DE3642978C1

DE3642978C1 - Method for the production of holes

Info

Publication number: DE3642978C1
Application number: DE19863642978
Authority: DE
Inventors: Friedrich Prof Dr-Ing Fischer; Wolfgang Schmidt; Paul Jaerke; Kaspar Danzer; Ute Lohrey
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1986-12-17
Filing date: 1986-12-17
Publication date: 1988-06-16

Abstract

To replace the cores hitherto used in the casting of aluminium, the proposal according to the invention is to use previously prepared aluminium parts which have the negative shape of the cores. These are then provided over some or all of their surface with a protective layer which dissolves when the liquid aluminium is cast around it. The inner surfaces of these previously prepared aluminium parts thus form the outer surfaces of the hole or cavity. It is thus possible to dispense with cores.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.The invention relates to a method of Preamble of the first claim specified type.

Es ist allgemein bekannt, beim Gießen von Aluminium die notwendigen Hohlräume, Bohrungen, etc. dadurch zu erreichen, daß Kerne verwendet werden, die vor dem Gießen in die Gießform eingesetzt und dort befestigt werden oder fester Formbestandteil sind. Diese Kerne sind aus unterschiedlichen Materialien, wie z. B. Sand, Keramik, etc.It is common knowledge when casting aluminum that necessary cavities, holes, etc. achieve that cores are used that before Poured into the mold and fastened there become or are an integral part of the mold. These cores are made of different materials, such as. B. sand, Ceramics, etc.

Nachteilig hierbei ist, daß nach dem Erstarren des Aluminiums das Kernmaterial aus dem Gußstück entfernt werden muß. Außerdem können im druckgußähnlichen Gieß verfahren nur geometrisch einfache Hohlräume mit Stahl pinolen hergestellt werden, da sich Sandkerne, die theoretisch komplexere Geometrien mit Hinterschneidungen erlauben, nicht bei derartigen Verfahren einsetzen lassen.The disadvantage here is that after the solidification of the Aluminum removed the core material from the casting must become. In addition, in die-casting-like casting only move geometrically simple cavities with steel quills are made because there are sand cores that theoretically more complex geometries with undercuts allow, do not use in such procedures to let.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE-OS 25 09 044 bekannt. Darin wird beschrieben, zwei Aluminiumbauteile dadurch miteinander zu verbinden, daß ein Teil vorgefertigt wird und dann in die Gießform eingesetzt wird. Sodann wird flüssige Aluminiumschmelze in die Gießform eingefüllt und umschließt das einge setzte Bauteil. Sinn und Zweck dieser Anordnung ist das Erreichen einer Verbindung, die durch Anhaften der Gußlegierung an dem umgossenen Teil hervorgerufen wird. Die Entstehung einer intermetallischen Verbindung zwischen den genannten Teilen ist nicht erforderlich oder angestrebt.A generic method is from the DE-OS 25 09 044 known. It describes two To connect aluminum components together in that a part is prefabricated and then into the mold is used. Then liquid aluminum melt poured into the mold and encloses it put component. The purpose of this arrangement is that Reaching a connection by attaching the Cast alloy is caused on the molded part. The creation of an intermetallic compound between the parts mentioned is not necessary or aspired.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das gattungs gemäße Verfahren derart weiterzubilden, daß Aluminium oder aus Aluminiumlegierungen hergestellte Gußstücke bereitgestellt werden, die komplizierte Bohrungsformen bei zumindest teilweise innigem Verbund der Einzelteile aufweisen.The object of the present invention is the genus to further develop procedures in such a way that aluminum or castings made from aluminum alloys are provided, the complicated hole shapes with at least partially intimate connection of the individual parts exhibit.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich nenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Die Lösung basiert auf der Erkenntnis, daß anstelle des Einsetzens eines Kerns ein vorgefertigtes Aluminiumteil verwendet wird, welches die Negativform des Kerns darstellt. Dieses vorgefertigte Aluminiumteil verbleibt dann als formgebendes Bestandteil in dem fertigen Stück und muß so nicht mehr entfernt werden. Durch das erfindungs gemäße Vorsehen des mindestens zweistückigen Aufbaus des "Kerns" werden komplizierte Formen einfach herstellbar.This object is inventively characterized by nenden features of the first claim solved. The solution is based on the knowledge that instead of inserting of a core uses a prefabricated aluminum part which is the negative form of the nucleus. This prefabricated aluminum part then remains as shaping component in the finished piece and must so can no longer be removed. Through the fiction according provision of the at least two-piece construction of the "Kerns" make complicated shapes easy to manufacture.

Um in diesem Fall zumindest teilweise einen innigen Verbund zwischen dem "Kern" und der später hinzugefügten Aluminiumschmelze zu erzielen, ist es notwendig, daß das vorgefertigte Aluminiumteil an diesen Stellen, wo der innige Verbund gefordert wird, keine Oxydschicht auf weist. Deshalb wird erfindungsgemäß weiterhin vorge schlagen, eine Schutzschicht auf diese Stellen des vorgefertigten Teils aufzubringen, welche beim Umgießen in die Schmelze diffundiert.In this case, at least in part, an intimate one Association between the "core" and the one added later To achieve molten aluminum, it is necessary that prefabricated aluminum part in these places where the intimate bond is required, no oxide layer points. For this reason, the invention continues to be used propose a protective layer on these areas of the prefabricated part to apply, which when casting diffused into the melt.

Im Sinne der Erfindung kann also der gesamte oder nur ein Teilbereich der Oberfläche des vorgefertigten Aluminiumteils mit der Schutzschicht versehen sein. Dementsprechend wird der innige Verbund zwischen diesen und der Schmelze überall oder nur in diesen Teilberei chen eintreten.In the sense of the invention, the whole or only a portion of the surface of the prefabricated Aluminum part be provided with the protective layer. Accordingly, the intimate bond between these and the melt everywhere or only in this section Chen occur.

Aus der DE-PS 7 56 576 ist es bereits bekannt, Aluminium rippen in einen Aluminiumzylinder dadurch zu befestigen, daß die Rippen mit einem aluminiumfreien Überzug aus Metall oder einer Metallegierung versehen werden, und zwar in dem Bereich, in dem die Rippen mit dem Alumi niumzylinder verbunden sind. Erst dann wird der Alumi niumzylinder gegossen. Als Metall wird Zink oder Kadmium vorgeschlagen, welches auf galvanischem Wege aufgebracht werden kann. Hierdurch ist ein Verfahren vorgegeben, mit dem ein geeignetes Schutzmittel auf das vorgefertigte Aluminiumteil aufgebracht werden kann, um so die Oxyd haut zu verhindern. Eine andere Möglichkeit zur Verhin derung der Oxydhaut beschreibt die DE-PS 4 81 363.From DE-PS 7 56 576 it is already known aluminum ribs to fasten in an aluminum cylinder that the ribs with an aluminum-free coating Metal or a metal alloy are provided, and in the area where the ribs with the alumi nium cylinders are connected. Only then will the alumi cast nium cylinder. The metal is zinc or cadmium proposed which applied by galvanic means can be. This specifies a method with a suitable protective agent on the prefabricated Aluminum part can be applied to the oxide to prevent skin. Another way to avoid The change in the oxide skin is described in DE-PS 4 81 363.

Die DE-OS 32 43 377 beschreibt ein Gußwerkstück mit einem eingeformten Kanal, wobei der Kanal im Querschnitt gesehen ein zwei- oder mehrteiliges Bauteil ist. Dieses nur für Schwermetalle geeignete Verfahren stellt sicher, daß beim Umgießen des Rohres mit der Schwermetall schmelze schnell Wärme entzogen wird, um zu verhindern, daß das Kanalmaterial vollständig aufgeschmolzen wird. Hierzu wird dann das Rohr aus verschiedenen konzentrisch zueinander angeordneten Schichten aufgebaut. Hierbei kann dann die äußere oder die direkt darunterliegende Schicht auch noch aufgeschmolzen werden. Durch dieses Aufschmelzen wird dann der Schwermetallschmelze in diesem Bereich Wärme entzogen, so daß die innere Schicht des Rohres nicht mehr aufgeschmolzen werden kann.DE-OS 32 43 377 describes a cast workpiece a molded channel, the channel in cross section seen is a two-part or multi-part component. This Only processes suitable for heavy metals ensure that when pouring heavy metal around the pipe melt quickly heat is removed to prevent that the channel material is melted completely. To do this, the tube is then made of different concentric mutually arranged layers built up. Here can then be the outer one or the one immediately below it Layer can also be melted. Because of this The heavy metal melt will then melt in heat is removed from this area so that the inner layer of the pipe can no longer be melted.

Im Gegensatz hierzu beschreibt das erfindungsgemäße Verfahren keinen mehrschichtigen, sondern einen mehr stückigen Aufbau, weil die vorgenannten Wärmeprobleme bei Aluminium nicht auftreten. In contrast, the invention describes Process not a multi-layer, but one more lumpy structure because of the aforementioned heat problems do not occur with aluminum.

Die DE-OS 30 13 745 beschreibt eine Vorrichtung, wie ein Gußteil, welches von Schmelze umschlossen werden soll, in einer Gießform zu halten ist. DE-OS 30 13 745 describes a device such as a Casting, which is to be surrounded by melt, to be kept in a mold.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß nunmehr kein Kernmaterial mehr nach der Erstarrung des Aluminiums entfernt werden muß. Damit entfällt ein Arbeitsvorgang, so daß die herzustellenden Aluminiumteile schneller und preiswerter erzeugt werden können. Darüber hinaus können dadurch Aluminiumteile hergestellt werden, die bisher nicht herzustellen waren, da bei der bisherigen Verwen dung von Kernen diese nicht mehr entfernt werden konnten. Auch ist es dadurch möglich, komplizierte Hinterschneidungen und Hohlräume bei Gießverfahren einzusetzen, die dem Druckguß ähnlich sind, so z. B. middle pressure, Vakuralverfahren, Druck kokillenguß u. ä. The invention has the advantage that now no core material more must be removed after the aluminum has solidified. This eliminates one operation, so that those to be manufactured Aluminum parts can be produced faster and cheaper. It can also be used to manufacture aluminum parts which could not be produced so far, since the previous use core could no longer be removed. Also it is possible to make complicated undercuts and Use cavities in the casting process, the die casting are similar, e.g. B. middle pressure, vacuum method, pressure mold casting u. Ä.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 2 ist es möglich, die Aluminiumschmelze zu impfen, so daß bestimmte Eigenschaften erzielt werden können, ohne daß sich das vorgefertigte Aluminium teil vollständig auflöst, da das flüssige Aluminium schnell erstarrt.Through the training according to claim 2, it is possible Vaccinate molten aluminum, giving certain properties can be achieved without the prefabricated aluminum Part completely dissolves because the liquid aluminum quickly stiffens.

Auch ist es möglich, vorgefertigte Aluminiumteile aus einer hoch wertigen und/oder schwer gießbaren Aluminiumlegierung herzustel len, die dann quasi von einer preiswerteren und/oder leicht gieß baren Aluminiumlegierung umschlossen werden, so daß praktisch jede gewünschte Oberfläche der Aussparung oder Bohrung erzielt werden kann, bei gleichzeitigem vollkommenen Werkstoffverbund zwischen dem vorgefertigten Aluminiumteil und der es umschließen den Schmelze. Somit können beispielsweise hochverschleißfeste Aluminiumlaufbuchsen in ein Aluminiumkurbelgehäuse eingegossen werden.It is also possible to make prefabricated aluminum parts from a high valuable and / or difficult to cast aluminum alloy len, which then quasi from a cheaper and / or easy pour Bare aluminum alloy are enclosed, so that practical achieved any desired surface of the recess or bore can be, at the same time complete material composite between the prefabricated aluminum part and the enclose it the melt. Thus, for example, highly wear-resistant Aluminum liners cast into an aluminum crankcase will.

Ganz allgemein kann festgehalten werden, daß durch das erfindungs gemäße Verfahren jegliche Art von vorgefertigten Aluminiumteilen in ein Aluminiumgußteil eingeschlossen werden kann, wobei sich eine Werkstoffverbindung zwischen dem vorgefertigten Aluminium teil und dem Gußteil ohne Trennfuge erzielen läßt und gleichzeitig ein Hohlraum, eine Bohrung o. ä. hergestellt werden kann, ohne einen Kern verwenden zu müssen. Dabei können das vorgefertigte Aluminiumteil und das Aluminiumgußteil aus gleichen, ähnlichen oder unterschiedlichen Legierungen bestehen, wobei sich beide nochmals im Gefüge oder in der unterschiedlichen Herstellungsweise unterscheiden können.In general it can be said that through the fiction procedures of any kind of prefabricated aluminum parts can be enclosed in an aluminum casting, whereby a material connection between the prefabricated aluminum part and the casting can be achieved without a joint and at the same time a cavity, a hole or the like can be made without having to use a core. You can do the pre-made Aluminum part and the aluminum casting from the same, similar or different alloys, both of which are again in the structure or in the different production methods can distinguish.

Unter Bohrung im Sinne der Erfindung werden sämtliche Hohlräume, Aussparungen, Hinterschneidungen o. ä. in einem Aluminiumgußteil verstanden, welche bisher unter Verwendung von Kernen oder Pinolen hergestellt wurden.Under drilling in the sense of the invention, all cavities, Cutouts, undercuts or similar in a cast aluminum part understood which so far using cores or Quills were made.

Claims

1. A method for producing bores when casting aluminum or aluminum alloys, in which the bore to be produced is enclosed by a prefabricated, hollow aluminum part which is inserted into the casting mold before casting, characterized in that the prefabricated hollow aluminum part is constructed at least in two pieces is and before casting with the liquid aluminum melt is joined, the aluminum part at least partially on its surface in contact with the aluminum in contact with a protective layer that dissolves when filling the liquid aluminum in this.

2. The method according to claim 1, characterized in that the prefabricated, hollow aluminum nium part has a melting point that is just below the Temperature of the molten aluminum is and where the aluminum part alloy additives for vaccinating the Alumi contains sodium melt.