EP2371983A1 - Method for heat treating a moulded component and moulded component produced using the method - Google Patents

Method for heat treating a moulded component and moulded component produced using the method Download PDF

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Publication number
EP2371983A1
EP2371983A1 EP10157739A EP10157739A EP2371983A1 EP 2371983 A1 EP2371983 A1 EP 2371983A1 EP 10157739 A EP10157739 A EP 10157739A EP 10157739 A EP10157739 A EP 10157739A EP 2371983 A1 EP2371983 A1 EP 2371983A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wall
heat treatment
cast component
inductor
heat
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Withdrawn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
EP10157739A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Dassler
Sebastien Nisslé
Ignaz Huber
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.)
Georg Fischer Verwaltungs-GmbH
Original Assignee
Georg Fischer Verwaltungs-GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Georg Fischer Verwaltungs-GmbH filed Critical Georg Fischer Verwaltungs-GmbH
Priority to EP10157739A priority Critical patent/EP2371983A1/en
Publication of EP2371983A1 publication Critical patent/EP2371983A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Definitions

  • the invention relates to a method for the tempering of a cast component having at least one wall, in particular of light metal, preferably cast aluminum component or aluminum alloy casting component, wherein the cast component is heat-treated at least locally after casting.
  • the invention is therefore based on the object to improve a quenching of cast components by heat treatment.
  • the heat treatment is carried out inductively by means of at least one, at least a portion of the wall oppositely disposed inductor.
  • a powered with electric current inductor allows a very targeted and precise heat treatment in With respect to the setting and keeping constant or desired wandering of the heat treatment temperature, wherein in the case of local heat treatment areas a very sharp demarcation to adjacent, not heat treated areas due to the inductor and the associated inductive heat treatment is feasible.
  • the temperature control can be controlled very precisely by adjusting the electrical current of the inductor, as is not possible with the known gas burners.
  • the inductor can be assigned to the heat-treated wall of the cast component precisely precise location, which positioning can be done not only from the outside, but also inside a cast component, if the cast component has, for example, cavities or the like.
  • the operation of the inductor with electric current creates an electromagnetic field that results in eddy currents within the wall of the cast component, thereby causing component heating.
  • the inductor generates an electromagnetic field whose field lines are perpendicular or approximately perpendicular to the wall to be heated or the region of the wall to be heated.
  • an electrical current flowing through the at least one inductor Current is controlled or regulated according to the desired intensity of the heat treatment.
  • a further development of the invention provides that at least one region of the cast component which is not subjected to the heat treatment is cooled at least during the heat treatment.
  • the often good heat conduction in the cast component, in particular in the aluminum cast component or aluminum alloy cast component leads to an increase in temperature in component areas, which is not always desirable. To prevent unwanted heating, cooling takes place in the corresponding area of the cast component.
  • the wall has a front side and a rear side and that at least a region of the front side is inductively heated at least with the said first inductor and that at least one region of the rear side at least with a further, second inductor is heated, wherein the areas are preferably approximately congruent or preferably congruent. Due to this measure, the wall is thus inductively heated from the front and the back for heat treatment, the advantages of inductively operating, electrically powered inductors - as they were already mentioned above - both at the front and on the back of the cast component occur. Due to the bilateral heating, this can be done faster and more homogeneous.
  • the two inductors work congruently, so heat-treat equal and congruent areas of the wall of the workpiece, or offset from each other lie so that different areas are heated and only a certain proportion of the areas is congruent. It can also be provided in particular that the two areas do not coincide, ie that the front side of the wall of the cast component with the first inductor and that the rear side of the cast component are heated with the second inductor for heat treatment and these areas are not congruent
  • special heat trajectories are achieved with correspondingly desired parameter settings.
  • the heat-treated wall or the heat-treating region of the wall is quenched after the heat treatment.
  • the material parameters can be influenced in the desired manner.
  • the mentioned quenching is preferably carried out by means of at least one gaseous and / or liquid medium.
  • the quenching / cooling takes place by means of at least one medium flow.
  • quenching takes place by means of gas stream cooling, in particular airflow cooling and / or nitrogen stream cooling.
  • the quenching takes place by water shower cooling and / or Wasserbadkühlung.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the heat treatment is carried out in one or two stages.
  • the one-stage heat treatment as solution annealing in particular with temperatures or a temperature in the range of 350 ° C to 550 ° C, or as hot aging, in particular with temperatures or a temperature in the range of 100 ° C to 350 ° C, is performed.
  • the two-stage heat treatment is carried out as first solution heat treatment and then successful aging.
  • the components are therefore first solution-annealed and then warm-outs.
  • the temperature parameters to be set may also, as mentioned above, be from 350 ° C to 550 ° C for solution heat treatment and from 100 ° C to 350 ° C for hot aging.
  • the solution annealing covers only the wall, only the area of the wall or the entire cast component and / or that the thermal aging covers only the wall, only the area of the wall or the entire cast component. Accordingly, by appropriate Kombinatorik the various, above Possibility of an optimal tempering of the cast component can be performed.
  • a development of the invention provides that, in addition to the inductive heat treatment, a furnace heat treatment is carried out.
  • a furnace heat treatment is carried out.
  • the entire cast component is solution-annealed in a heating furnace and then at least one of the walls or an area thereof is induction-hardened, in particular heat-cured, or at least solution-annealed at least one wall or a portion thereof and then the entire component is heated in the heating furnace is outsourced.
  • This procedure corresponds to a multi-stage heat treatment and leads to optimum material properties of the cast component.
  • the wall is a first wall which adjoins at least one second, in particular cooled wall, wherein the heat treatment is carried out in particular only on the first wall.
  • These walls may in particular be angled adjoining walls of the cast component.
  • the wall has a wall thickness of up to 6 mm, in particular in the case of a die cast component, or that the wall has a wall thickness of up to 30 mm, in particular in the case of a sand cast component or chill casting component.
  • For the heat treatment is - according to an embodiment of the invention - provided that it is carried out over a period of 5 to 60 minutes, in particular about 10 minutes. This is especially true for solution heat treatment.
  • aging it is preferable that it be performed over a period of more than 10 minutes.
  • the invention relates to a cast component, which is produced by the aforementioned method.
  • the FIG. 1 shows a casting 1, which has a breakthrough 2.
  • the casting 1 is associated with an inductor 3, such that it faces the casting 1 with a small distance.
  • the inductor 3 has an induction coil through which an electric current flows.
  • an electromagnetic field is generated whose field lines impinge on the casting 1 and thereby heat the casting 1, in particular its wall 4. Since the electric current of the inductor 3 by means of a not shown Control or regulating device can be specified very accurately, the temperature and the time of heating can be met exactly. In particular, it is possible to heat the casting 1 only locally, if desired.
  • a cooling nozzle 5 is used to cool the casting 1, ie it is quenched. As a quenching medium, water is used.
  • the sprays of the water are indicated by the reference numeral 6.
  • the quenching / cooling of the casting 1 is also done very precisely by the temperature of the cooling medium, the amount of cooling medium used and the time of cooling are accurately controlled or regulated.
  • the FIG. 2 shows a casting 1, which is designed trough-shaped.
  • a wall 4 of the casting 1 two inductors 3 are assigned, wherein the one inductor 3 of the front side 7 and facing the inductor 3 of the back 8 of the wall 4.
  • the inductive heat treatment of the casting 1 which is also carried out only locally, for example, as a bottom wall 9 is not subjected to heat treatment.
  • Another wall 10 of the casting 1 is - as described above - heat treated according to two inductors 3. It can be provided that, during the heat treatment of the walls 4 and 10, the bottom wall 9 is cooled by appropriate means, for example by cooling the bottom wall 9 with a medium flow, for example an air flow.
  • the FIG. 3 shows a casting 1, which is formed as a trough, and consists for example of aluminum alloy. It has side walls 11, 12, 13 and 14 and a bottom wall 15.
  • the wall thickness of the side walls 11 to 14 is 3 mm.
  • On the outer sides of the side walls 11 to 14 are integrally molded ribs 16 having a rib height of 10 mm.
  • the wall thickness of the side walls 13 and 14 is also 3 mm; they are formed rib-free.
  • the side walls 11 and 12 are heated to 450 ° C, this heat treatment is carried out with a holding period of 10 minutes. Subsequently, an air cooling takes place.
  • the side walls 13 and 14 are cooled by a cooling method, for example, air cooling, they should not experience direct heating.
  • the 1 FIG. 3 After the heat treatment, it is possible to cast the 1 FIG. 3 to be fed to a hot aging, with temperatures in the range of 100 ° C to 350 ° C are used. Hot aging takes place over a period of more than 10 minutes.

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Abstract

The method for remuneration of aluminum cast component (1) or aluminum alloy cast component having a wall (4, 10), comprises locally heat-treating the cast component after the casting, where the heat treatment step inductively takes place by an inductor (3) arranged opposite to an area of the wall. The inductor produces an electromagnetic field, whose field lines run vertical or around vertical to the wall to be heated or the area of the wall to be treated. An electric current flowing through the inductor is regulated or controlled corresponding to the desired intensity of the heat treatment. The method for remuneration of aluminum cast component (1) or aluminum alloy cast component having a wall (4, 10), comprises locally heat-treating the cast component after the casting, where the heat treatment step inductively takes place by an inductor (3) arranged opposite to an area of the wall. The inductor produces an electromagnetic field, whose field lines run vertical or around vertical to the wall to be heated or the area of the wall to be treated. An electric current flowing through the inductor is regulated or controlled corresponding to the desired intensity of the heat treatment. An area of the cast component not subjected to the heat treatment is cooled during the heat treatment. The wall has a front side and a rear side (8), where an area of the front side is inductively heated with a first inductor and an area of the rear side is heated with a second inductor. The areas are congruent. The heat-treated wall or the heat-treated area of the wall is quenched after the heat treatment. The quenching step takes place by using a gaseous and/or liquid medium. The cooling step takes place using a medium flow. The quenching step takes place by using air flow cooling and/or nitrogen flow cooling, and by water shower cooling and/or water bath cooling. The heat treatment is carried out in single step or in two-step. The single-step heat treatment is carried out as solution glowing with temperatures of 350-550[deg] C or as heat evacuation with temperatures of 100-350[deg] C. The two-step heat treatment is carried out as solution glowing and then subsequently heat evacuation. The solution glowing grasps only the wall, only the area of the wall or the entire cast component and/or the heat evacuation grasps only the wall, only the area of the wall or the entire cast component. An independent claim is included for a cast component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergütung von einem mindestens eine Wandung aufweisenden Gussbauteil, insbesondere aus Leichtmetall, vorzugsweise Aluminiumgussbauteil oder Aluminiumlegierungsgussbauteil, wobei das Gussbauteil nach dem Gießen zumindest lokal wärmebehandelt wird.The invention relates to a method for the tempering of a cast component having at least one wall, in particular of light metal, preferably cast aluminum component or aluminum alloy casting component, wherein the cast component is heat-treated at least locally after casting.

Es ist bekannt, aus Aluminium hergestellte Gussbauteile nach dem Gießen einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Hierzu werden die Gussbauteile von Gasbrennern zur Wärmebehandlung erwärmt, um gewünschte mechanische Eigenschaftsparameter als Vergütung der Gussbauteile einzustellen. Die bisherige Vorgehensweise hat sich bewährt, ist jedoch durchaus verbesserungsbedürftig, weil unter anderem fossile Brennstoffe eingesetzt werden und bei lokalen Erwärmungen die Grenzen der Erwärmungszone relativ breit, also unscharf sind.It is known to subject cast aluminum components to a heat treatment after casting. For this purpose, the cast components are heated by gas burners for heat treatment in order to set desired mechanical property parameters as compensation of the cast components. The previous procedure has proven itself, but is in need of improvement because, inter alia, fossil fuels are used and in local warming, the limits of the warming zone are relatively wide, so blurred.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Vergüten von Gussbauteilen durch Wärmebehandlung zu verbessern.The invention is therefore based on the object to improve a quenching of cast components by heat treatment.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Wärmebehandlung mittels mindestens einem, zumindest einem Bereich der Wandung gegenüberliegend angeordneten Induktor induktiv erfolgt. Ein derartiger, mit elektrischem Strom betriebener Induktor ermöglicht eine sehr gezielte und präzise Wärmebehandlung in Bezug auf das Einstellen und Konstanthalten oder gewünschtem Wandern der Wärmebehandlungstemperatur, wobei im Falle von lokalen Wärmebehandlungsbereichen eine sehr scharfe Abgrenzung zu benachbarten, nicht wärmezubehandelnden Bereichen aufgrund des Induktors und der damit einhergehenden induktiven Wärmebehandlung realisierbar ist. Die Temperatursteuerung lässt sich durch Einstellen des elektrischen Stroms des Induktors ausgesprochen präzise kontrollieren, so wie dies bei den bekannten Gasbrennern nicht möglich ist. Der Induktor lässt sich der wärmezubehandelnden Wandung des Gussbauteils präzise ortsgenau zuordnen, wobei diese Positionierung nicht nur von außen her, sondern auch innerseits eines Gussbauteils erfolgen kann, wenn das Gussbauteil beispielsweise Hohlräume oder dergleichen aufweist. Durch den Betrieb des Induktors mit elektrischem Strom wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das zu Wirbelströmen innerhalb der Wandung des Gussbauteils führt, wodurch eine Bauteilerwärmung eintritt.This object is achieved in that the heat treatment is carried out inductively by means of at least one, at least a portion of the wall oppositely disposed inductor. Such a powered with electric current inductor allows a very targeted and precise heat treatment in With respect to the setting and keeping constant or desired wandering of the heat treatment temperature, wherein in the case of local heat treatment areas a very sharp demarcation to adjacent, not heat treated areas due to the inductor and the associated inductive heat treatment is feasible. The temperature control can be controlled very precisely by adjusting the electrical current of the inductor, as is not possible with the known gas burners. The inductor can be assigned to the heat-treated wall of the cast component precisely precise location, which positioning can be done not only from the outside, but also inside a cast component, if the cast component has, for example, cavities or the like. The operation of the inductor with electric current creates an electromagnetic field that results in eddy currents within the wall of the cast component, thereby causing component heating.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Induktor ein elektromagnetisches Feld erzeugt, dessen Feldlinien senkrecht oder etwa senkrecht zu der zu erwärmenden Wandung beziehungsweise des Bereichs der zu erwärmenden Wandung verlaufen. Durch diese Maßnahme lässt sich der Bereich der Wärmebehandlung lokal scharf begrenzen, wobei die Temperatursteuerung oder -regelung der Erwärmung durch Stromsteuerung oder Stromregelung des elektrischen, dem Induktor zugeführten Stroms bewirkt wird.According to a development of the invention, it is provided that the inductor generates an electromagnetic field whose field lines are perpendicular or approximately perpendicular to the wall to be heated or the region of the wall to be heated. By this measure, the area of the heat treatment can locally sharply limit, wherein the temperature control or regulation of the heating is effected by current control or current control of the electrical current supplied to the inductor.

Wie vorstehend bereits erwähnt, ist insbesondere vorgesehen, dass ein durch den mindestens einen Induktor fließender elektrischer Strom entsprechend der gewünschten Intensität der Wärmebehandlung gesteuert oder geregelt wird.As already mentioned above, it is in particular provided that an electrical current flowing through the at least one inductor Current is controlled or regulated according to the desired intensity of the heat treatment.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein nicht der Wärmebehandlung unterzogener Bereich des Gussbauteils zumindest während der Wärmebehandlung gekühlt wird. Die oftmals gute Wärmeleitung im Gussbauteil, insbesondere im Aluminiumgussbauteil oder Aluminiumlegierungsgussbauteil, führt zu einer Temperaturerhöhung in Bauteilbereichen, die nicht in jedem Fall erwünscht ist. Zur Unterbindung einer nicht gewünschten Erwärmung erfolgt die Kühlung im entsprechenden Bereich des Gussbauteils.A further development of the invention provides that at least one region of the cast component which is not subjected to the heat treatment is cooled at least during the heat treatment. The often good heat conduction in the cast component, in particular in the aluminum cast component or aluminum alloy cast component, leads to an increase in temperature in component areas, which is not always desirable. To prevent unwanted heating, cooling takes place in the corresponding area of the cast component.

Nach einem besonders bevorzugenden Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wandung eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist und dass mindestens ein Bereich der Vorderseite zumindest mit dem genannten, ersten Induktor induktiv erwärmt wird und dass mindestens ein Bereich der Rückseite zumindest mit einem weiteren, zweiten Induktor erwärmt wird, wobei die Bereiche vorzugsweise etwa deckungsgleich oder vorzugsweise deckungsgleich sind. Aufgrund dieser Maßnahme wird die Wandung demzufolge von der Vorder- und der Rückseite induktiv zur Wärmebehandlung erwärmt, wobei die Vorzüge von induktiv arbeitenden, mit elektrischem Strom betriebenen Induktoren - so wie sie vorstehend bereits erwähnt wurden - sowohl an der Vorder- also auch an der Rückseite des Gussbauteils auftreten. Durch die beidseitige Erwärmung kann diese schneller und auch homogener durchgeführt werden. Dabei ist es möglich, dass die beiden Induktoren deckungsgleich arbeiten, also gleichgroße und deckungsgleiche Bereiche der Wandung des Werkstücks wärmebehandeln, oder versetzt zueinander liegen, sodass unterschiedliche Bereiche erwärmt werden und nur ein bestimmter Anteil der Bereiche deckungsgleich ist. Es kann auch insbesondere vorgesehen sein, dass sich die beiden Bereiche nicht decken, d.h., dass die Vorderseite der Wandung des Gussbauteils mit dem ersten Induktor und dass die Rückseite des Gussbauteils mit dem zweiten Induktor zur Wärmebehandlung erwärmt werden und diese Bereiche nicht deckungsgleich sind, wobei aufgrund der von unterschiedlichen Seiten angreifenden Wärmebehandlung jedoch besondere Wärmeverläufe mit entsprechend gewünschten Parametereinstellungen erzielt werden.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the wall has a front side and a rear side and that at least a region of the front side is inductively heated at least with the said first inductor and that at least one region of the rear side at least with a further, second inductor is heated, wherein the areas are preferably approximately congruent or preferably congruent. Due to this measure, the wall is thus inductively heated from the front and the back for heat treatment, the advantages of inductively operating, electrically powered inductors - as they were already mentioned above - both at the front and on the back of the cast component occur. Due to the bilateral heating, this can be done faster and more homogeneous. It is possible that the two inductors work congruently, so heat-treat equal and congruent areas of the wall of the workpiece, or offset from each other lie so that different areas are heated and only a certain proportion of the areas is congruent. It can also be provided in particular that the two areas do not coincide, ie that the front side of the wall of the cast component with the first inductor and that the rear side of the cast component are heated with the second inductor for heat treatment and these areas are not congruent However, due to the attacking from different sides heat treatment special heat trajectories are achieved with correspondingly desired parameter settings.

Nach eine Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wärmebehandelte Wandung oder der wärmebehandelnde Bereich der Wandung nach der Wärmebehandlung abgeschreckt wird. Durch das Abschrecken lassen sich die Werkstoffparameter in gewünschter Weise beeinflussen.According to a development of the invention it is provided that the heat-treated wall or the heat-treating region of the wall is quenched after the heat treatment. By quenching the material parameters can be influenced in the desired manner.

Das erwähnte Abschrecken erfolgt vorzugsweise mittels mindestens eines gasförmigen und/oder flüssigen Mediums.The mentioned quenching is preferably carried out by means of at least one gaseous and / or liquid medium.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass das Abschrecken/Abkühlen mittels mindestens eines Mediumsstroms erfolgt.According to a development of the invention, it can preferably be provided that the quenching / cooling takes place by means of at least one medium flow.

Bevorzugt ist es - nach einer Weiterbildung der Erfindung - dass das Abschrecken mittels Gasstromkühlung, insbesondere Luftstromkühlung und/oder Stickstoffstromkühlung, erfolgt.According to a development of the invention, it is preferred that quenching takes place by means of gas stream cooling, in particular airflow cooling and / or nitrogen stream cooling.

Zusätzlich oder alternativ kann nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Abschrecken durch Wasserduschenkühlung und/oder Wasserbadkühlung erfolgt.Additionally or alternatively, it can be provided according to a development of the invention that the quenching takes place by water shower cooling and / or Wasserbadkühlung.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Wärmebehandlung einstufig oder zweistufig durchgeführt wird.A preferred embodiment of the invention provides that the heat treatment is carried out in one or two stages.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die einstufige Wärmebehandlung als Lösungsglühen, insbesondere mit Temperaturen oder einer Temperatur im Bereich von 350°C bis 550°C, oder als Warmauslagern, insbesondere mit Temperaturen oder einer Temperatur im Bereich von 100°C bis 350°C, durchgeführt wird.According to a development of the invention, it is provided that the one-stage heat treatment as solution annealing, in particular with temperatures or a temperature in the range of 350 ° C to 550 ° C, or as hot aging, in particular with temperatures or a temperature in the range of 100 ° C to 350 ° C, is performed.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweistufige Wärmebehandlung als zunächst erfolgendes Lösungsglühen und dann erfolgendes Warmauslagern durchgeführt wird. Die Bauteile werden also zunächst lösungsgeglüht und anschließend warmausgelagert. Die einzustellenden Temperaturparameter können ebenso - wie vorstehend erwähnt - beim Lösungsglühen im Bereich von 350°C bis 550°C und beim Warmauslagern im Bereich von 100°C bis 350°C liegen.According to a development of the invention, it is provided that the two-stage heat treatment is carried out as first solution heat treatment and then successful aging. The components are therefore first solution-annealed and then warm-outs. The temperature parameters to be set may also, as mentioned above, be from 350 ° C to 550 ° C for solution heat treatment and from 100 ° C to 350 ° C for hot aging.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lösungsglühen nur die Wandung, nur den Bereich der Wandung oder das gesamte Gussbauteil erfasst und/oder dass das Warmauslagern nur die Wandung, nur den Bereich der Wandung oder das gesamte Gussbauteil erfasst. Demzufolge kann durch entsprechende Kombinatorik der verschiedenen, vorstehend genannten Möglichkeit ein optimales Vergüten des Gussbauteils durchgeführt werden.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the solution annealing covers only the wall, only the area of the wall or the entire cast component and / or that the thermal aging covers only the wall, only the area of the wall or the entire cast component. Accordingly, by appropriate Kombinatorik the various, above Possibility of an optimal tempering of the cast component can be performed.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zusätzlich zur induktiven Wärmebehandlung eine Ofenwärmebehandlung durchgeführt wird. Dabei kann insbesondere derart vorgegangen werden, dass das gesamte Gussbauteil in einem Wärmeofen lösungsgeglüht und danach zumindest die eine Wandung oder ein Bereich davon induktiv warmbehandelt, insbesondere warmausgehärtet, oder mindestens die eine Wandung oder ein Bereich davon induktiv lösungsgeglüht und dann das gesamte Bauteil im Wärmeofen warm ausgelagert wird. Dieses Vorgehen entspricht einer mehrstufigen Wärmebehandlung und führt zu optimalen Werkstoffeigenschaften des Gussbauteils.A development of the invention provides that, in addition to the inductive heat treatment, a furnace heat treatment is carried out. In this case, in particular, it is possible to proceed in such a way that the entire cast component is solution-annealed in a heating furnace and then at least one of the walls or an area thereof is induction-hardened, in particular heat-cured, or at least solution-annealed at least one wall or a portion thereof and then the entire component is heated in the heating furnace is outsourced. This procedure corresponds to a multi-stage heat treatment and leads to optimum material properties of the cast component.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wandung eine erste Wandung ist, die an mindestens eine zweite, insbesondere gekühlte Wandung angrenzt, wobei die Wärmebehandlung insbesondere nur an der ersten Wandung durchgeführt wird. Diese Wandungen können insbesondere winklig aneinandergrenzende Wandungen des Gussbauteils sein.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the wall is a first wall which adjoins at least one second, in particular cooled wall, wherein the heat treatment is carried out in particular only on the first wall. These walls may in particular be angled adjoining walls of the cast component.

Es ist vorteilhaft, wenn als Gussbauteil ein Druckgussbauteil, Sandgussbauteil oder Kokillengussbauteil verwendet wird.It is advantageous if a die casting component, sand casting component or permanent mold casting component is used as the cast component.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wandung eine Wandstärke bis 6 mm, insbesondere bei einem Druckgussbauteil, oder dass die Wandung eine Wandstärke bis 30 mm, insbesondere bei einem Sandgussbauteil oder Kokillengussbauteil, aufweist.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the wall has a wall thickness of up to 6 mm, in particular in the case of a die cast component, or that the wall has a wall thickness of up to 30 mm, in particular in the case of a sand cast component or chill casting component.

Für die Wärmebehandlung ist - nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung - vorgesehen, dass sie über eine Zeit von 5 bis 60 Minuten, insbesondere etwa 10 Minuten, durchgeführt wird. Dies gilt insbesondere für ein Lösungsglühen.For the heat treatment is - according to an embodiment of the invention - provided that it is carried out over a period of 5 to 60 minutes, in particular about 10 minutes. This is especially true for solution heat treatment.

Für das Warmauslagern ist vorzugsweise vorgesehen, dass es über eine Zeit von mehr als 10 Minuten durchgeführt wird.For aging, it is preferable that it be performed over a period of more than 10 minutes.

Ferner betrifft die Erfindung ein Gussbauteil, das nach dem vorstehend erwähnten Verfahren hergestellt ist.Furthermore, the invention relates to a cast component, which is produced by the aforementioned method.

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zwar zeigt:

Figur 1
ein erstes Gussteil, das mittels Wärmebehandlung vergütet wird,
Figur 2
ein zweites Gussteil, das ebenfalls mittels Wärmebehandlung vergütet wird und
Figur 3
ein drittes Gussteil, das durch Wärmebehandlung vergütet wird.
The drawings illustrate the invention by means of exemplary embodiments, namely:
FIG. 1
a first casting, which is tempered by heat treatment,
FIG. 2
a second casting, which is also tempered by heat treatment and
FIG. 3
a third casting, which is tempered by heat treatment.

Die Figur 1 zeigt ein Gussteil 1, das einen Durchbruch 2 aufweist. Dem Gussteil 1 wird ein Induktor 3 zugeordnet, derart, dass er dem Gussteil 1 mit geringem Abstand gegenüberliegt. Der Induktor 3 weist eine Induktionsspule auf, die von einem elektrischen Strom durchflossen wird. Hierdurch wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt, dessen Feldlinien auf das Gussteil 1 auftreffen und hierdurch das Gussteil 1, insbesondere dessen Wandung 4, erwärmen. Da der elektrische Strom des Induktors 3 mittels einer nicht dargestellten Steuer- oder Regeleinrichtung sehr genau vorgegeben werden kann, lässt sich die Temperatur und die Zeit der Erwärmung genauestens einhalten. Es ist insbesondere möglich, dass Gussteil 1 nur lokal zu erwärmen, wenn dies gewünscht ist. Nach der Durchführung der Wärmebehandlung erfolgt mit einer Sprühdüse 5 eine Abkühlung des Gussteils 1, d.h., es wird abgeschreckt. Als Abschreckmedium wird Wasser verwendet. Die Sprühstrahlen des Wassers sind mit dem Bezugszeichen 6 gekennzeichnet. Im vorliegenden Fall kann die induktive Wärmebehandlung mittels des Induktors 3 von der einen Seite des Gussteils 1 und das Abschrecken mittels Sprühdüse 5 von der anderen Seite des Gussteils 1 erfolgen, da dieses den Durchbruch 2 aufweist. Ist kein Durchbruch vorhanden, so würden beide Maßnahmen von derselben Seite durchgeführt werden oder - bei nicht zu großen Wandstärken des Gussteils 1 - ebenfalls von unterschiedlichen Seiten. Das Abschrecken/Abkühlen des Gussteils 1 erfolgt ebenfalls sehr präzise, indem die Temperatur des Kühlmediums, die Menge des verwendeten Kühlmediums und die Zeit der Abkühlung genau gesteuert beziehungsweise geregelt werden.The FIG. 1 shows a casting 1, which has a breakthrough 2. The casting 1 is associated with an inductor 3, such that it faces the casting 1 with a small distance. The inductor 3 has an induction coil through which an electric current flows. As a result, an electromagnetic field is generated whose field lines impinge on the casting 1 and thereby heat the casting 1, in particular its wall 4. Since the electric current of the inductor 3 by means of a not shown Control or regulating device can be specified very accurately, the temperature and the time of heating can be met exactly. In particular, it is possible to heat the casting 1 only locally, if desired. After the heat treatment has been carried out, a cooling nozzle 5 is used to cool the casting 1, ie it is quenched. As a quenching medium, water is used. The sprays of the water are indicated by the reference numeral 6. In the present case, the inductive heat treatment by means of the inductor 3 from one side of the casting 1 and the quenching by means of spray nozzle 5 from the other side of the casting 1, since this has the opening 2. If there is no breakthrough, both measures would be carried out from the same side or - if the wall thicknesses of the casting 1 were not too large - also from different sides. The quenching / cooling of the casting 1 is also done very precisely by the temperature of the cooling medium, the amount of cooling medium used and the time of cooling are accurately controlled or regulated.

Die Figur 2 zeigt ein Gussteil 1, das wannenförmig gestaltet ist. In einem solchen Falle ist es möglich, dass einer Wandung 4 des Gussteils 1 zwei Induktoren 3 zugeordnet werden, wobei der eine Induktor 3 der Vorderseite 7 und der an den Induktor 3 der Rückseite 8 der Wandung 4 gegenübersteht. Nunmehr erfolgt durch Stromführung durch die Induktoren 3 die induktive Wärmebehandlung des Gussteils 1, die ebenfalls nur lokal durchgeführt wird, da beispielsweise eine Bodenwand 9 keiner Wärmebehandlung unterzogen ist. Eine weitere Wandung 10 des Gussteils 1 wird - wie vorstehend beschrieben - entsprechend mit zwei Induktoren 3 wärmebehandelt. Es kann vorgesehen sein, dass während der Wärmebehandlung der Wandungen 4 und 10 die Bodenwand 9 durch entsprechende Mittel gekühlt wird, beispielsweise dadurch, dass die Bodenwand 9 mit einem Mediumstrom, zum Beispiel einem Luftstrom, gekühlt wird.The FIG. 2 shows a casting 1, which is designed trough-shaped. In such a case, it is possible that a wall 4 of the casting 1, two inductors 3 are assigned, wherein the one inductor 3 of the front side 7 and facing the inductor 3 of the back 8 of the wall 4. Now takes place by current conduction through the inductors 3, the inductive heat treatment of the casting 1, which is also carried out only locally, for example, as a bottom wall 9 is not subjected to heat treatment. Another wall 10 of the casting 1 is - as described above - heat treated according to two inductors 3. It can be provided that, during the heat treatment of the walls 4 and 10, the bottom wall 9 is cooled by appropriate means, for example by cooling the bottom wall 9 with a medium flow, for example an air flow.

Die Figur 3 zeigt ein Gussteil 1, das als Wanne ausgebildet ist, und beispielsweise aus Aluminiumlegierung besteht. Es weist Seitenwände 11, 12, 13 und 14 sowie eine Bodenwand 15 auf. Die Wandstärke der Seitenwände 11 bis 14 beträgt 3 mm. Auf den Außenseiten der Seitenwände 11 bis 14 befinden sich mitgegossene Rippen 16, die eine Rippenhöhe von 10 mm aufweisen. Die Wandstärke der Seitenwände 13 und 14 beträgt ebenfalls 3 mm; sie sind rippenfrei ausgebildet. Mittels nichtdargestellter Induktoren 3 werden die Seitenwände 11 und 12 auf 450°C erwärmt, wobei diese Wärmebehandlung mit einer Haltedauer von 10 Minuten durchgeführt wird. Anschließend erfolgt eine Luftabkühlung. Während der Wärmebehandlung der Seitenwände 11 und 12 werden die Seitenwände 13 und 14 durch eine Kühlmethode, beispielsweise Luftkühlung, gekühlt, sie sollen keine direkte Erwärmung erfahren.The FIG. 3 shows a casting 1, which is formed as a trough, and consists for example of aluminum alloy. It has side walls 11, 12, 13 and 14 and a bottom wall 15. The wall thickness of the side walls 11 to 14 is 3 mm. On the outer sides of the side walls 11 to 14 are integrally molded ribs 16 having a rib height of 10 mm. The wall thickness of the side walls 13 and 14 is also 3 mm; they are formed rib-free. By means of unillustrated inductors 3, the side walls 11 and 12 are heated to 450 ° C, this heat treatment is carried out with a holding period of 10 minutes. Subsequently, an air cooling takes place. During the heat treatment of the side walls 11 and 12, the side walls 13 and 14 are cooled by a cooling method, for example, air cooling, they should not experience direct heating.

Nach der Wärmebehandlung besteht die Möglichkeit, das Gussteil 1 der Figur 3 einem Warmauslagern zuzuführen, wobei Temperaturen im Bereich von 100°C bis 350°C zum Einsatz gelangen. Das Warmauslagern erfolgt über eine Zeit von mehr als 10 Minuten.After the heat treatment, it is possible to cast the 1 FIG. 3 to be fed to a hot aging, with temperatures in the range of 100 ° C to 350 ° C are used. Hot aging takes place over a period of more than 10 minutes.

Claims (15)

Verfahren zur Vergütung von einem mindestens eine Wandung aufweisenden Gussbauteil, insbesondere aus Leichtmetall, vorzugsweise Aluminiumgussbauteil oder Aluminiumlegierungsgussbauteil, wobei das Gussbauteil nach dem Gießen zumindest lokal wärmebehandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung mittels mindestens einem, zumindest einem Bereich der Wandung (4,10,11,12) gegenüberliegend angeordneten Induktor (3) induktiv erfolgt.Method for the tempering of a cast component having at least one wall, in particular of aluminum, preferably aluminum cast component or aluminum alloy cast component, wherein the cast component is heat-treated at least locally after casting, characterized in that the heat treatment by means of at least one, at least one area of the wall (4,10 , 11,12) inductively arranged opposite inductor (3). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (3) ein elektromagnetisches Feld erzeugt, dessen Feldlinien senkrecht oder etwa senkrecht zu der zu erwärmenden Wandung (4,10,11,12) beziehungsweise des Bereichs der zu erwärmenden Wandung (4,10,11,12) verlaufen.A method according to claim 1, characterized in that the inductor (3) generates an electromagnetic field whose field lines perpendicular or approximately perpendicular to the wall to be heated (4,10,11,12) or the region of the wall to be heated (4,10 , 11,12). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch den mindestens einen Induktor (3) fließender elektrischer Strom entsprechend der gewünschten Intensität der Wärmebehandlung gesteuert oder geregelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an electric current flowing through the at least one inductor (3) is controlled or regulated in accordance with the desired intensity of the heat treatment. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein nicht der Wärmebehandlung unterzogener Bereich des Gussbauteils zumindest während der Wärmebehandlung gekühlt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one not subjected to the heat treatment region of the cast component is cooled at least during the heat treatment. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (4,10,11,12) eine Vorderseite (7) und eine Rückseite (8) aufweist und dass zumindest ein Bereich der Vorderseite (7) zumindest mit dem genannten, ersten Induktor (3) induktiv erwärmt wird und dass zumindest ein Bereich der Rückseite (8) zumindest mit einem weiteren, zweiten Induktor (3) erwärmt wird, wobei die Bereiche vorzugsweise etwa deckungsgleich oder vorzugsweise deckungsgleich sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the wall (4, 10, 11, 12) has a front side (7) and a rear side (8) and that at least a region of the front side (7) is at least in the aforementioned, first Inductor (3) is inductively heated and that at least one region of the back (8) is heated at least with a further, second inductor (3), wherein the regions are preferably approximately congruent or preferably congruent. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmebehandelte Wandung (4,10,11,12) oder der wärmebehandelte Bereich der Wandung (4,10,11,12) nach der Wärmebehandlung abgeschreckt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-treated wall (4,10,11,12) or the heat-treated portion of the wall (4,10,11,12) is quenched after the heat treatment. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschrecken mittels mindestens eines gasförmigen und/oder flüssigen Mediums erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the quenching takes place by means of at least one gaseous and / or liquid medium. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abkühlen mittels mindestens eines Mediumstromes erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling takes place by means of at least one medium stream. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschrecken mittels Gasstromkühlung, insbesondere Luftstromkühlung und/oder Stickstoffstromkühlung, erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the quenching by means of gas flow cooling, in particular air flow cooling and / or nitrogen flow cooling takes place. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschrecken durch Wasserduschenkühlung und/oder Wasserbadkühlung erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the quenching takes place by water shower cooling and / or Wasserbadkühlung. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung einstufig oder zweistufig durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heat treatment is carried out in one or two stages. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einstufige Wärmebehandlung als Lösungsglühen, insbesondere mit Temperaturen oder einer Temperatur im Bereich von 350°C bis 550°C, oder als Warmauslagern, insbesondere mit Temperaturen oder einer Temperatur im Bereich von 100°C bis 350°C, durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the single-stage heat treatment as solution annealing, in particular at temperatures or a temperature in the range of 350 ° C to 550 ° C, or as artificial aging, in particular with temperatures or a temperature in the range of 100 ° C. up to 350 ° C, is performed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweistufige Wärmebehandlung als zunächst erfolgendes Lösungsglühen und dann nachfolgendes Warmauslagern durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the two-stage heat treatment is carried out as a first solution heat treatment and then subsequent aging. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das Lösungsglühen nur die Wandung (4,10,11,12), nur den Bereich der Wandung (4,10,11,12) oder das gesamte Gussbauteil erfasst und/oder dass das Warmauslagern nur die Wandung (4,10,11,12), nur den Bereich der Wandung (4,10,11,12) oder das gesamte Gussbauteil erfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the solution annealing covers only the wall (4, 10, 11, 12), only the area of the wall (4, 10, 11, 12) or the entire cast component, and / or that the heat aging takes place only the wall (4,10,11,12), only the area of the wall (4,10,11,12) or the entire cast component detected. Gussbauteil hergestellt nach dem Verfahren gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.Cast component produced by the method according to at least one of the preceding claims.
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