DE4431865A1

DE4431865A1 - Producing die-castings

Info

Publication number: DE4431865A1
Application number: DE19944431865
Authority: DE
Inventors: Karl Braun
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-09-07
Filing date: 1994-09-07
Publication date: 1996-03-14

Abstract

Prodn. of die-castings, in particular, those made of magnesium alloys comprises feeding molten metal first into a dosing chamber (36) which is then charged with pressurised gas to force the metal into a die cavity (18) evacuated beforehand. The dosing chamber is provided with a lead (44) for gas supply, while the tool takes the form of a vacuum chamber (48) with a suction lead (56) for evacuation of the die cavity (18).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Druckgußteilen, insbesondere aus Magnesiumlegierungen, bei dem das flüssige Metall unter Druck in ein Formnest gepreßt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die für die Durchführung dieses Verfahrens eingesetzt werden kann.The invention relates to a method for producing Die-cast parts, in particular made of magnesium alloys, in the the liquid metal is pressed into a mold cavity under pressure. Furthermore, the invention relates to a device for Implementation of this procedure can be used.

Beim Druckgießen werden Nichteisen-Metallegierungen unter hohem Druck in ein Formnest gepreßt. Damit können vor allem kompliziert geformte Teile für den Kraftfahrzeug- und Flugzeugbau hergestellt werden, die sich durch eine glatte Oberfläche und hohe Maßgenauigkeit auszeichnen sollen. Die Schwierigkeit herkömmlicher Verfahren und Vorrichtungen für den Druckguß liegen darin, daß aufgrund der sehr hohen Drücke von bis zu 800 bar sehr große Werkzeuge eingesetzt werden müssen, die nur dann wirtschaftlich vertretbar sind, wenn Serien mit sehr großen Stückzahlen hergestellt werden sollen. Hinzu kommt, daß bei der Zuführung des flüssigen Gießmetalls mit großer Geschwindigkeit die Luft aus allen Hohlräumen sehr schnell herausgedrückt werden muß, um zu vermeiden, daß dünnwandige Teile der herzustellenden Bauteile zu rasch abkühlen oder nicht maßhaltig sind.When die casting, non-ferrous metal alloys are under high Pressure pressed into a mold cavity. Above all, with that complicated shaped parts for the automotive and Aircraft construction can be made that is characterized by a smooth Surface and high dimensional accuracy. The Difficulty of conventional methods and devices for the Die casting is due to the very high pressures of up to 800 bar very large tools have to be used, which are only economically viable if series with very large quantities are to be produced. Come in addition, that when feeding the liquid cast metal with great Speed the air out of all cavities very quickly must be pushed out to avoid thin-walled Cool parts of the components to be manufactured too quickly or not are true to size.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Druckgußteilen, insbesondere aus Magnesiumlegierungen, anzugeben, bei denen die bisher notwendigen hohen Drücke erheblich reduziert werden können, ohne daß dadurch Nachteile hinsichtlich der Festigkeitswerte, Formgenauigkeit und Maßhaltigkeit in Kauf genommen werden müßten.The invention is based, a method and a task Device for producing die-cast parts, in particular from Magnesium alloys, to indicate the previously used necessary high pressures can be significantly reduced without that this has disadvantages in terms of strength values, Shape accuracy and dimensional accuracy are accepted ought to.

Bei dem Verfahren zum Herstellen von Druckgußteilen, bei dem das flüssige Material unter Druck in das Formnest gepreßt wird, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das flüssige Metall zunächst in einen Dosierraum geleitet wird, in den ein unter Druck stehendes Gas gedrückt wird, mit dessen Hilfe anschießend das flüssige Metall in das zuvor evakuierte Formnest gepreßt wird.In the process for producing die-cast parts, in which the liquid material is pressed into the mold cavity under pressure this object is achieved in that the liquid Metal is first fed into a dosing room, in the one pressurized gas is pressed, with the help then the liquid metal into the previously evacuated mold cavity is pressed.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Schutzgas, beispielsweise Argon, verwendet wird, dessen Druck nur etwa 10 bar beträgt, während der Druck im evakuierten Formnest erheblich unter dem Atmosphärendruck liegt, vorzugsweise bei etwa 0,99 bar Unterdruck (99% Vakuum).It is particularly advantageous if a protective gas, for example argon, the pressure of which is only about 10 bar, while the pressure in the evacuated mold cavity is considerable is below atmospheric pressure, preferably about 0.99 bar Vacuum (99% vacuum).

Aufgrund der Tatsache, daß vor dem Einspritzen des flüssigen Me talls das Formnest soweit wie möglich evakuiert wird, genügt ein gegenüber den bisher üblichen Verfahren verhältnismäßig geringer Druck des Gases, um sicherzustellen, daß das flüssige Metall rasch und gleichförmig in alle Bereiche des Formnestes gedrückt wird, ohne daß dort noch vorhandene Luftblasen zu beseitigen sind.Due to the fact that before the liquid Me If the mold nest is evacuated as far as possible, one is sufficient comparatively lower compared to the previously usual methods Pressure of the gas to ensure that the liquid metal pressed quickly and uniformly into all areas of the mold cavity without removing any air bubbles that are still there are.

Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich eine Vorrichtung, bei der gemäß der Erfindung an die Einfüllöffnung einer das Formnest aufnehmenden Vakuumkammer eine Dosierkammer angeschlossen ist, in die eine Leitung für die Zufuhr des flüssigen Metalls sowie eine Leitung für die Zufuhr des Druckgases münden, wobei an die Vakuumkammer ein Absaugkanal zum Evakuieren des Formnestes angeschlossen ist. A device is suitable for carrying out the method, in the according to the invention to the fill opening of a A vacuum chamber containing a cavity and a dosing chamber is connected, in which a line for the supply of liquid metal and a line for the supply of the Compressed gas discharge, with a suction channel to the vacuum chamber Evacuation of the mold nest is connected.

Aufgrund des oben erläuterten, sehr niedrigen Druckes des Gases kann diese Vorrichtung verhältnismäßig leicht gebaut werden, was sich sehr vorteilhaft auf die wirtschaftliche Herstellung des Werkzeuges auswirkt.Due to the very low pressure of the gas explained above this device can be built relatively easily what very beneficial to the economic production of the Tool affects.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung in einer Schutzgaskammer untergebracht ist, die mit demselben Gas gefüllt ist, das auch als Druckgas verwendet wird. Vorzugsweise ist dieses Gas Argon.It is particularly advantageous if the device is in a Protective gas chamber is housed, which is filled with the same gas which is also used as compressed gas. Preferably this gas argon.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Diese zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, die für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann.The invention is based on an embodiment explained, which is shown in the drawing. This shows a schematic section through a device according to the Invention used for the inventive method can be.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die gesamte Vorrichtung in einer Schutzgaskammer 10 untergebracht, die bis zu dem mit 12 angegebenen Pegel mit Schutzgas gefüllt ist. Die Vorrichtung selbst hat in bekannter Weise ein durch ein Unterwerkzeug 14 und ein Oberwerkzeug 16 begrenztes Formnest 18, dessen Trennfuge mit Dichtung 20 eingezeichnet ist. Dieses Werkzeug ist als Vakuumkammer 48 ausgebildet. In Abhängigkeit des herzustellenden Werkstücks sind ein oder mehrere Kernzüge 22 vorgesehen, die mit Hilfe von Kernzugzylindern 24 betätigt werden können. Das Unterwerkzeug 14 kann zum Öffnen des Formnestes 18 durch einen Schließzylinder 26 nach unten gezogen werden, worauf das fertige Werkstück mit Hilfe einer Auswerferplatte 54 ausgestoßen wird, die von einem Auswerferzylinder 28 betätigt wird.In the illustrated embodiment, the entire device is housed in a protective gas chamber 10 which is filled with protective gas up to the level indicated at 12 . The device itself has, in a known manner, a mold cavity 18 delimited by a lower tool 14 and an upper tool 16 , the parting line of which is shown with a seal 20 . This tool is designed as a vacuum chamber 48 . Depending on the workpiece to be produced, one or more core pulls 22 are provided which can be actuated with the aid of core pulling cylinders 24 . The lower tool 14 can be pulled down by a locking cylinder 26 to open the mold cavity 18 , whereupon the finished workpiece is ejected with the aid of an ejector plate 54 which is actuated by an ejector cylinder 28 .

In einem Schmelztiegel 30 mit integrierten Heizelementen 32 wird das flüssige Metall bereitgehalten. Der Schmelztiegel 30 ist über eine Leitung 34, die ebenfalls mit Heizelementen 32′ bestückt ist, mit einer Dosierkammer 36 verbunden, deren Wände ebenfalls Heizelemente 32′′ aufweisen. In die in die Dosierkammer 36 mündende Austrittsöffnung der Leitung 34 ist ein kegelförmiges Ende eines Dosierventils 38 eingesetzt, das von einem Pneumatikzylinder 40 betätigt wird. Der Pneumatikzylinder 40 ist in Wirkverbindung mit einem Füllstandsschalter 42, über den das Dosierventil 38 geschlossen wird, wenn der gewünschte Pegel in der Dosierkammer 36 erreicht ist. Die darin enthaltene Menge des flüssigen Metalls entspricht dann genau dem Materialbedarf im Formnest 18.The liquid metal is kept ready in a crucible 30 with integrated heating elements 32 . The crucible 30 is connected via a line 34 , which is also equipped with heating elements 32 ', to a metering chamber 36 , the walls of which also have heating elements 32 ''. A conical end of a metering valve 38 , which is actuated by a pneumatic cylinder 40 , is inserted into the outlet opening of the line 34 opening into the metering chamber 36 . The pneumatic cylinder 40 is operatively connected to a fill level switch 42 , via which the metering valve 38 is closed when the desired level in the metering chamber 36 has been reached. The amount of liquid metal contained therein then corresponds exactly to the material requirement in the mold cavity 18 .

In die Dosierkammer 36 mündet ferner eine Leitung 44 für die Zu fuhr eines Druckgases mit einem Druck von etwa 10 bar.In the dosing chamber 36 also opens a line 44 for dropping a compressed gas at a pressure of about 10 bar.

Die Dosierkammer 36 ist über eine Einfüllöffnung 46 mit dem Formnest 18 verbunden. In die Einfüllöffnung 46 ist ein Einspritzventil 50 eingebaut, das von einem Pneumatikzylinder 52 betätigt werden kann.The dosing chamber 36 is connected to the mold cavity 18 via a filling opening 46 . An injection valve 50 is installed in the filling opening 46 and can be actuated by a pneumatic cylinder 52 .

An die Vakuumkammer 48 ist ein Absaugkanal 56 angeschlossen, der mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, um auf diese Weise das Formnest 18 evakuieren zu können.A suction channel 56 is connected to the vacuum chamber 48 and is connected to a vacuum source in order to be able to evacuate the mold cavity 18 in this way.

Wenn in der Dosierkammer 36 die gewünschte Menge flüssigen Materials eingefüllt ist, wird über die Leitung 44 Druckgas von etwa 10 bar eingefüllt. Gleichzeitig wird über den Absaugkanal 56 das Formnest 18 evakuiert. Bei geöffnetem Einspritzventil 50 drückt dann das in die Dosierkammer 36 geleitete Druckgas die Metallschmelze mit hoher Geschwindigkeit in das Formnest 18, wo alle Hohlräume nahezu gleichzeitig und vollständig mit flüssigem Metall gefüllt werden. Dies wird dadurch sichergestellt, daß zuvor die Luft über den Absaugkanal 56 entfernt worden ist. Das Einspritzventil 50 wird also erst dann geöffnet, wenn der Druckaufbau in der Dosierkammer 36 erfolgt und das Formnest 18 in der Vakuumkammer 48 zu etwa 99% evakuiert ist.When the desired amount of liquid material has been filled into the metering chamber 36 , compressed gas of approximately 10 bar is introduced via the line 44 . At the same time, the mold cavity 18 is evacuated via the suction channel 56 . When the injection valve 50 is open, the compressed gas fed into the metering chamber 36 presses the molten metal into the mold cavity 18 at high speed, where all cavities are filled almost completely and simultaneously with liquid metal. This is ensured in that the air has previously been removed via the suction duct 56 . The injection valve 50 is therefore only opened when the pressure builds up in the metering chamber 36 and the mold cavity 18 in the vacuum chamber 48 is approximately 99% evacuated.

Wenn das eingespritzte Metall erkaltet ist, wird die Vakuumkammer 48 durch den Schließzylinder 26 geöffnet, so daß der Auswerferzylinder 28 mit Hilfe der Auswerferplatte 54 das fertige Werkstück ausschieben kann. Selbstverständlich müssen vorher über die Kernzugzylinder 24 alle Kernzüge 22 aus dem Formnest 18 herausgezogen sein.When the injected metal has cooled, the vacuum chamber 48 is opened by the locking cylinder 26 so that the ejector cylinder 28 can eject the finished workpiece with the ejector plate 54 . Of course, all core pulls 22 must be pulled out of the mold cavity 18 beforehand via the core pulling cylinders 24 .

Claims

1. A process for the production of die-cast parts, in particular of magnesium alloys, in which the liquid metal is pressed under pressure into a mold cavity, characterized in that the liquid metal is first passed into a metering space into which a gas under pressure is pressed, with the help of which the liquid metal is then pressed into the previously evacuated mold cavity.

2. The method according to claim 1, characterized in that a Shielding gas is used, the pressure of which is approximately 10 bar.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the vacuum in the evacuated mold cavity is about 0.99 bar.

4. Device for producing die-cast parts, in particular made of magnesium alloys, with a mold receiving a mold which has a filling opening for the liquid metal, characterized in that a metering chamber ( 36 ) is connected to the filling opening ( 46 ) into which a line ( 34 ) for the supply of the liquid metal and a line ( 44 ) for the supply of a compressed gas open, and that the tool is designed as a vacuum chamber ( 48 ) to which a suction channel ( 56 ) for evacuating the mold cavity ( 18 ) is connected is.

5. The device according to claim 4, characterized in that the Gas has a pressure of about 10 bar.

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the negative pressure in the mold cavity ( 18 ) is approximately 0.99 bar.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized by the accommodation in a protective gas chamber ( 10 ).

8. The device according to claim 7, characterized in that the protective gas chamber ( 10 ) is filled with the same gas that is also used as compressed gas.

9. The device according to claim 8, characterized in that the Is gas argon.