DE60004271T2 - METHOD FOR PRODUCING LIGHT METAL ALLOY COMPONENTS - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Herstellung von Werkstücken aus Leichtmetalllegierung, insbesondere aus Aluminium, welche durch Gießen, Schmieden und ähnliche Verfahren hergestellt werden.The invention is based on the technical Field of manufacture of light metal alloy workpieces, especially made of aluminum, which by casting, forging and the like Processes are made.
Man kennt aus dem Patent
Es sei daran erinnert, dass dieses Verfahren darin besteht, Aluminium oder Aluminiumlegierung in einer Gussform zu gießen und, nach dem Gießen, das noch heiße Werkstück, welches Vorform genannt wird, bei einer Temperatur in der Größenordnung von 400°C bis 500°C zu entformen, dieses zwischen zwei Matrizen oder Teile einer Matrix zu platzieren, welche eine Aufnahme mit Abmessungen, die ein wenig geringer sind als jene der Gussform, definieren, welche Abmessungen jenen des fertigen Werkstücks entsprechen, wobei die beiden Kokillen oder Teile stark gegeneinander gepresst werden, um auf die zwischen die Matrizenteile gebrachte gegossene Vorform eine kombinierte Wirkung der Kernpressung und oberflächliche Zurichtung auszuüben.It should be remembered that this Process is aluminum or aluminum alloy in one Pouring mold and, after pouring, that still hot Workpiece, which preform is called, at a temperature of the order of magnitude of 400 ° C up to 500 ° C to demold this between two matrices or parts of a matrix to place which is a shot with dimensions a little are less than those of the mold, define what dimensions that of the finished workpiece correspond, the two molds or parts strongly against each other are pressed to the brought between the die parts cast preform a combined effect of core pressure and superficial To exercise dressing.
Man kennt andererseits von dem Patent FR 2 778 125 ein verbessertes Verfahren vom vorgenannten Typ, welches darauf abzielt, von der Vorheizung zu profitieren, indem gleichzeitig die Wärmebehandlung durchgeführt wird, was die herkömmliche Wärmebehandlung nach dem Prägen wirtschaftlicher macht. Zwischen dem Gießen der Vorform und dem Schmieden wird die Vorform in einen Ofen überhoben, welcher ein Lösen der gegossenen Vorform bei der Temperatur zum Lösen des diese bildenden Materials sicherstellt, und anschließend, beschleunigt oder abgeschreckt auf Umgebungstemperatur gekühlt, zwischen die beiden Teile der Prägematrix gebracht.On the other hand, we know about the patent FR 2 778 125 an improved method of the aforementioned type, which aims to benefit from preheating by simultaneously the heat treatment carried out becomes what the conventional heat treatment after embossing makes more economical. Between casting the preform and forging the preform is placed in an oven, which is a loosening the cast preform at the temperature to dissolve the material forming it ensures, and then, accelerated or quenched to ambient temperature, between the two parts of the embossing matrix brought.
Dieses COBAPRESS
Die Durchführung des vorgenannten Verfahrens in den beiden Versionen erfordert für gewöhnlich beim Schmieden auf die Schmiedematrix eine flüssige Lösung aus Wasser und Graphit zu verdampfen, was zum Ziel hat, das Fließen des auf diese Weise geschmiedeten Materials und die Entformung des Endwerkstücks zu erleichtern.Implementation of the above procedure in the two versions usually requires when forging on the Forging matrix a liquid solution evaporate from water and graphite, with the aim of flowing the in this way to facilitate forged material and the demolding of the final workpiece.
In der Praxis ist das Verdampfen der Graphitlösung auf die Schmiedematrix ein Vorgang, der, abhängig von der Komplexität der Formen des fertigen Rohwerkstücks, relativ lang und kostspielig ist, der es nicht systematisch ermöglicht, eine Homogenität der Verdampfung in den schwer zugänglichen Abschnitten des Werkstücks zu erhalten, und welcher schließlich den Arbeitsposten sehr in Beschlag ist.In practice there is evaporation the graphite solution on the forging matrix a process that, depending on the complexity of the forms the finished raw workpiece, is relatively long and expensive, which does not make it possible to systematically a homogeneity the evaporation in the hard-to-reach sections of the workpiece, and which one finally the job is very busy.
Andererseits ist das US-Patent 4683742 bekannt, welches vorsieht, Bolzen vorzuheizen, bevor ihnen eine Beschichtung vom Graphittyp aufgebracht wird, wobei dann die Bolzen, nach Durchgang durch eine Trocknungsanlage, geschmiedet werden.On the other hand, U.S. Patent 4,683,742 known, which provides for preheating bolts before they Graphite type coating is applied, then the bolts, after passing through a drying plant.
Die Aufgabe der Erfindung liegt folglich darin, eine Optimierung des anfänglichen COBAPRESS-Verfahrens zum Gießen-Schmieden einer Leichtmetalllegierung zu anzugeben.The object of the invention is therefore in optimizing the initial COBAPRESS process for casting-forging a light metal alloy.
Aus dem Patent
Gegenüber dem gesamten vorgenannten Stand der Technik hat der Anmelder versucht, das COBAPRESS-Verfahren, wie es durch die vorgenannten, früheren Patente definiert ist, zu optimieren.Compared to the entire aforementioned status the applicant has tried the COBAPRESS process, as defined by the aforementioned earlier patents, to optimize.
Eine erste Vorgehensweise lag darin, nach einer Verbesserung der Abscheidebedingungen des Graphits in der Schmiedematrix durch Verdampfen der Graphitlösung auf der Schmiedematrix, mit einer besseren Steuerung der Verteilung mithilfe von Robotern, zu suchen. In der Praxis ist diese Lösung wenig befriedigend, da sie trotzdem das Eingreifen des Menschen erfordert, und die Kosten und Umweltprobleme immer noch vorhanden sind.A first course of action was after an improvement in the deposition conditions of the graphite in the forging matrix by evaporating the graphite solution on the forging matrix, with better distribution control using robots, to search. In practice, this solution is not very satisfactory it still requires human intervention, and the cost and environmental problems still exist.
Die Vorgehensweise des Anmelders hat sich in unerwarteter Weise einer anderen Möglichkeit zugewendet, die sich zwischen die beiden Hauptschritte Gießen und Schmieden einfügt, welche Möglichkeit die Sicherheit einer homogenen Verteilung der Graphitlösung auf der Vorform bietet, und welche zudem besondere, interessante Merkmale mit sich bringt, indem die Produktivität des Verfahrens verbessert wird.The procedure of the applicant has unexpectedly turned to another option, the between the two main steps of casting and forging, which possibility the security of a homogeneous distribution of the graphite solution the preform, and which also have special, interesting features entails by improving the productivity of the process becomes.
Gemäß einem ersten Merkmal ist das Verfahren zur Herstellung von Werkstücken aus Leichtmetalllegierung vom Typ, bei welchem die folgenden Schritte durchgeführt werden:
- – Gießen der Vorform bei einer Temperatur in der Größenordnung von 250° bis 500°C,
- – Überheben der erwärmten Vorform in eine Matrix zum Gesenkschmieden des fertigen Rohwerkstücks, welche eine Aufnahme mit Abmessungen, die ein wenig kleiner als jene der Gussform sind, definiert, wobei die beiden Teile der Matrix gegeneinander gepresst werden, um die Schmiedkraft auszuüben,
- – Kühlung der Rohwerkstücks auf die Umgebungstemperatur, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorform, nach dem Gießen der erwärmten Vorform und vor dem Überheben der Vorform in eine Schmiedematrix, mit Gießendtemperatur in ein Bad zur Graphitierung durch Beschichten überhoben und gänzlich eingetaucht wird, um das Abscheiden der Graphitlösung auf der Vorform zu ermöglichen, wobei anschließend beim Verlassen des Bads die Temperatur der Vorform die natürliche Verdampfung des Wassers ermöglicht, derart, dass die Vorform von Graphit homogen überzogen ist.
- - casting the preform at a temperature in the order of 250 ° to 500 ° C,
- Lifting the heated preform into a matrix for die forging of the finished raw workpiece, which defines a receptacle with dimensions slightly smaller than that of the casting mold, the two parts of the matrix being pressed against one another in order to exert the forging force,
- Cooling of the raw workpiece to the ambient temperature, the process being characterized in that the preform, after casting the heated preform and before the preform is raised in a forging matrix, is raised to the final casting temperature in a bath for graphitization by coating and is completely immersed, to enable the graphite solution to be deposited on the preform, the tempe rature of the preform enables the natural evaporation of the water, such that the preform of graphite is homogeneously coated.
Somit ist es nicht mehr notwendig, das Werkstück für die Haltbarkeit des Überzugs wieder zu erwärmen, noch ein System zum Verdampfen des Wassers zu haben, welches natürlich ist.So it is no longer necessary the workpiece for the Shelf life of the cover to reheat to have another system for evaporating the water, which is natural.
Gemäß einem weiteren Merkmal ist das verbesserte Verfahren zur Herstellung von Werkstücken aus Leichtmetalllegierung vom Typ, in welchem die folgenden Schritte durchgeführt werden:
- – Gießen der Vorform bei einer Temperatur in der Größenordnung von 250° bis 500°C, Überheben der hergestellten gegossenen Vorform in einen Ofen, welcher das Lösen der gegossenen Vorform bei der Temperatur zum Lösen des diese bildenden Materials sicherstellt;
- – Überheben der gelösten Vorform beim Verlassen des Ofens in eine Matrix zum Gesenkschmieden des fertigen Rohwerkstücks, welche eine Aufnahme mit Abmessungen, die ein wenig kleiner als jene der Gussform sind, definiert, wobei die beiden Teile der Matrix gegeneinander gepresst werden, um die Schmiedkraft auszuüben;
- – Kühlung des erhaltenen Rohwerkstücks auf die Umgebungstemperatur, beschleunigt oder abgeschreckt,
- – wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorform, nach dem Gießen der erwärmten Vorform und vor dem Überheben in den Tunnelofen, mit Gießendtemperatur in ein Bad zur Graphitierung durch Beschichten überhoben und gänzlich eingetaucht wird, um das Abscheiden der Graphitlösung auf der Vorform zu ermöglichen, wobei anschließend beim Verlassen des Bads, in diesem Stadium, die Temperatur der Vorform und jene des vorigen Verfahrens, die natürliche Verdampfung des Wassers ermöglicht, derart, dass die Vorform von Graphit homogen überzogen ist, wobei die Vorform anschließend in dem Tunnelofen erwärmt wird, was die Temperaturhomogenisierung der graphitierten Vorform gewährleistet.
- Pouring the preform at a temperature of the order of 250 ° to 500 ° C, placing the molded preform in an oven which ensures that the molded preform is loosened at the temperature to dissolve the material forming it;
- - Overcoming the loosened preform when leaving the furnace in a matrix for die forging of the finished raw workpiece, which defines a receptacle with dimensions that are a little smaller than that of the casting mold, the two parts of the matrix being pressed against one another to exert the forging force ;
- Cooling of the raw workpiece obtained to the ambient temperature, accelerated or quenched,
- - The method is characterized in that, after casting the heated preform and before being placed in the tunnel furnace, the preform is raised to a casting temperature in a graphitizing bath by coating and completely immersed in order to deposit the graphite solution on the preform then, when leaving the bath, at this stage, the temperature of the preform and that of the previous method, which allows natural evaporation of the water, such that the preform is homogeneously coated with graphite, the preform then being heated in the tunnel furnace , which ensures the temperature homogenization of the graphitized preform.
Diese und weitere Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.These and other features result derive from the following description.
Um den Gegenstand der Erfindung zu
fixieren, welcher in nicht beschränkender Weise in den Figuren
der Zeichnung oder der
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Werkstücken aus Leichtmetalllegierung erfordert eine Anlage mit fünf aufeinander folgenden spezifischen Zonen, welche die verschiedenen Schritte des Verfahrens abdecken.The manufacturing method according to the invention of workpieces made of light metal alloy requires a system with five on top of each other following specific zones which are the different steps cover the procedure.
Die erste Zone (Z1) entspricht dem
Gießen der
Leichtmetalllegierung in einer Gussform (
Die zweite Zone (Z2) entspricht dem Überheben
der erwärmten
Vorform (
Dem die Graphitierung durch Beschichten ermöglichenden Bad angrenzend, oder in dessen oberer Ebene, ist ein Schritt (Z3) zur Trocknung des vorgeformten Werkstücks außerhalb des Bads vorgesehen.To enable graphitization by coating Adjacent bathroom, or in its upper level, is a step (Z3) provided to dry the preformed workpiece outside the bath.
Die folgende Zone (Z4) entspricht
dem Überheben
der getrockneten, graphitierten Vorform in den Tunnelofen (
Das erfindungsgemäße optimierte Verfahren vermittelt den so behandelten Werkstücken spezifische Vorteile.The optimized method according to the invention conveys the workpieces treated in this way specific advantages.
Die Vorteile des optimierten Verfahrens der Erfindung sind zahlreich.The advantages of the optimized process the invention are numerous.
Man profitiert von der Temperatur der Vorform um es dem Graphit zu ermöglichen, auf der Vorform hängen zu bleiben, und anschließend, dass das Wasser vor den folgenden Schritten verdampft.
- – eine feinere Qualität des Zustands der Oberfläche des Werkstücks, dank einer Homogenisierung des Abscheidens der Graphitlösung, die einen Einfluss auf die Bedingungen des Bruchversuchs hat;
- – eine bessere Beständigkeit im Ermüdungstest;
- – eine höhere Lebensdauer des Prägewerkzeugs;
- – eine Verbesserung der Umwelt
- – eine Steigerung der Produktivität;
- – eine geringere und weniger komplexe menschliche Ausbildung, welche wichtig im Hinblick auf die Anwerbung von qualifizierten Arbeitskräften ist, welche immer noch schwierig ist, oder eine einfachere Automatisierung;
- – bei der Temperaturhomogenisierung in dem Tunnelofen zur Temperaturhomogenisierung ermöglicht die von dem Graphitbad stammende schwarze Farbe die Wärmemenge besser zu speichern und somit die strturellen un mechanischen Eigenschaften des Werkstücks zu verbessern;
- – zudem könnte eine Farbschattierung Wünsche in Bezug auf Ästhetik und Farbe erfüllen. Eine größere Unauffälligkeit für Sicherheitselemente und insbesondere Aufhängungs-Fahrgestell, um eine Brillanzwirkung unter der Karosserie zu vermeiden, welche von benachbarten Fahrern in den betreffende Fahrzeugen sichtbar ist.
- - a finer quality of the condition of the surface of the workpiece, thanks to a homogenization of the deposition of the graphite solution, which influences the conditions of the fracture test;
- - better resistance to fatigue testing;
- - a longer service life of the embossing tool;
- - an improvement of the environment
- - an increase in productivity;
- - less and less complex human training, which is important in terms of recruiting skilled workers, which is still difficult, or easier automation;
- - In the case of temperature homogenization in the tunnel furnace for temperature homogenization, the black color originating from the graphite bath enables the amount of heat to be better stored and thus the structural and mechanical properties of the workpiece to be improved;
- - In addition, a shade of color could fulfill wishes in terms of aesthetics and color. A greater inconspicuity for safety elements and in particular suspension chassis in order to avoid a brilliance effect under the body, which is visible from neighboring drivers in the vehicles in question.
Die Vorteile sind also zahlreich. Das Verfahren ist gemäß der Erfindung optimiert und bringt unerwartete und neue Verbesserungen mit sich, welche seine Entwicklung rechtfertigen.The advantages are numerous. The procedure ren is optimized according to the invention and brings with it unexpected and new improvements which justify its development.
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