EP3586999B1 - Metall mit feststoffen - Google Patents

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EP3586999B1
EP3586999B1 EP18180430.3A EP18180430A EP3586999B1 EP 3586999 B1 EP3586999 B1 EP 3586999B1 EP 18180430 A EP18180430 A EP 18180430A EP 3586999 B1 EP3586999 B1 EP 3586999B1
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EP
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solids
casting
melt
casting melt
conveying conduit
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Michael Just
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GF Casting Solutions AG
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GF Casting Solutions AG
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    • B22D1/007—Treatment of the fused masses in the supply runners
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
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    • B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
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    • B22D17/007—Semi-solid pressure die casting
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    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
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    • B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
    • B22D21/04—Casting aluminium or magnesium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/08—Shaking, vibrating, or turning of moulds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/08—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments by contacting the fibres or filaments with molten metal, e.g. by infiltrating the fibres or filaments placed in a mould

Definitions

  • the invention relates to a method and the device for the production of metals or metal alloys mixed with solids, preferably light metals or light metal alloys, for the casting of cast parts, preferably die-cast parts, with the steps: Melting of a metal or a metallic alloy by means of a melting device, transport of the cast melt by means of a conveying line to the casting molds to be filled, supply of solids to the cast melt during transport of the cast melt in the conveying line, the cast melt with the supplied solids during transport in the conveying line in at least one mixing zone is preferably mixed by means of energy input.
  • the U.S. 2004/261970A1 discloses a method in which the molten metal is passed from a furnace into a furnace with a mixer where particles are added.
  • the U.S. 6,253,831 B1 discloses a method in which ultrasound is used to mix the melt, the mixing taking place in the crucible.
  • the U.S. 7,509,993 B1 discloses a method in which the particles are added while the cast melt is still in the liquid state in the furnace.
  • this object is achieved in that the thorough mixing in the mixing zone takes place by means of an ultrasonic sonotrode and the cast melt and solids are excited by means of ultrasound
  • the method according to the invention relates to a manufacturing method of metals or metal alloys mixed with solids, preferably light metals or light metal alloys, for the casting of cast parts, preferably die-cast parts.
  • the metal or the metal alloy is melted until the metal or the metal alloy changes to the liquid state and is present as a cast melt.
  • the casting melt is transported to the casting molds to be filled by means of a conveying line, this preferably being able to take place via a gradient in the conveying line and/or by means of a pump.
  • An electromagnetic pump is particularly preferred for conveying the cast melt.
  • the solids are introduced into the casting melt via a dosing system during conveyance in the conveying line.
  • the casting melt is mixed with the solids during transport or conveyance in the conveyor line in a mixing zone, preferably by means of energy input, with the mixing zone also being directly present when the solids are introduced in the area of the dosing system can be arranged.
  • a preferred embodiment consists in that the energy input for thorough mixing takes place in at least one mixing zone by means of an ultrasonic sonotrode. This improves the binding of the solids to the cast melt by breaking up the agglomerations of the solids formed by the ultrasound using the supplied energy and the pulses, and as a result the individual solids can bind better to the cast melt and the wetting angle between the solid and the cast melt is reduced, and this in turn contributes to a better connection.
  • the oxide layer which is on the casting melt and prevents the penetration of solids due to surface tension, is separated, whereby the solids can penetrate better into the casting melt.
  • the solids are preferably in the form of fibers and/or particles, with fibers having an elongate shape and particles being more spherical or flake-shaped.
  • the fibers or particles come from the group of carbon fibers, aluminum oxides, basalt, silicon carbide, aramid, metallic fibers, coated fibers and/or their derivatives. Experiments have shown that these fibers and flakes or particles have good temperature resistance and do not burn up in the high-temperature casting melt.
  • a preferred embodiment consists in that the conveying line is temperature-controlled. Due to the possibility of different temperature control via the conveying line, the conditions of the cast melt can be influenced will. This means, for example, the conveying line can be cooled, as a result of which the cast melt is actively cooled and the state of the cast melt becomes semi-solid or is in the semi-solid range of a metal or a metal alloy. Of course, there is also the possibility of heating the conveying line in order to bring the casting melt into the liquid state or to keep it in this state.
  • the cast melt is cooled during transport in the conveying line until the cast melt is in a semi-solid state.
  • the semi-solid state allows the solids to be kneaded in, which in turn improves the bond between the solids and the alloy.
  • the temperature is kept at a certain temperature level in order to have the same state of the cast melt over a certain range so that the solids can be introduced accordingly or the connection between solids and metal or metallic alloy is improved, e.g. by kneading or sonicate by ultrasound.
  • the invention is characterized by a further embodiment in which the solids are kneaded into the cast melt in a semi-solid state in a mixing zone. Kneading is preferably implemented in a further mixing zone which is preferably also arranged on the conveying line.
  • the device according to the invention for the production of metals or metallic alloys mixed with solids, preferably light metals or light metal alloys for the casting of cast parts, preferably die-cast parts, contains a melting device in which the metal or the metallic alloys are melted, preferably a furnace is used for this purpose.
  • the device contains a conveying line for conveying or transporting the casting melt.
  • the dosing system of the device according to the invention is used to feed the solids into the casting melt, with the dosing system being connected to the conveying line.
  • the device according to the invention contains at least one mixer for homogeneous mixing of the cast melt, the mixer being arranged on the conveying line and the cast melt being mixed during transport or conveyance, the mixer being designed as an ultrasonic sonotrode.
  • a pump for conveying the casting melt is arranged on the conveying line, preferably an electromagnetic pump. This ensures a continuous and controllable transport or promotion of the cast melt.
  • a preferred embodiment has been shown to be when the conveying line has a bypass line, the bypass line enabling the cast melt to pass through the feeding and mixing zone several times. This enables a high degree of flexibility in the amount of solids supplied or to be supplied and in the mixing.
  • the temperature of the bypass line can also be controlled.
  • the dosing system preferably has an injector for introducing the solids into the casting melt. This ensures a continuous introduction of solids into the casting melt.
  • the delivery line has a constriction in the area of the dosing system. This enables a lower pressure in the narrower area, whereby the solids present in the dosing system are pulled along by suction.
  • the metal or the metallic alloy according to the invention is preferably used to produce cast parts, in particular die-cast parts, with the cast parts preferably being used as vehicle parts.
  • the composition of the corresponding metal or a metallic alloy must be tailored to the application and the requirements and provided with the appropriate solids accordingly.
  • the drawing shown shows a device 1 according to the invention for the production of metals or metallic alloys mixed with solids.
  • the device 1 has a melting device 2, preferably a furnace for melting metals and metallic alloys.
  • the casting melt obtained in this way is transported by means of a conveying line 3 to the casting molds 9 to be filled.
  • a pump 11 is preferably used to convey the casting melt in the conveying line 3 , which ensures that a constant and preferably continuous flow of the casting melt flows through the conveying line 3 .
  • a dosing system 4 which introduces the solids, preferably particles or fibers, into the casting melt.
  • At least one mixer 5 is arranged on the conveying line 3 in order to mix the solids with the casting melt, it also being possible for several mixers 5 to be arranged at different points in the conveying line 3 .
  • another mixing zone 6 with a corresponding mixer 5 can also be arranged on the conveyor line 3, which in turn mixes the casting melt, preferably when the casting melt is in a semi-solid state and is kneaded by means of mixer 5, which ensures good binding of the solids to the foundry melt granted.
  • the conveying line 3 can be appropriately temperature-controlled, whether by heating or by cooling, this can be used accordingly on an individual basis.
  • a bypass line 8 is arranged on the conveying line 3, which allows the cast melt to pass through the feeding and mixing zone 7 on the conveying line 3 multiple times and thus the cast melt with solids is provided until the casting melt has the desired composition and is sufficiently mixed and is then filled into the molds 9.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie die Vorrichtung zur Herstellung von mit Feststoffen versetzten Metallen oder metallischen Legierungen, vorzugsweise Leichtmetallen oder Leichtmetalllegierungen für das Vergiessen von Gussteilen vorzugsweise Druckgussteilen mit den Schritten:
    Aufschmelzen eines Metalls oder einer metallischen Legierung mittels eines Schmelzgerätes, transportieren der Giessschmelze mittels Förderleitung zu den zu füllenden Giessformen, zuführen von Feststoffen der Giessschmelze während des Transports der Giessschmelze in der Förderleitung, wobei die Giessschmelze mit den zugeführten Feststoffen während des Transports in der Förderleitung in mindestens einer Mischzone vorzugsweise mittels Energieeintrag durchmischt wird.
  • Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffen durch Zugabe von Partikeln zur Verbesserung von physikalischen Eigenschaften wie mechanischer Festigkeit oder auch der Verbesserung der Dauerfestigkeit bekannt. Bekannt ist auch die Herausforderung beim Einbringen der Feststoffe durch den hohen Benetzungswinkel im speziellen bei der Leichtmetallschmelze.
  • Das schlechte Benetzungsverhalten von Feststoffen aufgrund der hohen Benetzungswinkel, im speziellen bei nicht-metallischen Feststoffen, in der Schmelze, ist gleichbedeutend mit einer schlechten Matrixanbindung was ein Einbinden von Feststoffen in ein Metall oder eine metallische Legierung erschwert. Zudem ist ein solcher Prozess sehr aufwendig.
  • Die US 2004/261970A1 offenbart ein Verfahren bei dem das geschmolzen Metall aus einem Ofen in einen Ofen mit einem Mischer geleitet wird wo Partikel zugegeben werden.
  • Die US 6 253 831 B1 offenbart ein Verfahren bei dem Ultraschall zur Durchmischung der Schmelze verwendet wird, wobei die Durchmischung im Schmelztiegel erfolgt.
  • Die US 7 509 993 B1 offenbart ein Verfahren bei dem die Partikel hinzugefügt werden während die Giessschmelze noch im Schmelzofen im flüssigen Zustand ist.
  • Dies bringt aber den Nachteil mit sich, dass kein kontinuierlicher Prozess bis zur Formfüllung gegeben ist sondern vielmehr nur jeweils eine Ofencharge vergossen werden kann die dann auch jeweils eine unterschiedliches Verhältnis (Ratio) von Fasern zu Schmelze pro Charge aufweist. Zudem besteht die Möglichkeit einer Sedimentation da kaum eine Durchmischung während des Vergiessens der Giessschmelze stattfindet.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine damit verbundene Vorrichtung vorzuschlagen, die es ermöglicht Feststoffe in ein Metall oder eine metallische Legierung einzubinden mit der Erreichung einer guten Benetzung der Feststoffe sowie einer homogenen Durchmischung ohne Clusterbildung sowie die Sicherstellung eines kontinuierlichen Herstellprozesses.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Durchmischung in der Mischzone mittels Ultraschall-Sonotrode erfolgt und die Giessschmelze und Feststoffe mittels Ultraschall angeregt werden
  • Das erfindungsgemässe Verfahren bezieht sich auf ein Herstellverfahren von mit Feststoffen versetzten Metallen oder metallischen Legierungen, vorzugsweise Leichtmetallen oder Leichtmetalllegierungen für das Vergiessen von Gussteilen vorzugsweise Druckgussteilen.
  • Zuerst wird das Metall bzw. die Metalllegierung aufgeschmolzen bis das Metall bzw. die Metalllegierung in den flüssigen Zustand übergeht und als Giessschmelze vorliegt.
  • Die Giessschmelze wird mittels einer Förderleitung zu den zu füllenden Giessformen transportiert, wobei dies vorzugsweise über ein Gefälle der Förderleitung und/oder mittels einer Pumpe erfolgen kann. Speziell bevorzugt zur Förderung der Giessschmelze ist eine elektromagnetische Pumpe.
  • Zur Zuführung von Feststoffen in die Giessschmelze werden während der Förderung in der Förderleitung über eine Dosieranlage die Feststoffe in die Giessschmelze eingebracht. Um eine homogene Durchmischung sowie eine optimale Benetzung der Feststoffe sicherzustellen, wird die Giessschmelze mit den Feststoffen während des Transports bzw. der Förderung in der Förderleitung in einer Mischzone durchmischt, vorzugsweise mittels Energieeintrags, wobei die Mischzone auch direkt beim Einbringen der Feststoffe im Bereich der Dosieranlage angeordnet sein kann.
  • Es ist vorteilhaft wenn die Durchmischung während und/oder nach dem Zuführen der Feststoffe erfolgt. Durch eine optimale Durchmischung wird die Clusterbildung der Feststoffe unterbunden sowie die Anbindung und die Benetzungsverhalten der Feststoffe an die Giessschmelze verbessert.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass der Energieeintrag zur Durchmischung in mindestens einer Mischzone mittels Ultraschall-Sonotrode erfolgt. Dies verbessert das Anbinden der Feststoffe an die Giessschmelze indem gebildete Agglomerationen der Feststoffe durch den Ultraschall mittels der zugeführten Energie und den Impulsen aufgetrennt werden und sich dadurch die einzelnen Feststoffe an die Giessschmelze besser anbinden können sowie der Benetzungswinkel zwischen Feststoff und Giessschmelze reduziert wird und dies wiederum zur besseren Verbindung beiträgt.
  • Als weiterer Vorteil durch die Energieeintragung, vorzugsweise mittels Ultraschall, wird die Oxydschicht, welche sich auf der Giessschmelze befindet und das Eindringen der Feststoffe aufgrund der Oberflächenspannung verhindert, aufgetrennt, wodurch die Feststoffe besser in die Giessschmelze eindringen können.
  • Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Zuführung der Giessschmelze in der Förderleitung kontinuierlich erfolgt. Dadurch kann ein kontinuierlicher und fortlaufender Prozess gewährleistet werden sowie eine hohe Effizienz.
  • Vorzugsweise sind die Feststoffe als Fasern und/oder Partikel ausgebildet, wobei Fasern eine längliche Formgestaltung aufweisen und Partikel eher kugel- oder flockenförmig ausgebildet sind.
  • Vorteilhaft ist es wenn die Fasern oder Partikel aus der Gruppe Kohlefasern, Aluminiomoxide, Basalt, Siliziumkarbid, Aramid, metallische Fasern, beschichtete Fasern und/oder deren Derivate stammen. Aus Versuchen hat sich gezeigt, dass diese Fasern und Flocken bzw. Partikel eine gute Temperaturbeständigkeit aufweisen und nicht in der hochtemperierten Giessschmelze verglühen.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass die Förderleitung temperiert wird. Durch die Möglichkeit einer unterschiedlichen Temperierung über die Förderleitung, kann Einfluss auf die Zustände der Giessschmelze genommen werden. Das heisst, beispielsweise kann die Förderleitung gekühlt werden, wodurch die Giessschmelze aktiv abgekühlt wird und der Zustand der Giessschmelze wird semi-solid bzw. liegt im semi-soliden Bereich eines Metalls oder einer Metalllegierung. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit die Förderleitung zu erwärmen um die Giessschmelze in den flüssigen Zustand zu bringen oder in diesem zu halten.
  • Vorteilhaft ist es wenn die Giessschmelze während des Transports in der Förderleitung gekühlt wird bis die Giessschmelze einen semi-soliden Zustand aufweist. Durch den semi-soliden Zustand wird ermöglicht, dass die Feststoffe eingeknetet werden können, was wiederum eine Verbesserung der Verbindung zwischen den Feststoffen und der Legierung herstellt. Vorteilhaft ist es, wenn die Temperatur auf einem gewissen Temperaturniveau gehalten wird um über einen bestimmten Bereich denselben Zustand der Giessschmelze zu haben damit entsprechend die Feststoffe eingebracht werden können bzw. die Verbindung zwischen Feststoffen und Metall bzw. metallischer Legierung verbessert wird, bspw. mittels einkneten oder beschallen durch Ultraschall.
  • Die Erfindung zeichnet sich durch eine weitere Ausgestaltung aus in der die Feststoffe in der Giessschmelze im semi-soliden Zustand in einer Mischzone eingeknetet werden. Ein Einkneten wird vorzugsweise in einer weiteren Mischzone umgesetzt die vorzugsweise ebenfalls an der Förderleitung angeordnet ist.
  • Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Herstellung von mit Feststoffen versetzten Metallen oder metallischen Legierungen, vorzugsweise Leichtmetallen oder Leichtmetalllegierungen für das Vergiessen von Gussteilen, vorzugsweise Druckgussteilen, beinhaltet ein Schmelzgerät indem das Metall bzw. die metallischen Legierungen aufgeschmolzen werden, vorzugsweise wird dazu ein Ofen eingesetzt. Zur Förderung bzw. zum Transport der Giessschmelze beinhaltet die Vorrichtung eine Förderleitung. Die Dosieranlage der erfindungsgemässen Vorrichtung dient der Zuführung der Feststoffe in die Giessschmelze, wobei die Dosieranlage mit der Förderleitung verbunden ist. Mindestens einen Mischer zur homogenen Durchmischung der Giessschmelze beinhaltet die erfindungsgemässe Vorrichtung, wobei der Mischer an der Förderleitung angeordnet ist und die Durchmischung der Giessschmelze während des Transports bzw. der Förderung erfolgt, wobei der Mischer als Ultraschall-Sonotrode ausgebildet ist. Durch die Durchmischung der Feststoffe in der vorzugsweise flüssigen Giessschmelze mittels Ultraschall wird die Anbindung, wie oben erwähnt aus unterschiedlichen Gründen, zwischen Giessschmelze und Feststoff verbessert.
  • Es hat sich als Vorteilhaft erwiesen, wenn an der Förderleitung eine Pumpe zur Förderung der Giessschmelze angeordnet ist, vorzugsweise eine elektromagnetische Pumpe. Dies gewährleistet einen kontinuierlichen und steuerbaren Transport bzw. Förderung der Giessschmelze.
  • Als bevorzugte Ausführungsform hat sich gezeigt, wenn die Förderleitung eine Bypass-Leitung aufweist, wobei die Bypass-Leitung mehrere Durchläufe der Giessschmelze durch die Einbring- und Mischzone ermöglicht. Dies ermöglicht eine hohe Flexibilität der Menge an zugeführten bzw. zuzuführenden Feststoffen sowie der Durchmischung. Vorzugsweise ist auch die Bypass-Leitung temperierbar.
  • Vorzugsweise weist die Dosieranlage einen Injektor zum Einbringen der Feststoffe in die Giessschmelze auf. Dies gewährleistet eine kontinuierliche Feststoffeinbringung in die Giessschmelze.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Förderleitung im Bereich der Dosieranlage eine Rohrverengung aufweist. Dies ermöglicht einen tieferen Druck im engeren Bereich wodurch die Feststoffe, welche in der Dosieranlage vorhanden sind, durch einen Sog mitgezogen werden.
  • Das erfindungsgemässe Metall oder die metallische Legierung wird vorzugsweise zur Herstellung für Gussteile insbesondere Druckgussteile verwendet, wobei vorzugsweise die Gussteile als Fahrzeugteile eingesetzt werden. Selbstverständlich sind auch andere Anwendungsgebiete denkbar. Die Zusammensetzung des entsprechenden Metalls oder einer metallischen Legierung ist auf die Anwendung und die Anforderungen abzustimmen und entsprechend mit den dazu geeigneten Feststoffen zu versehen.
  • Alle Ausgestaltungmöglichkeiten sind untereinander frei kombinierbar sowie die Merkmale des Verfahrens wie auch der Vorrichtung und der Verwendungsangaben frei untereinander kombinierbar sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren beschrieben, wobei sich die Erfindung nicht nur auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigen:
    Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Herstellung von mit Feststoffen versetzten Metallen oder metallischen Legierung.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Zeichnung zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1 zur Herstellung von mit Feststoffen versetzten Metallen oder metallischen Legierungen. Die Vorrichtung 1 weist ein Schmelzgerät 2 auf, vorzugsweise einen Ofen zum Aufschmelzen von Metallen und metallischen Legierungen. Die dadurch erzielte Giessschmelze wird mittels Förderleitung 3 zu den zu füllenden Giessformen 9 transportiert.
  • Vorzugsweise wird zur Förderung der Giessschmelze in der Förderleitung 3 eine Pumpe 11 eingesetzt, die gewährleistet, dass ein konstanter und vorzugsweise kontinuierlicher Strom der Giessschmelze die Förderleitung 3 durchströmt. An der Förderleitung 3 angeordnet bzw. mit ihr verbunden ist eine Dosieranlage 4, die die Feststoffe, vorzugsweise Partikel oder Fasern in die Giessschmelze einbringt. Zur Durchmischung der Feststoffe mit der Giessschmelze ist mindestens ein Mischer 5 an der Förderleitung 3 angeordnet, wobei auch mehrere Mischer 5 an unterschiedlichen Stellen der Förderleitung 3 angeordnet sein können. Vorzugsweise befindet sich bereits im Bereich der Dosieranlage 4 ein Mischer 5 der vorzugsweise als Ultraschall-Sonotrode ausgebildet ist und die Durchmischung der Feststoff in der vorzugsweise noch flüssigen Giessschmelze gewährleistet. Alternativ kann auch eine weitere Mischzone 6 mit einem entsprechenden Mischer 5 an der Förderleitung 3 angeordnet sein, die die Giessschmelze wiederum durchmischt, vorzugsweise wenn die Giessschmelze in einem semi-soliden Zustand ist und mittels Mischer 5 durchgeknetet wird, was eine gute Anbindung der Feststoffe an die Giessschmelze gewährt. Zur Gewährleistung eines optimalen Zustands der Giessschmelze ist die Förderleitung 3 entsprechend temperierbar, sei es durch Erwärmen oder durch Kühlen, dies ist individuell entsprechend anwendbar. Als mögliche Ausführungsform ist eine Bypass-Leitung 8 an der Förderleitung 3 angeordnet, welche ein mehrfaches Durchlaufen der Giessschmelze durch die Einbring- und Mischzone 7 an der Förderleitung 3 ermöglicht und so die Giessschmelze entsprechend mit Feststoffen versehen wird bis die Giessschmelze die gewünschte Zusammensetzung aufweist und genügend durchmischt ist und anschliessend in die Giessformen 9 gefüllt wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Schmelzgerät
    3
    Förderleitung
    4
    Dosieranlage
    5
    Mischer
    6
    Mischzone
    7
    Einbring- und Mischzone
    8
    Bypass-Leitung
    9
    Giessformen
    10
    Einbringzone
    11
    Pumpe

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung von mit Feststoffen versetzten Metallen oder metallischen Legierungen, vorzugsweise Leichtmetallen oder Leichtmetalllegierungen für das Vergiessen von Gussteilen vorzugsweise Druckgussteilen mit den Schritten:
    • Aufschmelzen eines Metalls oder einer metallischen Legierung mittels eines Schmelzgerätes (2),
    • Transportieren der Giessschmelze mittels Förderleitung (3) zu den zu füllenden Giessformen (9), dadurch gekennzeichnet durch Zuführen von Feststoffen zur Giessschmelze während des Transports der Giessschmelze in der Förderleitung (3), wobei die Giessschmelze mit den zugeführten Feststoffen während des Transports in der Förderleitung (3) in mindestens einer Mischzone (6) vorzugsweise mittels Energieeintrag durchmischt wird wobei die Durchmischung in der Mischzone (6) mittels Ultraschall-Sonotrode erfolgt und die Giessschmelze und Feststoffe mittels Ultraschall angeregt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmischung während und/oder nach dem Zuführen der Feststoffe erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung der Giessschmelze in der Förderleitung (3) kontinuierlich erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoffe Fasern und/oder Partikel sind.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern aus der Gruppe Kohlefasern, Aluminiumoxide, Basalt, Siliziumkarbid, Aramid, metallische Fasern, beschichtete Fasern und/ oder deren Derivate stammen.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (3) temperiert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Giessschmelze während des Transports in der Förderleitung (3) gekühlt wird, vorzugsweise bis die Giessschmelze einen semi-soliden Zustand aufweist.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoffe in der Giessschmelze im semi-soliden Zustand in einer Mischzone (6) eingeknetet werden.
  9. Vorrichtung (1) zur Herstellung von mit Feststoffen versetzten Metallen oder metallischen Legierungen, vorzugsweise Leichtmetallen oder Leichtmetalllegierung für das Vergiessen von Gussteilen vorzugsweise Druckgussteilen beinhaltend ein Schmelzgerät (2) in dem das Metall bzw. die metallische Legierung aufgeschmolzen wird, vorzugsweise einen Ofen, eine Förderleitung (3), eine Dosieranlage (4) zur Zuführung der Feststoffe in die Giessschmelze, wobei die Dosieranlage (4) mit der Förderleitung (3) verbunden ist und mindestens einen Mischer (5) zur homogenen Durchmischung der Giessschmelze aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (5) an der Förderleitung (3) angeordnet ist und die Durchmischung der Giessschmelze während des Transports erfolgt wobei der Mischer (5) als Ultraschall-Sonotrode ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass an der Förderleitung (3) eine Pumpe (11) zur Förderung der Giessschmelze angeordnet ist, vorzugsweise eine elektromagnetische Pumpe.
  11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung eine Bypass-Leitung (8) aufweist, wobei die Bypass-Leitung mehrere Durchläufe der Giessschmelze durch die Einbring- und Mischzone (7) ermöglicht.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosieranlage (4) einen Injektor zum Einbringen der Feststoffe in die Giessschmelze aufweist. 3352FEG_EP_70A-Ansprüche_220620
EP18180430.3A 2018-06-28 2018-06-28 Metall mit feststoffen Active EP3586999B1 (de)

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