch diese Verbindungsverfahren haben einen erheblichen Nachteil, der darin besteht, daß diese Art der Verbindungsbildung sehr aufwendig bzw. sehr lohnintensiv ist.In addition, connection methods by means of welding and Soldering to connect light metal-light metal or light metal alloy is common in technology. Also have this connection method a significant disadvantage, which is that this type of connection formation is very expensive or very wage-intensive.

Es bestand daher die Aufgabe, zwei Aluminiumwerkstoffe nichtlösbar miteinander zu verbinden, wobei die erhaltene Verbindung bei wirtschaftlicher Herstellbarkeit eine gute Festigkeit aufweisen sollte.The task was therefore to make two aluminum materials insoluble to connect with each other, the connection obtained should have good strength while being economical to manufacture.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Herstellung der Verbindung eine Metallkomponente aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung eingesetzt wird, die mit einer Leichtmetallgußlegierung als zweite Komponente umgössen wird.This object was achieved according to the invention in that for the production the connection a metal component made of a hardenable aluminum alloy is used, which with a light metal casting alloy is cast around as the second component.

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Die Wahl der Verfahr^nsbeaingungen 'kann dem Fachmann aufgrund der vorstehenden Erläuterunhen des Erfindungsgedankens freigestellt bleiben. Es kommt - wie bereits gesagt - lediglich darauf an, daß durch die Wärmezufuhr mit dem schmelzflüssigen Metall das Gefüge der einzugießenden Teile nicht bzw. in genau definierter Weise beeinflußt wird. Dieses erfolgt, indem diese Teile bei der Erhitzung durch das schmelzflüssige Metall selbst auf Temperaturen erwärmt werden, die im Bereich der Lösungsglühung liegen, so daß bei der nachfolgenden Erkdtung eine Aushärtung des Gefüges eintreten kann.The choice of the process conditions can be made by a person skilled in the art on the basis of the above explanations of the inventive concept remain optional. As already said, the only thing that matters is that due to the supply of heat with the molten metal, the structure of the parts to be cast is not influenced or influenced in a precisely defined manner will. This takes place in that these parts are heated to temperatures by the molten metal itself when heated that lie in the area of solution annealing, so that hardening of the structure can occur during the subsequent earthening.

Ebenso vermag der Fachmann die geeigneten Typen von aushärtbaren Legierungen einerseits und Gußlegierungen andererseits auszuwählen.The person skilled in the art is also able to select the suitable types of age-hardenable alloys on the one hand and cast alloys on the other hand.

Als aushärtbare Legierungen kommen insbesondere die Typen AlZnMg, AlMgSi und AlCuMg in Betracht. Diese Legierungsgruppen sind im DIN-Normblatt 1725, Blatt 1 aufgeführt.The types AlZnMg, AlMgSi and AlCuMg in particular come into consideration as age-hardenable alloys. These alloy groups are in DIN standard sheet 1725, sheet 1 listed.

Unter dergleichen Gesichtspunkt, nämlich der Lösungsglühung, ist auch die Zeit zu benfssen, in der das schmelzflüssige Metall einwirken kann. Man wird diese Zeit so wählen, daß kein bzw. kein wesentliches Rundschmelzen von Kanten oder Spitzen eintritt und daß auch die Zeitdauer, in der das einzugießende Teil eine Lösungsglühung erfährt, in dem optimalen Bereich liegt. Ebenso muß das nachfolgende Abschrecken in an sich bekannter Weise entsprechend dem jeweiligen Legierungstyp erfolgen ,wobei in jedem Fall eine schnelle Abkühlung zweckmäßig ist.From the same point of view, namely the solution heat treatment, is also to use the time in which the molten metal act can. This time will be chosen so that no or no substantial round melting of edges or tips occurs and that the time in which the part to be poured undergoes a solution heat treatment in the optimum range. So must the following Quenching in a manner known per se according to the respective Alloy type take place, with a rapid cooling in each case is appropriate.

Die Form der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verbindenden Teile ist beliebig. Beispielsweise können die Enden von Rohren und Profilen miteinander verbunden werden oder in Knotenpunkten zusammengefügt werden. Dabei ist es nicht erforderlich, daß die Teile durch das Umgießen miteinander bzw. nit dem Gußmetall formschlüssig verbunden werden; in vielen Fällen reicht auch die \Brbindung aus, die durch das Anhaften der Gußlegierung an dem umgossenen Teil hervorgerufen wird, obwwohl erfindungsgemäß die Entstehung einer intermetallischen Verbindung zwischen den besagten Teilen nicht erforderlich oder angestrebt ist.The shape of the to be joined by the method of the invention Parts is arbitrary. For example, the ends of pipes and profiles can be connected to one another or joined together in nodes will. It is not necessary for the parts to be positively connected to one another or to the cast metal by casting around them will; in many cases the link that caused by the adhesion of the cast alloy to the cast part is, although according to the invention the formation of an intermetallic Connection between the said parts is not required or desired.

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Die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu wählenden Temperaturen richten sich nach dem Schmelzpunkt der betreffenden Legierungen und dem Gießpunkt entsprechend des angewandten Gießverfahrens .Those to be selected when carrying out the method according to the invention Temperatures depend on the melting point of the alloys in question and the casting point according to the casting process used .

Die Erfindung ist im Nachstehenden anhand eines Ausführungsbeispiels, das keine Beschränkung der Erfindung beinhaltet, näher erläutert und anhand der Zeichnung dargestellt.The invention is described below using an exemplary embodiment, which does not contain any limitation of the invention, explained in more detail and illustrated with reference to the drawing.

den Die Figur zeigt einen senkrechten Querschnitt durch Tretlagerbereich eines Fahrradrahmens. -^: The figure shows a vertical cross section through the bottom bracket area of a bicycle frame. - ^:

Gezeigt sind die Enden des Rahmenrohres 1 zwischen Tretlager und Sitz, des Rahmenrohres 2 zwischen Tretlager und Ausfallende und des Rahmenrohres 4 zwischen Tretlager und Steuerkopf, wobei im Winkel zwischen den Enden der Rohre 2 und 3 das Tretlagergehäuse angeordnet ist. Die Rohre werden in ihrer gegenseitigen Zuordnung durch geeignete Vorrichtungen (nicht dargestellt) festgehalten. Nach der Zeichnung ist vorgesehen, daß als Rohr 4 ein angegossener Stutzen ausgebildet wird, jedoch kann selbstverständlich auch ein selbständiges Teil wie bei den Rohren 1 und 2 eingesetzt werden. Das Gleiche gilt für das rretlagergehäuse 3.Shown are the ends of the frame tube 1 between the bottom bracket and seat, the frame tube 2 between the bottom bracket and dropout and of the frame tube 4 between the bottom bracket and the steering head, at an angle between the ends of the tubes 2 and 3, the bottom bracket housing is arranged is. The pipes are fixed in their mutual assignment by suitable devices (not shown). According to the drawing it is provided that a cast-on nozzle is formed as the tube 4 is, however, of course, a separate part such as can be used for pipes 1 and 2. The same applies to the retainer housing 3.

Der Tretlagerbereich wird zur Durchführung des erfindungsgernäSen Verfahrens mit einer (nicht dargestellten) Gießform umgeben, deren Ausbildung ebenfalls dem Fachmann überlassen bleiben kann. Die Rohrenden sind oberflächlich metallisch blank und an ihren Stirnseiten mit Stopfen 5 aus geeigneten metallischen oder nicht-metallischen Materialien, zum Beispiel Keramik, Kunststoff, aber auch Deckeln aus eingeschweißten artgleichen Metallen oder dergleichen, verschlossen, um das Eindringen von schmelzflUssigem Metall beim Gießen zu vermeiden.The bottom bracket area is used to carry out the method according to the invention surrounded by a (not shown) casting mold, the design of which can also be left to the expert. The pipe ends are bare metal on the surface and have plugs 5 made of suitable metallic or non-metallic materials on their end faces, For example ceramics, plastic, but also lids made of welded-in metals of the same type or the like, closed to the Avoid penetration of molten metal during casting.

Die Gießform kann, falls gewünscht, in an sich bekannter Weise vorgewärmt werden. Das schmelzflUssige Metall wird bei einer Temperatur eingegossen, deren Höhe sich nach der Art der Legierungen richtet, aus denen die Rohre:1, 2 gegebenenfalls andere Teile, z.B. das Rohr*4, bestehen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind diese Teile aus Legierungen des Typs AlZnMg 1 hergestellt. Diese hat einenIf desired, the casting mold can be preheated in a manner known per se will. The molten metal is poured in at a temperature, the level of which depends on the type of alloy, from which the pipes: 1, 2 possibly other parts, e.g. the pipe * 4, exist. In the present exemplary embodiment, these parts are made from alloys of the AlZnMg 1 type. This one has one

-2c--2c-

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j NAC TICHT ίj NAC TICHT ί

Schmelzbereich von 6lO bis 650 ⁰C, und die Lösungsglühung erfolgt im Bereich von 350 bis 490 ⁰C, vorzugsweise bei ca. 480 ⁰C.Melting range of 6lO to 650 ⁰ C, and the solution treatment is carried out in the range 350-490 ⁰ C, preferably at about 480 ⁰ C.

Als Gußlegierung wird der Typ G-AlSi7Mg, also eine Legierung mit hohen Festigkeitseigenschaften, verwendet. Einzelheiten hierzu sind beispielsweise im Normblatt DIN 1725, Blatt 2 zu finden; die Legierung wird mit einer Temperatur von ca. 76Ο ⁰C eingegossen und erstarrt beim Kontakt mit der Formoberfläche bzw. den Rohrenden 1 und 2 in kurzer Zeit. Das Ganze wird in üblicher Weise abgeschreckt, so daß es in einigen Minuten eine Temperatur um 350 °C erreicht, worauf eine Abschreckung in Wasser erfolgt. Während dieser Zeit XÄJiiegen die Rohrenden 1 und 2 dem Lösungsglühvorgang, während sich mit dem Erstarren der Schmelze die Teile 3 und 4 ausbilden. Alle Teile bilden nach der Erstarrung ein Ganzes.The G-AlSi7Mg type, an alloy with high strength properties, is used as the casting alloy. Details on this can be found, for example, in standard sheet DIN 1725, sheet 2; the alloy is cast at a temperature of about ⁰ C 76Ο and solidifies on contact with the mold surface and the pipe ends 1 and 2 in a short time. The whole thing is quenched in the usual way so that it reaches a temperature of around 350 ° C. in a few minutes, after which it is quenched in water. During this time the pipe ends 1 and 2 are in the solution heat treatment process, while parts 3 and 4 are formed as the melt solidifies. All parts form a whole after solidification.

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Claims

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Claims

/ l), process for the production of a non-detachable fixed connection ^^ by means of casting processes from light metal or light metal alloys, characterized in that a metal component made from a hardenable aluminum alloy is used to produce the connection which is cast around with a light metal casting alloy as the second component.

2) Method according to claim 1, characterized in that as a light metal or light metal alloy aluminum or aluminum alloys can be used.

3) Method according to claim 1 and 2, characterized in that the solution annealing temperature of the curable during the casting process Alloy is neither exceeded nor undershot.

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