EP2332671A1 - Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils - Google Patents

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Publication number
EP2332671A1
EP2332671A1 EP10008638A EP10008638A EP2332671A1 EP 2332671 A1 EP2332671 A1 EP 2332671A1 EP 10008638 A EP10008638 A EP 10008638A EP 10008638 A EP10008638 A EP 10008638A EP 2332671 A1 EP2332671 A1 EP 2332671A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
core body
temperature
casting
light metal
motor vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10008638A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Jürgen Dr. Neumannn
Hans Joachim Horenkamp
Wolfram Linnig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Benteler Automobiltechnik GmbH
Original Assignee
Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Benteler Automobiltechnik GmbH filed Critical Benteler Automobiltechnik GmbH
Publication of EP2332671A1 publication Critical patent/EP2332671A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/101—Permanent cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/002—Hybrid process, e.g. forging following casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/04—Casting in, on, or around objects which form part of the product for joining parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
    • B22D21/04—Casting aluminium or magnesium

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a motor vehicle component, in particular a chassis component.
  • Cobapressclar This is a cast forging process in which a cast billet is reforged once.
  • the so-called counter-pressure casting is also used in the production of suspension components.
  • an overpressure is generated during the solidification phase of the light metal casting in the mold (mold).
  • the EP 0 315 566 B1 discloses a method of making a ceramic-metal composite and such a composite body. For the manufacture of a ceramic article is formed, which is provided on at least part of its surface with a coating material. Then the object is covered with a molten metal. The molten metal is then solidified to obtain the ceramic-metal composite.
  • the coating consists of burnt plaster with filler material.
  • the DE 199 29 761 A1 as well as the DE 199 18 908 A1 disclose a core for cast components and a manufacturing process therefor.
  • Light metal or light metal alloys are becoming increasingly important as a lightweight construction material in automotive engineering, especially with regard to lightweight chassis components. Due to the lower modulus of elasticity compared to steel, the necessary component rigidities require special shell-like structures in order to realize the lightweight potentials of the light metal materials.
  • the shell-like structures are produced by the fact that instead of forged blanks with full cross section of extruded profiles in drop forging or in the form of near-net shape castings with full cross section in the Cobapress compiler as Schmiederohlinge component-shaped castings with core bodies made of special, ultra-light, heat-resistant and thermally resistant materials - so-called hybrid cores , which remain as permanent cores in the chassis part and endure the subsequent drop forging processes, heat treatments, mechanical processing and the stresses as a motor vehicle component, in particular chassis component.
  • the basic components for core bodies of the prior art are sands as refractory fillers (85-98%), a binder (2-10%) and optionally a hardener.
  • the binders are organic (synthetic resin based) or inorganic (clay, water glass) natural.
  • the most used Synthetic resin binders are phenolic and furan resins.
  • the development of new inorganic binder systems is well advanced and in industrial testing.
  • the basic principle of these core bodies is the highest possible compression or compression, whereby air inclusions are reduced purely mechanically.
  • the spaces between the compacted sands and fillers are filled with suitable binders so that only minimal, unavoidable air pockets remain in the core bodies.
  • these solutions inevitably lead to an increased density of the core material, which is usually much higher than that of light metal, such as aluminum. Accordingly, the weight of the core body is correspondingly high.
  • Non-compacted core bodies have a high porosity with corresponding air inclusions.
  • these air pockets are heated and expanded accordingly. From those surface areas of the core body, which are not yet enclosed by the liquid light metal, the heating air from the porosities can still escape via the vent and feed openings of the casting system.
  • the core bodies are enclosed by liquid light metal, the expanded air can only escape through the solidifying casting and / or forms pore-like air inclusions of different characteristics during solidification in the casting.
  • Such porosities due to core outgassing are undesirable and must be minimized as they adversely affect the mechanical properties and quality of the castings.
  • the invention is based on the object of providing a method for producing qualitatively improved, lightweight construction and heavy-duty motor vehicle components, in particular chassis components.
  • core body prefabricated bodies made of lightweight, heat-resistant and thermally resistant, mineral materials are used.
  • the core body must withstand the subsequent drop forging processes, heat treatments, mechanical processing and the stresses in the motor vehicle and remain as a permanent core in the motor vehicle component.
  • the sponge-like porous and comparatively very high air fractions containing core body are prepared so that they do not outgas as much as possible during the casting process and the solidification, i. at the high casting temperatures do not give off gas to the casting material. In this way, the negative-acting porosity in the casting can be avoided.
  • the invention provides to heat the core body so that the air or gas fraction is expelled in the pores of the core body. Subsequently, the core body with a light metal casting, in particular cast aluminum, cast around and produced in this way a blank. This blank is processed by forging and so formed the motor vehicle component.
  • the core bodies are heated to a temperature at which most of the gas present in the core body is expelled, at least. Depending on the material of the core body and porosity, the heating is carried out to a temperature between 100 ° C and 800 ° C, in particular to a temperature between 300 ° C and 700 ° C.
  • the core body is heated to a temperature which, with a deviation of +/- 100 ° C corresponds to the temperature of the light metal casting, which has the light metal casting during the casting of the core body.
  • the outer shell of the forging blank and the motor vehicle component formed therefrom consists of light metal casting.
  • aluminum or aluminum alloys or magnesium or magnesium alloys are used.
  • a core body of a mineral material used which is more heat resistant and lighter than the material of the outer body made of light metal casting.
  • the heat or temperature resistance is such that the core body can be embedded in molten hot light metal casting.
  • Aluminum or aluminum alloys have a specific gravity of about 2.7 g / cm 3 and a melting point of about 660 ° C.
  • Magnesium or magnesium alloys have a specific gravity of about 1.7 g / cm 3 and a melting point of about 650 ° C.
  • a material is used as the core body with a fire resistance to temperatures of 800 ° C and higher, in particular a melting point between 1300 ° C and 1400 ° C.
  • vermiculite is vermiculite.
  • the blanks produced according to the invention are used as forging blanks for the subsequent forging process, in which by appropriate degrees of deformation a reliable elimination of the porosities by Swallowing and merging takes place. Due to the thermal pretreatment, the porosity was minimized to the extent possible to ensure the desired high and stable mechanical characteristics for the intended use of the finished forgings, in particular as safety parts in chassis.
  • the solution of the present invention is to heat the finished shaped core bodies to a suitable preheating temperature, preferably immediately prior to positioning in the mold, whereby the gases contained can expand and escape from the core before the casting takes place.
  • a suitable preheating temperature preferably immediately prior to positioning in the mold, whereby the gases contained can expand and escape from the core before the casting takes place.
  • the preheating temperatures are in detail on the concrete technological conditions such as casting temperature, type of mold, e.g. Mold or sand, the cycle time of the casting process, in particular the time between preheating and casting and other relevant factors interpret.
  • the preheating of the core body can be done in separate, the casting process spatially and temporally suitably upstream ovens or other suitable heating devices. But it can also be done directly during the positioning or already in position of the core body to the molds by means of suitable heat radiators, heat hoods, etc. Depending on the specific technological conditions, preheating temperatures between 300 ° C and 700 ° C, but occasionally also lower or higher, are to be expected.
  • the core body before or after heating with a seal is provided.
  • the core bodies can be provided with a coating before or after the heating. This is called surface preparation.
  • the degasification is prevented by sealing by suitable means, e.g. Water glass, the gas leakage from the hybrid core prevented or hindered to a tolerable extent.
  • suitable means e.g. Water glass
  • the sealing may take place on the cold or preheated core body.
  • a surface roughening coating may be carried out in the form of carbon black on the surface of the core body.
  • these soot deposits smooth the core surface and, on the other hand, because of the high carbon content, they produce separating effects compared to liquid aluminum.
  • the technically usable effects would be a quality-relevant smoothing of the surfaces, improvement of the lubricity compared to the flowing light metal during the casting phase as well as the easier separability of unavoidable outgassing from the hybrid core surface. Due to the easier separability of any outgassing in the form of bubbles etc. from the core surface, they can quite quickly be washed away in the liquid phase of the light metal and flowed out of the casting into the feeder and vent areas.
  • the degassing of the porous core body is minimized. This is done by a thermal preparation. In addition, a sealing preparation and / or surface preparation can take place.
  • the core body treated according to the invention are cast in a light metal casting and embedded in these. The blanks produced in this way are formed by forging into motor vehicle components.
  • the core bodies are arranged in particular in those component areas of the later motor vehicle component, which should have a lower strength with the same or higher stiffness than another component area.
  • the positioning of the core body takes place in adaptation to the later loads of the finished motor vehicle component.
  • the core bodies are provided where primarily higher stiffness and not maximum strength is required. In coordination with the component properties and their contour, the positioning of the core body already takes place in the blank.
  • the forging technology for example, by swaging, is specifically designed so that when forging defined densifications of the light metal material and the core body done, with the required mechanical properties of the motor vehicle component can be achieved or adjusted.
  • the temperatures are defined by the forging process. In practice, forging temperatures between 400 ° C and 600 ° C are assumed.
  • the forging technology processing of the blank can be carried out following the casting production of the blank using the heat from the casting process. In principle, however, a cooled blank for the forging process can be heated to forging temperature.
  • the method according to the invention is suitable for the production of suspension components.
  • suspension components Such areas of a chassis component in which the highest Festigekeiten are required, are carried out, as usual, with a solid cross-section.
  • the material gets in the forging in these Component areas by appropriate material flow and material compaction highest strengths.
  • the invention provides highly stressed motor vehicle components, in particular suspension components, with yield strengths of 280 MPa and more at elongations at break of about 10%, which are reduced in weight compared to comparable conventional motor vehicle components.
  • the weight of the motor vehicle components can be reduced with the method according to the invention over the prior art. This is not only a major factor in reducing manufacturing costs, but also an important contribution to reducing chassis masses, especially unsprung masses, which have a high impact on fuel economy and ride comfort.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Kraftfahrzeugbauteilen, insbesondere Fahrwerksbauteilen. Ein mineralischer Kernkörper aus Silikat wird auf eine Vorwärmtemperatur erwärmt und im Kernkörper enthaltene Gase ausgetrieben. Anschließend wird der Kernkörper mit Leichtmetallguss umgossen und der so hergestellte Rohling schmiedetechnisch bearbeitet und das Kraftfahrzeugbauteil geformt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils, insbesondere eines Fahrwerksbauteils.
  • Derzeit ist es üblich, hochbeanspruchten Fahrwerksbauteile im Gesenkschmiedeverfahren aus vorgeformten Schmiederohlingen auf Basis von Strangpressprofilen herzustellen. Zum Stand der Technik in diesem Zusammenhang zählt das so genannte Cobapressverfahren. Hierbei handelt es sich um ein Guß-Schmiedeverfahren, bei dem ein gegossener Rohling einmalig nachgeschmiedet wird.
  • Auch das so genannte Gegendruckgießen kommt bei der Herstellung von Fahrwerksbauteilen zur Anwendung. Beim Gegendruckverfahren wird während der Erstarrungsphase des Leichtmetallgusses in der Gießform (Kokille) ein Überdruck erzeugt.
  • Die EP 0 315 566 B1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Metall-Verbundkörpers und einen solchen Verbundkörper. Zur Herstellung wird ein keramischer Gegenstand geformt, der auf zumindest einen Teil seiner Oberfläche mit einem Überzugsmaterial versehen wird. Anschließend wird der Gegenstand mit einem schmelzflüssigen Metall umgossen. Das schmelzflüssige Metall wird danach verfestigt, um den Keramk-Metall-Verbundkörper zu erhalten. Der Überzug besteht aus gebranntem Gips mit Füllstoffmaterial.
  • Die DE 199 29 761 A1 ebenso wie die DE 199 18 908 A1 offenbaren einen Kern für in Gusstechnik hergestellte Bauteile und ein Herstellverfahren dazu.
  • Leichtmetall bzw. Leichtmetalllegierungen, allen voran Aluminium, gewinnen im Automobilbau als Leichtbauwerkstoff zunehmend an Bedeutung, insbesondere im Hinblick auf leichtbauende Fahrwerksbauteile. Auf Grund des gegenüber Stahl geringeren Elastizitätsmoduls erfordern die nötigen Bauteilsteifigkeiten besondere hüllenartige Strukturen, um die Leichtbaupotentiale der Leichtmetallwerkstoffe zu realisieren.
  • Die hüllenartigen Strukturen werden dadurch erzeugt, dass anstelle der Schmiederohlinge mit Vollquerschnitt aus Strangpressprofilen beim Gesenkschmieden oder in Form von endformnahen Gussteilen mit Vollquerschnitt beim Cobapressverfahren als Schmiederohlinge bauteilabhängig geformte Gussteile mit Kernkörpern aus speziellen, ultraleichten, hitzefesten und thermisch beständigen Werkstoffen hergestellt werden - so genannte Hybridkerne, die als Dauerkerne im Fahrwerksteil verbleiben und die nachfolgenden Gesenkschmiedeprozesse, Wärmebehandlungen, mechanischen Bearbeitungen sowie die Beanspruchungen als Kraftfahrzeugbauteil, insbesondere Fahrwerksbauteil aushalten.
  • Die Grundkomponenten für Kernkörper nach dem Stande der Technik sind Sande als feuerfeste Füllstoffe (85-98%), ein Binder (2-10%) und gegebenenfalls ein Härter. Die Binder sind organischer (auf Kunstharzbasis) oder anorganischer (Tone, Wasserglas) Natur. Die meist verwendeten Kunstharzbinder sind Phenol- und Furanharze. Die Entwicklung neuer anorganischer Bindersysteme ist weit fortgeschritten und in industrieller Erprobung. Grundprinzip dieser Kernkörper ist eine möglichst hohe Komprimierung bzw. Verdichtung, wodurch Lufteinschlüsse rein mechanisch reduziert werden. Die Zwischenräume zwischen den verdichteten Sanden und Füllstoffen werden mit geeigneten Bindemitteln gefüllt, so dass in den Kernkörpern nur minimal, nicht zu vermeidende Lufteinschlüsse verbleiben. Diese Lösungen führen jedoch zwangsläufig zu einer erhöhten Dichte des Kernmaterials, die üblicherweise deutlich höher ist als die von Leichtmetall, beispielsweise Aluminium. Entsprechend hoch ist dann auch das Gewicht der Kernkörper.
  • Für den Einsatz in Kraftfahrzeugbauteilen ist dieser Weg nach dem Stande der Technik nachteilig, da die Dichte der Hybridkerne so gering wie möglich, auf alle Fälle signifikant unter der des verwendeten Leichtmetalls bzw. der Leichtmetalllegierung liegen sollte, um die angestrebten Leichtbaueffekte der Kraftfahrzeugbauteile in Hybridkern-Schmiedetechnologie zu erreichen.
  • Nicht verdichtete Kernkörper weisen eine hohe Porosität mit entsprechenden Lufteinschlüssen auf. Beim Vergießen dieser Kernkörper mit den üblichen Gießtemperaturen von ca. 680 °C bis ca. 780 °C werden diese Lufteinschlüsse entsprechend erhitzt und expandieren. Aus denjenigen Oberflächenbereichen der Kernkörper, die noch nicht vom flüssigen Leichtmetall umschlossen sind, kann die sich erhitzende Luft aus den Porositäten noch über das Entlüftungsund Speiseröffnungen des Gießsystems entweichen. Sind die Kernkörper jedoch von flüssigem Leichtmetall umschlossen, kann die expandierte Luft nur durch den erstarrenden Guss austreten und/oder bildet während der Erstarrung im Gussteil porenartige Lufteinschlüsse unterschiedlicher Ausprägung. Derartige Porositäten infolge der Kernausgasung sind unerwünscht und müssen möglichst minimierte werden, da sie die mechanischen Eigenschaften und Qualität der Gussteile äußerst negativ beeinflussen.
  • Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung von qualitativ verbesserten, leichtbauenden und hochbeanspruchbaren Kraftfahrzeugbauteilen, insbesondere Fahrwerksbauteilen, zu schaffen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1.
  • Als Kernkörper kommen vorkonfektionierte Körper aus leichten, hitzefesten und thermisch beständigen, mineralischen Werkstoffen zum Einsatz. Für die Praxis besonders geeignet werden Kernkörper aus einem Silikat angesehen, insbesondere einem Aluminium-Eisen-Magnesium-Silikat. Die Kernkörper müssen die nachfolgenden Gesenkschmiedeprozesse, Wärmebehandlungen, mechanische Bearbeitungen sowie die Beanspruchungen im Kraftfahrzeug aushalten und verbleiben als Dauerkern im Kraftfahrzeugbauteil.
  • Erfindungsgemäß werden die in der Regel schwammartig porösen und vergleichsweise sehr hohe Luftanteile enthaltenden Kernkörper so präpariert, dass sie während des Gießprozesses und der Erstarrung soweit wie möglich nicht ausgasen, d.h. bei den hohen Gießtemperaturen kein Gas an das Gussmaterial abgeben. Auf diese Weise können die negativ wirkenden Porositäten im Gussteil vermieden werden.
  • Die Erfindung sieht vor, die Kernkörper so zu erwärmen, dass der Luft- bzw. Gasanteil in den Poren des Kernkörpers ausgetrieben wird. Anschließend werden die Kernkörper mit einem Leichtmetallguss, insbesondere Aluminiumguss, umgossen und auf diese Weise ein Rohling erzeugt. Dieser Rohling wird schmiedetechnisch bearbeitet und so das Kraftfahrzeugbauteil geformt.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen die Patentansprüche 2 bis 10 auf.
  • Die Kernkörper werden bis zu einer Temperatur erwärmt, bei der im Kernkörper vorhandenes Gas zumindest zum überwiegenden Teil ausgetrieben wird. Je nach Werkstoff des Kernkörpers und Porosität wird die Erwärmung bis auf eine Temperatur zwischen 100°C und 800°C, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 300°C und 700°C durchgeführt.
  • Vorzugsweise wird der Kernkörper auf eine Temperatur erwärmt, welche mit einer Abweichung von +/- 100°C der Temperatur des Leichtmetallgusses entspricht, die der Leichtmetallguss beim Umgießen des Kernkörpers hat.
  • Die äußere Hülle des Schmiederohlings und des hieraus gebildeten Kraftfahrzeugbauteils besteht aus Leichtmetallguss. Hierbei kommen insbesondere Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen oder Magnesium oder Magnesiumlegierungen zur Anwendung.
  • Wie bereits ausgeführt, kommen als Kernkörper aus einem mineralischen Material zum Einsatz, das wärmebeständiger und leichter ist als der Werkstoff des äußeren Grundkörpers aus Leichtmetallguss. Die Hitze- bzw. Temperaturbeständigkeit ist derart, dass der Kernkörper in schmelzflüssigem heißem Leichtmetallguss eingebettet werden kann. Aluminium oder Aluminiumlegierungen besitzen ein spezifisches Gewicht von etwa 2,7 g/cm3 und einen Schmelzpunkt von etwa 660 °C. Magnesium oder Magnesiumlegierungen weisen ein spezifisches Gewicht von etwa 1,7 g/cm3 und einen Schmelzpunkt von ca. 650 °C auf. Vorzugsweise kommt daher ein Material als Kernkörper zum Einsatz mit einer Feuerbeständigkeit gegenüber Temperaturen von 800 °C und höher, insbesondere einem Schmelzpunkt zwischen 1.300 °C und 1.400 °C. In diesem Zusammenhang ist insbesondere an Werkstoffe auf Basis von expandierenden Tonmineralien gedacht. Ein solcher Werkstoff ist Vermiculite.
  • Die erfindungsgemäß hergestellten Rohlinge werden als Schmiederohlinge für den anschließenden Schmiedeprozess verwendet, bei dem durch entsprechende Umformgrade eine sichere Eliminierung der Porositäten durch Verdrücken und Verschmelzen erfolgt. Durch die thermische Vorbehandlung wurde die Porosität zur Gewährleistung der angestrebten hohen und stabilen mechanischen Kennwerte für den vorgesehenen Einsatz der Fertigschmiedeteile, insbesondere als Sicherheitsteile in Fahrwerken, soweit wie möglich minimiert.
  • Um das unerwünschte Ausgasen der porösen, hochgradig lufthaltigen Kernkörper zu minimieren besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, die fertig geformten Kernkörper vorzugsweise unmittelbar vor dem Positionieren in der Gießform auf eine geeignete Vorwärmtemperatur zu erhitzen, wodurch die enthaltenden Gase expandieren und aus dem Kern entweichen können, bevor das Gießen erfolgt. Somit wird die Gefahr des Gasaustritts aus den Kernkörpern in den flüssigen oder erstarrenden Leichtmetallguss und damit die Bildung von unerwünschten und nachhaltigen Porositäten im Guss reduziert. Die Vorwärmtemperaturen sind dabei im Detail von den konkreten technologischen Gegebenheiten wie Gießtemperatur, Art der Gussform, z.B. Kokille oder Sand, der Taktzeit des Gießprozesses, insbesondere der Zeit zwischen Vorwärmen und Gießen und weiteren relevanten Faktoren auszulegen.
  • Das Vorwärmen der Kernkörper kann dabei in gesonderten, dem Gießprozess räumlich und zeitlich in geeigneter Weise vorgelagerten Öfen bzw. anderen geeigneten Aufheizvorrichtungen erfolgen. Es kann aber auch direkt während des Positionierens oder bereits in positionierter Lage der Kernkörper zu den Gießformen mittels geeigneter Wärmestrahler, Wärmehauben usw. erfolgen. Je nach den konkreten technologischen Bedingungen ist mit Vorwärmtemperaturen zwischen 300° C und 700°C, fallweise aber auch darunter oder darüber zu rechnen.
  • Neben dieser thermischen Präparation der Kernkörper können zusätzliche Maßnahmen zur Präparation zwecks Verhütung der Ent- bzw. Ausgasung während des Gießens und Erstarrens durchgeführt werden. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass der Kernkörper vor oder nach dem Erwärmen mit einer Versiegelung vorgesehen wird. Im Rahmen der Erfindung wird in diesem Zusammenhang von einer Versiegelungspräparation gesprochen. Weiterhin können die Kernkörper vor oder nach dem Erwärmen mit einer Beschichtung versehen werden. Dies wird als Oberflächenpräparation bezeichnet.
  • Bei der Versiegelungspräparation wird das Entgasen dadurch verhindert wird, dass durch die Versiegelung mit geeigneten Mitteln, z.B. Wasserglas, der Gasaustritt aus dem Hybridkern verhindert bzw. in erträglichem Maße behindert wird. Die Versiegelung kann je nach technologischen Bedingungen am kalten oder vorgewärmten Kernkörper erfolgen.
  • In Kombination mit der thermischen Präparation kann als Oberflächenpräparation eine Beschichtung in Form eines Verrußens der Oberfläche der Kernkörper erfolgen. Dabei wird z.B. durch ein übersättigtes Gasgemisch beim Vorwärmen der Hybridkerne mit Gasflammen gezielte eine Rußablagerung auf der Kernoberfläche erzeugt. Diese Rußablagerungen glätten einerseits die Kernoberfläche und erzeugen andererseits aufgrund des hohen Kohlenstoffgehaltes trennende Wirkungen gegenüber dem flüssigen Aluminium. Die technisch nutzbaren Wirkungen wäre eine qualitätsrelevante Glättung der Oberflächen, Verbesserung der Gleitfähigkeit gegenüber dem fließenden Leichtmetall während der Gießphase sowie die leichtere Trennfähigkeit von nicht vermeidbaren Ausgasungen von der Hybridkernoberfläche. Durch die leichtere Trennungsfähigkeit eventueller Ausgasungen in Form von Bläschen usw. von der Kernoberfläche können diese recht schnell noch in der flüssigen Phase des Leichtmetalls mit abgeschwemmt und aus dem Gußteil heraus in die Speiser- und Entlüftungsbereiche abgeströmt werden.
  • Durch geschickte Doppel- oder Mehrfachnutzung der bei den Gießprozessen ohnehin anfallenden Wärme, Abwärme usw. können mittels entsprechender Anlagen usw. die zusätzlichen Wärmemengen für das Vorwärmen auf ein Mindestmaß kostenmäßig optimal reduziert werden.
  • Erfindungsgemäß wird das Entgasen der porösen Kernkörper minimiert. Dies erfolgt durch eine thermische Präparation. Zusätzlich kann eine Versiegelungspräparation und/oder Oberflächenpräparation erfolgen. Die erfindungsgemäß behandelten Kernkörper werden mit einem Leichtmetallguss umgossen und in diesen eingebettet. Die so erzeugten Rohlinge werden schmiedetechnisch zu Kraftfahrzeugbauteilen umgeformt.
  • Die Kernkörper werden insbesondere in solchen Bauteilbereichen des späteren Kraftfahrzeugbauteils angeordnet, welche gegenüber einem anderen Bauteilbereich eine geringere Festigkeit bei gleicher oder höherer Steifigkeit besitzen sollen. Die Positionierung der Kernkörper erfolgt in Anpassung auf die späteren Belastungen des fertigen Kraftfahrzeugbauteils. Die Kernkörper werden dort vorgesehen, wo primär höhere Steifigkeiten und nicht Höchstfestigkeiten erforderlich sind. In Abstimmung auf die Bauteileigenschaften und deren Kontur erfolgt die Positionierung der Kernkörper bereits im Rohling. Die schmiedetechnische Bearbeitung, beispielsweise durch Gesenkformen, wird gezielt so ausgeführt, dass beim Schmieden definierte Verdichtungen des Leichtmetallwerkstoffes und des Kernkörpers erfolgen, mit der die geforderten mechanischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugbauteils erreicht bzw. eingestellt werden. Die Temperaturen werden durch den Schmiedeprozess definiert. In der Praxis ist von Schmiedetemperaturen zwischen 400°C und 600°C auszugehen. Die schmiedetechnische Bearbeitung des Rohlings kann im Anschluss an die gießtechnische Herstellung des Rohlings unter Nutzung der aus dem Gießprozess stammenden Wärme erfolgen. Grundsätzlich kann aber auch ein abgekühlter Rohling für den Schmiedevorgang auf Schmiedetemperatur erwärmt werden.
  • Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung von Fahrwerksbauteilen geeignet. Solche Bereiche eines Fahrwerksbauteils in denen höchste Festigekeiten gefordert sind, werden, wie üblich, mit Vollquerschnitt ausgeführt. Der Werkstoff erhält beim Schmieden in diesen Bauteilbereichen durch entsprechenden Materialfluss und Materialverdichtung höchste Festigkeiten.
  • Es können je nach Anforderungen gezielt unterschiedliche Eigenschaften in Fahrwerksbauteile eingebracht werden, je nach Positionierung und Auslegung der Kernkörper, der Bereiche mit Vollquerschnitt des Fahrwerksbauteils sowie der Einstellung des schmiedeüblichen Verformungsgrades und des Fließverhaltens des Schmiederohlings beim Schmieden. In Abhängigkeit von der Einstellung der mechanischen Eigenschaften bzw. der Dichte der Kernkörper vor und nach dem Schmieden kann eine zusätzliche innere Stützwirkung und Steifigkeitserhöhung auch im Bereich der Kernkörper im Fahrwerksbauteil bewirkt werden.
  • Die Erfindung schafft hoch beanspruchbare Kraftfahrzeugbauteile, insbesondere Fahrwerksbauteile, mit Streckgrenzen von 280 MPa und mehr bei Bruchdehnungen von etwa 10 %, die gegenüber vergleichbaren herkömmlichen Kraftfahrzeugbauteilen gewichtsmäßig reduziert sind. Trotz gleicher Steifigkeiten kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber dem Stand der Technik das Gewicht der Kraftfahrzeugbauteile reduziert werden. Dies ist nicht nur ein wesentlicher Faktor bei der Reduzierung der Herstellungskosten, sondern auch ein wichtiger Beitrag zur Reduzierung von Fahrwerksmassen, insbesondere der ungefederten Massen, die hohen Einfluss auf die Verbrauchswerte und den Fahrkomfort haben.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteil, insbesondere eines Fahrwerksbauteils, gekennzeichnet t durch folgende Schritte:
    - Bereitstellen eines mineralischen Kernkörpers;
    - Erwärmen des Kernkörpers;
    - Umgießen des Kernkörpers mit Leichtmetallguss und Erzeugung eines Rohlings;
    - Schmiedetechnische Bearbeitung des Rohlings und Formung des Kraftfahrzeugbauteils.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernkörper bis zu einer Temperatur erwärmt wird, bei der im Kernkörper vorhandenes Gas zumindest zum überwiegenden Teil ausgetrieben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung bis auf eine Temperatur zwischen 100°C und 800°C, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 300°C und 700°C, durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernkörper auf eine Temperatur erwärmt wird, welche mit einer Abweichung von +/- 100° C der Temperatur des Leichtmetallguss entspricht, die der Leichtmetallguss beim Umgießen des Kernkörpers hat.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernkörper vor oder nach dem Erwärmen mit einer Versiegelung versehen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernkörper vor oder nach dem Erwärmen mit einer Beschichtung versehen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kernkörper aus einem Silikat, insbesondere Aluminium-Eisen-Magnesium-Silikat, eingesetzt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leichtmetallguss aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung oder Magnesium bzw. einer Magnesiumlegierung verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte und/oder die Festigkeit des Kernkörpers beim Schmiedevorgang eingestellt werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die schmiedetechnische Bearbeitung des Rohlings bei einer Temperatur zwischen 400 °C und 600 °C durchgeführt wird.
EP10008638A 2009-11-24 2010-08-19 Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils Withdrawn EP2332671A1 (de)

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DE200910054315 DE102009054315A1 (de) 2009-11-24 2009-11-24 Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils

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EP2332671A1 true EP2332671A1 (de) 2011-06-15

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2617502A3 (de) * 2012-01-20 2017-07-12 Martinrea Honsel Germany GmbH Verfahren zur Herstellung eines mit einem Hohlraum versehenen Leichtmetall-Bauteils
CN108057841A (zh) * 2017-12-29 2018-05-22 江门市双键实业有限公司 一种防铸件脉纹的水基涂料及其制备方法
CN115178697A (zh) * 2022-07-11 2022-10-14 武汉中誉鼎力智能科技有限公司 一种钢铝混合锻压成形的加热方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011077711A1 (de) * 2011-06-17 2012-12-20 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Gießwerkzeug und Verfahren zur Herstellung eines Gießwerkzeugs

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2454979A1 (de) * 1974-01-07 1975-07-17 Evans Prod Co Verfahren zur herstellung von keine nachbearbeitung erfordernden stahlgusstuecken
EP0119365A1 (de) * 1983-03-14 1984-09-26 Thomas Di Serio Verfahren zur Herstellung von Stücken aus Aluminium oder Aluminiumlegierung
EP0315566B1 (de) 1987-11-03 1993-06-16 Lanxide Technology Company, Lp. Nachgiebige Schicht für Kompositkörper
WO1998047721A1 (en) * 1997-04-21 1998-10-29 Hayes Lemmerz International, Inc. Process for forging a near net wheel casting
DE19918908A1 (de) 1999-04-26 2000-11-02 Fraunhofer Ges Forschung Kern für in Gußtechnik hergestellte Bauteile und Herstellverfahren dazu
DE19929761A1 (de) 1999-06-29 2001-01-04 Fraunhofer Ges Forschung Kern für in Gußtechnik hergestellte Bauteile und Herstellverfahren dazu
EP1213367A1 (de) * 2000-11-17 2002-06-12 Process Conception Ingenierie S.A. Verfahren zur Herstellung von Gussteilen aus Leichtmetall-Legierungen mit Kühlung vor dem Pressen
US20030010412A1 (en) * 2001-04-09 2003-01-16 Asahi Tec Corporation Aluminum alloy for casting-forge, and aluminum casting forged product and manufacturing method therefor
WO2006042350A1 (de) * 2004-10-21 2006-04-27 Austria Alu-Guss Gesellschaft M.B.H. Giesswerkzeug und verfahren zur herstellung von aus leichtmetalllegierungen gegossenen werkstücken
WO2009006939A1 (de) * 2007-07-09 2009-01-15 Bharat Forge Aluminiumtechnik Gmbh & Co. Kg Giessen-schmieden von knetlegierungen

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2454979A1 (de) * 1974-01-07 1975-07-17 Evans Prod Co Verfahren zur herstellung von keine nachbearbeitung erfordernden stahlgusstuecken
EP0119365A1 (de) * 1983-03-14 1984-09-26 Thomas Di Serio Verfahren zur Herstellung von Stücken aus Aluminium oder Aluminiumlegierung
EP0315566B1 (de) 1987-11-03 1993-06-16 Lanxide Technology Company, Lp. Nachgiebige Schicht für Kompositkörper
WO1998047721A1 (en) * 1997-04-21 1998-10-29 Hayes Lemmerz International, Inc. Process for forging a near net wheel casting
DE19918908A1 (de) 1999-04-26 2000-11-02 Fraunhofer Ges Forschung Kern für in Gußtechnik hergestellte Bauteile und Herstellverfahren dazu
DE19929761A1 (de) 1999-06-29 2001-01-04 Fraunhofer Ges Forschung Kern für in Gußtechnik hergestellte Bauteile und Herstellverfahren dazu
EP1213367A1 (de) * 2000-11-17 2002-06-12 Process Conception Ingenierie S.A. Verfahren zur Herstellung von Gussteilen aus Leichtmetall-Legierungen mit Kühlung vor dem Pressen
US20030010412A1 (en) * 2001-04-09 2003-01-16 Asahi Tec Corporation Aluminum alloy for casting-forge, and aluminum casting forged product and manufacturing method therefor
WO2006042350A1 (de) * 2004-10-21 2006-04-27 Austria Alu-Guss Gesellschaft M.B.H. Giesswerkzeug und verfahren zur herstellung von aus leichtmetalllegierungen gegossenen werkstücken
WO2009006939A1 (de) * 2007-07-09 2009-01-15 Bharat Forge Aluminiumtechnik Gmbh & Co. Kg Giessen-schmieden von knetlegierungen

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BOUVIER V ET AL: "Le procédé COBAPRESS: un procédé d'une expérience de vingt cinq ans, qui a de beaux jours devant /// The COBAPRESS process: a process rich of a twenty-five years experience, with a bright future", HOMMES ET FONDERIE,, vol. 378, 1 January 2007 (2007-01-01), pages 10 - 16, XP009139338 *
LE BORGNE M ET AL: "LE PROCEDE COBAPRESS: EXEMPLES D'APPLICATIONS AUTOMOBILES", INGENIEURS DE L'AUTOMOBILE, EDITIONS VB, GARCHES, FR, no. 703, 1 March 1996 (1996-03-01), pages 66 - 68,70, XP000582691, ISSN: 0020-1200 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2617502A3 (de) * 2012-01-20 2017-07-12 Martinrea Honsel Germany GmbH Verfahren zur Herstellung eines mit einem Hohlraum versehenen Leichtmetall-Bauteils
CN108057841A (zh) * 2017-12-29 2018-05-22 江门市双键实业有限公司 一种防铸件脉纹的水基涂料及其制备方法
CN115178697A (zh) * 2022-07-11 2022-10-14 武汉中誉鼎力智能科技有限公司 一种钢铝混合锻压成形的加热方法
CN115178697B (zh) * 2022-07-11 2023-02-03 武汉中誉鼎力智能科技有限公司 一种钢铝混合锻压成形的加热方法

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