WO2008080241A1 - Verfahren zur herstellung von faserverstärkten druckgiessteilen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von faserverstärkten druckgiessteilen Download PDF

Info

Publication number
WO2008080241A1
WO2008080241A1 PCT/CH2007/000643 CH2007000643W WO2008080241A1 WO 2008080241 A1 WO2008080241 A1 WO 2008080241A1 CH 2007000643 W CH2007000643 W CH 2007000643W WO 2008080241 A1 WO2008080241 A1 WO 2008080241A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fibers
cavity
filled
metal
molten metal
Prior art date
Application number
PCT/CH2007/000643
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benno Niedermann
Original Assignee
Bühler Druckguss AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bühler Druckguss AG filed Critical Bühler Druckguss AG
Publication of WO2008080241A1 publication Critical patent/WO2008080241A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/14—Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die
    • B22D17/2023—Nozzles or shot sleeves
    • 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
    • C22C47/12—Infiltration or casting under mechanical pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C49/02—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
    • C22C49/04—Light metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of fiber-reinforced die-cast parts, in particular of metal moldings made of light metal building materials, for example of aluminum or magnesium alloys, which have higher mechanical values compared to conventionally produced die castings.
  • the invention further relates to the use according to the invention produced moldings in metal structures.
  • the castings are filled with a relatively slow filling. It is now very difficult to keep the fibers in suspension so as to obtain a homogeneous distribution in the casting. However, only a homogeneous distribution of the fibers gives the desired improvement of the mechanical properties.
  • the invention has for its object to develop a process for the production of fiber-reinforced Druckgiess negligence that allows die castings with significantly improved mechanical properties.
  • the reinforcement of components for example for applications in vehicle construction, aircraft construction or other technologically demanding application areas has a high economic but also ecological significance.
  • the reinforcement with fibers is to be used in die casting technology.
  • a feed unit can be used, as described in EP-B-1 392 875 for the production of Combal Foaming is disclosed, combined with a mixing device according to DE-A-102004003743. It can be dosed during the same casting different fibers or silicon particles.
  • the filling process is performed in milliseconds, the fibers are mixed during the Form loungellreaes mixed with a mixing device, for example according to DE-A-102004003743 and the right place in the component resp. brought to the melt.
  • a mixing device for example according to DE-A-102004003743 and the right place in the component resp. brought to the melt.
  • fibers are to be added during the pressing process, this can be achieved with a feed unit. It can be programmed with a control tool on a real-time controlled die casting machine.
  • a vehicle part made of aluminum material with fiber-reinforced zones for improving the mechanical properties (elongation, tensile strength and yield strength) as well as zones for increasing the wear properties is to be produced.
  • a metal quantity corresponding to the part is introduced into a casting chamber of the die casting machine.
  • the casting chamber is first filled and then the feed channel through an opening for introducing the liquid metal to the casting to the gate.
  • Fibers and / or silicon particles are added to the liquid metal in the filled pouring channel with a feed unit.
  • the programming of the feed units is done with a control tool of the die casting machine.
  • the fibers and / or the silicon particles are homogeneously distributed in the melt.
  • the cavity in the mold is completely filled and compacted the aluminum-fiber mixture.
  • the component now solidifies in the mold and can be removed after a predetermined cooling process.
  • the placement of the fibers and / or the silicon particles is also predetermined by means of a simulation and integrated into the filling process. That is, fibers and / or silicon articles are placed only in predetermined zones.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Druckgiessteilen, bei welchem ein Gemisch aus einer Metallschmelze und bei Raumtemperatur festen Fasern in einen Formhohlraum eingebracht wird und die Fasern an dafür vorgesehenen Stellen im zu giessenden Bauteil platziert werden.

Description

Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Druckgiessteilen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Druckgussteilen, insbesondere von Metallformteilen aus Leichtmetallbaustoffen, zum Beispiel aus Aluminium- oder Magnesiumlegierungen, die im Vergleich zu konventionell hergestellten Druckgussteilen höhere mechanische Werte aufweisen. Die Erfindung betrifft weiterhin Verwendung erfindungsgemäss hergestellter Formteile in Metallkonstruktionen.
Es ist bekannt dass Gussteile mit Fasern zu verstärken. So werden zum Beispiel Fasern der flüssigen Legierung beigemischt und unter ständigem Rühren in der Schwebe gehalten.
Insbesondere beim Sandguss, Niederdruckguss und Kokillenguss werden mit einer relativ langsamen Füllung die Gussteile gefüllt. Es ist nun sehr schwierig, die Fasern in der Schwebe zu halten und so eine homogene Verteilung im Gusstück zu erhalten. Nur eine homogene Verteilung der Fasern ergibt jedoch die gewünschte Verbesserung der mechanischen Eigenschaften.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Druckgiessteilen zu entwickeln, das Druckgussteile mit deutlich verbesserten mechanischen Eigenschaften ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Der Verstärkung von Bauteilen, zum Beispiel für Anwendungen im Fahrzeugbau, Flugzeugbau oder anderen technologisch anspruchsvollen Anwendungsbereichen kommt eine hohe wirtschaftliche aber auch ökologische Bedeutung zu. Die Verstärkung mit Fasern soll in der Druckgiesstechnologie eingesetzt werden. Dabei kann eine Zuführeinheit eingesetzt werden, wie sie in der EP-B-1 392 875 zur Herstellung von Combal Schäumen offenbart ist, kombiniert mit einer Mischvorrichtung gemäss der DE-A- 102004003743. Es können verschiedene Fasern oder auch Siliziumpartikel während des gleichen Giessvorganges dosiert werden.
Beim Druckgiessprozess wird der Füllprozess in Millisekunden ausgeführt, die Fasern werden während des Formfüllprozesses beigemischt mit einer Mischvorrichtung, zum Beispiel gemäss der DE-A-102004003743 homogen verteilt und zur richtigen Stelle im Bauteil resp. der Schmelze gebracht.
Sollen nun Fasern während des Einpressvorganges beigemischt werden, kann das mit einer Zuführeinheit realisiert werden. Dabei kann mit einem Steuerungstool an einer echtzeitgeregelten Druckgiessmaschine programmiert werden.
Es können nun Fasern für die mechanische Verstärkung an bestimmte Stellen im Bauteil gebracht werden oder es können Siliziumpartikel als Verschleissschutz an Stellen im Bauteil gebracht werden.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In einer handelsüblichen, echtzeitgeregelten Druckgiessmaschine soll ein Fahrzeugteil aus Aluminiumwerkstoff mit faserverstärkten Zonen zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften (Dehnung , Zugfestigkeit und Streckgrenze) sowie Zonen zur Erhöhung der Verschleisseigenschaften hergestellt werden.
Hierzu wird in eine Giesskammer der Druckgiessmaschine eine für das Teil entsprechende Metallmenge eingefüllt. Nach Auslösen des Giessvorgangs wird zuerst die Giesskammer gefüllt und anschliessend der Zuführkanal durch eine Öffnung zum Einbringen des flüssigen Metalls zum Gussteil bis zum Anschnitt.
Danach wird der Formhohlraum für das Bauteil gefüllt.
In den gefüllten Giesskanal werden mit einer Zuführeinheit Fasern und/oder Siliziumpartikel zum flüssigen Metall beigemischt. Die Programmierung der Zuführeinheiten erfolgt mit einem Steuerungstool der Druckgiessmaschine. Mit einer Mischvorrichtung werden die Fasern und/oder die Siliziumpartikel homogen in der Schmelze verteilt. Der Hohlraum in der Form wird vollständig gefüllt und das Aluminium-Faser-Gemisch verdichtet. Das Bauteil erstarrt nun in der Giessform und kann nach einem vorbestimmten Abkühlprozess entnommen werden.
Durch diese beschriebenen Prozessschritte kann selbst mit einer Recycling-Legierung ein hochwertiges Bauteil hergestellt werden.
Die Platzierung der Fasern und/oder der Siliziumpartikel wird zudem mittels einer Simulation vorbestimmt und in den Füllprozess integriert. D.h., es werden nur in vorbestimmten Zonen Fasern und/oder Siliziumartikel platziert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von fasernverstärkten Druckgussteilen durch einbringen von Fasern in ein Gussteil, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch aus einer Metallschmelze und, bei Raumtemperatur festen Fasern in einen Formhohlraum eingebracht und verdichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Formhohlraum volumendefiniert gefüllt und die Fasern an definierten Stellen im Formhohlraum platziert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet dass die Fasern im Angusskanal in die Schmelze eingebracht und mit der Metallschmelze vermischt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,dass die Fasern in den zu füllenden Hohlraum gebracht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet das mindestens zwei Faser-Typen gleichzeitig oder nacheinander in den Formhohlraum eingebracht und mit der Metallschmelze vermischt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass die Fasern vor, nach und /oder während des Einbringens der Metallschmelze in den zu füllenden Hohlraum eingebracht werden
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet dass der zu füllende Hohlraum aus mehr als einer voneinander unabhängigen Kavität besteht , die durch mehr als einen Angusskanal gefüllt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet ,dass eine Metallschmelze aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium oder Magnesium oder einer entsprechende Legierung besteht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet dass eine Metalldruckgiessmaschine verwendet wird.
10. Metallkörper hergestellt nach einem Verfahren gemäss der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer allseitig geschlossenen Oberfläche und Bereichen mit Faseranteil besteht.
11. Verwendung eines Metallkörpers gemäss Anspruch 10 zum Aufbau von Metallkonstruktionen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern und/oder Siliziumpartikel in den Formhohlraum eingebracht werden.
PCT/CH2007/000643 2007-01-05 2007-12-20 Verfahren zur herstellung von faserverstärkten druckgiessteilen WO2008080241A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007001780A DE102007001780A1 (de) 2007-01-05 2007-01-05 Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Druckgiessteilen
DE102007001780.6 2007-01-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008080241A1 true WO2008080241A1 (de) 2008-07-10

Family

ID=39167216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CH2007/000643 WO2008080241A1 (de) 2007-01-05 2007-12-20 Verfahren zur herstellung von faserverstärkten druckgiessteilen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102007001780A1 (de)
WO (1) WO2008080241A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104308120A (zh) * 2014-11-18 2015-01-28 吉林金城铸锻有限责任公司 一种汽车控制臂臂体毛坯的制造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2426520A1 (fr) * 1978-05-26 1979-12-21 Hepworth & Grandage Ltd Procede de fabrication d'aluminium ou d'alliages d'aluminium renforces avec de l'alumine en fibres ou filaments
JPS5893557A (ja) * 1981-11-30 1983-06-03 Toyota Motor Corp 繊維複合金属材料の製造法
JPS6289558A (ja) * 1985-10-14 1987-04-24 Nippon Light Metal Co Ltd 均一に異種材料が分散して含有される鋳造体の製造方法
JPS62161450A (ja) * 1986-01-09 1987-07-17 Toshiba Mach Co Ltd 複合材料鋳造装置
JPS6393461A (ja) * 1986-10-06 1988-04-23 Toshiba Mach Co Ltd 繊維強化複合金属鋳造装置
JPS63149343A (ja) * 1986-12-11 1988-06-22 Nippon Light Metal Co Ltd セラミツクス分散強化軽合金製シリンダ−およびその製造法
JPH0966350A (ja) * 1995-09-01 1997-03-11 Ube Ind Ltd 半溶融金属加圧成形方法および装置
WO2001038023A1 (de) * 1999-11-24 2001-05-31 Ing. Walter Hengst Gmbh & Co. Kg Verfahren und vorrichtung zum herstellen von gussstücken
EP1724003A2 (de) * 2000-01-10 2006-11-22 Georg Dr. Ickinger Anwendung eines Verfahrens sowie Verwendung einer Vorrichtung zum Einbringen eines Zuschlagstoffs in ein strömendes Medium

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10127716A1 (de) 2001-06-07 2002-12-12 Goldschmidt Ag Th Verfahren zur Herstellung von Metall/Metallschaum-Verbundbauteilen
DE102004003743A1 (de) 2004-01-23 2005-08-11 Bühler Druckguss AG Mischvorrichtung

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2426520A1 (fr) * 1978-05-26 1979-12-21 Hepworth & Grandage Ltd Procede de fabrication d'aluminium ou d'alliages d'aluminium renforces avec de l'alumine en fibres ou filaments
JPS5893557A (ja) * 1981-11-30 1983-06-03 Toyota Motor Corp 繊維複合金属材料の製造法
JPS6289558A (ja) * 1985-10-14 1987-04-24 Nippon Light Metal Co Ltd 均一に異種材料が分散して含有される鋳造体の製造方法
JPS62161450A (ja) * 1986-01-09 1987-07-17 Toshiba Mach Co Ltd 複合材料鋳造装置
JPS6393461A (ja) * 1986-10-06 1988-04-23 Toshiba Mach Co Ltd 繊維強化複合金属鋳造装置
JPS63149343A (ja) * 1986-12-11 1988-06-22 Nippon Light Metal Co Ltd セラミツクス分散強化軽合金製シリンダ−およびその製造法
JPH0966350A (ja) * 1995-09-01 1997-03-11 Ube Ind Ltd 半溶融金属加圧成形方法および装置
WO2001038023A1 (de) * 1999-11-24 2001-05-31 Ing. Walter Hengst Gmbh & Co. Kg Verfahren und vorrichtung zum herstellen von gussstücken
EP1724003A2 (de) * 2000-01-10 2006-11-22 Georg Dr. Ickinger Anwendung eines Verfahrens sowie Verwendung einer Vorrichtung zum Einbringen eines Zuschlagstoffs in ein strömendes Medium

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104308120A (zh) * 2014-11-18 2015-01-28 吉林金城铸锻有限责任公司 一种汽车控制臂臂体毛坯的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007001780A1 (de) 2008-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60210098T2 (de) Verfahren zum niederdruckgiessen von metallschaum
DE1936153B2 (de) Verfahren und giessform zum herstellen von gusstuecken mit kugelgraphit
DE60319533T2 (de) Spritzgussverfahren in halbfestem zustand
DE102018113057A1 (de) Werkzeug und verfahren zum direkten squeeze-casting
WO2000006323A1 (de) Eingusssystem für das thixoformen
WO2008080241A1 (de) Verfahren zur herstellung von faserverstärkten druckgiessteilen
DE102012108079B3 (de) Verfahren zur Herstellung hohler Salzkerne
DE112010003531B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Probegusses und durch das Verfahrenhergestellter Probeguss
DE3018694A1 (de) Verfahren zur herstellung von maschinen-, apparate- und instrumententeilen
DE963642C (de) Verfahren zur Beeinflussung der Oberflaeche von Gusskoerpern
DE102007012845A1 (de) Erzeugung eines partiellen Faserverbundgefüges in einem Bauteil über eine Laserumschmelzbehandlung
DE102006030129B4 (de) Vorrichtung zum Gießen sowie gießtechnisches Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses
WO2005046911A1 (de) Verfahren zur herstellung von metall-matrix-verbundwerkstoffen
EP2035171A1 (de) VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES GUßTEILES, INSBESONDERE EINES KOLBENROHLINGS
EP1611980A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kornfeinungsmittels für metallische Werkstoffe, Kornfeinungsmittel und Metall- oder Metallegierungswerkstoff
DE10332367B4 (de) Verfahren zur Herstellung von metallischen Gussteilen mittels des Vollformgießens
WO2001055464A1 (de) Druckgiessverfahren und vorrichtung zu seiner durchführung
DE102020204031A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines partikelverstärkten Kompositwerkstoff-Bauteils
DE3616049C2 (de) Feingußverfahren
EP4302898A1 (de) Verfahren zum giessen eines gussteils aus einer leichtmetallschmelze sowie kernpaket, gussteil und giessvorrichtung
DE102018114700B3 (de) Verwendung eines Verfahrens zur Herstellung eines Werkzeugs für die Aluminiumblech-Umformung
DE102014222001B4 (de) Gießverfahren
DE102010032107A1 (de) Gusswerkzeug und Verfahren zum Druckgießen
DE102006035937A1 (de) Umformwerkzeug und Verfahren zu seiner Herstellung
EP3449027B1 (de) Verfahren zur herstellung eines bauteils aus duktilem gusseisen und bauteil aus duktilem gusseisen

Legal Events

Date Code Title Description
DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07845640

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07845640

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1