ES2423326T3 - Procedure for manufacturing pressure casting parts - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de piezas de colada a presión a partir de una aleación de aluminio, en elque la aleación de aluminio atraviesa una máquina con una carcasa (31) con un espacio de trabajo (34) encerradopor una envoltura de carcasa interior (32) y un árbol con aletas que en la envoltura de carcasa interior (32) rotaalrededor de un eje longitudinal (x) y se mueve con traslación hacia delante y hacia atrás en el eje longitudinal (x), enel que en un extremo de la carcasa (31) se suministra una aleación de aluminio fluida al espacio de trabajo (34) y enel otro extremo de la carcasa (31) se extrae del espacio de trabajo (34) como aleación de aluminio semisólida con unporcentaje de sólido predeterminado, se transfiere al interior de una cámara de llenado (12) de una máquina decolada a presión (10) y por medio de un pistón (20) se empuja al interior de un molde de colada, en el que elporcentaje de sólido de la aleación de aluminio en el espacio de trabajo (34) se ajusta al porcentaje de sólidopredeterminado mediante enfriamiento y calentamiento preciso del espacio de trabajo (34), caracterizado porque laaleación de aluminio se somete a fuerzas de cizalladura elevadas en una máquina mezcladora y amasadora (30)con un árbol helicoidal (36) interrumpido en la dirección perimetral formándose aletas de amasado individuales (38)con aberturas pasantes axiales (40) entre las aletas de amasado (38) y con pernos de amasado (42) fijados en laenvoltura de carcasa interior (32), que se adentran en el espacio de trabajo (34) y se enganchan en las aberturaspasantes axiales (40).Procedure for manufacturing pressure casting parts from an aluminum alloy, in which the aluminum alloy passes through a machine with a housing (31) with a working space (34) enclosed by an inner housing envelope (32) and a tree with fins that rotates around a longitudinal axis (x) in the inner shell envelope (32) and moves with translation back and forth along the longitudinal axis (x), in which at one end of the shell ( 31) A fluid aluminum alloy is supplied to the workspace (34) and at the other end of the housing (31) it is removed from the workspace (34) as a semi-solid aluminum alloy with a predetermined percentage of solid, transferred to the interior of a filling chamber (12) of a pressure-decorated machine (10) and by means of a piston (20) is pushed into a casting mold, in which the percentage of solid aluminum alloy in space working (34) it is adjusted to the percentage of solid determined by means of cooling and precise heating of the work space (34), characterized in that the aluminum alloy is subjected to high shear forces in a mixing and kneading machine (30) with a helical shaft (36) interrupted in the perimeter direction forming individual kneading fins (38) with axial through openings (40) between kneading fins (38) and with kneading bolts (42) fixed in the inner housing wrap (32), which enter the space of work (34) and hook into axial pass openings (40).
Description
Procedimiento para la fabricación de piezas de colada a presión Procedure for manufacturing pressure casting parts
La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de piezas de colada a presión a partir de una aleación de aluminio según el preámbulo de la reivindicación 1. The invention relates to a process for manufacturing pressure casting parts from an aluminum alloy according to the preamble of claim 1.
Las piezas de colada a presión a partir de aleaciones de aluminio encuentran cada vez más aplicación entre otros en la industria automovilística por motivos de una reducción de peso requerida de manera creciente. Por motivos técnicos de la colada, por ejemplo en el caso de nudos para estructuras Space Frame (de malla espacial) con procedimientos de colada a presión convencionales por regla general no puede quedarse por debajo de un espesor de pared de la pieza de colada de aproximadamente 2 mm. El llenado del molde de colada a presión con fundiciones de metal semisólidas mediante la aplicación de thixocasting o rheocasting lleva a un mejor llenado del molde y como consecuencia a una reducción adicional posible del espesor de pared de la pieza de colada hasta aproximadamente 1 mm. Sin embargo, a medida que disminuye el espesor de pared la capacidad disminuida para recibir fuerzas se convierte cada vez más en un factor limitante. Esta desventaja podría superarse en sí misma mediante la adición de nanopartículas a una matriz de aleación de aluminio. Sin embargo se carece de un procedimiento adecuado para la fabricación económica de aleaciones de aluminio reforzadas con partículas a escala nanoscópica y su preparación para formar fundiciones de metal semisólidas para la colada a presión. Pressure casting parts made from aluminum alloys are increasingly used among others in the automobile industry due to the increasing weight required. For technical reasons of casting, for example in the case of knots for Space Frame structures (space mesh) with conventional pressure casting procedures, as a general rule, it cannot remain below a wall thickness of the casting piece of approximately 2 mm The filling of the die casting mold with semi-solid metal castings by means of the application of thixocasting or rheocasting leads to a better filling of the mold and as a consequence to a possible further reduction of the wall thickness of the casting piece to approximately 1 mm. However, as the wall thickness decreases, the diminished capacity to receive forces becomes increasingly a limiting factor. This disadvantage could be overcome in itself by adding nanoparticles to an aluminum alloy matrix. However, a suitable process for the economical manufacture of aluminum alloys reinforced with nanoscopic scale particles and their preparation to form semi-solid metal smelters for pressure casting is lacking.
En un procedimiento dado a conocer en el documento US 2003/0201088 A1 se alimenta con una fundición de metal en estado fluido un tubo cilíndrico en el que está dispuesto coaxialmente un vástago de presión. En este sentido el diámetro exterior del vástago de presión es más pequeño que el diámetro interior del tubo cilíndrico, de modo que el metal fluido fluye en el espacio intermedio entre el tubo cilíndrico y el vástago de presión. El vástago de presión está previsto para la realización de un movimiento axial hacia delante y hacia atrás y una rotación alrededor de su eje longitudinal. Una válvula que rodea el vástago de presión y que puede desplazarse deslizándose en la pared interior del tubo cilíndrico venciendo una resistencia de fricción divide el tubo cilíndrico en una cámara superior y una inferior. En función del sentido de desplazamiento axial del vástago de presión la válvula se abre o cierra y posibilita In a process disclosed in US 2003/0201088 A1, a cylindrical tube in which a pressure rod is coaxially arranged is fed with a metal foundry in a fluid state. In this sense the outer diameter of the pressure rod is smaller than the inner diameter of the cylindrical tube, so that the fluid metal flows in the intermediate space between the cylindrical tube and the pressure rod. The pressure rod is provided for the realization of an axial movement back and forth and a rotation around its longitudinal axis. A valve that surrounds the pressure rod and can be moved by sliding on the inner wall of the cylindrical tube overcoming a friction resistance divides the cylindrical tube into an upper and a lower chamber. Depending on the direction of axial displacement of the pressure stem, the valve opens or closes and enables
o bloquea el flujo de metal entre la cámara superior y la inferior. En el caso de un movimiento hacia delante del vástago de presión la válvula permanece cerrada y el metal en la cámara inferior del tubo cilíndrico se empuja a través de una abertura de escape al interior de la cámara de llenado de una máquina de colada a presión. Por medio de elementos de calentamiento se controla el perfil de temperatura de la fundición de metal en el tubo cilíndrico de tal modo que se ajusta una fundición semisólida con un porcentaje de material sólido determinado. De la superficie envolvente del vástago de presión salen radialmente aletas. Las aletas sirven por un lado para el apoyo coaxial del vástago de presión en el tubo cilíndrico, al apoyarse las aletas en la pared interior del tubo cilíndrico. Por otro lado las aletas, por la rotación del vástago de presión alrededor de su eje longitudinal, llevan a una agitación de la fundición de metal con el fin de una distribución de temperatura uniforme en el metal. or blocks the flow of metal between the upper and lower chamber. In the case of a forward movement of the pressure rod the valve remains closed and the metal in the lower chamber of the cylindrical tube is pushed through an exhaust opening into the filling chamber of a pressure casting machine. The temperature profile of the metal foundry in the cylindrical tube is controlled by means of heating elements so that a semi-solid cast with a certain percentage of solid material is adjusted. Flaps leave radially from the surface of the pressure rod. The fins serve on the one hand for the coaxial support of the pressure rod in the cylindrical tube, with the fins resting on the inner wall of the cylindrical tube. On the other hand, the fins, by rotating the pressure rod around its longitudinal axis, lead to a stirring of the metal smelting in order to distribute the temperature evenly in the metal.
La invención se basa en el objetivo de conseguir un procedimiento del tipo mencionado al inicio con el que pueda prepararse de manera continua y económica una fundición de aleación de aluminio semisólida y tratarse adicionalmente para formar piezas de colada a presión. Un objetivo adicional de la invención se encuentra en conseguir un procedimiento para la fabricación de piezas de colada a presión a partir de una aleación de aluminio reforzadas con nanopartículas, con el que pueda prepararse de manera continua y económica una fundición de aleación de aluminio semisólida bajo la acción de fuerzas de cizalladura típicas del procedimiento con una dispersión fina elevada de nanopartículas y tratarse adicionalmente para formar piezas de colada a presión. The invention is based on the objective of achieving a process of the type mentioned at the beginning with which a semi-solid aluminum alloy casting can be prepared continuously and economically and further treated to form pressure casting parts. A further object of the invention is to achieve a process for the manufacture of pressure casting parts from an aluminum alloy reinforced with nanoparticles, with which a semi-solid aluminum alloy casting can be prepared continuously and economically the action of shear forces typical of the process with a high fine dispersion of nanoparticles and further treated to form pressure casting parts.
A la solución según la invención del primer objetivo lleva un procedimiento con las características de la reivindicación 1. A este respecto las fuerzas de cizalladura elevadas existentes en el estado de fase semisolidificado en el proceso de amasado provocan una trituración continua de ramas de dendrita que se forman, lo que lleva a una ductilidad aumentada de las piezas de colada a presión. Las fuerzas de compresión elevadas llevan además a una transmisión de calor mayor, lo que finalmente posibilita un ajuste más preciso del porcentaje de sólido en la aleación de aluminio. To the solution according to the invention of the first objective leads a process with the characteristics of claim 1. In this regard the high shear forces existing in the semi-solidified phase state in the kneading process cause a continuous crushing of dendrite branches which form, which leads to increased ductility of the pressure casting parts. The high compression forces also lead to a higher heat transmission, which finally allows a more precise adjustment of the percentage of solid in the aluminum alloy.
A la solución del segundo objetivo según la invención lleva que para la fabricación de piezas de colada a presión reforzadas con nanopartículas se mezclan nanopartículas con la aleación de aluminio en la máquina mezcladora y amasadora y mediante fuerzas de cizalladura elevadas se dispersan de manera fina en la aleación de aluminio, en el que en un extremo de la carcasa se suministra una aleación de aluminio fluida y nanopartículas al espacio de trabajo y en el otro extremo de la carcasa se extrae del espacio de trabajo como aleación de aluminio semisólida con un porcentaje de sólido predeterminado y con nanopartículas dispersas de manera fina en la aleación de aluminio. A este respecto las fuerzas de cizalladura elevadas existentes en el estado de fase semisolidificado en el proceso de amasado provocan, además de la trituración de ramas de dendrita que se forman y la mayor ductilidad alcanzada con ello, una dispersión fina de las nanopartículas que es necesaria para su acción de aumento de la resistencia. The solution of the second objective according to the invention leads to nanoparticles being mixed with the aluminum alloy in the mixing and kneading machine for the manufacture of pressure-casting parts with nanoparticles and by high shear forces they are finely dispersed in the aluminum alloy, in which at one end of the housing a fluid aluminum alloy and nanoparticles are supplied to the workspace and at the other end of the housing, the semi-solid aluminum alloy with a percentage of solid is extracted from the workspace predetermined and with nanoparticles dispersed finely in the aluminum alloy. In this regard, the high shear forces existing in the semi-solidified phase state in the kneading process cause, in addition to the crushing of dendrite branches that form and the greater ductility achieved with it, a fine dispersion of the nanoparticles that is necessary for its resistance increase action.
Convenientemente la envoltura de carcasa interior está rodeada por una envoltura de carcasa exterior formándose un espacio intermedio preferiblemente en forma de cilindro hueco y para el enfriamiento y calentamiento del espacio de trabajo se conducen gases fríos y/o calientes a través del espacio intermedio. A través del espacio intermedio se conducen, para el enfriamiento, preferiblemente aire, preferiblemente aire a presión, y para el calentamiento, gases calientes, preferiblemente gases de combustión. Conveniently the inner shell wrap is surrounded by an outer shell wrap forming an intermediate space preferably in the form of a hollow cylinder and for cooling and heating the work space, hot and / or hot gases are conducted through the intermediate space. Through the intermediate space, preferably air, preferably pressurized air, and for heating, hot gases, preferably combustion gases, are conducted for cooling.
Los gases se conducen a través del espacio intermedio preferiblemente en contracorriente con respecto al sentido de transporte de la aleación de aluminio. The gases are conducted through the intermediate space preferably in countercurrent with respect to the direction of transport of the aluminum alloy.
El porcentaje de sólido de la aleación de aluminio se ajusta preferiblemente a del 40 al 80%, en particular a más del 50%. The solid percentage of the aluminum alloy is preferably adjusted to 40 to 80%, in particular more than 50%.
En una realización preferida del procedimiento según la invención la aleación de aluminio semisólida se extrae del espacio de trabajo como barra de metal semisólida. La barra de metal semisólida que sale de manera continua se divide en porciones de metal semisólidas y las porciones de metal semisólidas se transfieren al interior de la cámara de llenado de la máquina de colada a presión. In a preferred embodiment of the process according to the invention, the semi-solid aluminum alloy is extracted from the work space as a semi-solid metal bar. The semi-solid metal bar that comes out continuously is divided into semi-solid metal portions and the semi-solid metal portions are transferred into the filling chamber of the pressure casting machine.
El porcentaje en peso de las nanopartículas en la aleación se encuentra preferiblemente entre aproximadamente el 0,1 y el 10%. Nanopartículas adecuadas económicas se componen preferiblemente de ácido silícico pirogénico, como por ejemplo Aerosil®. Sin embargo también pueden utilizarse otras nanopartículas, como por ejemplo los nanotubos de carbono conocidos (carbon nanotubes, CNT), así como partículas a escala nanoscópica adicionales, por ejemplo fabricadas según el procedimiento Aerosil® conocido, a partir de óxidos de metal y semimetal, como por ejemplo óxido de aluminio (Al2O3), dióxido de titanio (TiO2), óxido de circonio (ZrO2), óxido de antimonio (III), óxido de cromo (III), óxido de hierro (III), óxido de germanio (IV), óxido de vanadio (V) u óxido de volframio (VI). The percentage by weight of the nanoparticles in the alloy is preferably between about 0.1 and 10%. Suitable inexpensive nanoparticles are preferably composed of pyrogenic silicic acid, such as Aerosil®. However, other nanoparticles, such as known carbon nanotubes (carbon nanotubes, CNT), as well as additional nanoscopic scale particles, for example manufactured according to the known Aerosil® process, from metal and semimetal oxides, can also be used. such as aluminum oxide (Al2O3), titanium dioxide (TiO2), zirconium oxide (ZrO2), antimony oxide (III), chromium oxide (III), iron oxide (III), germanium oxide (IV) ), vanadium oxide (V) or tungsten oxide (VI).
Ventajas, características y detalles adicionales de la invención se deducen a partir de la siguiente descripción de ejemplos de realización preferidos así como mediante el dibujo, que solamente sirve para la explicación y no debe interpretarse como limitativo. El dibujo muestra esquemáticamente en Advantages, features and additional details of the invention are deduced from the following description of preferred embodiments as well as by drawing, which only serves for explanation and should not be construed as limiting. The drawing schematically shows in
la figura 1 una sección longitudinal a través de una máquina de colada a presión con una máquina mezcladora y amasadora antepuesta; 1 shows a longitudinal section through a pressure casting machine with a mixing and kneading machine attached;
la figura 2 una sección longitudinal a través de una parte de una máquina mezcladora y amasadora; Figure 2 a longitudinal section through a part of a mixing and kneading machine;
la figura 3 una sección transversal a través de la máquina mezcladora y amasadora de la figura 1; Figure 3 a cross section through the mixing and kneading machine of Figure 1;
la figura 4 campos de flujo de alargamiento y cizalladura característicos en una masa de producto, desencadenados por una aleta de amasado que pasa por delante de un perno de amasado; Figure 4 characteristic elongation and shear flow fields in a product mass, triggered by a kneading fin that passes in front of a kneading bolt;
la figura 5 la fabricación continua de material en bruto semisólido para la colada a presión con una disposición según la figura 1. Figure 5 the continuous manufacture of semi-solid raw material for pressure casting with an arrangement according to Figure 1.
Una instalación mostrada en la figura 1 para la colada a presión de piezas de colada a presión reforzadas opcionalmente con nanopartículas a partir de una aleación de aluminio presenta una máquina de colada a presión 10 y una máquina mezcladora y amasadora 30 antepuesta a la máquina de colada a presión 10. An installation shown in Figure 1 for pressure casting of pressure casting parts optionally reinforced with nanoparticles from an aluminum alloy has a pressure casting machine 10 and a mixing and kneading machine 30 placed before the casting machine. under pressure 10.
La máquina de colada a presión 10 reproducida sólo parcialmente en el dibujo es una máquina habitual en el mercado para la colada a presión convencional de aleaciones de aluminio y presenta entre otros una cámara de llenado 12 unida con un lado fijo 18 de un molde de colada, con una abertura 16 para recibir el metal que va a empujarse por medio de un pistón 20 fuera de la cámara de llenado 12 y al interior de un espacio hueco de molde 14 del molde de colada. The pressure casting machine 10 reproduced only partially in the drawing is a common machine in the market for conventional pressure casting of aluminum alloys and has, among others, a filling chamber 12 connected with a fixed side 18 of a casting mold , with an opening 16 to receive the metal to be pushed by means of a piston 20 out of the filling chamber 12 and into a hollow mold space 14 of the casting mold.
La máquina mezcladora y amasadora 30 está representada de manera detallada en las figuras 2 y 3. La construcción básica de una máquina mezcladora y amasadora de este tipo se conoce por ejemplo por el documento CH-A- 278 575. La máquina mezcladora y amasadora 30 presenta una carcasa 31 con un espacio de trabajo 34 encerrado por una envoltura de carcasa interior 32, en el que está dispuesto un árbol helicoidal 36 que en la envoltura de carcasa interior 32 rota alrededor de un eje longitudinal x y se mueve con traslación hacia delante y hacia atrás en el eje longitudinal x. El árbol helicoidal 36 está interrumpido en la dirección perimetral formándose aletas de amasado individuales 38. De esta manera se originan aberturas pasantes axiales 40 entre las aletas de amasado individuales 38. Desde el lado interior de la envoltura de carcasa interior 32 se adentran pernos de amasado 42 en el espacio de trabajo 34. Los pernos de amasado del lado de carcasa 42 se enganchan en las aberturas pasantes axiales 40 de las aletas de amasado 38 dispuestas sobre el árbol helicoidal o principal 36. Un árbol de accionamiento 44 dispuesto concéntrico con respecto al árbol helicoidal 36 está conducido por el lado frontal hacia fuera de la envoltura de carcasa interior 32 y unido con una unidad de accionamiento no representada en el dibujo para la realización de un movimiento de rotación del árbol helicoidal 36. En el dibujo tampoco está representado un dispositivo que actúa conjuntamente con el árbol helicoidal 36 para la realización del movimiento con traslación del árbol helicoidal 36. The mixing and kneading machine 30 is shown in detail in Figures 2 and 3. The basic construction of such a mixing and kneading machine is known for example from document CH-A-278 575. The mixing and kneading machine 30 It has a housing 31 with a working space 34 enclosed by an inner housing envelope 32, in which a helical shaft 36 is arranged, which rotates around an longitudinal axis in the inner housing envelope 32 and moves with translation forward and backward on the longitudinal axis x. The helical shaft 36 is interrupted in the perimetral direction forming individual kneading fins 38. In this way axial through openings 40 originate between the individual kneading fins 38. From the inner side of the inner shell envelope 32 kneading bolts are introduced. 42 in the working space 34. The kneading bolts of the housing side 42 engage in the axial through openings 40 of the kneading fins 38 arranged on the helical or main shaft 36. An actuation shaft 44 arranged concentrically with respect to the Helical shaft 36 is driven from the front side outwardly from the inner housing envelope 32 and connected with a drive unit not shown in the drawing for performing a rotational movement of the helical shaft 36. In the drawing, a drawing is also not shown. device that acts together with the helical shaft 36 for carrying out the movement with translation ón of the helical tree 36.
La envoltura de carcasa interior cilíndrica 32 de la máquina mezcladora y amasadora 30 que delimita el espacio de trabajo 34 está rodeada por una envoltura de carcasa exterior cilíndrica 46. La envoltura de carcasa interior 32 y la envoltura de carcasa exterior 46 forman una envoltura doble y a este respecto encierran un espacio intermedio 48 en forma de cilindro hueco. The cylindrical inner shell wrap 32 of the mixing and kneading machine 30 delimiting the working space 34 is surrounded by a cylindrical outer shell wrap 46. The inner shell wrap 32 and the outer shell wrap 46 form a double wrap already in this respect they enclose an intermediate space 48 in the form of a hollow cylinder.
En el extremo de la carcasa 31 cercano al lado de accionamiento del árbol helicoidal 36 está prevista una abertura de alimentación 50 para el suministro de una aleación de aluminio fluida y opcionalmente de nanopartículas en el espacio de trabajo 34. Aunque en el dibujo sólo se muestra una abertura de alimentación 50, para la aleación de aluminio y para las nanopartículas pueden estar previstas dos aberturas de alimentación separadas. En principio también es posible agregar las nanopartículas de la aleación de aluminio fluida ya antes de la alimentación del metal en la máquina amasadora y mezcladora 30. En el extremo de la envoltura de carcasa interior 32 alejado del lado de accionamiento del árbol helicoidal 36 está prevista una abertura de escape 52 para la extracción de la aleación de aluminio semisólida con nanopartículas dispersas en ésta opcionalmente. At the end of the housing 31 near the driving side of the helical shaft 36 a feed opening 50 is provided for the supply of a fluid aluminum alloy and optionally nanoparticles in the working space 34. Although only the drawing is shown a feed opening 50, for the aluminum alloy and for the nanoparticles, two separate feed openings may be provided. In principle, it is also possible to add the nanoparticles of the fluid aluminum alloy already before the metal is fed into the kneading and mixing machine 30. At the end of the inner casing shell 32 away from the driving side of the helical shaft 36 it is provided an exhaust opening 52 for the extraction of the semi-solid aluminum alloy with optionally dispersed nanoparticles therein.
En el extremo de la carcasa 31 alejado del lado de accionamiento del árbol helicoidal 36 en la envoltura de carcasa exterior 46 están previstas aberturas de admisión 54, 56 para la introducción de gases fríos o calientes en el espacio intermedio 48. De manera correspondiente, en el extremo de la carcasa 31 cercano al lado de accionamiento del árbol helicoidal 36 están previstas aberturas de salida 58, 60 para la salida de los gases del espacio intermedio 48. Para garantizar un flujo pasante de gas máximo y distribuido uniformemente por el perímetro de la envoltura de carcasa interior 32 desde las aberturas de admisión 54, 56 hacia las aberturas de salida 58, 60 y con ello una evacuación de calor uniforme del espacio de trabajo 34 o un aporte de calor uniforme al espacio de trabajo 34, están dispuestas aberturas de admisión y escape 54, 56 ó 58, 60 distribuidas uniformemente alrededor del perímetro de la envoltura de carcasa exterior 46 según la figura 3. Intake openings 54, 56 for the introduction of cold or hot gases into the intermediate space 48 are provided at the end of the housing 31 away from the driving side of the helical shaft 36. Correspondingly, in the end of the housing 31 near the driving side of the helical shaft 36, outlet openings 58, 60 are provided for the exit of the gases from the intermediate space 48. To guarantee a maximum through-gas flow and distributed uniformly over the perimeter of the Inner shell casing 32 from the intake openings 54, 56 to the outlet openings 58, 60 and thereby a uniform heat evacuation from the work space 34 or a uniform heat input to the work space 34, are openings of intake and exhaust 54, 56 or 58, 60 evenly distributed around the perimeter of the outer shell housing 46 according to Figure 3.
La figura 4 muestra en una representación esquemática campos de flujo de alargamiento y cizalladura característicos en una masa de producto P, tal como aparecen en una máquina mezcladora y amasadora 30 configurada según el estado de la técnica por una aleta de amasado 38 que pasa por delante de un perno de amasado 42. El sentido de giro de la aleta de amasado 38 está indicado esquemáticamente por una flecha curvada A, mientras que el movimiento con traslación de la aleta de amasado 38 está indicado por una flecha doble B. Mediante el movimiento de giro de la aleta de amasado 38 su punta divide la masa de producto P, tal como está indicado por las flechas C, D. Entre el perno de amasado 42 y la superficie principal 39 dirigida al perno de amasado 42, de la aleta de amasado 38 y la aleta de amasado 38 que pasa por delante de la misma existe un intersticio 41, cuya anchura varía por el giro y el movimiento con traslación del árbol helicoidal 36. En este intersticio 41 se provoca una operación de cizalladura en la masa de producto P, lo que está indicado por las flechas E. Tanto delante como también detrás del perno de amasado 42 se relaja y reorienta la masa de producto P, como se indica por las flechas de rotación F, G. Como ya se detalló al inicio, por cada ciclo de cizalladura, mediante el movimiento axial sinusoidal de la aleta de amasado 38 respectiva en una línea se origina un acercamiento máximo de la aleta de amasado 38 y el perno de amasado 42 y con ello una velocidad de cizalladura máxima en la masa de producto P. Figure 4 shows in a schematic representation characteristic elongation and shear flow fields in a mass of product P, as they appear in a mixing and kneading machine 30 configured according to the state of the art by a kneading fin 38 passing in front of it. of a kneading bolt 42. The direction of rotation of kneading fin 38 is schematically indicated by a curved arrow A, while the translational movement of kneading fin 38 is indicated by a double arrow B. By the movement of rotation of the kneading fin 38 its tip divides the mass of product P, as indicated by the arrows C, D. Between the kneading bolt 42 and the main surface 39 directed to the kneading bolt 42, of the kneading fin 38 and kneading fin 38 that passes in front of it there is an interstitium 41, the width of which varies by rotation and the translational movement of the helical shaft 36. In this interstitium 41, For a shear operation in the product mass P, which is indicated by the arrows E. Both in front and behind the kneading bolt 42 relaxes and redirects the mass of product P, as indicated by the rotation arrows F , G. As already detailed at the beginning, for each shear cycle, by means of the sinusoidal axial movement of the respective kneading fin 38 in a line a maximum approach of the kneading fin 38 and the kneading bolt 42 and with this means a maximum shear rate in the product mass P.
A continuación se explica en más detalle a modo de ejemplo mediante las figuras 1 y 2 el modo de funcionamiento de la instalación para la colada a presión de piezas de colada a presión reforzadas opcionalmente con nanopartículas a partir de una aleación de aluminio. In the following, the operation mode of the installation for pressure casting of pressure castings optionally reinforced with nanoparticles from an aluminum alloy is explained in more detail by way of example.
Una fundición de aleación de aluminio mantenida un poco por encima de la temperatura de fusión de la aleación se suministra sola o junto con nanopartículas de manera dosificada al espacio de trabajo 34 a través de la abertura de alimentación 50. Mediante el aplastamiento de la aleación de aluminio semisolidificada con nanopartículas entre las aletas de amasado 38 y los pernos de amasado 42 se aplican fuerzas de cizalladura elevadas que llevan a la trituración de ramas de dendrita y provocan una dispersión fina de las nanopartículas existentes en forma de aglomerados. Un mezclado eficiente, que homogenice, se obtiene de la superposición del efecto de mezclado longitudinal y radial. Mediante la regulación del flujo de gas de gases fríos y calientes a través del espacio intermedio 48 entre la envoltura de carcasa interior 32 y la envoltura de carcasa exterior 46 se ajusta el porcentaje de sólido de la aleación de aluminio en el espacio de trabajo 34 de tal modo que éste se encuentra en el intervalo deseado durante la extracción del metal a través de la abertura de escape 52. An aluminum alloy foundry maintained slightly above the melting temperature of the alloy is supplied alone or together with nanoparticles in dosed form to the working space 34 through the feed opening 50. By crushing the alloy of semi-solidified aluminum with nanoparticles between kneading fins 38 and kneading bolts 42 high shear forces are applied that lead to crushing dendrite branches and cause fine dispersion of existing nanoparticles in the form of agglomerates. An efficient mixing, which homogenizes, is obtained from the superposition of the longitudinal and radial mixing effect. By regulating the gas flow of hot and cold gases through the intermediate space 48 between the inner shell wrap 32 and the outer shell wrap 46, the percentage of solid of the aluminum alloy in the working space 34 is adjusted. such that it is in the desired range during the extraction of the metal through the exhaust opening 52.
El ajuste del porcentaje de sólido deseado de la aleación de aluminio se produce mediante la medición del cambio de la viscosidad de la fundición de metal en la máquina amasadora y mezcladora 30. La viscosidad que aumenta a medida que aumenta el porcentaje de sólido de la aleación de aluminio semisólida puede detectarse por ejemplo mediante la medición de la resistencia al giro en el árbol de accionamiento 44 del árbol helicoidal 36. Mediante la determinación de la resistencia al giro para porcentajes de sólido definidos pueden establecerse valores teóricos correspondientes, a los que se regulan los valores reales medidos mediante el control del flujo pasante de gases fríos y calientes a través del espacio intermedio 48 entre la envoltura de carcasa interior y exterior 32, 46. The adjustment of the desired solid percentage of the aluminum alloy is produced by measuring the change in the viscosity of the metal smelting in the kneading and mixing machine 30. The viscosity increases as the percentage of solid in the alloy increases. semi-solid aluminum can be detected, for example, by measuring the resistance to rotation in the drive shaft 44 of the helical shaft 36. By determining the resistance to rotation for defined percentages of solid, corresponding theoretical values can be established, to which they are regulated Actual values measured by controlling the through flow of hot and cold gases through the intermediate space 48 between the inner and outer shell wrap 32, 46.
La aleación de aluminio que presenta el porcentaje de sólido deseado y que contiene opcionalmente nanopartículas dispersas de manera fina se proporciona a través de la abertura de alimentación 16 a la cámara de llenado 12 de la máquina de colada a presión 10 y se empuja a partir de ésta de manera periódica por medio del pistón 20 de forma conocida fuera de la cámara de llenado 12 al interior del espacio hueco de molde 14 del molde de colada. The aluminum alloy having the desired solid percentage and optionally containing finely dispersed nanoparticles is provided through the feed opening 16 to the filling chamber 12 of the pressure casting machine 10 and is pushed from this periodically by means of the piston 20 in known manner outside the filling chamber 12 inside the hollow mold space 14 of the casting mold.
A continuación mediante la figura 5 se describe en más detalle a modo de ejemplo la fabricación continua de material en bruto semisólido en forma de vástago para la colada a presión de piezas de colada a presión reforzadas opcionalmente con nanopartículas a partir de una aleación de aluminio. Se conserva el modo de funcionamiento explicado anteriormente mediante las figuras 1 y 2. Next, Figure 5 describes in more detail by way of example the continuous manufacture of semi-solid raw material in the form of a rod for pressure casting of pressure casting pieces optionally reinforced with nanoparticles from an aluminum alloy. The operation mode explained above is preserved by means of figures 1 and 2.
5 La aleación de aluminio que presenta el porcentaje de sólido deseado y que contiene opcionalmente nanopartículas dispersas de manera fina se empuja hacia fuera de manera continua a través de la abertura de escape 52 en forma de una barra de metal semisólida 70. De la barra de metal semisólida 70, por ejemplo con una cuchilla que funciona conjuntamente, se tronzan porciones de metal semisólidas 72. Las porciones de metal semisólidas 72 corresponden 5 The aluminum alloy having the desired solid percentage and optionally containing finely dispersed nanoparticles is pushed out continuously through the exhaust opening 52 in the form of a semi-solid metal bar 70. From the bar semi-solid metal 70, for example with a jointly operated blade, semisolid metal portions 72 are cut off. The semi-solid metal portions 72 correspond
10 habitualmente en cada caso a la cantidad de metal necesaria para la fabricación de una pieza de colada a presión individual y se transfieren para cada carrera de manera individual al interior de la cámara de llenado 12 de la máquina de colada a presión 10 y se empujan a partir de ésta de manera periódica por medio del pistón 20 de forma conocida fuera de la cámara de llenado 12 al interior del espacio hueco de molde 14 del molde de colada. 10 usually in each case the amount of metal necessary for the manufacture of an individual pressure casting part and are transferred for each stroke individually into the filling chamber 12 of the pressure casting machine 10 and pushed from it periodically by means of the piston 20 in a known manner outside the filling chamber 12 inside the hollow mold space 14 of the casting mold.
15 Habitualmente la barra de metal semisólida 70 abandona la máquina mezcladora y amasadora 30 en la dirección del eje longitudinal x del árbol helicoidal 36 en dirección horizontal, sin embargo también es concebible otra dirección de salida, por ejemplo vertical. La sección transversal de la barra de metal 70 sigue la sección transversal de la abertura de escape 52 y es habitualmente circular. Las porciones de metal semisólidas 72 pueden por ejemplo agarrarse con unas pinzas y transferirse al interior de la cámara de llenado 12 de la máquina de colada a presión 10. 15 Usually the semi-solid metal bar 70 leaves the mixing and kneading machine 30 in the direction of the longitudinal axis x of the helical shaft 36 in the horizontal direction, however, another exit direction, for example vertical, is also conceivable. The cross section of the metal bar 70 follows the cross section of the exhaust opening 52 and is usually circular. The semi-solid metal portions 72 can for example be grasped with tweezers and transferred into the filling chamber 12 of the pressure casting machine 10.
Claims (10)
- 1. one.
- Procedimiento para la fabricación de piezas de colada a presión a partir de una aleación de aluminio, en el que la aleación de aluminio atraviesa una máquina con una carcasa (31) con un espacio de trabajo (34) encerrado por una envoltura de carcasa interior (32) y un árbol con aletas que en la envoltura de carcasa interior (32) rota alrededor de un eje longitudinal (x) y se mueve con traslación hacia delante y hacia atrás en el eje longitudinal (x), en el que en un extremo de la carcasa (31) se suministra una aleación de aluminio fluida al espacio de trabajo (34) y en el otro extremo de la carcasa (31) se extrae del espacio de trabajo (34) como aleación de aluminio semisólida con un porcentaje de sólido predeterminado, se transfiere al interior de una cámara de llenado (12) de una máquina de colada a presión (10) y por medio de un pistón (20) se empuja al interior de un molde de colada, en el que el porcentaje de sólido de la aleación de aluminio en el espacio de trabajo (34) se ajusta al porcentaje de sólido predeterminado mediante enfriamiento y calentamiento preciso del espacio de trabajo (34), caracterizado porque la aleación de aluminio se somete a fuerzas de cizalladura elevadas en una máquina mezcladora y amasadora (30) con un árbol helicoidal (36) interrumpido en la dirección perimetral formándose aletas de amasado individuales (38) con aberturas pasantes axiales (40) entre las aletas de amasado (38) y con pernos de amasado (42) fijados en la envoltura de carcasa interior (32), que se adentran en el espacio de trabajo (34) y se enganchan en las aberturas pasantes axiales (40). Procedure for the manufacture of pressure casting parts from an aluminum alloy, in which the aluminum alloy passes through a machine with a housing (31) with a working space (34) enclosed by an inner housing envelope ( 32) and a tree with fins that in the inner shell wrap (32) rotates around a longitudinal axis (x) and moves with translation back and forth on the longitudinal axis (x), where at one end a fluid aluminum alloy is supplied to the working space (34) from the housing (31) and at the other end of the housing (31) it is extracted from the working space (34) as a semi-solid aluminum alloy with a percentage of solid By default, it is transferred into a filling chamber (12) of a pressure casting machine (10) and by means of a piston (20) it is pushed into a casting mold, in which the percentage of solid of the aluminum alloy in the working space Garlic (34) adjusts to the predetermined solid percentage by cooling and precisely heating the work space (34), characterized in that the aluminum alloy is subjected to high shear forces in a mixing and kneading machine (30) with a helical shaft (36) interrupted in the perimeter direction forming individual kneading fins (38) with axial through openings (40) between the kneading fins (38) and with kneading bolts (42) fixed on the inner shell envelope (32), that enter the workspace (34) and engage in axial through openings (40).
- 2. 2.
- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la envoltura de carcasa interior (32) está rodeada por una envoltura de carcasa exterior (46) formándose un espacio intermedio (48) preferiblemente en forma de cilindro hueco y para el enfriamiento y calentamiento del espacio de trabajo (34) se conducen gases fríos y/o calientes a través del espacio intermedio (48). Method according to claim 1, characterized in that the inner shell wrap (32) is surrounded by an outer shell wrap (46) forming an intermediate space (48) preferably in the form of a hollow cylinder and for cooling and heating the work space (34) cold and / or hot gases are conducted through the intermediate space (48).
- 3. 3.
- Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque a través del espacio intermedio (48) se conducen, para el enfriamiento, aire, preferiblemente aire a presión, y para el calentamiento, gases calientes, preferiblemente gases de combustión. Method according to claim 2, characterized in that through the intermediate space (48), air, preferably pressurized air, and for heating, hot gases, preferably combustion gases, are conducted for cooling.
- 4. Four.
- Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque los gases se conducen a través del espacio intermedio (48) en contracorriente con respecto al sentido de transporte de la aleación de aluminio. Method according to claim 2 or 3, characterized in that the gases are conducted through the intermediate space (48) in countercurrent with respect to the direction of transport of the aluminum alloy.
- 5. 5.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque para el ajuste de un porcentaje de sólido deseado se mide la viscosidad de la aleación de aluminio en el espacio de trabajo (34) y se ajusta a un valor predeterminado mediante enfriamiento y calentamiento preciso del espacio de trabajo (34). Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that for adjusting a desired solid percentage, the viscosity of the aluminum alloy in the working space (34) is measured and adjusted to a predetermined value by cooling and precise heating. of the workspace (34).
- 6. 6.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el porcentaje de sólido de la aleación de aluminio se ajusta a del 40 al 80%, preferiblemente a más del 50%. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the percentage of solid of the aluminum alloy is adjusted to 40 to 80%, preferably more than 50%.
- 7. 7.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la aleación de aluminio semisólida se extrae del espacio de trabajo (34) como barra de metal semisólida (70), la barra de metal semisólida Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the semi-solid aluminum alloy is extracted from the work space (34) as a semi-solid metal bar (70), the semi-solid metal bar
- 9. 9.
- Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el porcentaje en volumen de las nanopartículas en la aleación asciende a del 0,1 al 10%. Method according to claim 8, characterized in that the volume percentage of the nanoparticles in the alloy amounts to 0.1 to 10%.
- 10. 10.
- Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque como nanopartículas se utilizan ácido silícico pirogénico, nanotubos de carbono (carbon nanotubes, CNT), así como otras partículas a escala nanoscópica a partir de óxidos de metal y semimetal, como por ejemplo óxido de aluminio (Al2O3), dióxido de titanio (TiO2), óxido de circonio (ZrO2), óxido de antimonio (III), óxido de cromo (III), óxido de hierro (III), óxido de germanio (IV), óxido de vanadio (V) u óxido de volframio (VI). Method according to claim 9, characterized in that as nanoparticles pyrogenic silicic acid, carbon nanotubes (carbon nanotubes, CNT) are used, as well as other nanoscopic scale particles from metal and semimetal oxides, such as aluminum oxide (Al2O3 ), titanium dioxide (TiO2), zirconium oxide (ZrO2), antimony oxide (III), chromium oxide (III), iron oxide (III), germanium oxide (IV), vanadium oxide (V) or tungsten oxide (VI).
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CN103008610B (en) * | 2012-12-18 | 2015-05-27 | 华南理工大学 | Squeeze casting method of zinc alloy worm gear |
AT518825A1 (en) * | 2016-05-31 | 2018-01-15 | Lkr Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen Gmbh | Method for producing a profile from a metal alloy |
AT518824A1 (en) * | 2016-05-31 | 2018-01-15 | Lkr Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen Gmbh | Method for producing a profile from a metal alloy |
DE102021203642B3 (en) | 2021-04-13 | 2022-09-08 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Bearing core for a rubber-metal bearing, rubber-metal bearing and motor vehicle with such |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH278575A (en) | 1949-11-04 | 1951-10-31 | List Heinz | Mixing and kneading machine. |
US2892224A (en) * | 1957-05-09 | 1959-06-30 | Nat Lead Co | Heating of dies by internal combustion |
DE2401654C2 (en) * | 1974-01-15 | 1975-11-20 | Matthias 4150 Krefeld Welsch | Method and device for the production of aluminum |
IT1257114B (en) * | 1992-09-29 | 1996-01-05 | Weber Srl | PROCEDURE FOR OBTAINING REOCOLATED SOLID WOODS, IN PARTICULAR SUITABLE FOR USE FOR THE PRODUCTION OF HIGH MECHANICAL PERFORMANCE DIE CASTINGS. |
IT1260684B (en) * | 1993-09-29 | 1996-04-22 | Weber Srl | METHOD AND PLANT FOR THE DIE-CASTING OF SEMI-LIQUID COMPONENTS WITH HIGH MECHANICAL PERFORMANCE STARTING FROM REOCOLATED SOLID. |
JP3817786B2 (en) * | 1995-09-01 | 2006-09-06 | Tkj株式会社 | Alloy product manufacturing method and apparatus |
US5881796A (en) * | 1996-10-04 | 1999-03-16 | Semi-Solid Technologies Inc. | Apparatus and method for integrated semi-solid material production and casting |
KR100607219B1 (en) * | 1998-03-31 | 2006-08-01 | 다카다 가부시키가이샤 | Method and apparatus for manufacturing metallic parts by fine die casting |
EP1121214A4 (en) * | 1998-07-24 | 2005-04-13 | Gibbs Die Casting Aluminum | Semi-solid casting apparatus and method |
DE19907118C1 (en) * | 1999-02-19 | 2000-05-25 | Krauss Maffei Kunststofftech | Injection molding apparatus for producing molded metal parts with dendritic properties comprises an extruder with screw system |
GB2354471A (en) * | 1999-09-24 | 2001-03-28 | Univ Brunel | Producung semisolid metal slurries and shaped components therefrom |
EP2292353A1 (en) * | 2003-07-02 | 2011-03-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Molding of slurry-form semi-solid metal |
US7509993B1 (en) * | 2005-08-13 | 2009-03-31 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Semi-solid forming of metal-matrix nanocomposites |
DK1815958T3 (en) * | 2006-02-06 | 2009-02-09 | Buss Ag | Mixing and kneading machine |
US7837811B2 (en) * | 2006-05-12 | 2010-11-23 | Nissei Plastic Industrial Co., Ltd. | Method for manufacturing a composite of carbon nanomaterial and metallic material |
JP4224083B2 (en) * | 2006-06-15 | 2009-02-12 | 日精樹脂工業株式会社 | Method for producing composite metal material and method for producing composite metal molded product |
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