WO2009043192A2 - Druckgussform - Google Patents

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WO2009043192A2
WO2009043192A2 PCT/CH2008/000400 CH2008000400W WO2009043192A2 WO 2009043192 A2 WO2009043192 A2 WO 2009043192A2 CH 2008000400 W CH2008000400 W CH 2008000400W WO 2009043192 A2 WO2009043192 A2 WO 2009043192A2
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Bernhard Aschmann
Bernd Watzinger
Gilbert Moret
Original Assignee
Bühler Druckguss AG
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Publication date
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings
    • B22C9/061—Materials which make up the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22C—FOUNDRY MOULDING
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    • B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings
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    • 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
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    • B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/2209—Selection of die materials
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    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/2218—Cooling or heating equipment for dies

Definitions

  • the invention relates to a die casting mold for use in die casting machines.
  • Molds for die casting machines usually consist of steel resp. Tool steel and subject depending on the structure of the casting of an elaborate production. In addition to the preparation of the mold cavity still cooling channels and the like must be introduced. For this reason, continuous efforts are being made to improve the heat balance of casting molds, be it through the shaping and / or combination of different materials.
  • injection molding tools which have a core of copper and an outer area of tool steel or gradient materials with flowing transition between aluminum and steel.
  • Alchemy process a water-soluble metal powder is taken up by a high-energy water jet and impinges on a metal surface and forms a homogeneous compound with this metal.
  • Most forgeable metallic materials can be processed.
  • the applied metal is on the surface and is not resistant to molten metals and high pressing pressures.
  • the invention has for its object to provide a die for die casting machines, which has an improved heat balance.
  • the object is solved with the features of claim 1.
  • Melt-contacted areas of the mold are made of conventional molding material, the melt-removed part of the mold halves is made of a material with higher thermal conductivity, the transition between the materials is flowing (gradient material).
  • grade material the transition between the materials is flowing.
  • the better heat dissipation results in a faster cooling of the cast part and thus a reduction of the cycle time, which improves the economy of the pressure casting (the temperature shift number of a copper-beryllium alloy is 8 to 9 times greater than that of steel).
  • melt-contacted areas of the mold are preferably made of steel and the material with a higher thermal conductivity is preferably copper or a copper alloy.
  • the mold of a die casting machine consists of the usual mold halves 1, which have a mold cavity 2, which is formed by a contour of molded steel 6.
  • the contour of molded steel 6 is arranged in a mold base made of steel 3. Between these is copper 4 in a layer thickness, which is suitable to record near-contour cooling holes 7 (risk of stress cracking less than in steel).
  • the copper layer continuously merges with the forming steel 6 to form a transition 5 from steel to copper.
  • a cooling medium which may also consist of a multiphase system, e.g. consisting of gas and liquid.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckgussform zur Verwendung in Druckgiessmaschinen. Zur Verbesserung des Wärmehaushaltes bestehen schmelzeberührte Bereiche der Form bzw. Formhälften aus konventionellem Formwerkstoff, während der schmelzeentfernte Teil der Form bzw. Formhälften aus einem Werkstoff mit höherem Wärmeleitvermögen besteht und wobei der Übergang zwischen den Werkstoffen fliessend ist.

Description

Druckgussform
Die Erfindung betrifft eine Druckgussform zur Verwendung in Druckgiessmaschinen.
Gussformen für Druckgiessmaschinen bestehen üblicherweise aus Stahl resp. Werkzeugstahl und unterliegen je nach Struktur des Gussteiles einer aufwändigen Herstellung. Neben der Ausarbeitung des Formhohlraumes müssen noch Kühlkanäle und dergleichen eingebracht werden. Deshalb wird kontinuierlich versucht den Wärmehaushalt von Gussformen zu verbessern, sei es durch die Formgebung und/oder Kombination unterschiedlicher Werkstoffe.
Bekannt sind zum Beispiel Spritzgiesswerkzeuge, die einen Kern aus Kupfer und einen Aussenbereich aus Werkzeugstahl aufweisen oder Gradientenwerkstoffe mit fliessen- dem Übergang zwischen Aluminium und Stahl. Beim sogenannten Alchemy-Verfahren wird ein wasserlösliches Metallpulver von einem hochenergetischen Wasserstrahl aufgenommen und prallt auf eine Metalloberfläche auf und geht mit diesem Metall eine homogene Verbindung ein. Verarbeitet werden können die meisten schmiedbaren metallischen Werkstoffe. Das aufgetragene Metall befindet sich auf der Oberfläche und ist gegenüber schmelzflüssigen Metallen und hohen Pressdrücken nicht beständig.
Weiterhin bekannt sind generierenden Laserauftragsverfahren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckgussform für Druckgiessmaschinen zu schaffen, die einen verbesserten Wärmehaushalt aufweist. Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Schmelzeberührte Bereiche der Form bestehen aus konventionellem Formwerkstoff, der schmelzeentfernte Teil der Formhälften besteht aus einem Werkstoff mit höherem Wärmeleitvermögen, wobei der Übergang zwischen den Werkstoffen fliessend (Gradientenwerkstoff) ist. Durch die bessere Wärmeabführung wird eine schnellere Abkühlung des Gussteiles und damit eine Reduktion der Zykluszeit erreicht, was die Wirtschaftlichkeit des Druck- giessens verbessert (so ist die Temperaturleitzahl einer Kupfer-Beryllium-Legierung 8 bis 9 mal grösser als die von Stahl).
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart. So bestehen die schmelzeberührten Bereiche der Form bevorzugt aus Stahl und der Werkstoff mit höherem Wärmeleitvermögen ist bevorzugt Kupfer bzw. eine Kupferlegierung.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
Die Gussform einer nicht dargestellten Druckgiessmaschine besteht aus den üblichen Formhälften 1 , die einen Formhohlraum 2 aufweisen, der von einer Kontur aus Formstahl 6 gebildet ist. Die Kontur aus Formstahl 6 ist in einem Formgrundkörper aus Stahl 3 angeordnet. Zwischen diesen befindet sich Kupfer 4 in einer Schichtdicke, die geeignet ist, konturnahe Kühlbohrungen 7 aufzunehmen (Spannungsrissgefahr geringer als in Stahl).
In Richtung auf den Formstahl 6 geht die Kupferschicht kontinuierlich in den Formstahl 6 über, unter Bildung eines Überganges 5 von Stahl zu Kupfer.
In den Kühlkanälen 7 zirkuliert bevorzugt ein Kühlmedium, welches auch aus einem Mehrphasensystem bestehen kann, z.B. aus Gas und Flüssigkeit bestehend.

Claims

Patentansprüche
1. Druckgussform zur Verwendung in Druckgiessmaschinen, die aus Werkstoffen unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit besteht, dadurch gekennzeichnet, dass schmelzeberührte Bereiche der Form bzw. Formhälften aus konventionellem Formwerkstoff bestehen, während der schmelzeentfernte Teil der Form bzw. Formhälften aus einem Werkstoff mit höherem Wärmeleitvermögen besteht und wobei der Übergang zwischen den Werkstoffen fliessend ist.
2. Druckgussform nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die schmelzeberührten Bereiche der Form bevorzugt aus Stahl (6) bestehen.
3. Druckgussform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff mit höherem Wärmeleitvermögen bevorzugt Kupfer (4) bzw. eine Kupferlegierung ist.
4. Druckgussform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass konturnahe Kühlkanäle (7) im Kupfer angeordnet sind.
5. Druckgussform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kühlkanälen (7) ein Kühlmedium aus einem Mehrphasensystem besteht.
PCT/CH2008/000400 2007-10-02 2008-09-26 Druckgussform WO2009043192A2 (de)

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CH1529/07 2007-10-02

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