EP1485514A1 - Verfahren und vorrichtung zum alfinieren von bauteilen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum alfinieren von bauteilen

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EP1485514A1
EP1485514A1 EP03706199A EP03706199A EP1485514A1 EP 1485514 A1 EP1485514 A1 EP 1485514A1 EP 03706199 A EP03706199 A EP 03706199A EP 03706199 A EP03706199 A EP 03706199A EP 1485514 A1 EP1485514 A1 EP 1485514A1
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EP
European Patent Office
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components
alfin
alfinbad
bath
continuous furnace
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Withdrawn
Application number
EP03706199A
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Inventor
Karl Merz
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/12—Aluminium or alloys based thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009—Cylinders, pistons
    • B22D19/0027—Cylinders, pistons pistons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0081—Casting in, on, or around objects which form part of the product pretreatment of the insert, e.g. for enhancing the bonding between insert and surrounding cast metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003—Apparatus
    • C23C2/0032—Apparatus specially adapted for batch coating of substrate
    • C23C2/00322—Details of mechanisms for immersing or removing substrate from molten liquid bath, e.g. basket or lifting mechanism
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/022—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/50—Controlling or regulating the coating processes

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for alfinizing components in an alfin bath, the components being intended to be cast in a cast part made of aluminum.
  • the invention is concerned with the finishing of piston ring carriers with a cooling channel, which are intended to be cast in cast aluminum pistons for internal combustion engines.
  • the alfin layer created on the surface of the components by the alfining serves as a connecting layer for producing a firm, permanent and resilient connection between the components and the aluminum material in which they are cast.
  • a material can be used for the components which does not readily enter into such a connection with the aluminum material.
  • the piston ring carrier is e.g. Made of a gray cast material, while a stainless steel sheet is usually used for the cooling channel.
  • Oxide layers are a problem with alfining because the alfin material does not adhere to them. Defective spots in the alfin layer lead to a non-optimal embedding of the components during the subsequent pouring and in piston ring carriers because of the extremely high Requirements that are placed on the pistons of modern internal combustion engines are inevitably rejected. Any oxide layers that are present must therefore be removed from the components thoroughly before the alfining. In the case of the piston ring carriers, oxide layers are formed, for example, when the parts are previously annealed to reduce stress.
  • oxide layers are present, they are usually removed by particle blasting of the parts. Particle blasting also partially closes the pores in the surface of the components and individual particles of the particle beam used remain adhering to the surface of the components, neither of which is beneficial to the subsequent refining.
  • the object of the invention is to provide a method and a device with which the problems explained above can be avoided and components which have been flawlessly manufactured can be produced in a simple, rational manner.
  • this object is achieved according to the invention by a method according to claim 1.
  • oxygen present in the components is at least partially removed before the components are introduced into the alfin bath by heating the components in an inert gas atmosphere.
  • the air or oxygen leakage from the components which is disadvantageous in the state of the art in the Alfin bath, is thus anticipated according to the invention and brought forward into a phase in which it has no harmful effect.
  • the inert gas is used, which is otherwise e.g. when heated in air e.g. to prevent the components from oxidizing during annealing.
  • the amount of air or oxygen that escapes locally from the components when heated is so small and is also distributed so strongly and so rapidly in the large volume of inert gas that oxidations of any appreciable extent cannot occur as a result.
  • any gas can be used as the inert gas which does not cause any oxidation or any other change on the surface of the components which is disadvantageous for the alfining.
  • gases which additionally have a kind of reducing effect and, if appropriate, attack and remove existing disruptive surface layers.
  • a device comprises a continuous furnace which can be charged with an inert gas and has an integrated alfin bath.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an inventive device for
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the device from FIG. 1 in supervision
  • Figure 3 shows a hanger for hanging the components on the conveyor with a component from the side.
  • Fig. 4 shows the same hanger with the component in view.
  • 10 denotes a continuous furnace which, in a manner not shown, can be charged with an inert gas to form an inert gas atmosphere in the interior of the furnace.
  • an alfin bath 20 is arranged in a central zone 12.
  • a circulating conveyor belt 30 is passed through the continuous furnace 10 and lowered in the area of the alfin bath 20, so that components 40 suspended on the conveyor belt 30 dip into the alfin bath 20 and are moved out of the alfin bath 20 after passing through it.
  • a zone 11 is present in the continuous furnace 10, in which the components 40 are heated in the inert gas atmosphere prevailing in the furnace without large surface oxidation of their surface.
  • This also results in a deliberate air leakage from air-filled cavities of the components through any openings in these cavities and, in the case of piston ring carriers with a cooling channel, in particular to air leakage from leaks in the air-filled cooling channel.
  • the air which usually only emerges in small quantities, is distributed in the inert gas volume so quickly that it, even locally, in the region of the Exit point, can not cause any significant oxidation, which can lead to defects in the Alfin layer in the Alfindbad 20 which is then passed through.
  • the components 40 are also annealed by the heating, so that a separate preliminary annealing can be omitted.
  • the temperature of the continuous furnace in the region of zone 11 is preferably set such that the components 40 reach at least the temperature of the Alfin bath, but preferably a temperature which is still 5 ° to 20 ° C higher, before they enter the Alfin bath 20.
  • This embodiment is particularly advantageous in the case of piston ring carriers with a cooling duct, because in these a complete tightness of the cooling duct itself no longer has to be achieved.
  • the leak tests that have been carried out so far can therefore be omitted and thus pre-sorting of non-leaky parts.
  • the requirements that were previously placed on the technologically very critical welded connection between the stainless steel sheet of the cooling channel and the material of the actual ring carrier can also be significantly reduced and / or welding techniques that are easier to control or economically feasible can be used.
  • Such a welding technique is e.g. resistance welding.
  • a further zone 13 in the continuous furnace 10 Downstream of the alfin bath 20 is a further zone 13 in the continuous furnace 10, in which the components 40 coming from the alfin bath for solidifying the fresh alfin layer are kept at a higher temperature for a certain time before they move the furnace again leave.
  • the temperature of the continuous furnace 10 in this zone 13 is preferably chosen to be somewhat lower than the temperature of the alfin bath 20 and preferably such that the components are cooled to a temperature which is 50 ° C.-70 ° C. lower than when leaving the continuous furnace the temperature of the alfin bath 20.
  • 50 is also a vibrator, which is also arranged in the continuous furnace 10 and shakes the components 40 when passing through the alfin bath 20.
  • a unit 60 is shown in Fig. 1 and Fig. 2 in the direction of flow in front of the continuous furnace 10, which is also traversed by the conveyor belt 30 with the components 40 and if it is a device e.g. can act on particle blasting of the components, provided that blasting the components 40 seems expedient.
  • an Alfin melting crucible 70 is provided outside the continuous furnace 10, which can be equipped with a low-pressure level control to keep the level in the Alfin bath 20 constant.
  • the removal of slag from the alfin bath can be solved in any known manner, as can the alfining process as such, including the composition of the alfin melt, can be carried out in a known manner.
  • the conveyor belt 30 is rotating and is loaded with the components 40 at a position designated 80, for example.
  • the refined components 40 are removed from the conveyor belt after passing through the continuous furnace 10 and preferably directly, i.e. still in the heated state, placed in casting molds 91 and subsequently immediately cast in them, which in turn has a favorable effect on the embedding of the components in the casting body.
  • FIG. 3 and 4 show, by way of example, a piston ring carrier 41 with a cooling channel 42 held by a wire hanger 31 which is pivotally suspended at its upper end on the conveyor belt 30 or a Velcro link 32 of a corresponding conveyor chain.
  • Designated at 33 on the hanger 31 is a dome, which engages in a corresponding notch on the piston ring carrier 41 and holds it in the hanger 31 in a certain orientation.
  • the transfer of the components 40 to the conveyor belt 30 in a certain orientation is particularly advantageous if the components are not rotationally symmetrical and if use is to be made of direct transfer of the components from the conveyor belt into casting molds, as described above.
  • piston ring carrier ⁇ With piston ring carrier ⁇ with This is the case in the cooling channel, for example, if nipples or warts are formed on the cooling channel in order to facilitate drilling of the cooling channel in the piston.
  • the method according to the invention can be carried out particularly economically.
  • the reject incurred so far is avoided or at least reduced.
  • Technically easier to control welding processes can be used.
  • Rationalizations compared to the prior art also result from the saving of procedural steps, such as a possible leak test of the components, a leak tightness being no longer required per se.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Alfinieren von Bauteilen (40) in einem Alfinbad (20), welche dazu vorgesehen sind, in einem Gussteil aus Aluminium eingegossen zu werden, wird der in den Bauteilen vorhandene Sauerstoff vor dem Einbringen der Bauteile in das Alfinbad durch Erhitzen der Bauteile in einer Inertgasatmosphäre wenigstens teilweise entfernt. Hierdurch können durch lokale Oxidation verursachte Fehlstellen der Alfinschicht an den Bauteilen vermieden werden. Besonders wirtschaftlich ausführbar ist das Verfahren im Durchlaufverfahren durch einen mit Inertgas beschickten Durchlaufofen (10), in welchem gleichzeitig das Alfinbad (20) angeordnet ist.

Description

BESCHREIBUNG
TITEL
Verfahren und Vorrichtung zum Alfinieren von Bauteilen
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Alfinieren von Bauteilen in einem Alfinbad, wobei die Bauteile dazu vorgesehen sind, in einem Gussteil aus Aluminium eingegossen zu werden.
Insbesondere befasst sich die Erfindung mit dem Alfinieren von Kolbenringträgern mit Kühlkanal, welche dazu vorgesehen sind, in Aluminium-Gusskolben für Verbrennungsmotoren eingegossen zu werden.
Die auf der Oberfläche der Bauteile durch das Alfinieren erzeugte Alfinschicht dient als Verbindungsschicht zur Herstellung einer festen, dauerhaften und belastbaren Verbindung zwischen den Bauteilen und dem Aluminiummaterial, in dem sie eingegossen werden. Für die Bauteile selbst kann dadurch ein Material verwendet werden, welches eine solche Verbindung mit dem Aluminiummaterial nicht ohne weiteres eingeht. Bei Kolbenringträgern mit Kühlkanal besteht der Kolbenringträger z.B. aus einem Grausgussmaterial, während für den Kühlkanal üblicherweise ein Edelstahl-Blech eingesetzt wird.
STAND DER TECHNIK
Verfahren und Vorrichtungen zum Alfinieren u.a. von Kolbenringträgern und solchen mit Kühlkanal sind bekannt und werden in grossem Umfang eingesetzt.
Ein Problem beim Alfinieren stellen Oxidschichten dar, weil an diesen das Alfinmaterial nicht haftet. Fehlerhafte Stellen in der Alfinschicht führen zu einer nicht optimalen Einbettung der Bauteile beim nachfolgenden Eingiessen und bei Kolbenringträgern wegen der extrem hohen Anforderungen, die an die Kolben von modernen Verbrennungsmotoren gestellt werden, unweigerlich zu Ausschuss. Allfällig vorhandene Oxidschichten müssen deshalb vor dem Alfinieren gründlich von den Bauteilen entfernt werden. Bei den Kolbenringträgem bilden sich Oxidschichten z.B. bei einem vorgängigen Glühen der Teile zur Spannungsreduktion.
Soweit Oxidschichten vorhanden sind, werden diese üblicherweise durch Partikelstrahlen der Teile entfernt. Durch das Partikelstrahlen werden aber auch die Poren in der Oberfläche der Bauteile zum Teil geschlossen und es bleiben einzelne Partikel des verwendeten Partikelstrahls an der Oberfläche der Bauteile haften, was beides der nachfolgenden Alfinierung nicht zuträglich ist.
Bei Kolbenringträgem mit Kühlkanal besteht zusätzlich das Problem, dass der Kühlkanal mit Sauerstoff enthaltender Luft gefüllt ist, die beim Eintauchen in das Alfinbad von Umgebungstemperatur schlagartig unter entsprechendem Druckansteig auf die üblicherweise im Bereich von 750°C - 770°C liegendeTemperatur des Alfinbades erhitzt wird. Bei jeder noch so kleinen Undichtigkeit des Kühkanals kommt es dadurch zu einem Luftaustritt aus dem Kühlkanal und zur Bildung einer neuen Oxidschicht um die Leckstelle herum, wobei bereits austretende Mengen an Sauerstoff im ppm-Bereich ausreichen, das jeweilige Bauteil unbrauchbar zu machen. Erschwerend wirkt sich hierbei aus, dass das austretende Gas in das flüssige Alfin hinein nicht einfach entweichen kann und insofern an der Leckstelle quasi festgehalten wird.
Bei Kolbenringträgem mit Kühlkanal aus Edelstahlblech ist im Hinblick auf die Dichtheit des Kühlkanals insbesondere die z.B. schweisstechnisch hergestellte Verbindung zwischen dem ringförmigen Träger und dem Edelstahlblech kritisch. Diese Bauteile werden deshalb nach Herstellung der Verbindung vor dem Alfinieren einer aufwendigen Dichtheitsprüfung unterzogen, wobei undichte Teile ausgesondert werden.
Da, wie erwähnt, beim Alfinieren bereits kleinste Mengen an Sauerstoff im ppm-Bereich schädlich sind, tritt das Problem grundsätzlich auch auf bei Bauteilen mit poröser Oberflächenschicht, aus welcher es beim Eintauchen der Bauteile in das Alfinbad zu einem Sauerstoffaustritt kommen kann. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit welchen die vorstehend erläuterten Probleme vermieden und auf einfache, rationelle Weise fehlerfrei alfinierte Bauteile hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäss gelöst durch ein Verfahren gemäss Anspruch 1. Danach wird in den Bauteilen vorhandener Sauerstoff vor dem Einbringen der Bauteile in das Alfinbad durch Erhitzen der Bauteile in einer Inertgasatmosphäre wenigstens teilweise entfernt. Der beim Stand der Technik erst nachteilig im Alfinbad erfolgende Luft- bzw. Sauerstoffaustritt aus den Bauteilen wird nach der Erfindung somit vorweggenommen und in eine Phase vorverlegt, in welcher er sich nicht schädlich auswirkt. Das Inertgas dient dazu, die ansonsten beim Erhitzen in Luft z.B. zum Glühen auftretende Oxidierung der Bauteile zu verhindern. Die aus den Bauteilen beim Erhitzen lokal austretende Luft- bzw. Sauerstoffmenge ist so gering und verteilt sich in dem grossen Inertgasvolumen ausserdem so stark und so schnell, dass auch hierdurch Oxidationen im nennenswerten Umfang nicht auftreten können.
Als Inertgas ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedes beliebige Gas verwendbar, das beim Erhitzen keine Oxidation oder anderweitige für das Alfinieren nachteilige Veränderung an der Oberfläche der Bauteile bewirkt. Darüberhinaus sind insbesondere Gase bevorzugt, welche zusätzlich eine Art reduzierende Wirkung haben und ggf. vorhandene störende O'berflächschichten angreifen und abtragen helfen.
Hiinsichtich der zu schaffenden Vorrichtung wird die vorgenannte Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung gemäss Anspruch 18. Sie umfasst einen mit einem Inertgas beschickbaren Durchlaufofen mit integriertem Alfinbad.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet. KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens von der Seite mit einem in einem Durchlaufofen angeordneten Alfinbad und mit einem durch den Durchlaufofen durchgeführten Transportband für die zu alfinierenden Bauteile;
Fig. 2 in schematischer Darstellung die Vorrichtung von Fig. 1 in Aufsicht;
Fig. 3 ein Gehänge zum Aufhängen der Bauteile an dem Transportand mit einem Bauteil von der Seite; und
Fig. 4 das gleiche Gehänge mit dem Bauteil in Ansicht.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In Fig. 1 und 2 bezeichnet 10 einen Durchlaufofen, welcher in nicht weiter dargestellter Weise mit einem Inertgas zur Ausbildung einer Inertgasatmosphäre im Innern des Ofens beschickbar ist. In dem Durchlaufofen 10 ist in einer mittleren Zone 12 ein Alfinbad 20 angeordnet. Ein umlaufendes Transportband 30 ist durch den Durchlaufofen 10 durchgeführt und im Bereich des Alfinbades 20 abgesenkt, so dass an dem Transportband 30 aufgehängte Bauteile 40 in das Alfinbad 20 eintauchen und nach Durchlaufen des Alfinbades 20 aus diesem wieder herausgefahren werden.
In der durch Pfeile gekennzeichneten Laufrichtung des Transportbandes 30 vor dem Alfinbad 20 ist in dem Durchlaufofen 10 eine Zone 11 vorhanden, in welcher die Bauteile 40 in der in dem Ofen vorherrschenden Inertgasatmosphäre ohne grossfläche Oxidation ihrer Oberfläche erhitzt werden. Hierbei kommt es auch zu einem gewollten Luftaustritt aus luftgefüllten Hohlräumen der Bauteile durch allfällige Öffnungen dieser Hohlräume und bei Kolbenringträgem mit Kühlkanal insbesondere zum Luftaustritt aus Leckstellen des luftgefüllten Kühlkanals. Die in der Regel jedoch nur in geringer Menge austretende Luft verteilt sich in dem Inertgasvolumen so schnell, dass sie, selbst lokal im Bereich der Austrittsstelle, keine nennenswerte Oxidation verursachen kann, welche in dem anschliessend durchlaufenen Alfindbad 20 zu Fehlstellen in der Alfinschicht führen kann.
Durch das Erhitzen werden die Bauteile 40 auch geglüht, so dass ein separates vorgängiges Glühen entfallen kann.
Die Tatsache, dass die Bauteile 30 im erhitzten Zustand in das Alfinbad 20 eingetaucht werden, wirkt sich auch vorteilhaft auf die Ausbildung der Alfinschicht aus.
Vorzugsweise wird die Temperatur des Durchlaufofens im Bereich der Zone 11 so eingestellt, dass die Bauteile 40 vor ihrem Eintritt in das Alfinbad 20 mindestens die Temperatur des Alfinbades, vorzugsweise jedoch eine um noch 5° - 20°C höhere Temperatur erreichen. Hierdurch wird eine weitere Erwärmung der Bauteile 40 beim Eintauchen in das Alfinbad 20 mit anfälligem weiterem Luftaustritt aus Hohlräumen vermieden bzw. sogar eine Abkühlung der Bauteile 40 unter Umkehrung der Druckverhältnisse erreicht.
Besonders vorteilhaft ist diese Ausführungsart bei Kolbenringträgem mit Kühlkanal, weil bei diesen eine vollständige Dichtheit des Kühlkanals an sich gar nicht mehr erreicht werden muss. Die bisher durchgeführten Dichtheitstests können somit entfallen und damit auch ein Vor-Aussondern von nicht dichten Teilen. Auch können die Anforderungen, die bisher an die technologisch sehr kritische Schweissverbindung zwischen dem Edelstahlblech des Kühlkanals und dem Material des eigentlichen Ringträgers gestellt wurden, deutlich reduziert und/oder einfacher beherrschbare bzw. wirtschaltlich wesentlich rationeller ausführbare Schweisstechniken eingesetzt werden. Eine solche Schweisstechnik ist z.B. das Widerstandsschweissen.
In der genannten Durchlaufrichtung dem Alfinbad 20 nachgeordnet ist in dem Durchlaufofen 10 eine weitere Zone 13, in welcher die aus dem aus dem Alfinbad kommenden Bauteile 40 zur Solidierung der frischen Alfinschicht noch eine gewisse Zeit auf einer erhöhten Temperatur gehalten werden, bevor sie den Ofen wieder verlassen. Vorzugsweise ist die Temperatur des Durchlaufofens 10 in dieser Zone 13 etwas geringer gewählt als die Temperatur des Alfinbades 20 und zwar vorzugsweise so, dass die Bauteile beim Verlassen des Durchlaufofens auf eine Temperatur abgekühlt sind, welche um 50°C - 70 °C tiefer liegt als die Temperatur des Alfinbades 20. In Fig. 1 ist mit 50 noch ein Rüttler bezeichnet, welcher ebenfalls in dem Durchlaufofen 10 angeordnet ist und die Bauteile 40 beim Durchlaufen des Alfinbades 20 rüttelt.
Desweiteren ist in Fig. 1 und Fig. 2 in Durchlaufrichtung vor dem Durchlaufofen 10 eine Einheit 60 dargestellt, welche ebenfalls von dem Transportband 30 mit den Bauteilen 40 durchlaufen wird und bei weicher es sich um eine Vorrichtung z.B. zum Partikelstrahlen der Bauteile handeln kann, sofern ein Abstrahlen der Bauteile 40 zweckdienlich erscheint.
Zum Speisen des Alfinbades 20 mit flüssigem Alfin ist ein ausserhalb des Durchlaufofens 10 angeordneter Alfinschmelztiegel 70 vorgesehen, welcher zum Konstanthalten des Niveaus in dem Alfinbad 20 mit einer Niederdruck-Niveauregelung ausgestattet sein kann. Das Abführen von Schlacke aus dem Alfinbad kann auf beliebige bekannte Weise gelöst sein, wie auch der Alfinierungsprozess als solcher inklusive der Zusammensetzung der Alfinschmelze in bekannter Weise ausgeführt werden kann.
In Fig. 2 ist zu erkennen, dass das Transportband 30 umlaufend ist und beispielsweise an einer mit 80 bezeichneten Position mit den Bauteilen 40 beladen wird. An einer Station 90 werden die affinierten Bauteile 40 nach dem Durchlaufen des Durchlaufofens 10 von dem Transportband wieder abgenommen und vorzugsweise direkt, d.h. noch im erhitzten Zustand in Giessformen 91 eingelegt und darin nachfolgend auch sofort vergossen, was sich wiederum günstig auf die Einbettung der Bauteile in dem Giesskörper auswirkt.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen noch beispielhaft einen Kolbenringträger 41 mit Kühlkanal 42 gehalten von einem Draht-Gehänge 31, welches an seinem oberen Ende schwenkbar an dem Transportband 30 bzw. einem Klettenglied 32 einer entsprechenden Transportkette aufgehängt. Mit 33 bezeichnet ist an dem Gehänge 31 noch ein Dom, welcher in eine korrespondierende Kerbe an dem Kolbenringträger 41 eingreift in diesen in einer bestimmten Orientierung im Gehänge 31 festhält.
Das Übergeben der Bauteile 40 an das Transportband 30 in einer bestimmten Orientierung ist dann vor allem von Vorteil, wenn es sich um nicht rotationssymmetrische Bauteile handelt und wenn von einer direkten Übergabe der Bauteile vom Transportband in Giessformen , wie vorstehend beschrieben, Gebrauch gemacht werden soll. Bei Kolbenringträgerπ mit Kühlkanal liegt dieser Fall z.B. vor, wenn an dem Kühlkanal Nippel oder Warzen angeformt sind zur Erleichterung des Anbohrens des Kühkanals im Kolben.
Insbesondere in der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform mit Durchlaufofen und umflaufendem Transportband sowie im Hinblick auf Kolbenringträger mit Kühlkanal ist das Verfahren nach der Erfindung besonders wirtschaftlich ausführbar. Der bisher anfallende Ausschuss wird vermieden oder zumindest reduziert. Es sind technologisch einfacher zu beherrschende Schweissverfahren einsetzbar. Rationalisierungen gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich zudem durch Einsparen von Verfahrenschritten wie z.B. einer allfälligen Dichtheitsprüfung der Bauteile, wobei eine Dichtheit an sich ggf. gar nicht mehr erforderlich ist.
BEZEICHNUNGSLISTE
10 Durchlaufofen
11 Erhitzungs- Zone im Durchlaufofen
12 mittlere Zone im Durchlaufofen
13 Solidier-Zone im Durchlaufofen 0 Alfinbad 0 umlaufendes Transportband 1 Drahtgehänge 2 Kettenglied 3 Dorn 0 Bauteile 1 Kolbenringträger 2 Kühlkanal 0 Rüttler 0 Einheit, z.B. Vomchtung zum Partikelstrahlen 0 Alfinschmelztiegel 0 * Beladestation 0 Entladestation und Giessstation 1 Giessformen

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Alfinieren von Bauteilen in einem Alfinbad, welche dazu vorgesehen sind, in einem Gussteil aus Aluminium eingegossen zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bauteilen vorhandener Sauerstoff vor dem Einbringen der Bauteile in das Alfinbad durch Erhitzen der Bauteile in einer Inertgasatmosphäre wenigstens teilweise entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile auch in einer Inertgasatmosphäre in das Alfinbad eingebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile im noch heissen Zustand in das Alfinbad eingebracht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dass die Bauteile mit einer Temperatur in das Alfinbad eingebracht werden, welche mindestens gleich der Temperatur des Alfinbads, vorzugsweise jedoch 5°C - 12°C höher als die Temperatur des Alfinbades ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile nach dem Herausnehmen aus dem Alfinbad noch eine gewisse Zeit in einer Inertgasatmosphäre belassen werden, vorzugsweise unter einer Temperatur, weiche niedriger als die Temperatur des Alfinbades ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Durchlaufofen ausgeführt wird, welcher mit dem Inertgas beschickt ist und in welchem auch das Alfinbad angeordnet ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Inertgasatmosphäre in dem Durchlaufofen in Durchlaufrichtung vor dem Alfinbad höher ist als nach dem Alfinbad und zwar vorzugsweise vor dem Alfinbad auch höher als die Alfinbad- Temperatur und nach dem Alfinbad niedriger als die Alfinbad-Temperatur.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile mittels eines Förderbandes durch den Durchlaufofen und das darin angeordnete Alfinbad transportiert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile an dem Förderband mittels Gehängen aufgehängt werden und dass vorzugsweise nur die Gehänge zusammen mit den Bauteilen in das Alfinbad eintauchen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile nach dem Durchlaufen des Durchlaufofens im noch erhitzten Zustand in eine Giessform eingelegt und darin vergossen werden.
11. Verfahren nach den Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nicht- rotationssymmetrische Bauteile bereits in einer bestimmten Orientierung dem Förderband übergeben werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem Durchlaufofen angeordnete Alfinbad von einem ausserhalb des Durchlaufofens angeordneten Alfinschmelztiegel gespeist wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Niveau des Alfinbades mittels einer Niederdruckregelung im Alfinschmelztiegel konstant gehalten wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile vor dem Erhitzen in der Inertgasatmospähre partikelgestrahlt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile im Alfinbad gerüttelt werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile Kolbenringträger sind.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile Kolbenringträger mit angeschweisstem Kühlkanal sind.
18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen mit einem Inertgas beschickbaren Durchlaufofen mit integriertem Alfinbad umfasst.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlaufofen in einer Durchlaufrichtung vor dem Alfinbad eine Aufwärmstrecke und/oder hinter dem Alfinbad eine Abkühistrecke aufweist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Förderband umfasst, an welchem die zu alfinierenden Teile, vorzugsweise an Gehängen, aufhängbar sind.
21. Vomchtung nach einem der Ansprüche 18 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Alfinbad mit einem ausserhalb des Durchlaufofens angeordneten Alfinschmelztiegel in Verbindung steht.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur Konstanthaltung des Niveaus in dem Alfinbad an dem Alfinschmelztiegel eine Niederdruckregelung vorgesehen ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüch ιeeWvlε8- 22, dadurch gekennzeichnet, dass in Durchlaufrichtung nach dem Durchlaufofen eine Station vorhanden ist, in welcher die Bauteile im noch erhitzten Zustand in Giessformen eingelegt und vergossen werden können.
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