EP2128276A1 - Method and system for producing a cast component - Google Patents

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EP2128276A1
EP2128276A1 EP09160644A EP09160644A EP2128276A1 EP 2128276 A1 EP2128276 A1 EP 2128276A1 EP 09160644 A EP09160644 A EP 09160644A EP 09160644 A EP09160644 A EP 09160644A EP 2128276 A1 EP2128276 A1 EP 2128276A1
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EP
European Patent Office
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heat treatment
cast component
temperature
range
cast
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09160644A
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German (de)
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Inventor
Dirk E. O. Westerheide
Jürgen Wüst
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Magna BDW Technologies GmbH
Original Assignee
Magna BDW Technologies GmbH
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Publication date
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    • C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon

Definitions

  • the casting component 10 when introduced into the heat treatment furnace 28 still has a temperature of about 50 ° to 400 ° Celsius, in particular near the demolding temperature, and preferably above 150 ° to 180 ° Celsius. This ensures that the cast component 10 needs to be heated by a relatively small temperature difference to a desired or holding temperature.
  • FIG. 3 is the in Fig. 1 schematically indicated heat treatment device 28 of a corresponding system for producing the cast component 10 is shown in a schematic representation.
  • the heat treatment device 28 in the present case comprises a heat treatment section 40, which in the present case comprises at least one corresponding heating chamber 42.
  • the cast component 10 is warmed up to its setpoint temperature T s . If the cast component 10 is also to be held at the setpoint temperature T s or the holding temperature over a certain holding time t h , this can optionally take place in a separate holding chamber 44.
  • the heat treatment device 28 in the present case comprises a plurality of devices 52, 54, 56 for generating moving air. Within the heat treatment section 40 while moving warm or hot air is generated. Inside the output chamber 48, however, cooling air is generated.
  • Such a device 52, 54, 56 is in Fig. 4 illustrated in a fragmentary perspective view, which in principle can be made the same, whether it should be used for heating or for cooling the cast component 10.

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Abstract

The casting is heat-treated after casting and extraction from the mold. After reaching a desired temperature (T s) during this treatment, it is immediately cooled. Alternatively before cooling it is held at T sfor a time interval (t h) lasting preferably 3 minutes. The interval is no more than 5 minutes. Further optional corresponding holding times of up to 30, 60, 90 or 120 seconds are quoted. The desired temperature is preferably in the range 490-540 [deg] C. This temperature (T s) is reached at 2-12 K/s, preferably 4-8 K/s. Flowing hot air is used for heating. Several nozzles produce the hot air flows. The air temperature is preferably 100-300[deg] C above the desired temperature (T s) which is to be reached. The preferred air temperature is in the range 600-720[deg] C. Subsequent forced convective cooling is to a preferred temperature of 100-150[deg] C. Several air flows from nozzles are used. The heat treatment commences within 15 seconds to 15 minutes of extraction from the mold. The heat treatment commences when the temperature of the casting (T a) is in the range 50?C-400[deg] C. A T4, T6, T7 or O heat treatment is used. The aluminum alloy used, is of a type which hardens by hot aging. The magnesium content of the aluminum alloy is 0.06-0.6 wt%, preferably 0.08-0.18 wt%. The cast component is at least partially heat-treated. An independent claim IS INCLUDED FOR the corresponding die-casting and heat treatment plant.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur Herstellung eines Gussbauteils, insbesondere eines Druckgussbauteils, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 20 angegebenen Art.The present invention relates to a method and a system for producing a cast component, in particular a die-cast component, in particular of an aluminum alloy specified in the preambles of claims 1 and 20, respectively.

Bei heute gängigen Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils ist es üblich, das Gussbauteil nach dem Abgießen und Erstarren mit der Gießschmelze aus seiner Gießform zu entformen. Dabei weist das Gussbauteil noch eine Entformungstemperatur von beispielsweise 50° bis 400° Celsius auf. Die weitere Abkühlung der Gussbauteile erfolgt dann üblicherweise durch Abschrecken an ruhender oder bewegter Luft, oder aber in einem Becken bzw. durch Absprühen mit einem flüssigen Kühlmedium, insbesondere mit Wasser. Nachdem das Gussbauteil im Wesentlichen auf eine handhabbare Temperatur abgekühlt ist, werden die Gießreste wie beispielsweise das Angusssystem abgetrennt und das Gussbauteil insgesamt grob entgratet. Soll eine nachfolgende Wärmebehandlung zur Steigerung der mechanischen Eigenschaften des Gussbauteils durchgeführt werden, wird das Gussteil üblicherweise mehrere Stunden oder Tage zwischengelagert, bevor eine nachfolgende Wärmebehandlung vorgenommen wird.In today's common method for producing a cast component, it is customary to demold the cast component after casting and solidification with the casting melt from its mold. In this case, the cast component still has a demolding temperature of for example 50 ° to 400 ° Celsius. The further cooling of the cast components is then usually carried out by quenching of static or moving air, or in a tank or by spraying with a liquid cooling medium, in particular with water. After the cast component has cooled substantially to a manageable temperature, the casting remnants, such as the sprue system, are separated and the cast component as a whole roughly deburred. If a subsequent heat treatment to increase the mechanical properties of the cast component is to be carried out, the casting is usually stored for several hours or days before a subsequent heat treatment is performed.

Die nachfolgende einstufige oder zweistufige Wärmebehandlung findet dann üblicherweise in einer separaten Anlage statt. Dabei wird das Gussbauteil üblicherweise auf eine Solltemperatur erwärmt und auf dieser Temperatur für längere Zeit gehalten. Anschließend erfolgt dann ein entsprechendes Abkühlen von der Soll- bzw. Haltetemperatur auf eine niedrigere Temperatur, beispielsweise Raumtemperatur.The subsequent single-stage or two-stage heat treatment then usually takes place in a separate plant. In the process, the cast component becomes Usually heated to a desired temperature and held at this temperature for a long time. Subsequently, a corresponding cooling then takes place from the desired or holding temperature to a lower temperature, for example room temperature.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchen das Gussbauteil besonders günstig wärmebehandelt werden kann.Object of the present invention is to provide a method and a system of the type mentioned, with which the cast component can be heat treated particularly favorable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren sowie eine Anlage zur Herstellung eines Gussbauteils mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 20 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a method and a system for producing a cast component with the features of claims 1 and 20, respectively. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the respective dependent claims.

Um ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem das Gussbauteil besonders günstig wärmebehandelbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gussbauteil bei der Wärmebehandlung nach Erreichen einer Solltemperatur unmittelbar abgekühlt oder vor dem Abkühlen während einer Haltezeit von bis zu fünf, uns insbesondere von bis zu drei Minuten wärmebehandelt wird. Mit anderen Worten kann somit beim vorliegenden Verfahren die Wärmebehandlung nach zwei Varianten erfolgen. Entweder das Gussbauteil wird unmittelbar nach Erreichen der Solltemperatur bzw. Haltetemperatur abgekühlt oder aber nach dem Erreichen der Solltemperatur wird das Gussbauteil für bis zu maximal fünf, und insbesondere bis zu maximal drei Minuten auf dieser Haltetemperatur gehalten. Dabei hat man insbesondere herausgefunden, dass mit einem derartigen Wärmebehandlungsverfahren beispielsweise bei Gussbauteilen aus Aluminium-Silizium-Legierungen eine Streckgrenze Rp0,2 im Bereich von 100 N/mm2 bis 210 N/mm2 und eine Bruchdehnung A5 im Bereich von etwa 8 % bis 20 % erreicht werden kann. Je nachdem, in welchem Bereich das Gussbauteil eingesetzt werden soll, können somit durch eine äußerst kurzzeitige Wärmebehandlung besonders günstige Werte der Streckgrenze Rp0,2 bzw. der Bruchdehnung A5 erreicht werden. So sind beispielsweise hohe Werte der Bruchdehnung A5 beispielsweise oberhalb 15 % der vorliegenden Wärmebehandlung erreichbar, wenn die Gussbauteile beispielsweise in Crashstrukturen von Personenkraftwagen eingesetzt werden und dementsprechend - unter Energieabsorption - nachgiebig sein sollen, wenn die jeweilige Fahrzeugstruktur in eine Kollision und eine unfallbedingte Kraftbeaufschlagung eingebunden wird. Darüber hinaus sind beispielsweise entsprechend hohe Festigkeitswerte der Streckgrenze Rp0,2 von oberhalb 180 N/mm2 mittels der vorliegenden Wärmebehandlung erreichbar, wenn beispielsweise ein aus einer Aluminium-Silizium-Legierung geschaffenes Gussbauteil bei Fahrwerkgliedern oder dergleichen eines Kraftwagens eingesetzt wird und eine entsprechend hohe Festigkeit bzw. Steifigkeit aufweisen muss.In order to provide a method of the type mentioned, by means of which the cast component is particularly heat treatable, it is provided according to the invention that the cast component in the heat treatment after reaching a target temperature directly cooled or before cooling during a holding time of up to five, us in particular heat treated for up to three minutes. In other words, in the present method, the heat treatment can be carried out according to two variants. Either the cast component is cooled immediately after reaching the set temperature or holding temperature or after reaching the target temperature, the cast component is held at this holding temperature for up to a maximum of five, and in particular up to a maximum of three minutes. In particular, it has been found that with such a heat treatment process, for example, in cast aluminum-silicon alloy components, a yield strength R p0.2 in the range of 100 N / mm 2 to 210 N / mm 2 and an elongation at break A 5 in the range of about 8 % to 20% can be achieved. Depending on the area in which the cast component is to be used, particularly favorable values of the yield strength R p0.2 or the elongation at break A 5 can be achieved by extremely short-term heat treatment. For example, high values of the elongation at break A 5, for example, above 15% of the present heat treatment can be achieved if the cast components are used for example in crash structures of passenger cars and accordingly - Under energy absorption - be compliant, if the respective vehicle structure is involved in a collision and an accidental force application. In addition, for example, correspondingly high strength values of the yield strength R p0.2 of above 180 N / mm 2 can be achieved by means of the present heat treatment, if, for example, a casting component made of an aluminum-silicon alloy is used on chassis links or the like of a motor vehicle and a correspondingly high Must have strength or rigidity.

Ein besonderer Vorteil des äußerst kurzzeitigen Wärmebehandlungsverfahrens besteht des Weiteren darin, dass dieses besonders günstig an bestehende Taktzeiten des Gießprozesses angepasst werden kann. Üblicherweise beträgt beispielsweise beim Druckgießen ein Takt zwischen 50 und 100 sec. Die vorliegende Wärmebehandlung kann somit auf günstige Weise gegebenenfalls so eingestellt werden, dass nach Entformung eines Druckgussbauteils dieses unter Ausnutzung der Rest-Gießwärme, über den die Wärmebehandlungseinrichtung eingebracht werden kann, um dieses der anschließenden kurzzeitigen Wärmebehandlung zu unterziehen. Wird - wie im vorliegenden Fall - gar keine oder lediglich eine kurze Haltezeit bei der Wärmebehandlung gewählt, so verbleibt das Gussbauteil im Wesentlichen lediglich während seiner Aufheizphase auf die Solltemperatur innerhalb der Wärmebehandlungseinrichtung. Das Aufheizen auf die Solltemperatur kann dabei entsprechend so kurz eingestellt werden, dass die gesamte Wärmebehandlung auf die Taktzeit des Druckgießens angepasst ist. Somit kann gegebenenfalls auf Pufferöfen oder dergleichen verzichtet werden.A particular advantage of the extremely short-term heat treatment process is further that this can be adapted particularly favorable to existing cycle times of the casting process. Usually, for example, during die casting a clock between 50 and 100 sec. The present heat treatment can thus optionally be adjusted in a favorable manner so that after removal of a die casting this under utilization of the residual casting heat over which the heat treatment device can be introduced to this of the undergo subsequent short-term heat treatment. If - as in the present case - no or only a short holding time is selected during the heat treatment, then the cast component remains essentially only during its heating phase to the target temperature within the heat treatment device. The heating to the desired temperature can be adjusted so short that the entire heat treatment is adapted to the cycle time of die casting. Thus, if necessary, buffer furnaces or the like can be dispensed with.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Gussbauteil bei der Wärmebehandlung nach Erreichen der Solltemperatur vor dem Abkühlen während einer Haltezeit von bis zu 120 Sekunden, und insbesondere während einer Haltezeit von bis zu 90 Sekunden, wärmebehandelt. Eine weiter bevorzugte Ausführungsform sieht des Weiteren vor, dass diese Haltezeit lediglich bis zu 60 Sekunden, und insbesondere lediglich bis zu 30 Sekunden, beträgt. Je kürzer diese Haltezeit gestaltet werden kann, umso wirtschaftlicher kann das vorliegende Verfahren dargestellt werden. Die Reduzierung der Haltezeit ermöglicht nicht zuletzt eine Einfügung der Wärmebehandlung in den vorhergehenden Gießprozess, so dass insgesamt ein Verfahren zum Herstellen des Gussbauteils geschaffen ist, bei welchem die Gussbauteile besonders schnell, ohne Zwischenlagerung und besonders kostengünstig geschaffen werden können.In a further embodiment of the invention, the cast component is heat-treated in the heat treatment after reaching the set temperature before cooling during a holding time of up to 120 seconds, and in particular during a holding time of up to 90 seconds. A further preferred embodiment further provides that this hold time is only up to 60 seconds, and in particular only up to 30 seconds. The shorter this holding time can be designed, the more economical the present method can be represented. The reduction of the holding time allows not least an insertion of the heat treatment in the previous casting process, so that a total of A method for producing the cast component is provided, in which the cast components can be created particularly fast, without intermediate storage and particularly cost.

Die Solltemperatur bei der Wärmebehandlung wird in einer weiter bevorzugten Ausführungsform besonders so eingestellt, dass diese in einen Bereich von 420° C bis 560° C, und insbesondere in einem Bereich von 490° C bis 540° C, liegt. Hierdurch wird insbesondere eine Lösungsglühung erreicht, welchem eine Auslagerung angeschlossen werden kann.The target temperature in the heat treatment is, in a further preferred embodiment, particularly adjusted to be in a range of 420 ° C to 560 ° C, and more preferably in a range of 490 ° C to 540 ° C. As a result, in particular a solution annealing is achieved, which can be connected to an outsourcing.

Als zudem vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Gussbauteil zumindest im Wesentlichen mit einem Temperaturgradienten von 2 K/s (Kelvin/Sekunde) bis 12 K/s, und insbesondere mit einem Temperaturgradienten von 4 K/s bis 8 K/s bis auf Solltemperatur erwärmt wird. Somit wird erreicht, dass das Gussbauteil in relativ kurzer Zeit auf die Solltemperatur gebracht wird. Insbesondere wenn zusätzlich die Gießwärme des Gussbauteils ausgenutzt wird, wenn also das Gussbauteil nach dem Abgießen und Entformen unmittelbar bzw. innerhalb von kurzer Zeit der Wärmebehandlung zugeführt wird, können somit äußerst kurze Aufheizzeiten bis auf die Solltemperatur erreicht werden. Diese betragen beispielsweise etwa 30 bis 180 sec. Wenn darüber hinaus gar keine oder eine relativ geringe Haltezeit auf der Solltemperatur bzw. Haltetemperatur von bis zu fünf, bzw. insbesondere bis zu drei Minuten gewählt wird, so ist hierdurch ersichtlich, dass die gesamte Wärmebehandlung in einem äußerst kurzen Zeitraum erfolgen kann.As also advantageous, it has been shown, if the cast component at least substantially with a temperature gradient of 2 K / s (Kelvin / second) to 12 K / s, and in particular with a temperature gradient of 4 K / s to 8 K / s up to Target temperature is heated. This ensures that the cast component is brought to the target temperature in a relatively short time. In particular, if in addition the casting heat of the cast component is utilized, ie if the cast component is supplied after casting and demolding immediately or within a short time of heat treatment, thus extremely short heating up to the target temperature can be achieved. These are, for example, about 30 to 180 seconds. In addition, if no or a relatively short holding time at the set temperature or holding temperature of up to five, or in particular up to three minutes is selected, it can be seen that the entire heat treatment in a very short period of time.

Die Erwärmung des Gussbauteils auf die Solltemperatur wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung durch bewegte warme bzw. heiße Luft - oder ein anderes bewegtes Gas - vorgenommen. Hierdurch werden die erwünschen hohen Temperaturgradienten erreicht.The heating of the cast component to the desired temperature is carried out in a further embodiment of the invention by moving warm or hot air - or another moving gas. As a result, the desired high temperature gradients are achieved.

Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, eine Mehrzahl von Warmluftströmen einzusetzen, mittels welchen das Gussbauteil zu erwärmen ist. Die Mehrzahl von Warmluftströmen können dabei gegebenenfalls unterschiedlich temperiert werden, so dass ein unterschiedliche Bauteildicken oder dergleichen aufweisendes Gussbauteil gleichmäßig erwärmt wird und einheitlich an allen Stellen die Solltemperatur erreicht.It has been shown to be advantageous in a further embodiment of the invention to use a plurality of hot air flows, by means of which the cast component is to be heated. The plurality of hot air flows may optionally be tempered differently, so that a different component thicknesses or having the same casting component is uniformly heated and uniformly reaches the target temperature at all points.

Das Erwärmen des Gussbauteils auf die Solltemperatur wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung bei einer Temperatur in einem Bereich von 20° C bis 400° C, und insbesondere bei einer Temperatur in einem Bereich von 100° C bis 300° C, oberhalb der Solltemperatur vorgenommen. Mit anderen Worten wird beispielsweise das Gussbauteil mit bewegter warmer bzw. heißer Luft beaufschlagt, welche deutlich heißer bzw. höher ist als die gewünschte Soll- bzw. Haltetemperatur des Bauteils. Hierdurch wird insbesondere eine besonders schnelle Erwärmung des Gussbauteils auf die Solltemperatur ermöglicht, ohne dass sich diese überhöhte Temperatur nachteilig auf das Gefüge des Gussbauteils auswirkt.The heating of the cast component to the desired temperature is carried out in a further embodiment of the invention at a temperature in a range of 20 ° C to 400 ° C, and in particular at a temperature in a range of 100 ° C to 300 ° C, above the target temperature. In other words, for example, the cast component with moving warm or hot air is applied, which is significantly hotter or higher than the desired target or holding temperature of the component. As a result, in particular, a particularly rapid heating of the cast component to the desired temperature is made possible, without this excessive temperature adversely affecting the structure of the cast component.

Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn eine Temperatur - beispielsweise der bewegten warmen bzw. heißen Luft - in einem Bereich von 500° C bis 750° C, und insbesondere bei einer Temperatur in einem Bereich von 600° C bis 720° C, genutzt wird. Hierdurch wird eine besonders schnelle Aufheizung beispielsweise eines aus einer Aluminium-Silizium-Legierung bestehenden Gussbauteils gesichert.It has been shown in a further embodiment of the invention to be advantageous when a temperature - for example, the moving warm or hot air - in a range of 500 ° C to 750 ° C, and in particular at a temperature in a range of 600 ° C. up to 720 ° C, is used. As a result, a particularly rapid heating of, for example, a cast component made of an aluminum-silicon alloy is ensured.

Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Gussbauteil von der Solltemperatur aus auf eine Temperatur unterhalb von 200° C, und insbesondere auf eine Temperatur in einem Bereich von 100° C bis 150° C, abgekühlt wird. Dies kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise mittels bewegter Luft erreicht werden, wobei diese beispielsweise durch eine Mehrzahl von Kühlluftströmen erzeugt wird. Die Mehrzahl von Kühlluftströmen kann dabei wiederum in Intensität oder Temperatur über das Bauteil schwanken, um hierdurch beispielsweise unterschiedlich dicke Bauteilbereiche gleichmäßig abkühlen zu können. Durch die bewegte kalte Luft wird in jedem Fall jedoch eine beschleunigte Abkühlung erreicht, welche beispielsweise einen negativen Temperaturgradienten aufweist, welcher im Bereich des Temperaturgradienten beim Erwärmen des Gussbauteils auf die Solltemperatur liegt.As further advantageous, it has been shown that the cast component from the set temperature to a temperature below 200 ° C, and in particular to a temperature in a range of 100 ° C to 150 ° C, cooled. This can be achieved in a further embodiment of the invention, for example by means of moving air, which is generated for example by a plurality of cooling air streams. The plurality of cooling air streams may in turn fluctuate in intensity or temperature over the component in order to thereby be able to uniformly cool, for example, differently thick component regions. However, accelerated cooling is achieved in each case by the moving cold air, which, for example, has a negative temperature gradient, which lies in the region of the temperature gradient when the cast component is heated to the setpoint temperature.

Um das Gussbauteil weitaus energiesparender einer Wärmebehandlung unterziehen und in einer deutlich reduzierten Herstellungszeit fertigen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass mit der Wärmebehandlung des Gussbauteils unmittelbar bzw. innerhalb eines Zeitraums von bis zu 15 min nach dem Entformen aus seiner Gießform begonnen wird. Mit anderen Worten ist es also vorgesehen, dass das Gussbauteil nach dem Entformen aus seiner Gießform nicht mehr auf Umgebungs- bzw. Raumtemperatur abgekühlt wird, sondern dass vielmehr die Erstarrungswärme bzw. Restwärme des Gussbauteils ausgenutzt wird, um das Gussbauteil zur Wärmebehandlung neuerlich zu erwärmen. Dabei soll das Gussbauteil insbesondere ausgehend von einer Temperatur nahe seiner Entformungstemperatur neuerlich erwärmt bzw. der Wärmebehandlung unterzogen werden. Ein weiterer Vorteil ist es darüber hinaus, dass nunmehr der zeitliche und wirtschaftliche Aufwand zur Lagerung der Gussbauteile zwischen dem Entformen und dem nachfolgenden Wärmebehandeln signifikant reduziert werden kann.In order to be able to subject the cast component much more energy-saving to a heat treatment and to be able to produce it in a significantly reduced production time, it is still further Embodiment of the invention provided that the heat treatment of the cast component is started directly or within a period of up to 15 minutes after demolding from its mold. In other words, it is thus provided that the cast component after demolding from its mold is no longer cooled to ambient or room temperature, but rather that the solidification heat or residual heat of the cast component is exploited to reheat the cast component for heat treatment. In this case, the cast component is intended to be heated again, in particular starting from a temperature close to its demolding temperature, or subjected to the heat treatment. In addition, it is a further advantage that now the time and economic expenditure for the storage of the cast components between demolding and the subsequent heat treatment can be significantly reduced.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass mit dem Wärmebehandlungsverfahren des Gussbauteils innerhalb eines Zeitraums von bis zu 2 min, und vorzugsweise innerhalb eines Zeitraums von bis zu 15 sec nach dem Entformen aus seiner Gießform begonnen wird. Hierdurch wird erreicht, dass das Gussbauteil noch eine möglichst hohe Temperatur nahe seiner Entformungstemperatur aufweist. In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es hierzu vorgesehen, dass mit dem Wärmebehandlungsverfahren unmittelbar bzw. innerhalb eines Zeitraums von 3 bis 8 sec nach dem Entformen begonnen wird, so dass das Gussbauteil zumindest annähernd ausgehend von seiner Entformungstemperatur aufgeheizt werden kann. Es ist klar, dass sich bei einem derartig kurzen Zeitraum besonders schnelle Taktzeiten und eine besonders schnelle Herstellung der Gussbauteile realisieren lassen.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the heat treatment process of the cast component within a period of up to 2 minutes, and preferably within a period of up to 15 seconds after demolding from its mold is started. This ensures that the cast component still has the highest possible temperature near its demolding temperature. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided for this purpose that is started with the heat treatment process directly or within a period of 3 to 8 seconds after demolding, so that the cast component can be heated at least approximately starting from its demolding temperature. It is clear that in such a short period of time particularly fast cycle times and a particularly rapid production of the cast components can be realized.

Von Vorteil ist es zudem, wenn mit dem Wärmebehandlungsverfahren bei einer Temperatur des Gussbauteils in einem Bereich von 50° bis 400° Celsius, und vorzugsweise oberhalb von 150° Celsius des Gussbauteils begonnen wird. Hierdurch lässt sich eine Erwärmung des Gussbauteils auf die sich bei Aluminium-Silizium-Legierungen üblicherweise im Rahmen von 400° bis 540° Celsius bewegende Temperatur äußerst wirtschaftlich erreichen, da das Gussbauteil um einen deutlich geringeren Temperaturunterschied erwärmt werden muss, als dies beim Erwärmen ausgehend von der Umgebungs- bzw. Raumtemperatur nötig wäre. Da somit lediglich der Temperaturunterschied zwischen beispielsweise etwa 150° Celsius beim Entformen bzw. Einbringen des Gussbauteils in die Wärmebehandlungseinrichtung und etwa 490° Celsius beim Wärmebehandeln des Gussbauteils überwunden werden muss, ergibt sich ein äußerst großes Einsparungspotenzial an Energie und Zeit, so dass sich ein äußerst wirtschaftliches und darüber hinaus ökologisch sinnvolles Herstellungsverfahren realisieren lässt.It is also advantageous when starting the heat treatment process at a temperature of the cast component in a range of 50 ° to 400 ° Celsius, and preferably above 150 ° Celsius of the cast component. As a result, heating of the cast component to the temperature which typically moves within the range of 400 ° to 540 ° C. in the case of aluminum-silicon alloys can be achieved extremely economically, since the cast component must be heated by a significantly lower temperature difference than when starting from the ambient or room temperature would be necessary. Since thus only The temperature difference between, for example, about 150 degrees Celsius when demoulding or introducing the cast component into the heat treatment device and about 490 degrees Celsius when heat treating the cast component must be overcome, results in an extremely large potential savings in energy and time, so that is extremely economical and above In addition, ecologically meaningful manufacturing process can be realized.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird als Wärmebehandlungsverfahren die für Aluminium-Gusslegierungen übliche T6 bzw. T7 Wärmebehandlung, welche ein Lösungsglühen, ein Abkühlen und ein Auslagern vorsehen, eingesetzt. Alternativ kann eine T4 Wärmebehandlung eingesetzt werden, die nur ein Lösungsglühen umfasst, oder aber eine O Wärmebehandlung, bei welcher lediglich eine Weichglühung erfolgt. Eine solche Weichglühung erfolgt bevorzugt in einem Bereich von 280° C bis 440° C, und insbesondere bei einer Temperatur in einem Bereich von 340° C bis 420° C.In a further embodiment of the invention is used as the heat treatment process for aluminum casting alloys usual T6 or T7 heat treatment, which provide a solution annealing, cooling and aging. Alternatively, a T4 heat treatment can be used, which includes only a solution annealing, or an O heat treatment, in which only a soft annealing occurs. Such soft annealing is preferably carried out in a range of 280 ° C to 440 ° C, and more preferably at a temperature in a range of 340 ° C to 420 ° C.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren hat sich dabei insbesondere beim Druckgießen von Gussbauteilen aus einer Aluminium-Silizium-Legierung als vorteilhaft gezeigt, da sich dort ein besonders hohes Zeit- und Energieeinsparungspotenziale realisieren lassen. Wird beispielsweise eine warmaushärtbare Aluminium-Silizium-Legierung des Typs AlSi10MnMg mit einem Mg-Gehalt von 0,04 bis 0,6 Gew-%, und insbesondere von 0,08 bis 0,18 Gew-%, eingesetzt, so können die vorstehend beschriebenen Werte der Streckgrenze Rp0,2 im Bereich von etwa 100 bis 210 N/mm2 und der Bruchdehnung A5 im Bereich von etwa 8 bis 20% erreicht werden. Alternativ kann beispielsweise eine Aluminium-Silizium-Legierung insbesondere des hoch siliziumhaltigen Typs AlSiMnMgFe mit einem Si-Gehalt von 4 bis 12 Gew-%, und insbesondere von 7 bis 11 Gew-%, eingesetzt wird.The production method according to the invention has proven to be particularly advantageous in the die casting of cast components made of an aluminum-silicon alloy, since a particularly high time and energy saving potential can be realized there. If, for example, a thermosetting aluminum-silicon alloy of the type AlSi10MnMg with an Mg content of 0.04 to 0.6% by weight, and in particular from 0.08 to 0.18% by weight, is used, those described above Values of the yield strength Rp0.2 in the range of about 100 to 210 N / mm2 and the elongation at break A5 in the range of about 8 to 20% can be achieved. Alternatively, for example, an aluminum-silicon alloy, in particular of the highly silicon-containing type AlSiMnMgFe having an Si content of 4 to 12% by weight, and in particular from 7 to 11% by weight, is used.

Als im Rahmen der Erfindung mit umfasst ist es jedoch zu betrachten, dass das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren natürlich auch für Gussbauteile aus anderen Legierungen genutzt werden kann. Neben dem Einsatz bei einem Druckgussverfahren ist es dabei insbesondere auch denkbar, das erfindungsgemäße Verfahren beim Sand-oder Kokillenguss einzusetzen.As part of the invention, however, it should be considered that the manufacturing method according to the invention can of course also be used for cast components made from other alloys. In addition to the use in a die-casting process, it is also conceivable, in particular, to use the method according to the invention in sand casting or gravity casting.

Das Gussbauteil muss bei der Wärmebehandlung natürlich nicht vollständig wärmebehandelt werden. Gleichfalls wäre es natürlich auch denkbar, lediglich Teile eines jeweiligen Gussbauteils entsprechend wärmezubehandeln, um dessen Eigenschaften zu verändern. Ebenfalls wäre es denkbar, ein Bauteil beispielsweise mittels warmer bewegter Luft in unterschiedlichen Bereichen auf unterschiedliche Temperaturen zu erwärmen bzw. anschließend zu erwärmen bzw. anschließend auf unterschiedliche Temperaturen ausgehend von der Solltemperatur abzukühlen, um hierdurch in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Werkstoffeigenschaften zu erzielen.Of course, the cast component does not need to be completely heat treated during the heat treatment. Likewise, it would of course also be conceivable to heat treat only parts of a respective cast component accordingly to change its properties. It would also be conceivable to heat a component, for example by means of warm, moving air, in different areas to different temperatures or subsequently to heat or subsequently cool to different temperatures starting from the setpoint temperature in order to achieve different material properties in different areas.

Eine Auslagerung der Gussbauteile kann unmittelbar im Anschluss an eine Lösungsglühung erfolgen. Natürlich wäre die Auslagerung auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen, sofern eine entsprechende Nachbehandlung mit geeignetem thermischen Einfluss vorliegt, wie beispielsweise bei einer kathodischen Tauchlackierung zum Beispiel des Rohbaus eines Kraftwagens.An outsourcing of the cast components can take place immediately after solution annealing. Of course, the outsourcing would also be done at a later date, provided that there is a corresponding after-treatment with a suitable thermal influence, such as in a cathodic dip painting, for example, the shell of a motor vehicle.

Die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile gelten in ebensolcher Weise für die Anlage gemäß Anspruch 20. Ebenso gelten die nachfolgend beschriebenen Vorteile in ebensolcher Weise für das Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 19.The advantages described above in connection with the method according to the invention apply equally to the system according to claim 20. Likewise, the advantages described below apply equally to the method according to claims 1 to 19.

Die Anlage gemäß Anspruch 20 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass deren Temperatur weitaus oberhalb der Solltemperatur der Wärmebehandlung bzw. des zu wärmebehandelnden Gussbauteils liegt. Hierdurch wird die erwünschte Schnellaufheizung des Gussbauteils erreicht, so dass die Wärmebehandlung beispielsweise auf einfache Weise in die Taktzeiten des Gießprozesses des Gussbauteils eingebunden werden können.The system according to claim 20 is characterized in particular by the fact that its temperature is far above the setpoint temperature of the heat treatment or of the cast component to be heat treated. As a result, the desired rapid heating of the cast component is achieved, so that the heat treatment can be integrated, for example, in a simple manner in the cycle times of the casting process of the cast component.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine zusätzliche Verkürzung bzw. Vereinfachung des Herstellungsverfahrens dadurch erreicht, dass das Gussbauteil mittels ein und desselben Transportsystems - beispielsweise in Form eines Roboters - aus der Gießform zu entnehmen und in die Wärmebehandlungseinrichtung zu transportieren ist.In a further embodiment of the invention, an additional shortening or simplification of the manufacturing process is achieved in that the cast component by means of one and the same transport system - for example in the form of a robot - to remove from the mold and to transport in the heat treatment device.

Ein besonders kostengünstiges und zeitsparendes Herstellungsverfahren lässt sich dabei realisieren, indem das Gussbauteil mittels des Transportsystems ohne eine Zwischenlagerung aus der Gießform zu entnehmen und in die Wärmebehandlungseinrichtung zu transportieren ist. Darüber hinaus wird auf diese Weise erreicht, dass die Wärmebehandlung ausgehend von einer relativ hohen Entformungstemperatur des Gussbauteils gestartet werden kann.A particularly cost-effective and time-saving production method can be realized by removing the cast component from the casting mold by means of the transport system without intermediate storage and transporting it into the heat treatment device. In addition, it is achieved in this way that the heat treatment can be started starting from a relatively high demolding temperature of the cast component.

Die Wärmebehandlungseinrichtung umfasst bevorzugter Weise einen Wärmebehandlungsabschnitt, in welchem das jeweilige Gussbauteil beispielsweise ausgehend von einer Temperatur von beispielsweise etwa 150° C - also unter Ausnutzung der Restgießwärme - auf dessen Solltemperatur von beispielsweise etwa 490° C bis 560° C erwärmt wird. Dieser Wärmebehandlungsabschnitt kann dabei zumindest eine Wärmebehandlungskammer aufweisen, auf welcher diese Aufheizung auf die Solltemperatur erfolgt. Gegebenenfalls kann der Wärmebehandlungsabschnitt zusätzlich eine Haltekammer aufweisen, nämlich dann, wenn das Gussbauteil nicht unmittelbar nach Erreichen der Solltemperatur abgekühlt werden soll, sondern vielmehr während einer Haltezeit von bis zu 3 Minuten auf der Solltemperatur bzw. Haltetemperatur hingehalten werden soll, bevor eine anschließende Abkühlung erfolgt.The heat treatment device preferably comprises a heat treatment section, in which the respective cast component is heated to, for example, about 490 ° C. to 560 ° C., starting from a temperature of, for example, about 150 ° C., ie by utilizing the residual casting heat. This heat treatment section can have at least one heat treatment chamber on which this heating takes place to the desired temperature. Optionally, the heat treatment section may additionally comprise a holding chamber, namely, when the cast component is not to be cooled immediately after reaching the target temperature, but rather to be withheld at a set temperature or hold temperature for a holding time of up to 3 minutes before subsequent cooling ,

Vor dem Wärmebehandlungsabschnitt kann die Wärmebehandlungseinrichtung zusätzlich eine Eingabekammer umfassen, so dass beim Öffnen der Wärmebehandlungskammer kein übermäßiger Abfall der Temperatur darin erfolgt. Zudem kann die Wärmebehandlungseinrichtung eine Ausgabekammer aufweisen, um auch hierdurch zu vermeiden, dass beim Öffnen der einzelnen Schleusen zwischen dem Wärmebehandlungsabschnitt und der Ausgabekammer einen übermäßigen Abfall der Temperatur erfolgt.Before the heat treatment section, the heat treatment device may additionally comprise an input chamber, so that when opening the heat treatment chamber, there is no excessive drop in the temperature therein. In addition, the heat treatment device may have an output chamber, in order to thereby also avoid an excessive drop in the temperature when opening the individual locks between the heat treatment section and the output chamber.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:

Fig.1
einen schematischen bzw. symbolischen Aufbau der Anlage zur Herstellung eines Gussbauteils, welches vorliegend in einem Druckgussverfahren erzeugt und anschließend in einem Wärmebehandlungsverfahren innerhalb einer Wärmebehandlungseinrichtung und gegebenenfalls eines Auslagerungsofens behandelt wird;
Fig.2
ein schematisches Diagramm des zeitlichen Verlaufs der Temperatur des Gussbauteils während der Wärmebehandlung;
Fig.3
eine schematische Darstellung der Wärmebehandlungseinrichtung zur Durchführung der Wärmebehandlung des Gussbauteils; und in
Fig. 4
eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf eine prinzipiell gleich gestaltete Einrichtung zum Erwärmen des Gussbauteils auf die Solltemperatur bzw. zum Abkühlen des Gussbauteils von der Solltemperatur mittels bewegter warmer bzw. kalter Luft, wobei die Einrichtung eine Mehrzahl von Düsen oder dgl. zum Erzeugen von Warmluftströmen bzw. Kühlluftströmen umfasst.
Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of an embodiment and from the drawings; these show in:
Fig.1
a schematic or symbolic structure of the system for producing a cast component, which in the present case produced in a die-casting process and then treated in a heat treatment process within a heat treatment device and optionally an aging furnace;
Fig.2
a schematic diagram of the time course of the temperature of the cast component during the heat treatment;
Figure 3
a schematic representation of the heat treatment device for carrying out the heat treatment of the cast component; and in
Fig. 4
a fragmentary perspective view of a basically same designed device for heating the cast component to the desired temperature or for cooling the cast component of the target temperature by means of moving warm or cold air, wherein the device comprises a plurality of nozzles or the like. For generating hot air flows or cooling air streams includes.

Aus Figur 1 ist erkennbar, dass ein Gussbauteil 10 vorliegend in einem Druckgussverfahren hergestellt wird, bei welchem die flüssige Metallschmelze in eine als metallische Dauerform ausgebildete Gießform 12 mit entsprechend hohem Druck bzw. bei entsprechend kurzer Zeit und hoher Geschwindigkeit gefüllt wird. Die Gießform 12 ist dabei in einer entsprechenden Druckgussmaschine 14 gehalten, über welche zwei Formhälften 16, 18 der Gießform 12 zu öffnen bzw. zu schließen sind. Die Gießform 12 wird aus einer Gießkammer 22 mit Metallschmelze aus einem Gießbehälter 20 versorgt. Dabei wird beim vorliegenden Druckgussverfahren eine warmaushärtbare Aluminium-Silizium-Legierung beispielsweise des Typs AlSi10MnMg eingesetzt, welche beispielsweise einen Mg-Gehalt von 0,04 bis 0,6 Gew-% Mg, und insbesondere von 0,08 bis 0,18 Gew-%, aufweist. Besondere Legierungen weisen dabei einen Mg-Gehalt von 0,08, 0,12 und 0,18 Gew-% Mg auf.Out FIG. 1 It can be seen that a cast component 10 is produced here in a die-casting process in which the liquid molten metal is filled into a casting mold 12 in the form of a metallic permanent mold with a correspondingly high pressure or with a correspondingly short time and high speed. The casting mold 12 is held in a corresponding die casting machine 14, via which two mold halves 16, 18 of the casting mold 12 are to be opened or closed. The casting mold 12 is supplied from a casting chamber 22 with molten metal from a casting container 20. In this case, in the present die casting method, a thermosetting aluminum-silicon alloy, for example, of the type AlSi10MnMg used, for example, a Mg content of 0.04 to 0.6 wt% Mg, and in particular from 0.08 to 0.18 wt% , having. Special alloys have a Mg content of 0.08, 0.12 and 0.18 wt% Mg.

Eine solche Aluminium-Druckgusslegierung ist beispielsweise auch aus der EP 0 997 550 B1 als bekannt zu entnehmen, deren Offenbarungsgehalt hiermit als ausdrücklich mit umfasst zu betrachten ist. Deren Mg-Gehalt ist gemäß den obigen Angaben entsprechend verändert worden.Such aluminum diecasting alloy is for example also from EP 0 997 550 B1 to be taken as known, the disclosure of which is hereby to be expressly included. Their Mg content has been changed accordingly as indicated above.

Nachdem die Metallschmelze erstarrt ist, wird das Gussbauteil 10 nach dem Öffnen der Formhälften 16, 18 und dem Auswerfen mittels der Auswerferstifte 23 mittels eines Roboters 24 entformt. Der Roboter 24 umfasst dabei ein Greifmittel 26, mit welchem er das Gussbauteil 10 vorzugsweise an einem Gießrest 32 wie beispielsweise dem Angusssystem oder dergleichen aufnehmen kann. Hierdurch wird gewährleistet, dass wesentliche Bereiche bzw. das endgültige Formteil des Gussbauteils 10 durch die vom Roboter 24 bzw. von dessen Greifmittel 26 übertragenen Haltekraft nicht unnötig verformt wird.After the molten metal has solidified, the cast component 10 is removed from the mold after removal of the mold halves 16, 18 and ejection by means of the ejector pins 23 by means of a robot 24. The robot 24 in this case comprises a gripping means 26 with which it can preferably receive the cast component 10 on a cast residue 32 such as, for example, the sprue system or the like. This ensures that essential areas or the final molded part of the cast component 10 is not unnecessarily deformed by the holding force transmitted by the robot 24 or by its gripping means 26.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Gussbauteil 10 unmittelbar nach dem Entformen aus seiner Gießform 12 einer im Weiteren noch näher erläuterten, in Fig. 1 lediglich symbolisch angedeuteten Wärmebehandlungseinrichtung 28 eingebracht.In the present embodiment, the cast component 10 immediately after demolding from its mold 12 one explained in more detail below, in Fig. 1 introduced only symbolically indicated heat treatment device 28.

Durch die unmittelbare bzw. zeitnahe Wärmebehandlung hat das Gussbauteil 10 beim Einbringen in den Wärmebehandlungsofen 28 noch eine sich insbesondere nahe der Entformungstemperatur befindende Temperatur von etwa 50° bis 400° Celsius, und vorzugsweise oberhalb von 150° bis 180° Celsius. Hierdurch wird erreicht, dass das Gussbauteil 10 um einen relativ geringen Temperaturunterschied bis auf eine Soll- bzw. Haltetemperatur erwärmt zu werden braucht.As a result of the immediate or timely heat treatment, the casting component 10 when introduced into the heat treatment furnace 28 still has a temperature of about 50 ° to 400 ° Celsius, in particular near the demolding temperature, and preferably above 150 ° to 180 ° Celsius. This ensures that the cast component 10 needs to be heated by a relatively small temperature difference to a desired or holding temperature.

Das Wärmebehandlungsverfahren muss im vorliegenden Fall nicht zwingender Maßen unmittelbar nach dem Entformen des Gussbauteils 10 aus seiner Gießform erfolgen. Vielmehr kann mit dem Wärmebehandlungsverfahren auch innerhalb eines Zeitraums von bis zu 15 min nach dem Entformen aus seiner Gießform begonnen werden. Dabei wäre es denkbar, dass das Gussbauteil 10 auch in einem der Wärmebehandlungseinrichtung 28 zugeordneten Pufferofen zwischengelagert wird. Da die Wärmebehandlung unmittelbar bzw. zeitnah nach dem Entformen erfolgt, kann das Gussbauteil 10 mittels ein und desselben Roboters 24 aus der Gießform 12 entnommen und in die Wärmebehandlungseinrichtung 28 verbracht werden. Es ist klar, dass es hierzu erforderlich ist, dass die Wärmebehandlungseinrichtung 28 im Nahbereich der Druckgussmaschine 14 bzw. der Gießform 12 angeordnet ist.In the present case, the heat treatment process does not necessarily have to take place immediately after demolding of the cast component 10 from its casting mold. Rather, the heat treatment process can also be started within a period of up to 15 minutes after demolding from its casting mold. It would be conceivable that the cast component 10 is also stored in a buffer furnace associated with the heat treatment device 28. Since the heat treatment takes place immediately after demoulding, the cast component 10 can be removed from the casting mold 12 by means of one and the same robot 24 and brought into the heat treatment device 28. It is clear that for this purpose it is necessary that the heat treatment device 28 is arranged in the vicinity of the die-casting machine 14 or the casting mold 12.

Das im Weiteren noch näher beschriebene Wärmebehandlungsverfahren selbst kann aufgrund des bereits mit einer Temperatur nahe der Entformungstemperatur in die Wärmebehandlungseinrichtung 28 eingebrachten Gussbauteils 10 relativ kurz erfolgen. Im Anschluss an die Wärmebehandlung kann das Gussbauteil 10 aus der Wärmebehandlungseinrichtung 28 geführt werden. Da der Gießrest 32 nach wie vor am Gussbauteil 10 vorhanden ist, kann dieses über den Gießrest 32 in einfacher Weise durch das Greifmittel 26 des Roboters 24 gehalten werden. Ein weiterer Vorteil des Gießrestes 32 ist es, dass dieser bei der Abkühlung des Gussbauteils 10 mittels des Ventilators 30 zu dessen Stabilisierung beiträgt und somit den Verzug reduziert.The heat treatment process itself described in more detail below may be due to the already near the demolding temperature in the Heat treatment device 28 introduced cast component 10 is relatively short. Subsequent to the heat treatment, the cast component 10 can be guided out of the heat treatment device 28. Since the casting residue 32 is still present on the cast component 10, it can be held in a simple manner via the cast residue 32 by the gripping means 26 of the robot 24. Another advantage of the casting residue 32 is that it contributes to the cooling of the cast member 10 by means of the fan 30 to its stabilization and thus reduces the delay.

Da das hier vorliegende Gussbauteil 10 nach dem Abkühlen noch sehr weich ist, kann es in einem weiteren Verfahrensschritt mittels einer entsprechenden Trenneinrichtung 34 auf einfache Weise mechanisch bearbeitet werden. In der Trenneinrichtung 34 wird nun der Gießrest 32 vom Gussbauteil 10 entfernt, wobei das relativ weiche Material dazu beiträgt, dass kein großer Verzug entsteht. In einem weiteren Verfahrensschritt kann gegebenenfalls ein Richten des Formteils des Gussbauteils 10 erfolgen. Die Überführung des Gussbauteils 10 in die Trenneinrichtung 34 kann wiederum über das Greifmittel 26 des Roboters 24 erfolgen. Innerhalb der Trenneinrichtung 34 kann darüber hinaus der Gießrest 32 als Anschlag bzw. Lehre des Gussbauteils 10 dienen.Since the cast component 10 present here is still very soft after cooling, it can be mechanically processed in a further method step by means of a corresponding separating device 34 in a simple manner. In the separating device 34, the casting residue 32 is now removed from the cast component 10, the relatively soft material contributing to the fact that no great distortion occurs. In a further method step, if appropriate, straightening of the molded part of the cast component 10 can take place. The transfer of the cast component 10 into the separating device 34 can again take place via the gripping means 26 of the robot 24. Moreover, within the separating device 34, the casting residue 32 can serve as a stop or gauge of the cast component 10.

Nachdem die mechanische Bearbeitung innerhalb der Trenneinrichtung 34 abgeschlossen ist, wird das Gussbauteil 10 in einen Auslagerungsofen 36 eingebracht, in welchem das Gussbauteil 10 beispielsweise auf eine Temperatur von 140° bis 240° Celsius während einer Auslagerungszeit von etwa 15 min bis zu 10 h behandelt wird. Die Überführung des Gussbauteils 10 aus der Trenneinrichtung 34 in den Auslagerungsofen 36 kann ggfs. wiederum über den Roboter 24 erfolgen.After the mechanical processing within the separator 34 is completed, the cast member 10 is placed in an aging furnace 36 in which the cast member 10 is treated, for example, at a temperature of 140 ° to 240 ° C during a storage time of about 15 minutes to 10 hours , The transfer of the cast component 10 from the separating device 34 into the aging furnace 36 can optionally take place again via the robot 24.

Wie mit der Linie 35 angedeutet, muss der Auslagerungsofen 36 nicht zur Anlage gehören. Vielmehr kann dieser auch separat stehen. Darüber hinaus kann die Auslagerung des Gussbauteils 10 auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen, sofern eine entsprechende Nachbehandlung mit geeignetem thermischem Einfluss vorliegt, wie beispielsweise bei einer kathodischen Tauchlackierung zum Beispiel des Rohbaus eines Kraftwagens. Die kathodische Tauchlackierung bzw. die damit verbundene Auslagerung kann dabei über einen Zeitraum von 15 bis 30 min bei einer Temperatur im Bereich von 80° bis 240° Celsius bzw. insbesondere von 160° bis 220° Celsius erfolgen.As indicated by line 35, the paging furnace 36 need not be part of the plant. Rather, this can also stand separately. In addition, the outsourcing of the cast component 10 can also take place at a later time, provided that a corresponding after-treatment with a suitable thermal influence is present, as for example in the case of a cathodic dip painting, for example, of the carcass of a motor vehicle. The cathodic dip coating or the associated removal can take place over a period of 15 to 30 minutes at a temperature in the range of 80 ° to 240 ° Celsius or in particular from 160 ° to 220 ° Celsius.

Als von der Erfindung mit umfasst ist es zu betrachten, dass insbesondere das Entfernen des Gießrestes 32 mittels der Trenneinrichtung 34 sowie das Auslagern mittels des Auslagerungsofens 36 auch mit erheblichem Zeitabstand zur Wärmebehandlung, welche vorliegend innerhalb der Wärmebehandlungseinrichtung 28 statt findet, erfolgen kann.As encompassed by the invention, it should be considered that in particular the removal of the casting residue 32 by means of the separating device 34 and the aging by means of the aging furnace 36 can also take place with considerable time interval for the heat treatment, which takes place here within the heat treatment device 28.

Ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegt es, dass anstelle des Roboters 24 auch ein Werker vorgesehen werden kann, welcher das Entformen des Gussbauteils 10 aus seiner Gießform 12 bzw. die Überführung des Gussbauteils im Rahmen der weiteren Prozessschritte übernehmen kann.It is also within the scope of the invention that instead of the robot 24, a worker can be provided, which can take over the removal of the cast component 10 from its casting mold 12 or the transfer of the cast component in the context of further process steps.

In Fig. 2 ist in einem schematischen Diagramm der zeitliche Verlauf der Temperatur des Gussbauteils während der Wärmebehandlung innerhalb der Wärmebehandlungseinrichtung 28 dargestellt.In Fig. 2 is a schematic diagram of the time course of the temperature of the cast component during the heat treatment within the heat treatment device 28 is shown.

Auf der Ordinate ist dabei die Temperatur T des Gussbauteils abgetragen, während der Abszisse im zeitlichen Verlauf t wiedergibt.On the ordinate, the temperature T of the cast component is removed, while the abscissa shows t over time.

Auf der Ordinate ist insbesondere eine Solltemperatur Ts angegeben, auf welche das Gussbauteil 10 bei der Wärmebehandlung bzw. beim vorliegenden Lösungsglühen erwärmt werden soll. Ausgegangen wird dabei im vorliegenden Fall von einer Anfangstemperatur Ta, welche im vorliegenden Fall in einem Bereich von 50° C bis 400° C liegt. Mit anderen Worten ist es im vorliegenden Fall insbesondere vorgesehen, auf bereits vorbeschriebene Weise die restliche Gießwärme auszunutzen und mit der Wärmebehandlung des Gussbauteils 10 in einem relativ kurzen Abstand nach dem Entformen aus der Gießform 12 zu beginnen. Somit weist das Gussbauteil 10 noch die Restwärme im beschriebenen Temperaturbereich auf, so dass das Gussbauteil 10 nicht ausgehend von der Raumtemperatur erwärmt werden muss. Als im Rahmen der Erfindung mit umfasst ist es jedoch zu betrachten, dass dies gegebenenfalls auch denkbar wäre.On the ordinate in particular a target temperature T s is indicated, to which the cast component 10 is to be heated during the heat treatment or during the present solution heat treatment. It is assumed in the present case of an initial temperature T a , which in the present case is in a range of 50 ° C to 400 ° C. In other words, it is provided in the present case in particular to exploit the remaining casting heat in the manner already described above and to start the heat treatment of the cast component 10 at a relatively short distance after demolding from the casting mold 12. Thus, the cast component 10 still has the residual heat in the described temperature range, so that the cast component 10 does not have to be heated starting from the room temperature. As included in the scope of the invention, however, it should be considered that this would possibly also be conceivable.

Ausgehend von der Anfangstemperatur Ta erfolgt dann eine zügige Erwärmung des Gussbauteils auf eine Solltemperatur Ts, welche im vorliegenden Fall in einem Bereich von 420° C bis 560° C, und insbesondere in einem Bereich von 490° C bis 540° C, liegt. Dabei wird ein relativ hoher Temperaturgradient von vorliegend etwa 2 K/s bis 12 K/s, und insbesondere mit einem Temperaturgradienten von 4 K/s bis 8 K/s, vorgesehen. Mit anderen Worten wird im vorliegenden Fall das Gussbauteil 10 um mehrere Kelvin pro Sekunde erwärmt. Diese Erwärmung erfolgt im vorliegenden Fall bei einer Temperatur in einem Bereich von 500° C bis 750° C, und insbesondere bei einer Temperatur in einem Bereich von 600° C bis 720° C. Mit anderen Worten ist beispielsweise innerhalb eines Wärmebehandlungsofens oder einer Wärmebehandlungskammer eine Temperatur gewählt, welche deutlich höher ist als die anzustrebende Solltemperatur Ts des Gussbauteils 10. Somit wird die beschleunigte Aufheizung des Gussbauteils 10 erreicht. Auf der Abszisse ist dabei der Zeitraum zwischen dem Beginn der Wärmebehandlung ta und dem Zeitpunkt ts dargestellt, zu welchem das Gussbauteil 10 die Solltemperatur Ts erreicht hat.Starting from the initial temperature T a is then a rapid heating of the cast component to a target temperature T s , which in the present case in a range from 420 ° C to 560 ° C, and more particularly in a range from 490 ° C to 540 ° C. In this case, a relatively high temperature gradient of present about 2 K / s to 12 K / s, and in particular with a temperature gradient of 4 K / s to 8 K / s, provided. In other words, in the present case, the cast component 10 is heated by several Kelvin per second. This heating is carried out in the present case at a temperature in a range of 500 ° C to 750 ° C, and more preferably at a temperature in a range of 600 ° C to 720 ° C. In other words, for example, within a heat treatment furnace or a heat treatment chamber Selected temperature, which is significantly higher than the desired target temperature T s of the cast component 10. Thus, the accelerated heating of the cast component 10 is achieved. On the abscissa, the period between the beginning of the heat treatment t a and the time t s is shown, to which the cast member 10 has reached the target temperature T s .

Mit der ausgezogenen Linie ist dabei ein Temperaturverlauf gezeigt, bei welchem in der Wärmebehandlungseinrichtung 28 beispielsweise eine Temperatur aufweist, welche zumindest in etwa der Solltemperatur Ts entspricht. Wird hingegen eine Temperatur innerhalb der Wärmebehandlungseinrichtung 28 eingestellt, welche deutlich höher ist als die Solltemperatur Ts, so ergibt sich beispielsweise ein Temperaturverlauf H, welcher gestrichelt gezeigt ist. Dieser unterscheidet sich vom mit der ausgezogenen Linie gezeigten Temperaturverlauf durch ein schnelleres Erreichen der Solltemperatur Ts und demzufolge durch eine deutlich ausgeprägtere Spitze.With the solid line, a temperature profile is shown, in which in the heat treatment device 28, for example, has a temperature which corresponds at least approximately to the desired temperature T s . If, however, a temperature within the heat treatment device 28 is set, which is significantly higher than the setpoint temperature T s , the result is, for example, a temperature profile H, which is shown in dashed lines. This differs from the temperature curve shown by the solid line by a faster reaching the target temperature T s and consequently by a much more pronounced peak.

Beim vorliegenden Wärmebehandlungsverfahren ist es nun im einen Extremfall denkbar, dass nach Erreichen der Solltemperatur Ts - wie durch die entsprechende Temperaturkurve angedeutet ist - unmittelbar mit dem Abkühlen begonnen wird. Mit anderen Worten wird in diesem Fall das Gussbauteil 10 zumindest im Wesentlichen nicht auf der Solltemperatur Ts gehalten, sondern vielmehr unmittelbar nach Erreichen dieser Temperatur wieder abgekühlt. Es ergibt sich hierdurch ein sägezahnartiger Verlauf der Temperaturkurve.In the present heat treatment method, it is now conceivable in an extreme case that after reaching the setpoint temperature T s - as is indicated by the corresponding temperature curve - is started directly with the cooling. In other words, in this case, the cast member 10 is at least substantially not maintained at the target temperature T s , but rather cooled again immediately after reaching this temperature. This results in a sawtooth-like course of the temperature curve.

Eine weitere Temperaturkurve gemäß Fig. 2 zeigt ein Wärmebehandlungsverfahren, bei welchem das Gussbauteil 10 nach Erreichen der Solltemperatur Ts vor dem Abkühlen während einer Haltezeit th auf der Solltemperatur bzw. Haltetemperatur gehalten wird, und erst dann abgekühlt wird. Diese Haltezeit th kann in einem Zeitraum zwischen null und fünf Minuten, und insbesondere zwischen null und drei Minuten, liegen. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt diese Haltezeit in einem Bereich bis zu 120 Sekunden, und insbesondere in einem Bereich bis zu 90 Sekunden. Eine weitere spezielle Ausführungsform sieht eine Haltezeit bis zu 60 Sekunden, und insbesondere bis zu 30 Sekunden, vor. Je kürzer die Haltezeit ist, umso kürzere Gießtakte des vorgeschalteten Gießprozesses können logischerweise eingehalten werden.Another temperature curve according to Fig. 2 shows a heat treatment process in which the cast member 10 after reaching the target temperature T s before cooling during a holding time t h at the set temperature or holding temperature is held, and then cooled. This hold time t h may be between zero and five minutes, and more preferably between zero and three minutes. In a preferred embodiment, this hold time is in a range up to 120 seconds, and more preferably in a range up to 90 seconds. Another specific embodiment provides a hold time of up to 60 seconds, and more preferably up to 30 seconds. The shorter the holding time, the shorter the casting cycles of the upstream casting process can be logically maintained.

Des Weiteren ist aus Fig. 2 erkennbar, dass das Gussbauteil 10 vorliegend auch mit einem entsprechend negativen Temperaturgradienten abgekühlt wird, welcher in seiner Größe dem Temperaturgradienten beim Aufwärmen des Gussbauteils 10 entspricht.Furthermore, it is off Fig. 2 recognizable that the cast member 10 is cooled in the present case also with a correspondingly negative temperature gradient, which corresponds in size to the temperature gradient during the warming of the cast component 10.

Im vorliegenden Fall wird das Gussbauteil 10 auf eine Temperatur Tk im Bereich von unterhalb 200° C, und insbesondere in einem Bereich von 100° C bis 150° C, abgekühlt. Natürlich wäre auch eine Abkühlung auf Raumtemperatur denkbar.In the present case, the cast component 10 is cooled to a temperature T k in the range of below 200 ° C., and in particular in a range of 100 ° C. to 150 ° C. Of course, a cooling to room temperature would be conceivable.

In Fig. 3 ist die in Fig. 1 schematisch angedeutete Wärmebehandlungseinrichtung 28 einer entsprechenden Anlage zur Herstellung des Gussbauteils 10 in einer schematischen Darstellung gezeigt. Die Wärmebehandlungseinrichtung 28 umfasst im vorliegenden Fall einen Wärmebehandlungsabschnitt 40, welcher vorliegend zumindest eine entsprechende Aufwärmkammer 42 umfasst. In dieser Aufwärmkammer 42 wird das Gussbauteil 10 auf seine Solltemperatur Ts aufgewärmt. Soll das Gussbauteil 10 darüber hinaus über eine gewisse Haltezeit th auf der Solltemperatur Ts bzw. der Haltetemperatur gehalten werden, so kann dies gegebenenfalls in einer separaten Haltekammer 44 erfolgen.In Fig. 3 is the in Fig. 1 schematically indicated heat treatment device 28 of a corresponding system for producing the cast component 10 is shown in a schematic representation. The heat treatment device 28 in the present case comprises a heat treatment section 40, which in the present case comprises at least one corresponding heating chamber 42. In this warm-up chamber 42, the cast component 10 is warmed up to its setpoint temperature T s . If the cast component 10 is also to be held at the setpoint temperature T s or the holding temperature over a certain holding time t h , this can optionally take place in a separate holding chamber 44.

Der Aufwärmkammer 42 kann eine Eingabekammer 46 vorgeordnet sein, um einen starken Temperaturabfall beim Einbringen des Gussbauteils 10 in den Wärmebehandlungsabschnitt 40 zu vermeiden. Zudem kann dem Wärmebehandlungsabschnitt 40 eine Ausgabekammer 48 nachgeordnet sein, innerhalb beispielsweise auch das Abkühlen des Gussbauteils 10 vorgenommen werden kann.The warm-up chamber 42 may be preceded by an input chamber 46 to avoid a large temperature drop in the introduction of the cast component 10 into the heat treatment section 40. In addition, the heat treatment section 40 can be arranged downstream of an output chamber 48, within which, for example, the cooling of the cast component 10 can also be carried out.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Kammern 42, 44, 46, 48 durch entsprechende Schleusen 50 voneinander unterteilt. Diese Schleusen 50 können entsprechend geöffnet und geschlossen werden, so dass ich beim Öffnen der einzelnen Schleusen 50 ein relativ geringer Temperaturabfall insbesondere bei den Kammern 42 und 44 des Wärmebehandlungsabschnitts 40 ergibt.In the present embodiment, the individual chambers 42, 44, 46, 48 are divided by respective locks 50 from each other. These locks 50 can be opened and closed accordingly, so that when opening the individual locks 50, a relatively small temperature drop, in particular in the case of the chambers 42 and 44 of the heat treatment section 40, results.

Des Weiteren umfasst die Wärmebehandlungseinrichtung 28 vorliegend mehrere Einrichtungen 52, 54, 56 zum Erzeugen von bewegter Luft. Innerhalb des Wärmebehandlungsabschnitts 40 wird dabei bewegte warme bzw. heiße Luft erzeugt. Innerhalb der Ausgabekammer 48 wird hingegen Kühlluft erzeugt.Furthermore, the heat treatment device 28 in the present case comprises a plurality of devices 52, 54, 56 for generating moving air. Within the heat treatment section 40 while moving warm or hot air is generated. Inside the output chamber 48, however, cooling air is generated.

Eine derartige Einrichtung 52, 54, 56 ist in Fig. 4 in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht dargestellt, wobei diese prinzipiell gleich gestaltet sein kann, egal ob diese zum Erwärmen oder aber zum Abkühlen des Gussbauteils 10 genutzt werden soll.Such a device 52, 54, 56 is in Fig. 4 illustrated in a fragmentary perspective view, which in principle can be made the same, whether it should be used for heating or for cooling the cast component 10.

Im vorliegenden Fall werden dabei mittels eines nicht dargestellten Gebläses jeweilige Luftströme erzeugt, welche über Zuführungsleitungen 58, 60 zu jeweiligen Ausströmbetten 62, 64 gelangen. Jedes der Ausströmbette 62, 64, welche einander gegenüberliegen und zwischen welchen das jeweils zu erwärmende bzw. zu kühlende Gussbauteil 10 auf einem entsprechenden Ständer 66 positioniert ist, umfasst eine Mehrzahl von Düsen 68, aus welchen ein jeweiliger Luftstrom ausströmen kann. Soll dabei Warm- bzw. Heizluft erzeugt werden, können im Bereich der Düsen 68 jeweilige Brenner vorgesehen sein, welcher den jeweiligen Luftstrom erwärmen. Andere Heizelemente werden natürlich ebenfalls denkbar.In the present case, respective air streams are generated by means of a blower, not shown, which pass via supply lines 58, 60 to respective outflow beds 62, 64. Each of the outflow beds 62, 64, which are opposite one another and between which the casting component 10 to be respectively heated and cooled, is positioned on a corresponding post 66, comprises a plurality of nozzles 68, from which a respective air stream can flow. If hot or heating air is to be generated, respective burners 68 can be provided in the region of the nozzles, which burners heat the respective air stream. Of course, other heating elements are also conceivable.

Die Besonderheit der vorliegenden Düsen 68 liegt nun darin, dass eine Vielzahl von einzelnen Warm- bzw. Kühlluftströmen geschaffen werden können, welche sich gegebenenfalls in Wärme und Intensität voneinander unterscheiden können.The peculiarity of the present nozzles 68 lies in the fact that a large number of individual warm or cooling air streams can be created, which may possibly differ from one another in terms of heat and intensity.

So ist es beispielsweise bei den Einrichtungen 52 und 54 zum Erwärmen des Gussbauteils 10 denkbar, Warmluftströme mit unterschiedlicher Temperatur und/oder Intensität austreten zu lassen, um somit über das jeweilige Ausströmbett 62, 64 die unterschiedliche Intensität an Warmluft zu erreichen. Diese unterschiedliche Intensität und/oder Temperatur kann beispielsweise auf unterschiedliche Geometrien oder Wanddicken des Gussbauteils 10 angepasst werden, so dass insgesamt eine gleichmäßige oder falls erwünscht auch lokal unterschiedliche Temperaturverteilung innerhalb des Gussbauteils 10 erreicht wird. Dies kann beispielsweise durch unterschiedlich große Ausströmquerschnitte der Düsen 68 bewerkstelligt werden. Mit anderen Worten kann somit eine gezielte, gegebenenfalls lokal unterschiedliche Aufwärmung mittels der Vielzahl von Düsen 68 erreicht werden. Anstatt der Anordnung der Düsen 68 aufeinander gegenüberliegenden Seiten des Gussbauteils 10 - in diesem Fall ober- und unterseitig - wäre es natürlich auch denkbar, die Düsen 68 an mehr oder weniger Seiten des Gussbauteils 14 zu positionieren.For example, in the case of the devices 52 and 54 for heating the cast component 10, it is conceivable to allow hot air flows having different temperatures and / or intensities to reach the different intensity of warm air via the respective outflow bed 62, 64. This different intensity and / or temperature can be adapted, for example, to different geometries or wall thicknesses of the cast component 10, so that overall a uniform or, if desired, locally different temperature distribution within the cast component 10 is achieved. This can be accomplished, for example, by differently sized outflow cross sections of the nozzles 68. In other words, a targeted, optionally locally different heating by means of the plurality of nozzles 68 can thus be achieved. Instead of the arrangement of the nozzles 68 on opposite sides of the cast member 10 - in this case top and bottom - it would of course also be conceivable to position the nozzles 68 on more or fewer sides of the cast component 14.

Umgekehrt kann auch bei der Einrichtung 56 zum Abkühlen des Gussbauteils 10 die bewegte kühle Luft dadurch variiert werden, dass aus den jeweiligen Düsen 68 ein jeweiliger Kühlluftstrom mit einem jeweils unterschiedlichen Volumenstrom austritt. Auch hier kann wiederum eine einheitliche oder aber eine partiell unterschiedliche Abkühlung des Gussbauteils 10 erreicht werden, beispielsweise um eine gleichmäßige oder aber eine lokal unterschiedliche Abkühlung des Gussbauteils 10 zu erreichen.Conversely, even with the device 56 for cooling the cast component 10, the moving cool air can be varied by exiting from the respective nozzles 68 a respective cooling air flow with a respectively different volume flow. Again, a uniform or a partially different cooling of the cast component 10 can be achieved again, for example, to achieve a uniform or locally different cooling of the cast component 10.

Gegebenenfalls wäre es auch denkbar, den Auslagerungsofen 36 in die Wärmebehandlungseinrichtung 28 mit einzugliedern.If necessary, it would also be conceivable to integrate the paging furnace 36 into the heat treatment device 28.

Insgesamt ist somit aus den Fig. 2 bis 4 erkennbar, dass mit dem vorliegenden Verfahren bzw. der vorliegenden Anlage eine Wärmebehandlung möglich ist, welche äußerst schnell erfolgt und sich gegebenenfalls unmittelbar an einen Gießprozess anschließen kann. Diese kurzzeitige Wärmebehandlung ermöglicht eine besonders gute Anpassung auf die Taktzeit des Gießprozesses, so dass beispielsweise auf einen Pufferofen verzichtet werden kann. Ergeben sich dennoch unterschiedliche Taktzeiten zwischen dem Gießprozess und der Wärmebehandlung, so kann gegebenenfalls ein Rundofen oder dergleichen eingesetzt werden, wenn beispielsweise die Taktzeit des Gießprozesses kleiner ist als diejenige des Wärmebehandlungsprozesses.Overall, therefore, from the Fig. 2 to 4 recognizable that with the present method or the present system, a heat treatment is possible, which is extremely fast and may possibly follow directly to a casting process. This short-term heat treatment allows a particularly good adaptation to the cycle time of the casting process, so that it is possible to dispense with a buffer oven, for example. If, nevertheless, different cycle times occur between the casting process and the heat treatment, a round furnace or the like can optionally be used if, for example, the cycle time of the casting process is less than that of the heat treatment process.

Im Zusammenhang mit der vorbeschriebenen Legierung werden mittels des Wärmebehandlungsverfahrens gegebenenfalls hohe Werte der Bruchdehnung A5 beispielsweise im Bereich von 8 % bis 20 % rund hohe Werte der Streckgrenze beispielsweise im Bereich von 100 N/mm2 bis 200 N/mm2 erreicht. Die erreichbaren mechanischen Eigenschaften sind stark legierungsabhängig. Es ist denkbar, dass die Werte höher liegen können. Die Einstellung der Werte insbesondere der Streckgrenze RP0,2 bzw. der Bruchdehnung A5 hängt dabei in erster Linie vom eingestellten Mg-Gehalt sowie vom jeweiligen positiven und negativen Temperaturgradienten beim Erwärmen bzw. Abkühlen des Gussbauteils 10 ab.In connection with the above-described alloy, high values of the elongation at break A 5, for example in the range from 8% to 20%, may be approximately high values of the yield strength by means of the heat treatment process For example, in the range of 100 N / mm 2 to 200 N / mm 2 reached. The achievable mechanical properties are highly alloy-dependent. It is conceivable that the values may be higher. The setting of the values, in particular of the yield strength R P0.2 or the elongation at break A 5, depends primarily on the set Mg content and on the respective positive and negative temperature gradient during heating or cooling of the cast component 10.

Als im Rahmen der Erfindung mit umfasst ist es zu betrachten, dass anstelle der Erwärmung durch bewegte Luft natürlich auch eine andere Erwärmung denkbar wäre. Insbesondere wäre es auch denkbar, anstelle bewegter Luft ein bewegtes anderes Gas einzusetzen.As included in the scope of the invention, it should be considered that, of course, another heating would be conceivable instead of heating by moving air. In particular, it would also be conceivable to use a moving other gas instead of moving air.

Zudem könnte eine beschleunigte Erwärmung oder Abkühlung des Gussbauteils 10 auch erreicht werden, indem das Gussbauteil 10 mit einem oder mehreren entsprechend warmen bzw. heißen oder kalten Körpern in Kontakt gebracht wird. So wird es beispielsweise denkbar, das Gussbauteil 10 durch entsprechend kühlen Sand oder durch Wasser abkühlen zu lassen. Eine ebensolche Erwärmung wäre auch denkbar.In addition, accelerated heating or cooling of the cast component 10 could also be achieved by bringing the cast component 10 into contact with one or more correspondingly hot or cold bodies. Thus, it is conceivable, for example, to allow the cast component 10 to be cooled by correspondingly cool sand or by water. A similar warming would also be conceivable.

Im vorliegenden Fall wird der bewegte Warmluftstrom deutlich wärmer ausgelegt als die Solltemperatur Ts des Gussbauteils. Beispielsweise wird die Temperatur innerhalb der Ofenkammer 42 in einem Bereich von 20° C bis 400° C, und insbesondere in einem Bereich von 100° C bis 300° C oberhalb der Solltemperatur Ts, eingestellt. Somit wird eine schnelle Erwärmung des Gussbauteils 10 erreicht, wobei dieses gegebenenfalls entsprechend rechtzeitig aus der Aufwärmkammer 42 entnommen werden muss, damit aufgrund von Schlepp- bzw. Trägheitseffekten die Solltemperatur Ts kurzzeitig nicht übermäßig überschritten wird.In the present case, the moving hot air flow is designed much warmer than the target temperature T s of the cast component. For example, the temperature within the furnace chamber 42 is set in a range of 20 ° C to 400 ° C, and more preferably in a range of 100 ° C to 300 ° C above the target temperature T s . Thus, a rapid heating of the cast member 10 is achieved, this may need to be removed in accordance with timely from the warm-up 42, so that due to drag or inertia effects, the target temperature T s is not exceeded excessively for a short time.

Claims (32)

Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils (10), insbesondere eines Druckgussbauteils, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, bei welchem das Gussbauteil (10) im Anschluss an den Gießprozess und das Entformen aus seiner Gießform (12) zumindest partiell einem Wärmebehandlungsverfahren unterzogen wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gussbauteil (10) bei der Wärmebehandlung nach Erreichen einer Solltemperatur (Ts) unmittelbar abgekühlt oder vor dem Abkühlen während einer Haltezeit (th) von bis zu 5 min, und insbesondere bis zu 3 min, wärmebehandelt wird.Method for producing a cast component (10), in particular a die-cast component, in particular from an aluminum alloy, in which the cast component (10) is at least partially subjected to a heat treatment process following the casting process and removal from its casting mold (12),
characterized,
that the cast component (10) during the heat treatment after reaching a set temperature (T s ) directly cooled or heat treated before cooling during a holding time (t h ) of up to 5 minutes, and in particular up to 3 min. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gussbauteil (10) bei der Wärmebehandlung nach Erreichen der Solltemperatur (Ts) vor dem Abkühlen während einer Haltezeit (th) von bis zu 120 sec, und insbesondere während einer Haltezeit (th) von bis zu 90 sec wärmebehandelt wird.Method according to claim 1,
characterized,
that the cast component (10) is heat-treated during the heat treatment after reaching the set temperature (T s ) before cooling during a holding time (t h ) of up to 120 sec, and in particular during a holding time (t h ) of up to 90 sec. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gussbauteil (10) bei der Wärmebehandlung nach Erreichen einer Solltemperatur (Ts) vor dem Abkühlen während einer Haltezeit (th) von bis zu 60 sec, und insbesondere während einer Haltezeit (th) von bis zu 30 sec wärmebehandelt wird.Method according to claim 1,
characterized,
that the cast component (10) in the heat treatment after reaching a set temperature (T s ) before cooling during a holding time (t h ) of up to 60 sec, and in particular during a holding time (t h ) of up to 30 sec heat treatment. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Solltemperatur (Ts) bei der Wärmebehandlung in einem Bereich von 420 bis 560° C, und insbesondere in einem Bereich von 490 bis 540° C, liegt.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the target temperature (T s ) in the heat treatment in a range of 420 to 560 ° C, and in particular in a range of 490 to 540 ° C, is located. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gussbauteil (10) zumindest im Wesentlichen mit einem Temperaturgradienten von 2 bis 12 K/s, und insbesondere mit einem Temperaturgradienten von 4 bis 8 K/s, bis auf die Solltemperatur (Ts) erwärmt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the cast component (10) is heated at least substantially with a temperature gradient of 2 to 12 K / s, and in particular with a temperature gradient of 4 to 8 K / s, up to the desired temperature (T s ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Erwärmen des Gussbauteils (10) auf die Solltemperatur (Ts) mittels bewegter warmer Luft vorgenommen wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the heating of the cast component (10) to the setpoint temperature (T s ) is carried out by means of moving warm air. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gussbauteil (10) mittels einer Mehrzahl von Warmluftströmen (Düsen 68) erwärmt wird.Method according to claim 6,
characterized,
in that the cast component (10) is heated by means of a plurality of hot air flows (nozzles 68). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Erwärmen des Gussbauteils (10) auf die Solltemperatur (Ts) bei einer Temperatur in einem Bereich von 20 bis 400° C, und insbesondere bei einer Temperatur in einem Bereich von 100 bis 300° C, oberhalb der Solltemperatur (Ts) vorgenommen wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the heating of the cast component (10) to the setpoint temperature (T s ) at a temperature in a range of 20 to 400 ° C, and in particular at a temperature in a range of 100 to 300 ° C, above the set temperature (T s ) is made. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Erwärmen des Gussbauteils (10) auf die Solltemperatur (Ts) bei einer Temperatur in einem Bereich von 500 bis 750° C, und insbesondere bei einer Temperatur in einem Bereich von 600 bis 720° C, vorgenommen wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the heating of the cast component (10) to the target temperature (T s ) is carried out at a temperature in a range of 500 to 750 ° C, and in particular at a temperature in a range of 600 to 720 ° C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gussbauteil (10) von der Solltemperatur (Ts) auf eine Temperatur (Ta) unterhalb von 200° C, und insbesondere auf eine Temperatur in einem Bereich von 100 bis 150° C, abgekühlt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the cast component (10) is cooled from the setpoint temperature (T s ) to a temperature (T a ) below 200 ° C, and in particular to a temperature in the range from 100 to 150 ° C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Abkühlen des Gussbauteils (10) von der Solltemperatur (Ts) mittels bewegter Luft vorgenommen wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the cooling of the cast component (10) from the set temperature (T s) is performed by moving air. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gussbauteil (10) mittels einer Mehrzahl von Kühlluftströmen (Düsen 68) abgekühlt wird.Method according to claim 11,
characterized,
that the cast component (10) is cooled by means of a plurality of cooling air streams (nozzles 68). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit dem Wärmebehandlungsverfahren des Gussbauteils (10) innerhalb eines Zeitraums 15 min nach dem Entformen aus seiner Gießform (12) begonnen wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the heat treatment process of the cast component (10) is started within a period of 15 minutes after demolding from its casting mold (12). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit dem Wärmebehandlungsverfahren des Gussbauteils (10) innerhalb eines Zeitraums von bis zu 2 min, und vorzugsweise innerhalb eines Zeitraums von bis zu 15 sec nach dem Entformen aus seiner Gießform (12) begonnen wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the heat treatment process of the cast component (10) is started within a period of up to 2 minutes, and preferably within a period of up to 15 seconds after demolding from its casting mold (12). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Wärmebehandlungsverfahren bei einer Temperatur (Ta) des Gussbauteils (10) in einem Bereich von 50° - 400° Celsius begonnen wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the heat treatment process is started at a temperature (T a ) of the cast component (10) in a range of 50 ° - 400 ° Celsius. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Wärmebehandlungsverfahren eine T4, T6, T7 oder O Wärmebehandlung eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that a T4, T6, T7 or O heat treatment is used as the heat treatment process. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass für die Gussbauteile (10), insbesondere die Druckgussbauteile, eine warmaushärtbare Aluminiumlegierung eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the castings (10), especially the die-cast components, a thermosettable aluminum alloy is used. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass für die Gussbauteile (10), insbesondere die Druckgussbauteile, eine Aluminiumlegierung mit einen Mg-Gehalt von 0,04 bis 0,6 Gew-%, und insbesondere von 0,08 bis 0,18 Gew-%, eingesetzt wird.Method according to claim 16,
characterized,
in that an aluminum alloy with an Mg content of 0.04 to 0.6% by weight, and in particular of 0.08 to 0.18% by weight, is used for the cast components (10), in particular the die-cast components. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gussbauteil (10) zumindest partiell wärmebehandelt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the cast component (10) is at least partially heat treated. Anlage zur Herstellung eines Gussbauteils (10), insbesondere eines Druckgussbauteils, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, mit einer Wärmebehandlungseinrichtung (28), mittels welcher das Gussbauteil (10) im Anschluss an den Gießprozess und das Entformen aus seiner Gießform (12) zumindest partiell einem Wärmebehandlungsverfahren unterzogen wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wärmebehandlungseinrichtung (28) in zumindest einem Wärmebehandlungsabschnitt (40) eine Temperatur aufweist, welche in einem Bereich von 20 bis 400° C, und insbesondere in einem Bereich von 100 bis 300° C, oberhalb der Solltemperatur (Ts) der Wärmebehandlung liegt.Plant for producing a cast component (10), in particular a die-cast component, in particular from an aluminum alloy, with a heat treatment device (28), by means of which the cast component (10) at least partially following a heat treatment process following the casting process and removal from its casting mold (12) undergoing
characterized,
that the heat treatment means (28) has a temperature in at least one heat treatment section (40) which is in a range of 20 to 400 ° C, and particularly in a range of 100 to 300 ° C above the set temperature (T s) of the heat treatment , Anlage nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wärmebehandlungseinrichtung (28) in dem zumindest einen Wärmebehandlungsabschnitt (40) eine Temperatur aufweist, welche in einem Bereich von 500 bis 750° C, und insbesondere in einem Bereich von 600 bis 720° C, liegt.Plant according to claim 20,
characterized,
that the heat treatment means (28) in the at least one heat treatment section (40) has a temperature which is within a range of 500 to 750 ° C, and particularly in a range of 600 to 720 ° C. Anlage nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gussbauteil (10) mittels ein und desselben Transportsystems (Roboter 24) aus der Gießform (12) zu entnehmen und in die Wärmebehandlungseinrichtung (28) zu transportieren ist.Plant according to claim 20 or 21,
characterized,
in that the cast component (10) can be removed from the casting mold (12) by means of one and the same transport system (robot 24) and transported into the heat treatment device (28). Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gussbauteil (10) mittels des Transportsystems (Roboter 24) ohne eine Zwischenlagerung aus der Gießform (12) zu entnehmen und in die Wärmebehandlungseinrichtung (18) zu transportieren ist.Plant according to one of claims 20 to 22,
characterized,
is that to remove the cast component (10) by means of the transport system (robot 24) without intermediate storage of the casting mold (12) and transported to the heat treatment apparatus (18). Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wärmebehandlungseinrichtung (28) eine Einrichtung (52) zum Erwärmen des Gussbauteils (10) auf die Solltemperatur (Ts) mittels bewegter warmer Luft umfasst.Plant according to one of claims 20 to 23,
characterized,
in that the heat treatment device (28) comprises a device (52) for heating the cast component (10) to the desired temperature (T s ) by means of moving warm air. Anlage nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung (52) zum Erwärmen des Gussbauteils (10) eine Mehrzahl von Düsen (68) oder dgl. zum Erzeugen von Warmluftströmen aufweist.Plant according to claim 24,
characterized,
in that the device (52) for heating the cast component (10) has a plurality of nozzles (68) or the like for producing hot air flows. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wärmebehandlungseinrichtung (28) eine Einrichtung (58) zum Abkühlen des Gussbauteils (10) von der Solltemperatur (Ts) mittels bewegter Luft umfasst.Plant according to one of claims 20 to 25,
characterized,
in that the heat treatment device (28) comprises a device (58) for cooling the cast component (10) from the setpoint temperature (T s ) by means of moving air. Anlage nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung (56) zum Abkühlen des Gussbauteils (10) eine Mehrzahl von Düsen (68) oder dgl. zum Erzeugen von Kühlluftströmen aufweist.Plant according to claim 26,
characterized,
in that the device (56) for cooling the cast component (10) has a plurality of nozzles (68) or the like for generating cooling air streams. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 27,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmebehandlungsabschnitt (40) zum Erwärmen des Gussbauteils (10) auf die Solltemperatur (Ts) wenigstens eine Kammer (42) aufweist.Plant according to one of claims 20 to 27,
characterized,
that the heat treatment section (40) for heating the cast component (10) to the set temperature (T s) at least one chamber (42). Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 28,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmebehandlungsabschnitt (40) zum Erwärmen des Gussbauteils (10) auf die Solltemperatur (Ts) eine Haltekammer (44) aufweist.Plant according to one of claims 20 to 28,
characterized,
(T s) has a holding chamber (44) that the heat treatment section (40) for heating the cast component (10) to the target temperature. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 29,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wärmebehandlungseinrichtung (28) eine Eingabekammer (46) und/oder Ausgabekammer (48) aufweist.Plant according to one of claims 20 to 29,
characterized,
that the heat treatment means (28) has an input chamber (46) and / or dispensing chamber (48). Anlage nach einem der Ansprüche 28 bis 30,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kammern (42, 44, 46, 48) der Wärmebehandlungseinrichtung (28) durch jeweilige Schleusen (50) voneinander bzw. von Außen getrennt sind.Plant according to one of Claims 28 to 30, characterized
characterized,
in that the chambers (42, 44, 46, 48) of the heat treatment device (28) are separated from each other by respective locks (50). Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 31,
dadurch gekennzeichnet,
dass diese zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19 ausgebildet ist.Plant according to one of claims 20 to 31,
characterized,
that it is designed to carry out a method according to one of claims 1 to 19.
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