DE69318467T2

DE69318467T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Gegendruckgiessen

Info

Publication number: DE69318467T2
Application number: DE69318467T
Authority: DE
Inventors: Shigeo Hama; Norio Minami; Fukashi Watanabe
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1993-02-08
Publication date: 1998-11-19
Anticipated expiration: 2013-02-09
Also published as: EP0564774B1; JP2791529B2; DE69318467D1; JPH06179067A; EP0564774A1; US5372181A

Description

TECHNISCHER BEREICH DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen eines Metalls, wie einer Aluminiumlegierung, einer Magnesiumlegierung, einer Titanlegierung oder dergleichen, und insbesondere ein Gegendruckgießverfahren und eine entsprechende Vorrichtung, bei denen ein Ofen zur Aufnahme einer Metalschmelze und eine Gießform in luftdichten Druckbehältern angeordnet sind, Gas mit einen höheren Druck als dem Atmosphärendruck in die Behälter geleitet wird und der Druck auf der Seite des Ofens relativ mehr als auf der Seite der Gießform gesteigert wird, wodurch die Metallschmelze in die Gießform eingefüllt wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gießfehler, wie Gasblasen, Lunkerbildung (Porosität) oder dergleichen aufgrund der Verfestigung und des Schrumpfens der Metallschmelze beim Gießen von Metallen, wie einer Aluminiumlegierung, einer Magnesiumlegierung, einer Titanlegierung oder dergleichen, entstehen als Luftblasen oder Wasserstoffgasblasen in Dendritenverzweigungen, die beim Verfestigungsvorgang erzeugt werden, und wachsen zunehmender Verfestigung der Metallschmelze.
Die einen Kern von Gußfehlern bildenden Wasserstoffgasblasen werden erzeugt, wenn der auf die Metallschmelze aufgebrachte Atmosphärendruck in einem Druckbehälter niedriger als der Wasserstoffgaspartialdruck in der Metallschmelze ist und der Wasserstoffgaspartialdruck schnell gesteigert wird, wenn das Flüssigphasenverhältnis abnimmt.
Um eine Bildung von Wasserstoffgasblasen zu verhindern, ist es wirkungsvoll, in der Stufe vor der Verfestigung der Metallschmelze einen Umgebungsdruck auf die Metallschmelze aufzubringen, der höher als der Wasserstoffgaspartialdruck ist. Ein Gießverfahren, bei dem eine Gießform und ein Ofen in luftdichten Druckbehältern angeordnet sind und ein höherer Druck als der Atmosphärendruck auf die Druckbehälter aufgebracht wird, wurde in den sechziger Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts in Bulgarien erfunden und ist allgemein als Gegendruckgießen bekannt
Beim Gegendruckgießen wird, wie in Fig. 18, die ein Drucksteuermuster beschreibt, dargestellt, auf den Halteofen und die Druckform in den Druckbehältern der gleiche Druck von dem Atmosphärendruck zu einem Einstelldruck P1 aufgebracht, worauf der Druck auf der Seite der Gießform gesenkt wird, wogegen der auf der Seite des Halteofens auf dem eingestellten Niveau gehalten wird, wodurch ein Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform eingeleitet wird. Wenn dann zum Zeitpunkt T2 das Einfüllen der Metallschmelze abgeschlossen ist, werden die Drücke von T2 bis T3 auf beiden Seiten auf bestimmten Niveaus gehalten. Nach T3 wird der gießformseitige Druck auf den halteofenseitigen Druck erhöht, um den Differenzdruck aufzuheben, wodurch die Metallschmelze zum Zeitpunkt T4 in den Halteofen zurückgeführt wird. Ferner beginnt nach T4 zum Zeitpunkt T5 ein Ablassen des Gases aus den Druckbehältern in die Atmosphäre, wodurch ein Gießzyklus abgeschlossen wird.
Hinsichtlich des vorstehend beschriebenen Gegendruckgießverfahrens sind in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 186259/1989 und in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 278949/1989 Gießverfahren, die dadurch gekennzeichnet sind, daß ein Differenzdruck von 0,5 bis 30 % des maximalen Drucks zwischen der Gießformseite und der Halteofenseite vorgesehen ist; ein Verfahren zum Aufbringen und Halten eines Drucks von 3 bis 7 bar (kgf/cm²) in den Druckbehältern, zum anschließenden Einstellen des Differenzdrucks auf 3 bis 30 % des Haltedrucks und ein Verfahren zur Steigerung und zum Halten des Drucks der Behälter auf 7 bis 30 bar (kgf/cm²) und zum anschließenden Einstellen des Differenzdrucks auf 0,5 bis 10 % des Haltedrucks offenbart. Ferner ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 187247/1990 ein Gießverfahren offenbart, das durch eine nachfolgende Drucksteuerung gekennzeichnet ist, nämlich durch das Aufbringen eines gegebenen Drucks auf beide Behälter, ein Halten desselben, die Erzeugung eines Differenzdrucks zwischen den beiden Behältern und ein Halten desselben und eine Verringerung des Drucks auf den Atmosphärendruck.
Bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Gegendruckgießen treten jedoch die folgenden Probleme auf.
Wie in Fig. 18 dargestellt, müssen die Drücke auf der Ofenseite und auf der Gießformseite vor dem Zeitpunkt T1, zu dem das Einfüllen der Metallschmelze in die Gußform beginnt, vorab auf P1 gesteigert werden, wobei P1 der maximale Druck bei dem Prozeß ist. Dadurch wird die Zeitspanne bis T1 lang, was zu einer geringen Produktivität bei der industriellen Anwendung führt.
Zur Verringerung der Periode bis T1 zur Verbesserung der Produktivität muß ein Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit in beide Behälter eingeblasen werden, wodurch die Metallschmelze in dem ofenseitigen Behälter bewegt wird, wodurch eine Bildung von Oxiden in der Metallschmelze verursacht wird. Derartige Oxide mischen sich als nicht metallische Einschlüsse mit dem Gußteil, was zu einer Verschlechterung des Gußteils führt. Derartige nicht metallische Einschlüsse verursachen interne oder externe Fehler und eine mangelhafte Festigkeit des Gußteils.
Ferner ist das vorstehend beschriebene herkömmliche Gegendruckgießverfahren ein Verfahren zum Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform entweder durch das Verfahren der Verringerung des gießformseitigen Drucks oder das Verfahren der Steigerung des ofenseitigen Drucks, und der Differenzdruck muß erhöht werden, wobei eine einfache primäre Kurve gebildet wird. Da die Geschwindigkeit der Erhöhung des Differenzdrucks selbst nach Abschluß des Einfüllens der Metallschmelze statisch gehalten wird, schreitet die Verfestigung ungleichmäßig voran, und ein Gießtrichtereffekt von der Halteofenseite kann nicht erwartet werden. Dadurch werden Gießfehler hinterlassen, wodurch interne oder externe Fehler und eine mangelhafte Festigkeit des Erzeugnisses verursacht werden.
Derartige Fehler werden insbesondere offensichtlich, wenn ein dünnwandiges Teil mit einer komplizierten Form, ein dickwandiges Teil oder ein schwer gießbares Material gegossen werden, und sie können nicht vollständig entfernt werden.
Zudem wird bei dem in Fig. 18 dargestellten herkömmlichen Gegendruckgießverfahren der komprimierte Druck in beiden Behältern nach der Verfestigung über ein Auslaßrohr vollständig in die Atmosphäre abgelassen, so da die Metallschmelze in den Halteofen zurückgeführt wird. Daher wird die Metallschmelze bei jedem Gießzyklus zwischen x in Fig. 19, die eine herkömmliche Gegendruckgießvorrichtung zeigt, auf und ab bewegt, wobei x den Abstand zwischen der Oberfläche der Metallschmelze in dem Ofen und der höchsten Position Metallschmelze in der Gießform repräsentiert. Mit dem Fortschreiten der Gießarbeit senkt sich die Oberfläche der Metallschmelze in dem Ofen allmählich, was zum Auftreten von y gemäß Fig. 19 führt, wobei y die Differenz zwischen der ursprünglichen und der endgültigen Höhe der Metallschmelze in dem Ofen repräsentiert. Dadurch wird eine Veränderung der Temperatur der Metallschmelze und des erforderlichen Einfülldrucks und der -zeit verursacht, und dementsprechend wird die Qualität des Gußteils, wie die Verteilung, beeinträchtigt.
Überdies wird aufgrund der Auf- und Abbewegung der Metallschmelze in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze eine turbulente Strömung in der Metallschmelze in dem Ofen induziert, was ein Mitreißen von Gas und weitere Fehler verursacht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gegendruckgießverfahren und eine Gegendruckgießvorrichtung zu schaffen, durch die die Produktivität bei der Anwendung in der industriellen Fertigung durch eine Verkürzung der Gießzyklusdauer verbessert werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist das Schaffen eines Gegendruckgießverfahrens und einer Gegendruckgießvorrichtung, die zur Stabilisierung der Gießbedingungen geeignet sind, so daß sie den Erhalt eines Gußteils mit wenig Gießfehlern oder wenig nicht metallischen Einschlüssen ermöglichen, wenn ein dickwandiges Gußteil oder ein dünnwandiges Gußteil mit einer komplizierten Form hergestellt werden oder wenn ein kaum gießbares Material verwendet wird. Die Aufgaben der Erfindung werden durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
Es wurde nun festgestellt, daß die Aufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst werden können, wenn die Drücke in den beiden Behältern in der Stufe vor dem Beginn des Einfüllens der Metallschmelze in die Gießform niedriger als der maximale Druck gehalten und beim Vorgang des Aufbringens und Haltens des Drucks nach dem Einfüllen der Metallschmelze zur Erzeugung des Differenzdrucks auf den maximalen Wert gesteigert werden.
Ferner können die Aufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst werden, indem auf den ofenseitigen Behälter stets ein geringfügig höherer Druck als der Atmosphärendruck aufgebracht wird, um die Oberfläche der Metallschmelze geringfügig unterhalb des Eingußkanals der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze anzuordnen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Drucksteuerungsmusters in bezug auf den halteofenseitigen Behälter und den gießformseitigen Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Diagramm, das ein aufgrund des in Fig. 1 dargestellten Drucksteuerungsmusters erzeugtes Differenzdruckmuster zeigt;
Fig. 3 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters in bezug auf den halteofenseitigen Behälter und den gießformseitigen Behälter zeigt;
Fig.4 ist ein Diagramm, das ein weiter es beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters in bezug auf den halteofenseitigen Behälter und den gießformseitigen Behälter zeigt;
Fig. 5 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters in bezug auf den halteofenseitigen Behälter und den gießformseitigen Behälter zeigt;
Fig. 6 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters in bezug auf den halteofenseitigen Behälter und den gießformseitigen Behälter zeigt;
Fig. 7 ist ebenfalls ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters in bezug auf den halteofenseitigen Behälter und den gießformseitigen Behälter zeigt;
Fig. 8 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters in bezug auf den halteofenseitigen Behälter und den gießformseitigen Behälter zeigt;
Fig. 9 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters in bezug auf den halteofenseitigen Behälter und den gießformseitigen Behälter zeigt;
Fig. 10 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters in bezug auf den halteofenseitigen Behälter und den gießformseitigen Behälter zeigt;
Fig. 11 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters in bezug auf den halteofenseitigen Behälter und den gießformseitigen Behälter zeigt;
Fig. 12 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters in bezug auf den halteofenseitigen Behälter und den gießformseitigen Behälter zeigt;
Fig. 13 ist eine erläuternde Ansicht, die eine erfindungsgemäße Gegendruckgießvorrichtung zeigt;
Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht, die einen gemäß dem erfindungsgemäßen Gegendruckgießverfahren erzeugtes Gußteil zeigt;
Fig. 15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters in bezug auf den halteofenseitigen Behälter und den gießformseitigen Behälter im Hinblick auf die Beziehung zu Temperaturänderungen der Metallschmelze in der Gießform zeigt;
Fig. 16 ist ein Foto, das einen (in hundertfacher Vergrößerung dargestellten) Schnitt der Mikrostruktur des erfindungsgemäß erzeugten Gußteils zeigt;
Fig. 17 ist ein Foto, das einen (in hundertfacher Vergrößerung dargestellten) Schnitt der Mikrostruktur des Vergleichsbeispiels zeigt;
Fig. 18 ist ein Diagramm, das das Drucksteuerungsmuster in bezug auf den halteofenseitigen Behälter und den gießformseitigen Behälter bei dem herkömmlichen Gegendruckgießen zeigt;
Fig. 19 ist eine erläuternde Ansicht, die eine herkömmliche Gegendruckgießvorrichtung zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Bei dem erfindungsgemäßen Gegendruckgießverfahren ist der gießformseitige Druckbehälter, in dem eine Gießform angeordnet ist, über ein Zufuhrrohr für die Metallschmelze mit dem halteofenseitigen Druckbehälter verbunden, in dem ein Metallschmelze enthaltender Ofen angeordnet ist, und es ist gekennzeichnet durch:
(1) einen "Schritt des Einfüllens der Metallschmelze" zum Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform unter einem Druck, der niedriger als der maximale Druck in den Behältern ist,
(2) einen "Schritt der Steigerung des internen Drucks in den Behältern" zur Steigerung der Drücke in dem halteofenseitigen Behälter und in dem gießformseitigen Behälter,
(3) einen "Schritt des Haltens des Differenzdrucks" zum Halten des Differenzdrucks zwischen den beiden Behältern auf der Halteofenseite und auf der Gießformseite auf einem bestimmten Druck,
(4) einen "Schritt des Aufhebens des Differenzdrucks" zum Aufheben oder Auflösen des Differenzdrucks zwischen den beiden Druckbehältern und
(5) einen "Schritt zur Verringerung des Drucks" zur Verringerung der Drücke in den beiden Behältern auf bestimmte Umgebungs drücke.
Bei dem vorstehend beschriebenen Gegendruckgießverfahren ist es vorzuziehen, wenn auf den halteofenseitigen Behälter stets ein Druck aufgebracht wird, der geringfügig höher als der Atmosphärendruck ist, wodurch die Oberfläche der Netallschmelze geringfügig niedriger als der Eingußkanal der Gußform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet wird.
Hierbei wird der stets auf den halteofenseitigen Behälter aufgebrachte Druck vorzugsweise auf der Grundlage (1) der Eigenschaften der Metallschmelze, (2) der Eigenschaften der Vorrichtung und dergleichen und (3) des Abstands zwischen der Oberfläche der Metallschmelze in dem Zufuhrrohr 5 für die Netallschmelze und der Oberfläche der in dem Halteofen verbleibenden Metallschmelze den Erfordernissen entsprechend verändert. Zum Halten der Oberfläche der Metallschmelze in dem Zufuhrrohr 5 für die Metallschmelze auf einem bestimmten Niveau wird der vorstehend erwähnte Druck bestimmt und mit dem Fortschreiten der Gießarbeit sukzessive erhöht.
Der maximale Druck in den Behältern wird durch verschiedene Bedingungen, wie die Zusammensetzung der Metallschmelze, die Verwendung des Erzeugnisses, die Form des Erzeugnisses und dergleichen, festgelegt und auf der Grundlage des Atmosphärendrucks bei dem Gießprozeß eines Zyklus als maximaler Wert des absoluten Drucks in dem halteofenseitigen Behälter und/oder dem gießformseitigen Behälter definiert.
Der Innendruck des Behälters zu Beginn des Einfüllens der Metallschmelze in die Gießform wird vorzugsweise auf 9 bis 50 % des vorstehend genannten maximalen Drucks und noch bevorzugter auf 10 bis 30 % des maximalen Drucks eingestellt. Wenn er 50 % des maximalen Drucks übersteigt, ist es erforderlich, die Geschwindigkeit des in den Behälter geblasenen Luftstroms zu steigern, um die Dauer des Gießzyklus zu verringern, und dadurch werden einige Eigenschaften des Erzeugnisses durch eine durch den Luftstrom verursachte Bewegung und Oxidation der Metallschmelze verschlechtert. Beträgt er weniger als 10 % des maximalen Drucks, können Gießfehler in dem Erzeugnis nicht vollständig entfernt werden. Andererseits können, wenn er 30 % des maximalen Drucks übersteigt, Einschlüsse in das Gußteil gemischt werden, wodurch möglicherweise die Festigkeit des Erzeugnisses verringert wird.
Erfindungsgemäß umfassen die Erzeugung und Steigerung des Differenzdrucks in dem Schritt des Einfüllens der Metallschmelze die folgenden Ausführungsformen, und diese werden in der Praxis abhängig von der Verwendung, dem Material und der Form des gewünschten Gußteils in geeigneter Weise kombiniert:
(1) Steigerung des halteofenseitigen Drucks bei konstantem Druck auf der Gießformseite,
(2) Steigerüng des halteofenseitigen Drucks bei Steigerung des gießformseitigen Drucks,
(3) Steigerung des halteofenseitigen Drucks bei Senkung des gießformseitigen Drucks,
(4) Konstanthalten des halteofenseitigen Drucks bei Senkung des gießformseitigen Drucks,
(5) Senkung des halteofenseitigen Drucks bei Senkung des gießformseitigen Drucks.
Wenn bei jeder der vorstehend genannten Ausführungsformen der Schritt des Einfüllens der Metallschmelze ein zusammengesetzter Schritt ist, der einen Schritt zur Steigerung des Drucks in dem halteofenseitigen Behälter und einen Schritt zur Steigerung des Drucks in dem gießformseitigen Behälter einschließt, werden die Differenzdrücke zwischen den beiden Behältern durch die Differenz der Druckerhöhung zwischen den beiden Behältern relativ erzeugt, wodurch die Zusammensetzungen der Erzeugnisse fein eingestellt werden können, da der absolute Druck höher eingestellt werden und das Auftreten von Gießfehlern verhindert werden kann, wenn die Geschwindigkeit der Steigerung des Differenzdrucks mit hoher Geschwindigkeit verändert wird.
Wenn festgelegt wird, daß der Schritt des Einfüllens der Metallschmelze ein Schritt zur Verringerung des Drucks in dem gießformseitigen Behälter ist, wird die Metallschmelze durch die Saugkraft in die Gießform zugeführt, und der Strom in die Gießform kann verbessert werden.
Ferner kann bei jeder der vorstehend genannten Ausführungsformen der Schritt des Einfüllens der Metallschmelze derart beschaffen sein, daß er aus dem ersten Schritt des Prozesses des Einfüllens der Metallschmelze und dem zweiten Schritt des Prozesses des Einfüllens der Metallschmelze besteht, bei dem die Erhöhung des Differenzdrucks größer als bei dem Prozeß des ersten Schritts ist. Dadurch können aufgrund des Aufbringens eines entsprechend dem Fortschreiten der Verfestigung der Metallschmelze und des durch die Wirkung auf den Anderungspunkt des Differenzdrucks von dem Prozeß des ersten Schritts zu dem Prozeß des zweiten Schritts verursachten Gießtrichtereffekts erforderlichen hohen Differenzdrucks gewünschte Erzeugnisse ohne Fehler hergestellt werden. Zudem wird die Erzeugung eines Erstarrungskerns beschleunigt, wodurch wesentlich feinere Gefüge erhalten werden können.
Der Anderungspunkt des Differenzdrucks von dem vorstehend genannten Prozeß des ersten Schritts zu dem Prozeß des zweiten Schritts kann auf den Abschluß des Einfüllens der Metallschmelze in die Gießform eingestellt werden. Daher können die bei dem Prozeß der Zufuhr der Metallschmelze in die Gießform und bei dem Prozeß der Verfestigung nach dem Abschluß des Einfüllens der Metallschmelze jeweils erforderlichen Differenzdrücke effizient und effektiv aufgebracht werden. Als Einrichtung zur Erkennung des Abschlusses des Einfüllens der Metallschmelze können mehrere auf der Oberfläche des Hohlraums der Gießform angeordnete Thermoelemente zur Erfassung einer Veränderung der Temperatur verwendet werden.
In dem vorstehend beschriebenen Fall weist die Ausführungsform zur Erzeugung und Steigerung des Differenzdrucks bei dem Prozeß des Einfüllens der Metallschmelze des ersten Schritts und dem Prozeß des Einfüllens der Metallschmelze des zweiten Schritts die folgenden Variationen auf, die in der Praxis abhängig von der Verwendung, dem Material und der Form des gewünschten Gußteils in geeigneter Weise kombiniert werden:
(1) Erhöhung des halteofenseitigen Drucks bei konstantem Druckauf der Gießformseite,
(2) Erhöhung des halteofenseitigen Drucks bei Erhöhung des gießformseitigen Drucks,
(3) Erhöhung des halteofenseitigen Drucks bei Senkung des gießformseitigen Drucks,
(4) Konstanthalten des halteofenseitigen Drucks bei Senkung des gießformseitigen Drucks,
(5) Senkung des halteofenseitigen Drucks bei Senkung des gießformseitigen Drucks.
Der Differenzdruck zwischen dem halteofenseitigen Behälter und dem gießformseitigen Behälter ist bei den vorstehend genannten Schritten derart angelegt, daß er in einem Druck-Zeit-Diagramm eine nicht lineare Kurve bildet, die eine nicht proportionale Beziehung über der Zeit aufweist, wodurch zum Verhindern eines durch die Erhöhung des Drucks verursachten unnötigen Blasens von Luft auf die Metallschmelze in dem Ofen eine wünschenswerte Drucksteuerung erzielt und die Dauer des Gießzyklus verringert werden können. Dadurch kann abhängig von der Art, der Verwendung und der Form ein Erzeugnis mit verbesserten Eigenschaften erhalten werden.
Der vorstehend beschriebene Schritt des "Haltens des Differenzdrucks" kann in einen Prozeß zur Steigerung der Drücke in den beiden Behältern auf der Halteofenseite und der Gießformseite mit einem konstanten Differenzdruck umgeändert werden. Ferner kann er derart eingestellt werden, daß er jeweils aus dem ersten Schritt des Prozesses des Halten des Differenzdrucks zur Erhöhung der Drücke in den beiden Behältern auf der Halteofenseite und der Gießformseite mit konstantem Differenzdruck und dem zweiten Schritt des Prozesses des Haltens des Differenzdrucks zum Konstanthalten der Drücke in beiden Behältern besteht. Daher werden durch eine Fortsetzung der Druckerhöhung der beiden Behälter selbst in dem Schritt des Haltens des Differenzdrucks die Eigenschaften des Erzeugnisses verbessert, insbesondere wird die Zähigkeit gesteigert, da die kristallinen Partikel des Erzeugnisses fein hergestellt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Gegendruckgießverfahren können für den dünnwandigen Abschnitt eines Gußteils ziemlich gute Eigenschaften erhalten werden. Ein dickwandiger Abschnitt oder ein dünnwandiger Abschnitt mit einer komplizierten Form können jedoch von einer Konzentration von Gießfehlern betroffen sein.
Als Ergebnis weiterer Studien wurde nun festgestellt, daß die vorstehend erwähnte Konzentration von Gießfehlern aufgrund des Aufbringens eines hohen Drucks auf den halteofenseitigem Behälter und den gießformseitigen Behälter in einem frühen Stadium des Gießens verursacht wird. Basierend auf einer derartigen Studie wurden die folgenden Maßnahmen zur Verhinderung der Konzentration von Gießfehlern an einem dickwandigen Abschnitt oder einem dünnwandigen Abschnitt mit einer komplizierten Form ergriffen.
Bei dem erfindungsgemäßen Gegendruckgießverfahren ist es vorzuziehen, den Druck in dem gießformseitigen Behälter nach dem Abschluß des Einfüllens der Metallschmelze über eine vorgegebene Zeitspanne niedrig zu halten.
Der vorstehend genannte niedrige Druck ist als Druck definiert, der 0 bis 3 bar (kg/cm²) höher als der Atmosphärendruck ist, und die Dauer des Haltens des niedrigen Drucks kann als eine Zeit eingestellt werden, zu der die Aushärtung eines gewünschten Teils des Gußteils abgeschlossen ist. Dadurch kann die Konzentration von Gießfehlern an einem bestimmten Teil verhindert werden, und die Festigkeit des Erzeugnisses kann effizient verbessert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Gegendruckgießverfahren ist es ebenso wünschenswert, den Druck in dem halteofenseitigen Behälter und in dem gießformseitigen Behälter nach dem Abschluß des Einfüllens der Metallschmelze über eine bestimmte Zeitspanne zu halten.
Die vorstehend erwähnte bestimmte Zeitspanne des Haltens des Drucks kann als Zeit eingestellt werden, bis zu der die Verfestigung eines gewünschten Teils des Gußteils abgeschlossen ist.
Der vorstehend genannte bestimmte Teil kann ein Abschnitt, der insbesondere bei einer tatsächlichen Verwendung des Gußteils eine Festigkeit aufweisen muß, oder ein Abschnitt sein, der aufgrund von Erfahrungswerten bezüglich der Konzentration von Gießfehlern als Fehlerquelle erkannt wird.
Dementsprechend kann durch das erfindungsgemäße Gegendruckgießen selbst dann ein Gußteil ohne eine lokalisierte Konzentration von Gießfehlern erhalten werden, wenn ein besonders dickwandiges Gußteil oder ein dünnwandiges Gußteil mit einer komplizierten Form hergestellt wird.
Die erfindungsgemäße Gegendruckgießvorrichtung umfaßt einen gießformseitigen Druckbehälter mit einer darin angeordneten Gießform, einen halteofenseitigen Druckbehälter mit einem darin vorgesehenen Ofen zur Aufnahme der Metallschmelze, ein Zufuhrrohr für die Metallschmelze zum Verbinden des Inneren des Ofens und des Inneren der Gießform, eine Druckeinrichtung zur jeweiligen Erhöhung des Drucks in dem halteofenseitigen Behälter und in dem gießformseitigen Behälter, so daß diese den Atmosphärendruck übersteigen, und eine Drucksteuerungseinrichtung mit der Funktion der Steuerung der Drücke in dem gießformseitigen Behälter und dem halteofenseitigen Behälter auf einen niedrigeren Wert als den maximalen Druck in den Behältern beim Beginn des Einfüllvorgangs der Metallschmelze.
Die vorstehend beschriebene Gegendruckgießvorrichtung umfaßt ferner eine Einrichtung zur Erfassung eines Einfüllens der Metallschmelze in die Gießform Die vorstehend genannte Drucksteuerungseinrichtung hat in Kombination mit der Einrichtung zur Erfassung des Einfüllens die Funktion einer Veränderung der Geschwindigkeit einer Erhöhung des Differenzdrucks zwischen dem gießformseitigen Behälter und dem halteofenseitigen Behälter.
Zudem weist die vorstehend erwähnte Drucksteuerungseinrichtung die Funktion auf, stets einen geringfügig höheren Druck als den Atmosphärendruck auf dem halteofenseitigen Behälter aufzubringen.
Die vorstehend erwähnte Drucksteuerungseinrichtung ist vorzugsweise derart eingestellt, daß die Drücke in dem gießfomseitigen Behälter und in dem halteofenseitigen Behälter derart gesteuert werden, daß sie 0 bis 50 % des maximalen Drucks betragen, wenn der Einfüllvorgang der Metallschmelze eingeleitet wird.
Zudem kann die vorstehend erwähnte Drucksteuerungseinrichtung derart eingestellt werden, daß im gießformseitigen Behälter im wesentlichen Atmosphärendruck herrscht, wogegen der Druck in dem halteofenseitigen Behälter erhöht wird, wenn das Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform beginnt, anschließend beide Behälter für eine bestimmte Periode auf bestimmten Drücken gehalten werden. Dadurch wird ein Verhindern einer Konzentration von Gießfehlern in dem dicken Abschnitt des Erzeugnisses ermöglicht.
Ferner kann eine Konzentration von Gießfehlern in dem dicken Abschnitt des Erzeugnisses auch durch ein derartiges Einstellen der vorstehend genannten Drucksteuerungseinrichtung verhindert werden, daß der gießformseitige Behälter über eine bestimmte Periode auf einem niedrigen Druck gehalten wird, bevor die Drücke der beiden Behälter nach dem Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform gleichzeitig erhöht werden.
Das vorstehend genannte Gegendruckgießverfahren und die Gegendruckgießvorrichtung gemäß der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gesondert beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters in dem gießformseitigen Behälter und dem halteofenseitigen Behälter, und Fig. 2 zeigt ein durch das Drucksteuerungsmuster gemäß Fig. 1 erzeugtes Differenzdruckmuster zwischen dem beiden Behältern. In Fig. 1, den Figuren 3 bis 12 und Fig. 18 zeigt die durchgehende Linie das Druckmuster in dem ofenseitigen Behälter, und die Punktlinie zeigt das in dem gießformseitigen Behälter. In beiden Behältern werden die Drücke vorn Beginn des Gießens bis T1 auf P1 erhöht, und der Druck in dem gießformseitigen Behälter wird auf P2 gesenkt, wobei der Druck des halteofenseitigen Behälters auf P1 gehalten wird, wodurch die Metallschmelze in die Gießform eingefüllt wird.
Unter der Voraussetzung, daß als Zeitpunkt einer Bestätigung der Einfüllung der Metallschmelze in die Gießform T2 festgelegt ist, wird von T2 bis T3 der Druck in dem gießform seitigen Behälter auf P2 gehalten, und gleichzeitig wird der Druck in dem halteofenseitigen Behälter zur Erhöhung des Differenzdrucks und zur Verbesserung des Gießtrichtereffekts allmählich auf P3 erhöht, wodurch die Metallschmelze zu Umgebungen der bei der Verfestigung auftretenden Kristalle gefördert wird, wodurch Gießfehler verhindert werden können.
Dann werden nach der Erhöhung des halteofenseitigen Drucks auf einen bestimmten Druck P3 die Drücke in den beiden Behältern jeweils von T3 bis T4 gehalten, wodurch ein konstanter Differenzdruck zwischen den beiden Behältern gehalten wird. Ferner wird nach T4 der halteofenseitige Druck P3 gesenkt, so daß er mit dem gießformseitigen Druck P2 übereinstimmt, der Differenzdruck wird zur Rückführung der Metallschmelze in den Halteofen zum Zeitpunkt T5 aufgehoben, nach T5 wird das Gas in den Behältern zur Rückkehr zum Atmosphärendruck P0 in die Atmosphäre abgelassen, und schließlich ist ein Gießzyklus abgeschlossen.
Bei dem vorstehend ausgeführten Drucksteuerungsmuster werden, wie in Fig. 1 dargestellt, die Drücke in den beiden Behältern vor dem Beginn der Zufuhr der Metallschmelze auf P1 gesteigert, wobei P1 niedriger als der maximale Druck P3 des halteofenseitigen Behälters ist. Dadurch wird die Dauer des Gießzyklus verkürzt, und eine Oxidation der Metallschmelze in dem Ofen bei dem Druckerhöhungsprozeß wird verhindert, wodurch ein gutes Gußteil erhalten wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Drucksteuerungsmuster wird die Geschwindigkeit der Erhöhung des Differenzdrucks (ΔP/ΔT), wie in Fig. 2 dargestellt, von T2 bis T3 höher als von T1 bis T2 eingestellt. Bei dem vorstehend beschriebenen Prozeß werden die Drücke in den beiden Behältern und der Differenzdruck vom Anfang bis zum Ende des einen Gießzyklus stets überwacht. Die gemessenen Werte werden stets an die Drucksteuerungseinrichtung zurückgeführt, und wenn die gemessenen Werte die eingestellten Werte übersteigen, wird ein Entlassungsventil zur Entlassung aus dem Behältern geöffnet, so daß die Drücke in dem Behältern stets auf den eingestellten Werten gehalten werden.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters des gießformseitigen Behälters und des halteofenseitigen Behälters. Die Drücke der beiden Behälter werden vom Beginn des Gießens bis T1 auf P1 erhöht, dann wird der Druck auf der Gießformseite auf P2 gesenkt, wobei der Druck auf der Halteofenseite von T1 bis T2 auf P1 gehalten wird, wodurch die Metallschmelze in die Gießform eingefüllt wird. Dies bedeutet, daß die Metallschmelze in dem Halteofen in dem Zufuhrrohr zum Einfüllen in die Gießform aufsteigt. Die eingefüllte Metallschmelze wird durch Abgabe von Wärme an die Gießform abgekühlt, und die Verfestigung schreitet mit der Zeit von der von dem Eingußkanal entfernten Position zu dem Eingußkanal fort.
Unter der Voraussetzung, daß als Zeitpunkt einer Bestätigung über das Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform T2 festgelegt ist, wird der Druck in dem gießformseitigen Behälter von T2 bis T3 rascher auf P3 gesenkt, dann werden nach dem Verringern des gießformseitigen Drucks auf P3 die Drücke in den beiden Behältern mit der gleichen Geschwindigkeit in der Zeitspanne von T3 bis T4 gleichzeitig erhöht, wodurch der Differenzdruck zwischen den beiden Behältern auf einem bestimmten Niveau gehalten wird. Danach werden nach T4 die beiden Behälter jeweils auf bestimmten Drücken gehalten, um den Differenzdruck zu halten. Ferner wird nach T5 der halteofenseitige Druck auf das gleiche Niveau wie der gießformseitige Druck verringert, zum Zeitpunkt T6 wird der Differenzdruck aufgehoben, und die Metallschmelze wird in den Halteofen zurückgeführt, worauf nach T7 das Gas in den Behältern zur Rückkehr zum Atmosphärendruck in die Atmosphäre abgegeben wird und ein Gießzyklus abgeschlossen ist.
Bei dem vorstehend beschriebenen Drucksteuerungsmuster sind die Drücke in dem beiden Behältern zu Beginn der Zufuhr der Metallschmelze P1, und dies entspricht ca. 30 % des maximalen Drucks Pf-max (P5) in dem halteofenseitigen Behälter. Dadurch wird die Dauer eines Gießzyklus verringert, und gleichzeitig wird eine Oxidation der Metallschmelze bei dem Prozeß der Erhöhung des Drucks verhindert, wodurch ein gutes Gußteil erhalten wird. Dieses Drucksteuerungsrnuster wird angewendet, wenn unter Verwendung einer Metallschmelze mit einer Zusammensetzung aus Al-Si-Mg ein festes Teil, wie ein Aluminiumrad, gegossen wird.
Wenn die Drücke P1 in dem beiden Behältern bei dem vorstehend beschriebenen Drucksteuerungsmuster zu Beginn der Zufuhr auf ca. 20 % des maximalen Drucks Pf-max (P5) in dem halteofenseitigen Behälter eingestellt werden, kann dieses Muster angewendet werden, wenn unter Verwendung einer Metallschmelze mit einer Zusammensetzung aus Al-Mg ein korrosionsbeständiges Teil gegossen wird.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters des gießformseitigen Behälters und des halteofenseitigen Behälters. Die Drücke der beiden Behälter werden in einer Zeitspanne vom Beginn bis T1 auf P1 erhöht, danach wird der Druck auf der Gießformseite auf P2 verringert, während der Druck auf der Halteofenseite auf P1 gehalten wird. Dadurch steigt die Metallschmelze in dem Halteofen in dem Zufuhrrohr auf und wird in die Gießform eingefüllt, und die eingefüllte Metallschmelze wird durch die Abgabe vön Wärme an die Gießform abgekühlt und beginnt, sich zu verfestigen.
Anschließend werden unter der Voraussetzung, daß als Zeitpunkt einer Bestätigung über das Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform T2 festgelegt ist, die Drücke in den beiden Behältern in einer Zeitspanne von T2 bis T3 jeweils erhöht, und der Differenzdruck wird um die Differenz der Grade der Druckerhöhung gesteigert. Darauf werden nach der Erhöhung der Drücke in dem beiden Behältern jeweils auf P3 und P4 die beiden Behälter von T3 bis T4 unverändert gehalten, um dem Differenzdruck auf einem bestimmten Niveau zu halten. Dann wird nach T4 der halteofenseitige Druck derart gesenkt, daß er mit dem gießformseitigen Druck identisch ist, zum Zeitpunkt T5 wird der Differenzdruck aufgelöst, und die Metallschmelze wird in dem Halteofen zurückgeführt, und nach T6 wird das Gas in den Druckbehältern zur Rückkehr auf den Atmosphärendruck in die Atmosphäre entlassen, und ein Gießzyklus ist abgeschlossen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Drucksteuerungsm uster betragen die Drücke in dem beiden Behältern zu Beginn der Zufuhr P1, wobei P1 ca. 30 % des maximalen Drucks Pf-max (P4) des halteofenseitigen Behälters entspricht. Dieses Drucksteuerungsmuster ist geeignet, wenn unter Verwendung einer Metallschmelze mit einer Zusammensetzung aus Al-Si-Cu ein kompliziert geformtes Teil, wie ein Motorblock, gegossen wird.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters des gießformseitigen Behälters und des halteofenseitigen Behälters. In beiden Behältern wird der Druck in einer Zeitspanne vom Beginn bis T1 auf P1 erhöht, danach wird die Geschwindigkeit der Erhöhung des Drucks der beiden Behälter verringert, und gleichzeitig wird durch die Differenz des Grads der Druckerhöhung in beiden Behältern relativ ein Differenzdruck zwischen den beiden Behältern erzeugt. Dadurch steigt die Metallschmelze in dem Halteofen in dem Zufuhrrohr auf und wird in die Gießform zugeführt.
Anschließend werden die Drücke in dem gießformseitigen Druckbehälter und in dem halteofenseitigen Druckbehälter jeweils auf P2 bzw. P3 erhöht. Unter der Voraussetzung, daß als Zeitpunkt einer Bestätigung über das Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform T2 festgelegt ist, wird von T2 bis T3 der Druck beider Behälter rasch auf jeweils P4 bzw. P5 erhöht, und der Differenzdruck wird entsprechend der Differenz des Grads der Erhöhung des Drucks weiter erhöht, darauf wird der Druck in beiden Behältern von T3 bis T4 konstant gehalten, um den Differenzdruck auf einem bestimmten Niveau zu halten. Dann wird nach T4 der halteofenseitige Druck derart verringert, daß er mit dem gießformseitigen Druck identisch ist, zum Zeitpunkt T5 wird der Differenzdruck aufgehoben, und die Metallschmelze wird in den Halteofen zurückgeführt. Nach T6 wird das Gas in dem Druckbehältern zur Rückkehr zum Atmosphärendruck in die Atmosphäre entlassen, und ein Gießzyklus ist abgeschlossen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Drucksteuerungsmuster sind die Drücke in den beiden Behältern zu Beginn der Zufuhr der Metallschmelze P1, und P1 entspricht ca. 30 % des maximalen Drucks Pf-max (P5) des halteofenseitigen Behälters. Dieses Drucksteuerungsmuster wird angewendet, wenn unter Verwendung einer Metallschmelze mit einer Zusammensetzung aus Al-Cu ein dickwandiges Teil gegossen wird.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters des gießformseitigen Behälters und des halteofenseitigen Behälters. Die Drücke der beiden Behälter werden in einer Zeitspanne vom Beginn bis T1 auf P1 gesteigert, anschließend wird der Druck der Gießformseite auf P2 verringert, während der Druck der Halteofenseite auf P1 gehalten wird, wodurch die Metallschmelze in die Gießform zugeführt wird. Danach wird nach einer Verringerung des Drucks auf der Gießformseite auf P2 der Druck in dem gießformseitigen Behälter von T2 bis T3 rascher auf P3 verringert. Dann werden die Drücke beider Behälter von T3 bis T4 mit der gleichen Geschwindigkeit gleichzeitig gesteigert, wodurch der Differenzdruck zwischen den beiden Behältern auf einem bestimmten Niveau gehalten wird. Darauf wird nach T4 der halteofenseitige Druck verringert, so daß er mit dem gießformseitigen Druck identisch ist, und zum Zeitpunkt T5 wird der Differenzdruck aufgehoben, und die Metallschmelze wird in dem Halteofen zurückgeführt. Ferner werden die Drücke beider Behälter auf P4 verringert, und nach T6 werden die beiden Behälterdrücke auf einem bestimmten Niveau gehalten. Weiter wird nach T7 das Gas in den beiden Behältern zur Rückkehr zum Atmosphärendruck in die Atmosphäre entlassen, und ein Gießzyklus ist abgeschlossen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Drucksteuerungsmuster sind die Drücke in den beiden Behältern zu Beginn des Einfüllens der Metallschmelze P1, wobei P1 ca. 20 % des maximalen Drucks Pf-max (P6) des halteofenseitigen Behälters entspricht. Dieses Drucksteuerungsmuster ist anwendbar, wenn unter Verwendung einer Metallschmelze mit einer Zusammensetzung aus Al-Cu-Mg ein großes, festes Teil gegossen wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Drucksteuerungsmuster ist der maximale Druck des halteofenseitigen Behälters Pf-max (P6), und der maximale Druck des gießformseitigen Behälters ist Pm-max (P5). Diese Werte sind im Vergleich zu den maximalen Drücken der vorstehend erwähnten weiteren Drucksteuerungsmuster höher eingestellt. Kristalline Partikel des Gußteils können fein gemacht werden, und seine Zähigkeit ist durch das Aufbringen eines derartig hohen Drucks beim Prozeß der Verfestigung der Metallschmelze zu verbessern.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters des gießformseitigen Behälters und des halteofenseitigen Behälters. Auf den halteofenseitigen Behälter wird stets ein bestimmter Druck aufgebracht, der höher als der Atmosphärendruck ist, und die freie Oberfläche der Metalischmelze ist derart angelegt, daß sie geringfügig niedriger als der Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet ist. Der Druck in dem halteofenseitigen Behälter wird in der Zeitspanne vom Beginn bis T1 mit der gleichen Druckerhöhungsgeschwindigkeit wie bei dem gießformseitigen Behälter auf P1 erhöht, dann wird der Druck auf der Gießformseite auf P2 verringert, wogegen der Druck auf der Halteofenseite auf P1 gehalten wird. Dadurch wird die Metallschmelze in die Gießform eingefüllt, und die eingefüllte Metallschmelze wird durch eine Abgabe von Wärme an die Gießform abgekühlt, wodurch die Verfestigung vorangetrieben wird.
Anschließend wird unter der Voraussetzung, daß als Zeitpunkt einer Bestätigung über das Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform T2 festgelegt ist, der Druck in dem gießformseitigen Behälter in der Zeitspanne von T2 bis T3 rascher auf P3 verringert. Die Drücke der beiden Behälter werden von T3 bis T4 gleichzeitig mit der gleichen Geschwindigkeit erhöht, wodurch der Differenzdruck der beiden Behälter auf einem bestimmten Niveau gehalten wird. Dann werden nach T4 die beiden Behälter jeweils auf P4 und P5 gehalten, um den Differenzdruck konstant zu halten. Ferner wird nach T5 der halteofenseitige Druck auf einen Druck gesenkt, der ca. 0,15 bar (kgf/cm²) höher als der gießformseitige Druck ist, um die Metallschmelze zurückzuführen, so daß die freie Oberfläche der Metallschmelze nahe dem Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet ist. Nach T6 wird der Druck in dem halteofenseitigen Behälter auf ein bestimmtes Niveau verringert, das höher als der Atmosphärendruck ist, und der Druck in dem gießformseitigen Behälter wird auf den Atmosphärendruck verringert.
Bei dem vorstehend beschriebenen Drucksteuerungsmuster wird der Druck in dem halteofenseitigen Behältern vor Beginn der Zufuhr der Metallschmelze auf P1 erhöht, wobei P1 einem Bereich von 15 bis 40 % des maximalen Drucks Pf-max (P5) des halteofenseitigen Behälters entspricht. Dieses Drucksteuerungsmuster wird für das Gießen eines Aluminiumrads unter Verwendung einer Metallschmelze mit einer Zusammensetzung aus Al-Si-Mg angewendet.
Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Drucksteuerungsmuster der Druck P1 des halteofenseitigen Behälters auf einem Bereich von 5 bis 25 % des maximalen Drucks Pf-max (P5) des halteofenseitigen Behälters eingestellt wird, ist ein derartiges Drucksteuerungsmuster für ein Gießen eines korrosionsbeständigen Teils unter Verwendung einer Metallschmelze mit einer Zusammensetzung aus Al-Mg anwendbar.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters des gießformseitigen Behälters und des halteofenseitigen Behälters. Der Druck des halteofenseitigen Behälters, auf den stets ein bestimmter Druck aufgebracht wird, der höher als der Atmosphärendruck ist, so daß die freie Oberfläche der Metallschmelze nahe dem Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet ist, wird vom Beginn bis T1 mit der gleichen Erhöhungsgeschwindigkeit wie auf der Gießformseite auf P1 erhöht, dann wird der Druck auf der Gießformseite auf P2 verringert, wobei der Druck auf der Halteofenseite auf P1 gehalten wird. Dadurch wird die Metallschmelze in die Gießform zugeführt, und die eingefüllte Metallschmelze wird durch die Abgabe von Wärme an die Gießform abgekühlt, wodurch die Verfestigung beginnt.
Dann werden unter der Voraussetzung, daß als Zeitpunkt einer Bestätigung über das Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform T2 festgelegt ist, die Drücke in den beiden Behältern in einer Zeitspanne von T2 bis T3 jeweils auf P3 und P4 erhöht, und durch die Differenz des Grads der Steigerung des Drucks wird der Differenzdruck rasch erhöht. Danach werden die Drücke in den beiden Behältern von T3 bis T4 jeweils auf P3 und P4 gehalten, um den Differenzdruck auf einem bestimmten Niveau zu halten. Anschließend wird nach T4 der halteofenseitige Druck zur derartigen Rückführung der Metallschmelze auf einen Druck verringert, der ca. 0,15 bar (kgf/cm²) höher als der gießformseitige Druck ist, daß die freie Oberfläche der Metallschmelze nahe dem Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet ist. Nach T6 wird der Druck in dem halteofenseitigen Behälter auf ein Niveau verringert, das höher als der Atmosphärendruck ist, und der Druck in dem gießformseitigen Behälter wird auf dem Atmosphärendruck verringert.
Bei dem vorstehend beschriebenen Drucksteuerungsmuster wird der Druck in dem halteofenseitigen Behälter vor dem Beginn der Zufuhr der Metallschmelze auf P1 erhöht, wobei P1 einem Bereich von 5 bis 25 % des maximalen Drucks Pf-max (P4) des halteofenseitigen Behälters entspricht. Dieses Drucksteuerungsmuster ist für das Gießen eines Motorblocks unter Verwendung einer Metallschmelze mit einer Zusammensetzung aus Al-Si-Cu besonders geeignet.
Fig. 9 zeigt ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters des gießformseitigen Behälters und des halteofenseitigen Behälters. Der Druck des halteofenseitigen Behälters&sub1; auf den stets ein bestimmter Druck über dem Atmosphärendruck aufgebracht wird, so daß die freie Oberfläche der Metallschmelze nahe dem Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet ist, wird vom Start bis T1 mit der gleichen Geschwindigkeit wie auf der Gießformseite auf P1 erhöht, dann wird die Geschwindigkeit der Erhöhung der Drücke in den beiden Behältern verringert, und der Differenzdruck zwischen den beiden Behältern wird abhängig von der Differenz des Grads der Erhöhung des Drucks relativ erzeugt. Dadurch wird die Metallschmelze in die Gießform eingefüllt.
Danach werden unter der Voraussetzung, daß als Zeitpunkt einer Bestätigung über das Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform T2 festgelegt ist, die Drücke in den beiden Behältern jeweils rasch auf P3 und P4 erhöht, und der Differenzdruck wird abhängig von der Differenz des Grads der Steigerung des Drucks von T2 bis T3 weiter gesteigert, darauf werden nach T3 die beiden Behälter von T3 bis T4 statisch gehalten, um den Differenzdruck auf einem bestimmten Niveau zu halten. Dann wird nach T4 der halteofenseitige Druck auf einen Druck verringert, der ca. 0,15 bar (kgf/cm²) höher als der gießformseitige Druck ist, so daß die Metallschmelze zurückgeführt wird und ihre freie Oberfläche in der Nähe des Einlaßkanals der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet ist. Nach T5 wird der Druck in dem halteofenseitigen Behälter auf ein bestimmtes Niveau verringert, das höher als der Atmosphärendruck ist, und der Druck in dem gießformseitigen Behälter wird auf dem Atmosphärendruck verringert.
Bei dem vorstehend beschriebenen Drucksteuerungsmuster wird der Druck in dem halteofenseitigen Behälter vor dem Beginn der Zufuhr der Metallschmelze auf P1 gesteigert, wobei P1 einem Bereich von 5 bis 25 % des maximalen Drucks Pf-max (P4) in dem halteofenseitigen Behälter entspricht. Dieses Drucksteuerungsmuster ist für das Gießen eines dickwandigen Teils unter Verwendung einer Metallschmelze mit einer Zusammensetzung aus Al-Cu besonders geeignet.
Fig. 10 zeigt ebenfalls ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters des gießformseitigen Behälters und des halteofenseitigen Behälters. Der Druck des halteofenseitigen Behälters, auf dem stets ein bestimmter Druck aufgebracht wird, der höher als der Atmosphärendruck ist, so daß die freie Oberfläche der Metallschmelze nahe dem Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet ist, wird in einer Zeitspanne vom Beginn bis T1 mit der gleichen Druckerhöhungsgeschwindigkeit wie in dem gießformseitigen Behälter auf P1 erhöht, dann wird der Druck auf der Gießformseite auf P2 verringert, während der Druck der Halteofenseite auf P1 gehalten wird. Dadurch wird die Metallschmelze in die Gießform zugeführt.
Danach wird unter der Voraussetzung, daß als Zeitpunkt einer Bestätigung über das Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform T2 festgelegt ist, der Druck in dem gießformseitigen Behälter in einer Zeitspanne von T2 bis T3 rascher auf P3 verringert. Die Drücke der beiden Behälter werden von T3 bis T4 mit der gleichen Geschwindigkeit gleichzeitig gesteigert, wodurch der Differenzdruck zwischen den beiden Behältern auf einem bestimmten Niveau gehalten wird. Dann werden nach T4 die Drücke der beiden Behälter verringert, wobei der Differenzdruck auf dem gleichen Niveau gehalten wird. Die Druckverringerung auf der Gießformseite wird zum Zeitpunkt T5 eingestellt, wogegen der Druck auf der Halteofenseite kontinuierlich verringert wird, so daß ein Differenzdruck von ca. 0,15 bar (kgf/cm²) erzeugt wird, wodurch die Metallschmelze zurückgeführt wird und ihre freie Oberfläche nahe dem Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet ist. Nach T6 werden die Drücke der beiden Behälter auf einem bestimmten Niveau gehalten. Ferner wird nach T7 der Druck in dem halteofenseitigen Behälter auf ein bestimmtes Niveau verringert, das höher als der Atmosphärendruck ist, und der Druck in dem gießformseitigen Behälter wird auf den Atmosphärendruck verringert.
Bei dem vorstehend beschriebenen Drucksteuerungsmuster wird der Druck des halteofenseitigen Behälters auf P1 gesteigert, bevor die Zufuhr der Metallschmelze eingeleitet wird, wobei P1 einem Bereich von 5 bis 25 % des maximalen Drucks Pf-max (P6) der Halteofenseite entspricht. Dieses Drucksteuerungsmuster ist für das Gießen eines festen Teils unter Verwendung einer Metallschmelze mit einer Zusammensetzung aus Al-Cu-Mg besonders geeignet.
Bei dem vorstehend beschriebenen Drucksteuerungsmuster ist der maximale Druck des halteofenseitigen Behälters Pf-max (P6), und der maximale Druck des gießformseitigen Behälters ist Pm-max (P5). Diese Drücke sind im Vergleich zu den maximalen Drücken der vorstehend beschriebenen weiteren Drucksteuerungsmustern höher eingestellt. Kristalline Partikel des Gußteils können fein gemacht werden, und seine Zähigkeit kann durch Aufbringen eines derart hohen Drucks bei dem Prozeß der Verfestigung der Metallschmelze verbessert werden.
Fig. 11 zeigt ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmuster des gießformseitigen Behälters und des halteofenseitigen Behälters. Der Druck in dem halteofenseitigen Behälter, auf dem stets ein bestimmter Druck aufgebracht wird, der über dem Atmosphärendruck liegt, so daß die freie Oberfläche der Metallschmelze nahe dem Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet ist, wird von T1 bis T2 auf P1 erhöht. Dadurch wird die Metallschmelze in die Gießform zugeführt. Anschließend wird unter der Voraussetzung, daß als Zeitpunkt einer Bestätigung über das Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform T2 festgelegt ist, wird der Druck des halteofenseitigen Behälters auf P1 gehalten, um von T2 bis T3 einen konstanten Druck auf die eingefüllte Metallschmelze aufzubringen.
Dann werden die Drücke des halteofenseitigen Behälters und des gießformseitigen Behälters mit der gleichen Geschwindigkeit gleichzeitig erhöht, wodurch von T3 bis T4 ein bestimmter Differenzdruck zwischen den beiden Behältern gehalten wird. Darauf werden die Drücke der beiden Behälter statisch gehalten, so daß der Differenzdruck von T4 bis T5 gleich gehalten wird. Nach T5 wird der halteofenseitige Druck auf einen Druck verringert, der ca. 0,15 bar (kgf/cm²) höher als der gießformseitige Druck ist, wodurch die Metallschmelze zurückgeführt und die freie Oberfläche der Metallschmelze nahe dem Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet werden. Nach T6 wird der Druck in dem halteofenseitigen Behälter auf ein bestimmtes Niveau verringert, das höher als der Atmosphärendruck ist, und der Druck in dem gießformseitigen Behälter wird auf den Atmosphärendruck verringert.
Fig. 12 zeigt ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Drucksteuerungsmusters des gießformseitigen Behälters und des halteofenseitigen Behälters. Auf den halteofenseitigen Behälter wird stets ein bestimmter Druck aufgebracht, der höher als der Atmosphärendruck ist, so daß die freie Oberfläche der Metallschmelze nahe dem Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet ist. Der Druck des halteofenseitigen Behälters wird vom Beginn bis T1 mit der gleichen Druckerhöhungsgeschwindigkeit wie der des gießfomseitigen Behälters auf P1 erhöht, anschließend wird der Druck auf der Gießformseite von T1 bis T2 auf P2 verringert, während der Druck auf der Halteofenseite auf P1 gehalten wird. Dadurch wird die Metallschmelze in die Gießform zugeführt.
Anschließend wird der gießformseitige Druck in einer Zeitspanne von T2 bis T3 rascher auf P3 verringert. Unter der Voraussetzung, daß als Zeitpunkt einer Bestätigung über das Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform T3 festgelegt ist, wird der Druck auf der Gießformseite auf einem niedrigen Druck von 0 bis 3 bar (kgf/cm²) gehalten, um bis T4 einen derart niedrigen Druck auf die eingefüllte Metallschmelze aufzubringen. Die Drücke der beiden Behälter werden von T4 bis T5 jeweils mit der gleichen Geschwindigkeit auf P4 und P5 gesteigert, wodurch der Differenzdruck zwischen den beiden Behältern gehalten wird. Dann werden nach T5 die beiden Behälter auf P4 bzw. P5 gehalten, um den Differenzdruck konstant zu halten. Ferner wird nach T6 der halteofenseitige Druck auf einen Druck verringert, der um ca. 0,15 bar (kgf/cm²) höher als der gießformseitige Druck ist, um die Metallschmelze zurückzuführen, so daß die freie Oberfläche der Metallschmelze nahe dem Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet ist. Nach T7 wird der Druck in dem halteofenseitigen Behälter auf ein bestimmtes Niveau verringert, das höher als der Atmosphärendruck ist, und der Druck in dem gießformseitigen Behälter wird auf den Atmosphärendruck verringert.
Gemäß den in den Figuren 11 und 12 dargestellten Verfahren erfolgt die Druckerhöhung auf die maximalen Drücke in den beiden Behältern nach der Verfestigung eines Abschnitts, an dem eine Tendenz zu einer lokalen Konzentration von Gießfehlern zu beobachten ist, beispielsweise eines dünnwandigen Abschnitts mit einer komplizierten Form. Dies trägt zum Verhindern einer Erzeugung solcher durch die Erhöhung des Drucks in einem frühen Stadium vor der Verfestigung eines derartigen Abschnitts verursachter Fehler bei, wodurch ein gutes, von Gießfehlern freies Gußteil erhalten wird.
Bei dem Gegendruckgießen mit den in den vorstehend beschriebenen Figuren 7 bis 12 dargestellten Drucksteuerungsmustern wird die Dauer Tp des Gießzyklus als Summe der Giebzeitspanne Ta und der Zeitspanne Tb zur Entfernung des Gußteils bestimmt. Die Zeitspanne Ta für das Gießen kann kürzer als eine in Fig. 18 dargestellte herkömmliche Gießzeitspanne Tc eingestellt werden, da das Innere des halteofenseitigen Behälters steht über dem Atmosphärendruck gehalten wird, was zu einer Verkürzung der Gesamtdauer des Gießzyklus führt.
Wie vorstehend beschrieben, werden bei dem Gegendruckgießverfahren und der Gegendruckgießvorrichtung gemäß der Erfindung bei dem Gießprozeß die folgenden Vorteile erzielt.
Durch Verbinden des gießformseitigen Behälters und des halteofenseitigen Behälters und eine Erhöhung der Drücke der beiden Behälter auf ein bestimmtes Niveau wird die Kernerzeugung des Wasserstoffgases in der Metallschmelze gesteuert, dann wird durch die Erzeugung und Steigerung des Differenzdrucks zwischen den beiden Behältern durch Verringern des gießformseitigen Drucks nach dem Schließen des Verbindungsventils jedes Druckbehälters zur Trennung dieser voneinander die Metallschmelze durch die Saugkraft aufgrund des Differenzdrucks der Gießform zugeführt. Dadurch wird der Strom der Metallschmelze in die Gießform erheblich verbessert. Zudem kann durch eine relative Erhöhung des internen Drucks des halteofenseitigen Behälters ein hoher Gießtrichtereffekt erhalten werden, die zum Verhindern des Auftretens von Gießfehlern zum Zeitpunkt der Verfestigung beiträgt, und es kann ein gutes Gußteil erhalten werden.
Das Aufbringen der beim Gießen in den beiden Druckbehälter erforderlichen absoluten Drücke wird in dem Prozeß nach dem Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform veranlaßt, und die Drücke in den Behältern zu Beginn des Einfüllens der Metallschmelze in die Gießform werden im Vergleich zu dem maximalen Druck auf einen niedrigen Druck eingestellt. Dadurch kann die Dauer eines Gießzyklus verringert werden, da vor dem Einfüllen der Metallschmelze im Vergleich zu dem herkömmlichen Gegendruckgießverfahren weniger Zeit zum Aufbringen von Druck in dem Behälter erforderlich ist, und ebenso können nachteilige Wirkungen wie ein Bewegen und eine Oxidation der Metallschmelze in dem Ofen verhindert werden, da die Geschwindigkeit des in den halteofenseitigen Behälter eingeblasenen Luftstroms und das Gasvolumen vor dem Beginn des Einfüllens der Metallschmelze klein eingestellt werden können.
Die in die Gießform eingefüllte Metallschmelze beginnt, sich zu verfestigen, und nahe der Gießform wird eine äußere Haut gebildet. Ist die äußere Haut einmal entstanden, wird die Wirkung der .Saugkraft auf die Metallschmelze verringert, was zu einem mangelhaften Strom der Metallschmelze in die Gießform führt. Zur Vermeidung eines derartigen Problems wird bei Beendigung der Zufuhr der Metallschmelze in die Gießform der Druck in dem gießformseitigen Behälter rascher verringert, um die Geschwindigkeit der Erhöhung des Differenzdrucks zwischen dem gießformseitigen Behälter und dem halteofenseitigen Behälter zu verbessern, so daß die Wirkung der Saugkraft auf die Metallschmelze aufrechterhalten wird und der Strom der Metallschmelze in die Gießform beibehalten wird.
Ähnlich kann, wenn der Innendruck des halteofenseitigen Behälters nach der Beschickung der Gießform mit der Metallschmelze relativ gesteigert wird, ein hoher Gießtrichtereffekt erhalten werden. Daher kann ein Auftreten von Gießfehlern bei der Verfestigung verhindert werden, was zu einem guten Gußteil führt.
Ferner bleibt, indem der Druck in dem ofenseitigen Behälter nach dem Abschluß eines Gießzyklus geringfügig höher als der Atmosphärendruck gehalten wird, die freie Oberfläche der Metallschmelze in der Nähe des Eingußkanals der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze. Dadurch kann ein Zeitverlust aufgrund der Zufuhr und des Zurückführens der Metallschmelze zwischen dem Halteofen und der Gießform ausgeglichen werden, und die Gießzeit kann kürzer als bei dem herkömmlichen Verfahren eingestellt werden, was zu einer erheblichen Verkürzung der Gießzeit führt.
Zudem kann eine Bewegung er Metallschmelze in dem Halteofen aufgrund der Rückführung der Metallschmelze von der Gießform in den Halteofen verhindert werden, und die Gießbedingungen können beibehalten werden, da die freie Oberfläche der Metallschmelze statisch angeordnet ist.
Überdies kann durch Halten des Drucks in dem halteofenseitigen Behälter auf einem bestimmten Niveau über eine bestimmte Zeitspanne oder durch Aufbringen eines niedrigen Drucks in einen bestimmten Bereich auf den gießformseitigen Behälter nach dem Einfüllen der Metallschmelze ein hoher Gießtrichtereffekt erzielt werden, und insbesondere an einem dickwandigen Abschnitt zu beobachtende Gießfehler können bei der Verfestigung verhindert werden, was zum Erhalt eines guten Gußteils führt.
Zudem wird die Druckerhöhung auf die maximalen Drücke in beiden Behältern nach der Verfestigung eines Abschnitts veranlaßt, an dem eine Tendenz zu einer lokalen Konzentration von Gießfehlern zu beobachten ist, beispielsweise eines dünnwandigen Abschnitts mit einer komplizierten Form. Dies trägt zur Verhinderung der Erzeugung derartiger Fehler bei, wodurch ein gutes, fehlerfreies Gußteil erhalten wird.
Die vorliegende Erfindung wird nun nachstehend auf der Grundlage besonderer Beispiele und Ausführungsformen beschrieben, doch die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht als darauf beschränkt zu betrachten.

BEISPIEL 1

Fig. 13 zeigt die erfindungsgemäße Gegendruckgießvorrichtung, bei der eine Gießform 4 in einem gießformseitigen Druckbehälter 1 und ein Halteofen 3 in einem halteofenseitigen Druckbehälter 2 angeordnet sind. Die Metallschmelze in dem Halteofen 3 wird durch den Differenzdruck zwischen den Druckbehältern 1 und 2 über ein Zufuhrrohr 5, das den Halteofen 3 mit der Gießform 4 verbindet, in die Gießform 4 zugeführt. In der Gießform 4 sind mehrere Thermoelemente 6 zum Messen der Oberflächentemperatur eines Gußteils angeordnet, und Messungen durch diese Thermoelemente 6 werden in eine Drucksteuerungsvorrichtung 7 eingegeben. Die Anzahl und die Positionen der Thermoelemente 6 werden entsprechend der Art, der Form und der Größe eines gegossenen Objekts festgelegt. Im allgemeinen sind die Thermoelemente 6 entsprechend einem Abstand von einem Eingußkanal zum entferntesten Ende im vertikalen Querschnitt der den Eingußkanal enthaltenden Gießform in konstanten Intervallen angeordnet.
Druckeinrichtungen 8 und 9 sind jeweils an den Seiten der Gießform 4 und des Halteofens 3 angeordnet.
Von der Drucksteuerungsvorrichtung 7 werden Steuersignale an die vorstehend genannten Druckeinrichtungen 8 und 9 ausgegeben, dem gießformseitigen Behälter 2 und dem halteofenseitigen Behälter 2 wird das unter Druck stehende Gas über die Druckeinrichtungen 8 und 9 aus einer Quelle 10 für unter Druck stehendes Gas zugeführt, und jeder der Drücke der Behälter 1 und 2 wird unabhängig gesteuert.
Zudem werden zum Ablassen von Gas aus jedem der Behälter Ablaßeinrichtungen 11 und 12 entsprechend den Signalen von der Drucksteuerungseinrichtung 7 unabhängig oder miteinander verbunden geöffnet oder geschlossen.
Bei Vorstehendem wird die Drucksteuerungsvorrichtung 7 vorab mit einem Programm zur unabhängigen oder kombinierten, teilweise oder vollständig gleichzeitigen Ausführung der folgenden Punkte (1) bis (4) ausgestattet:
(1) Die Drücke in dem gießformseitigen Behälter und dem halteofenseitigen Behälter werden derart bestimmt, daß sie 0 bis 50 % des maximalen Drucks der beiden Druckbehälter betragen, wenn die Zufuhr der Metallschmelze in die Gießform eingeleitet wird.
(2) Nach dem Abschluß des Einfüllens der Metallschmelze in die Gießform 4 wird der Differenzdruck zwischen den beiden Behältern 1 und 2 mit einer hohen Geschwindigkeit weiter gesteigert.
(3) Es werden Vorkehrungen dafür getroffen, daß normalerweise auf den ofenseitigen Behälter ein Druck aufgebracht werden kann, der geringfügig höher als der Atmosphärendruck ist.
(4) Vor Beginn der Einfüllung der Metallschmelze wird der Druck des gießformseitigen Behälters 1 auf dem Atmosphärendruck gehalten, während nur der halteofenseitige Behälter 2 unter Druck gesetzt wird, um die Metallschmelze in die Gießform einzufüllen.
Bei jedem Beispiel werden die Drücke und der Differenzdruck der Druckbehälter vom Beginn bis zum Abschluß des Gießens stets überwacht, und wenn der Differenzdruck oder die Drücke den vorgegebenen Wert überschreiten, werden die vorstehend genannten Ablaßeinrichtungen 11 und 12 zum Ablassen freigegeben, und ebenso werden die Messungen zum Halten des eingestellten Druckwerts an die vorstehend genannte Drucksteuerungsvorrichtung 7 zurückgeführt.
Unter Verwendung der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung wurde durch das Aufbringen eines Drucks bis maximal 6 bar (kgf/cm²) gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Drucksteuerungsmuster ein Gußteil aus einer Aluminiumlegierung erzeugt. Die Drücke in den beiden Behältern 1 und 2 wurden bis Tl bei dem Prozeß der Druckerzeugung vom Atmosphärendruck auf P1 bis auf 5 bar (kgf/cm²) erhöht. Danach wurde der Druck auf der Gießformseite allmählich verringert, während der Druck auf der Halteofenseite gehalten wurde, so daß die Metallschmelze von T1 bis T2 in die Gießform eingefüllt wurde. Darauf wurde unter der Voraussetzung, daß als Zeitpunkt, zu dem das Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform durch die an der Spitze des Hohlraums angeordneten Thermoelemente 6 bestätigt wurde, T2 festgelegt wurde, der Druck in dem gießformseitigen Behälter von T2 bis T5 konstant gehalten. Der halteofenseitige Druck wurde allmählich gesteigert und von T2 bis T4 auf dem Maximum gehalten. Nach T4 wurde der halteofenseitige Druck auf das gleiche Niveau wie der gießformseitige Druck verringert, um den Differenzdruck von T4 bis T5 aufzulösen, wodurch die Metallschmelze in den Halteofen zurückgeführt wurde. Nach T5 wurden die Drücke in den beiden Behältern auf den Atmosphärendruck verringert, wobei das Gas in den Behältern in die Atmosphäre abgegeben wurde, wodurch ein Gießzyklus abgeschlossen wurde.
Die durch Bewerten von Eigenschaften des Gußteils erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

Ein Gußteil wurde erhalten, indem mit Ausnahme der Verwendung des Drucksteuerungsmusters gemäß Fig. 18, die ein herkömmliches Gegendruckgießverfahren zeigt, dem Verfahren des BEISPIELS 1 gefolgt wurde.
Die durch Bewerten von Eigenschaften des Gußteils erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

BEISPIEL 2-1

Unter Verwendung der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung wurde durch Aufbringen eines Drucks von bis zu 6 bar (kgf/cm²) unter Verwendung einer Metallschmelze aus einer Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung aus Al-Si-Mg ein Aluminiumrad gegossen, wobei P1 gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Drucksteuerungsmuster 30 % von P5 (1,8 bar (kgf/cm²)) betrug.
Die durch Bewerten von Eigenschaften des Gußteils erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

BEISPIEL 2-2

Unter Verwendung der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung wurde aus einer Metallschmelze aus einer Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung aus Al-Mg ein korrosionsbeständiges Teil gegossen, wobei P1 gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Drucksteuerungsmuster 20 % von P5 betrug.
Die durch Bewertung von Eigenschaften des Gußteils erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

BEISPIEL 2-3

Unter Verwendung der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung wurde aus einer Metallschmelze aus einer Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung aus Al-Si-Cu ein KFZ- Motorblock gegossen, wobei P1 gemäß dem in Fig. 4 dargestellten Drucksteuerungsmuster 30 % von P4 betrug.
Die durch Bewerten von Eigenschaften des Gußteils erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

BEISPIEL 2-4

Unter Verwendung der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung wurde aus einer Metallschmelze aus einer Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung aus Al-Cu ein dickwandiges KFZ-Teil gegossen, wobei P1 gemäß dem in Fig. 5 dargestellten Drucksteuerungsmuster 30 % von P5 betrug.
Die durch Bewerten von Eigenschaften des Gußteils erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

BEISPIEL 2-5

Unter Verwendung der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung wurde aus einer Metallschmelze aus einer Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung aus Al-Cu-Mg ein großes, zähes KFZ-Teil gegossen, wobei P1 gemäß dem in Fig. 6 gezeigten Drucksteuerungsmuster 20 % von P1 betrug.
Die durch Bewerten von Eigenschaften des Gußteils erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

VERGLEICHSBEISPIEL 2-1

Ein Gußteil wurde erzeugt, indem mit Ausnahme der Verwendung des Drucksteuerungsmusters gemäß Fig. 18, die ein herkömmliches Gegendruckgießverfahren zeigt, dem Verfahren gemäß BEISPIEL 2-1 gefolgt wurde.
Die durch Bewerten von Eigenschaften des Gußteils erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

VERGLEICHSBEISPIEL 2-2

Ein Gußteil wurde erzeugt, indem mit Ausnahme der Verwendung des Drucksteuerungsmusters gemäß Fig. 18, die ein herkömmliches Gegendruckgießverfahren zeigt, dem Verfahren gemäß BEISPIEL 2-2 gefolgt wurde.
Die durch Bewerten von Eigenschaften des Gußteils erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

VERGLEICHSBEISPIEL 2-3

Ein Gußteil wurde erzeugt, indem mit Ausnahme der Verwendung des Drucksteuerungsmusters gemäß Fig. 18, die ein herkömmliches Gegendruckgießverfahren zeigt, dem Verfahren gemäß BEISPIEL 2-3 gefolgt wurde.
Die durch Bewerten von Eigenschaften des Gußteils erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

VERGLEICHSBEISPIEL 2-4

Ein Gußteil wurde erzeugt, indem mit Ausnahme der Verwendung des Drucksteuerungsmusters gemäß Fig. 18, die ein herkömmliches Gegendruckgießverfahren zeigt, dem Verfahren gemäß BEISPIEL 2-4 gefolgt wurde.
Die durch Bewerten von Eigenschaften des Gußteils erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

VERGLEICHSBEISPIEL 2-5

Ein Gußteil wurde erzeugt, indem mit Ausnahme der Verwendung des Drucksteuerungsmusters gemäß Fig. 18, die ein herkömmliches Gegendruckgießverfahren zeigt, dem Verfahren gemäß BEISPIEL 2-5 gefolgt wurde.
Die durch Bewerten von Eigenschaften des Gußteils erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1
Wie in Tabelle 1 dargestellt, zeigt bei den erfindungsgemäßen Beispielen jedes Produkt im Vergleich zu jedem der Vergleichsbeispiele insbesondere eine überlegene Zugfestigkeit und Dehnung.

BEISPIEL 3-1

Unter Verwendung der Vorrichtung gemäß Fig. 13 wurde durch Aufbringen eines Drucks von bis zu 6 bar (kgf/cm²) unter Verwendung einer Metallschmelze aus einer Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung aus Al-Si-Mg ein Aluminiumrad gegossen, wobei P1 gemäß dem in Fig. 7 gezeigten Drucksteuerungsmuster 27 % von P5 betrug. Auf die Halteofenseite wurde vorab ein Druck von 0,15 bar (kgf/cm²) aufgebracht, so daß die freie Oberfläche der Metallschmelze vor Beginn des Gießens nahe dem Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet war. Der halteofenseitige Druck wurde von T5 bis T6 auf einen Druck verringert, der um 0,15 bar (kgf/cm²) höher als der gießformseitige Druck war, wodurch die Metallschmelze zurückgeführt wurde, so daß die freie Oberfläche der Metallschmelze nahe dem Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze angeordnet wurde. Nach T6 wurden die Drücke in den beiden Behältern verringert, wobei das Gas in dem Behältern in die Atmosphäre entlassen wurde. Der Druck in dem halteofenseitigen Behälter wurde verringert, um einen Druck von 0,15 bar (kgf/cm²) zu halten, so daß die freie Oberfläche der Metallschmelze statisch gehalten wurde.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse einer Bewertung des Gußteils.

BEISPIEL 3-2

Unter Verwendung der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung wurde aus einer Metallschmelze aus einer Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung aus Al-Mg ein dekoratives Teil gegossen, das Korrosionsbeständigkeit aufweisen mußte, wobei P1 gemäß dem in Fig. 7 gezeigten Drucksteuerungsmuster auf 15 % von P5 eingestellt wurde.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse einer Bewertung des Gußteils.

BEISPIEL 3-3

Unter Verwendung der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung wurde aus einer Metallschmelze aus einer Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung aus Al-Si-Cu ein KFZ- Motorblock gegossen, wobei P1 gemäß dem in Fig. 8 gezeigten Drucksteuerungsmuster auf 15 % von P4 eingestellt wurde.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse einer Bewertung des Gußteils.

BEISPIEL 3-4

Unter Verwendung der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung wurde aus einer Metallschmelze aus einer Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung aus Al-Cu ein dickwandiges KFZ-Teil gegossen, wobei P1 gemäß dem in Fig. 9 gezeigten Drucksteuerungsmuster auf 17 % von P4 eingestellt wurde.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse einer Bewertung des Gußteils.

BEISPIEL 3-5

Unter Verwendung der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung wurde aus einer Metallschmelze aus einer Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung aus Al-Cu-Mg ein großes, zähes Teil gegossen, wobei P1 gemäß dem in Fig. 10 gezeigten Drucksteuerungsmuster auf 15 % von P6 eingestellt wurde.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse einer Bewertung des Gußteils.

VERGLEICHSBEISPIEL 3-1

Ein Gußteil wurde erzeugt, indem mit Ausnahme der Verwendung des Drucksteuerungsmusters gemäß Fig. 18, die ein herkömmliches Gegendruckgießverfahren zeigt, dem Verfahren gemäß Beispiel 3-1 gefolgt wurde.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse einer Bewertung des Gußteils.

VERGLEICHSBEISPIEL 3-2

Ein Gußteil wurde erzeugt, indem mit Ausnahme der Verwendung des Drucksteuerungsmusters gemäß Fig. 18, die ein herkömmliches Gegendruckgießverfahren zeigt, dem Verfahren gemäß Beispiel 3-2 gefolgt wurde.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse einer Bewertung des Gußteils.

VERGLEICHSBEISPIEL 3-3

Ein Gußteil wurde erzeugt, indem mit Ausnahme der Verwendung des Drucksteuerungsmusters gemäß Fig. 18, die ein herkömmliches Gegendruckgießverfahren zeigt, dem Verfahren gemäß Beispiel 3-3 gefolgt wurde.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse einer Bewertung des Gußteils.

VERGLEICHSBEISPIEL 3-4

Ein Gußteil wurde erzeugt, indem mit Ausnahme der Verwendung des Drucksteuerungsmusters gemäß Fig. 18, die ein herkömmliches Gegendruckgießverfahren zeigt, dem Verfahren gemäß Beispiel 3-4 gefolgt wurde.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse einer Bewertung des Gußteils.

VERGLEICHSBEISPIEL 3-5

Ein Gußteil wurde erzeugt, indem mit Ausnahme der Verwendung des Drucksteuerungsmusters gemäß Fig. 18, die ein herkömmliches Gegendruckgießverfahren zeigt, dem Verfahren gemäß Beispiel 3-5 gefolgt wurde.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse einer Bewertung des Gußteils. Tabelle 2
Wie in Tabelle 2 dargestellt, zeigt im Vergleich zu jedem der Vergleichsbeispiele bei dem erfindungsgemäßen Beispielen jedes Erzeugnis überlegene Eigenschaften, insbesondere eine überlegene Zugfestigkeit und Dehnung.

BEISPIEL 4

Unter Verwendung der in Fig. 13 dargestellten Gegendruckgießvorrichtung wurde durch Aufbringen eines Drucks von bis zu 6 bar (kgf/cm²) gemäß dem in Fig. 11 dargestellten Drucksteuerungsmuster das in Fig. 14 dargestellte Aluminiumrad gegossen. An jeder den Positionen S1, S3, S4, D1 und D3 des in Fig. 14 dargestellten Produkts entsprechenden Position der Gießform 4 waren Thermoelemente 6 angeordnet, so daß die gemessenen Temperaturen in die Drucksteuerungsvorrichtung 7 eingegeben wurden. Die Drücke in dem gießformseitigen Behälter 1 und in dem halteofenseitigen Behälter 2 wurden auf der Grundlage der gemessenen Temperaturinformationen eingestellt.
Genauer wurde, wie in Fig. 15 dargestellt, der gießformseitige Behälter 1 auf dem Atmosphärendruck gehalten, während nur der halteofenseitigen Behälter 2 von der Druckeinrichtung 9 bis P1 (1,5 bar (kgf/cm²) unter Druck gesetzt wurde, wodurch die Metallschmelze in die Gießform 4 zugeführt wurde. Anschließend wurde der Druck in dem halteofenseitigen Behälter 2 nach der Bestätigung des Einfüllens der Metallschmelze in die Gießform durch die vorstehend erwähnten Thermoelemente von T2 bis T3 konstant gehalten.
Danach wurde von T3 bis T4, wenn die von dem an der Position S3 angeordneten Thermoelement 6 gemessene Temperatur zu sinken begann, begonnen, die Drücke in den beiden Behältern 1 und 2 gleichzeitig zu erhöhen, wobei der Differenzdruck von 1,5 bar (kgf/cm²) zwischen den beiden Behältern aufrechterhalten wurde.
Darauf wurde zum Zeitpunkt T4 die Druckerhöhung in den beiden Behältern gleichzeitig eingestellt, um den Differenzdruck von 1,5 bar (kgf/cm²) zwischen dem beiden Behältern 1 und 2 über eine gewisse Zeitspanne zu halten. Dann wurde nach T5 der halteofenseitige Druck auf einen Druck verringert, der 0,15 bar (kgf/cm²) höher als der gießformseitige Druck war, so daß die Metallschmelze zurückgeführt wurde, um eine Anordnung der freien Oberfläche der Metallschmelze nahe dem Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze zu ermöglichen. Nach T6 wurden die Drücke in den beiden Behältern verringert, wobei das Gas in den Behältern in die Atmosphäre abgegeben wurde. Der Druck in dem ofenseitigen Behälter wurde verringert, um einen Druck von 0,15 bar (kgf/cm²) zu halten, so daß die freie Oberfläche der Metallschmelze statisch gehalten wurde.
Fig. 16 ist ein Foto, das einen Schnitt des Mikrogefüges des dünnwandigen Abschnitts des Erzeugnisses zeigt.

VERGLEICHSBEISPIEL 4

Ein Gußteil wurde erzeugt, indem mit der Ausnahme, daß das in Fig. 3 dargestellte Drucksteuerungsmuster verwendet wurde, dem Verfahren gemäß BEISPIEL 4 gefolgt wurde. Fig. 17 ist ein Foto, das einen Schnitt des Mikrogefüges des dünnwandigen Abschnitts des Erzeugnisses zeigt.
Wie in Fig. 17 gezeigt, ist in dem Produkt gemäß dem Vergleichsbeispiel eine Konzentration von Gießfehlern zu erkennen, wogegen bei dem Erzeugnis gemäß Beispiel, wie in Fig. 16 dargestellt, keine derartige Konzentration von Gießfehlern zu erkennen ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Gegendruckgießverfahren gemäß dem BEISPIEL 4 ist der gießformseitige Behälter nach dem Einfüllen der Metallschmelze in die Gießform nach wie vor derart eingestellt, daß er in Vergleich zum halteofenseitigen Druck auf einem niedrigen Druck gehalten wird, bevor die gleichzeitige Erhöhung der Drücke in dem beiden Behältern eingeleitet wird. Dies trägt zum Verhindern einer Konzentration von Gießfehlern in einem dünnwandigen Abschnitt bei, dessen Verfestigung in einem frühen Stadium des Gießens abgeschlossen ist.
Ferner werden nach der Verfestigung des dünnwandigen Abschnitts beide Behälter unter Druck gesetzt, wobei der Differenzdruck zwischen den beiden Behältern erzeugt wird, so daß an dem dickwandigen Abschnitt ein gutes Gußteil mit weniger Gießfehlern erhalten wird.
Wie vorstehend beschrieben, werden bei dem erfindungsgemäßen Gegendruckgießverfahren und bei der erfindungsgemäßen Gegendruckgießvorrichtung zu Beginn des Einfüllens der Metallschmelze in die Gießform die Drücke in dem gießformseitigen Behälter und in dem halteofenseitigen Behälter durch die Steuerungseinrichtung auf im Vergleich zu dem maximalen Drükken niedrige Drücke gesteuert. Dies halt die folgenden Auswirkungen:
(1) eine Verkürzung der Dauer eines Gießzyklus und eine Verbesserung der Produktivität des Gegendruckgießverfahrens bei seiner industriellen Anwendung,
(2) selbst bei der Herstellung eines dick- oder dünnwandigen Gußteils mit einer komplizierten Form oder bei der Verwendung eines kaum gießbaren Materials kann ein Gußteil mit weniger Gießfehlern bzw. weniger nicht metallischen Einschlüssen erhalten werden.
Ferner können die folgenden Wirkungen erzielt werden, da die Geschwindigkeit der Erhöhung des Drucks zwischen dem ofenseitigen Behälter und dem gießformseitigen Behälter bei dem Prozeß des Einfüllens der Metallschmelze variabel eingestellt wird:
(3) Selbst bei der Herstellung eines dick- oder dünnwandigen Gußteils mit einer komplizierten Form oder bei der Verwendung eines kaum gießbaren Materials kann ein Gußteil mit weniger Gießfehlern erhalten werden.
Zudem wird ein Druck, der höher als der Atmosphärendruck ist, derart eingestellt, daß er durch die Drucksteuerungseinrichtung auf dem halteofenseitigen Behälter aufgebracht werden kann, um die Oberfläche der Metallschmelze nahe dem Eingußkanal der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze anzuordnen. Dies hat die folgenden Auswirkungen:
(4) Der Gießzyklus kann erheblich verkürzt werden, da der Abstand zwischen der Oberfläche der Metallschmelze und der Gießform verkürzt wird, und die Produktivität kann erhöht werden.
(5) Die Qualität des Gußteils wird verbessert, und eine Verteilung der Qualität wird ausgeschlossen, da die Gießbedingungen stets gleichmäßig sind.
(6) Die Metallschmelze bleibt selbst nach der Entlassung der Drücke in den beiden Behältern in der Nähe des Eingußkanals der Gießform in dem Zufuhrrohr für die Metallschmelze, so daß eine Bewegung der Metallschmelze in dem Ofen aufgrund des Zurückströmens der Metallschmelze vermieden wird, was zu einem Ausschluß von Einschlüssen aus Gas und Oxid in der Metallschmelze führt.
(7) Die Zufuhrgeschwindigkeit in die Gießform kann langsam eingestellt werden, so daß Gießfehler aufgrund des Auftretens einer Turbulenz beim Einfüllen verhindert werden kann.
(8) Die Trennung der Metallschmelze wird gut, wenn die Metallschmelze in dem Ofen zurückgeführt wird, da die Umgebung des Eingußkanals der Gießform stets durch die Metallschmelze erwärmt wird.

Claims

1. Verfahren zum Gegendruckgießen einer Metallschmelze in einer Vorrichtung, die einen gießformseitigen Druckbehälter (1) mit einer darin angeordneten Gießform (4) sowie einen halteofenseitigen Druckbehälter (2) mit einem darin angeordneten Ofen (3) zur Aufnahme der Metallschmelze enthält, wobei die Gießform (4) und der Ofen (3) über ein Zufuhrrohr (5) für die Metallschmelze verbunden sind,

wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält: Einstellung des Druckes in dem halteofenseitigen Druckbehälter (2) auf einen höheren Wert als der Druck in dem gießformseitigen Druckbehälter (1), um dadurch die Metalischmelze von dem Ofen (3) über das Zufuhrrohr (5) in die Gießform (4) einzufüllen,

Aufrechterhaltung einer bestimmten Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem halteofenseitigen Druckbehälter (2) und dem Druck in dem gießformseitigen Druckbehälter (1),

Auflösung der Druckdifferenz zwischen dem Druck im halteofenseitigen Druckbehälter (2) und dem Druck in dem gießformseitigen Druckbehälter (1), und Verringerung des Druckes in dem halteofenseitigen Druckbehhälter (2) und des Druckes in dem gießformseitigen Druckbehälter (1), dadurch gekennzeichnet, daß

beim Einfüllen der Metallschmelze aus dem Ofen (3) in die Gießform (4) über das Zufuhrrohr (5) die Drücke in beiden Behältern (1, 2) geringer sind als die Maximaldrücke der entsprechenden Behälter und daß beim Einfüllen der Metallschmelze eine erzeugte Druckdifferenz während der Befüllung vergrößert wird.

2. Gießverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Gießform (4) einen Anguß enthält, der die Gießform und das Zufuhrrohr (5) verbindet, und bei dem der Druck in dem halteofenseitigen Druckbehälter (2) auf einen geringfügig höheren Wert als der atmosphärische Druck gehalten wird, so daß die Oberfläche der Metallschmelze in dem Zufuhrrohr (5) sich nur geringfügig unterhalb des Angusses befindet.

3. Gießverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt der Einstellung des Druckes die Steigerung des Druckes in dem halteofenseitigen Druckbehälter (2) enthält.

4. Gießverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt der Einstellung des Druckes die Steigerung des Druckes in dem halteofenseitigen Druckbehälter (2) bei gleichzeitiger Beibehaltung des Druckes in dem gießformseitigen Druckbehälter (1) auf atmosphärischen Druck enthält.

5. Gießverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt der Einstellung des Druckes die Senkung des Druckes in dem gießformseitigen Druckbehälter (1) enthält.

6. Gießverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt der Einstellung des Druckes aus der Erzeugung und anfänglicher Erhöhung einer Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem halteofenseitigen Druckbehälter (2) und dem Druck in dem gießformseitigen Druckbehälter (1) und die weitere Steigerung der Druckdifferenz auf einen größeren Wert als bei der anfänglichen Erhöhung besteht.

7. Gießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem halteofenseitigen Druckbehälter (2) und dem Druck in dem gießformseitigen Druckbehälter (1) in dem Schritt der Einstellung des Druckes zur Bildung einer nichtlinearen Kurve variiert wird&sub1; wenn sie als Druck-Zeit-Kurve beschrieben wird.

8. Gießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem am Anfang des Schritts zur Einstellung des Druckes der Druck in dem halteofenseitigen Druckbehälter (2) und der Druck in dem gießformseitigen Druckbehälter (1) auf 0,5 bis 50 % der Maximaldrücke in den jeweiligen Behältern eingestellt werden.

9. Gießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem ferner der Druck in dem gießformseitigen Druckbehälter (1) auf atmosphärischen Druck oder einen geringen Druck von 3 kg/cm² oder weniger für einen Zeitraum zwischen dem Schritt der Einstellung des Druckes und dem Schritt der Erhöhung des Druckes gehalten wird.

10. Gießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem ferner nach dem Schritt der Einstellung des Druckes der Druck in dem halteofenseitigen Druckbehälter (2) und dem gießformseitigen Druckbehälter (1) eine bestimmte Zeit lang auf einem bestimmten Druck gehalten wird, um die Verfestigung des Gußstücks zu beenden.

11. Gießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem während des Druckerhöhungsschritts die Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem halteofenseitigen Druckbehälter (2) und dem Druck in dem gießformseitigen Druckbehälter (1) konstantgehalten wird.

12. Gießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem während des Druckerhöhungsschritts die Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem halteofenseitigen Druckbehälter (2) und dem Druck in dem gießformseitigen Druckbehälter (1) erhöht wird.

13. Gießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem während des Schritts zur Aufrechterhaltung der Druckdifferenz die Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem halteofenseitigen Druckbehälter (2) und dem Druck in dem gießformseitigen Druckbehälter (1) verändert wird.

14. Gießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem während des Schritts zur Aufrechterhaltung der Druckdifferenz die Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem halteofenseitigen Druckbehälter (2) und dem Druck in dem gießformseitigen Druckbehälter (1) in Abhangigkeit von dem gewünschten Zustand des Gußteils verändert wird.

15. Gießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem während des Schritts zur Beibehaltung der Druckdifferenz die Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem halteofenseitigen Druckbehälter (2) und dem Druck in dem gießformseitigen Druckbehälter (1) zwischen 0,5 und 5 kg/cm² beträgt.