DE10012787B4

DE10012787B4 - Verfahren zur Herstellung von Leichtmetallgussteilen mit eingegossenen Buchsen

Info

Publication number: DE10012787B4
Application number: DE2000112787
Authority: DE
Inventors: Rolf Heinemann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: DE10012787A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Leichtmetallgussteilen mit eingegossenen Buchsen, insbesondere von Zylinderblöcken von Brennkraftmaschinen mit eingegossenen Zylinderlaufbüchsen, bei dem eine Buchse (1) mit einer strukturierten äußeren Mantelfläche verwendet wird und nach einer vorher bestimmten Zeit nach dem Füllen der Gießeinrichtung vor dem Erstarren der Schmelze (2) für eine bestimmte Dauer ein geringer Druck auf die Schmelze (2) aufgebracht wird dadurch gekennzeichnet, dass der auf die Schmelze (2) aufgebrachte Druck 10 bis 100 mbar beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Leichtmetallgussteilen mit eingegossenen Buchsen, insbesondere von Zylinderblöcken mit eingegossenen Zylinderlaufbüchsen.
Es sind derartige Verfahren zum Herstellen von Gussstücken aus Leichtmetall und verlorenen Formen auf Basis von Sand bekannt, bei denen eine Zylinderlaufbüchse mit in ein Gussstück eingegossen wird, wobei unmittelbar nach Beendigung des Füllvorganges einer Form die Schmelze mit Druck beaufschlagt wird, um ein feines, dichtes Gefüge des Gussteiles zu erhalten. Ein solches Nachverdichten des Gussmateriales ist ebenfalls bereits bekannt, DE 39 38 079 A1 , bei dem eine Nachverdichtungseinheit einen hydraulisch betätigten Verdichtungsstempel aufweist.
Aus dem Aluminiumtaschenbuch 14. Auflage, Seite 415, ist ein Edeldruckverfahren bekannt, bei dem das flüssige Metall durch ein verhältnismäßig niedrigen Gasdruck in die Kokille gehobe wird und unter diesem Druck erstarrt. Gemäß der DE 198 12 068 A1 ist ein Niederdruckgießverfahren mit einem anschließenden Nachverdichten bekannt.
Nachteilig an diesem vorbekannten Stand der Technik ist insbesondere, dass die mit den bekannten Verfahren eingegossenen Buchsen nach einer gewissen Laufzeit nicht mehr fest im Kurbelgehäuse verankert sind, sodass es zu einer ungewollten Relativbewegung zwischen Buchse und Kurbelgehäuse kommen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Leichtmetallgussteiles mit eingegossener Buchse zur Verfügung zu stellen, welches einen festen Sitz einer Buchse in einem, Gussteil über die geplante Bauteillebensdauer gewährleistet.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen erfindungsgemäß aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches.
Dadurch, dass eine Buchse mit einer strukturierten äußeren Mantelfläche verwendet wird, die erst nach einem festgelegten Zeitpunkt nach dem Füllen einer Gießvorrichtung für eine bestimmte Dauer vor dem Erstarren der Schmelze mit einem geringen Druck beaufschlagt wird, wobei der auf die Schmelze aufgebrachte Druck 10 bis 100 mbar beträgt, wird quasi eine formschlüssige Verbindung zwischen Leichtmetallgussteil und eingegossener Buchse erzeugt. Dies gewährleistet einen absolut festen Sitz der Buchse in dem Gussteil.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfinderischen Verfahrens ergeben sich mit und in Kombination aus den weiteren Unteransprüchen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Druck erst nach 15 bis 45 Sekunden nach dem Füllen der Gießvorrichtung aufgebracht, sodass die Schmelze sich in der Gussform beruhigen kann.
Vorteilhafterweise wird diese Druckbeaufschlagung auf die Schmelze etwa ein bis drei Minuten ausgeübt, wobei zur Druckbeaufschlagung Gasdruck oder mechanische oder hydraulische Stempel oder Platten verwendet werden können.
Dieses Verfahren lässt sich problemlos bei Sandguss-, Kokillenguss- und Sondergussverfahen anwenden, sodass damit ein weiter Anwendungsbereich gegeben ist. Als weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist anzuführen, dass eine damit eingegossenen Zylinderlaufbüchse zusätzlich formstabilisierend auf einen Zylinderblock wirkt.
Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Buchse vorgewärmt eingesetzt, damit beim Auftreffen der Schmelze auf die Buchse die Schmelze nicht sofort erkaltet (abstirbt), sondern lange auf hohem Niveau gehalten wird, wodurch und ein hoher Füllungsgrad der Struktur der äußeren Mantelfläche der Buchse erreicht und ein guter formschlüssiger Verbund geschaffen wird. Die Temperatur der Buchse kann beim Eingießen der Metallschmelze etwa 300°C betragen.
Die Buchse zum Eingießen in Leichtmetallgussteile selber besitzt eine äußere Mantelfläche, die mit regelmäßigen oder unregelmäßigen Strukturen, einer Rändelung oder Rillen versehen ist, wobei die Einformungen in der äußeren Mantelfläche bevorzugterweise Hinterschneidungen aufweisen, sodass ein vollständiger Formschluss der Buchse in einem Leichtmetallgussteil, insbesondere einer Zylinderlaufbüchse in einem Zylinderblock geschaffen ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand einer Figur näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Schnittdarstellung einer Buchse während des Eingießens unter Druckbeaufschlagung der Schmelze.
Die Buchse 1 ist auf einem Aufnahmedorn 8 in der zeichnerisch nicht dargestellten Gießform eingesetzt und weist eine äußere Mantelfläche auf, die eine Rauhstruktur 3, Rillen 4 oder eine Rändelung 5 besitzt. Die noch flüssige Leichtmetallschmelze 2 wird über Gasdruck 6 oder Druckstempel 7 mit einem geringen Überdruck von 10 bis 100 mbar beaufschlagt, der etwa 15 bis 45 Sekunden nach dem Füllen der Gießeinrichtung für etwa 1 bis 3 Minuten aufrechterhalten wird.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Leichtmetallgussteilen mit eingegossenen Buchsen, insbesondere von Zylinderblöcken von Brennkraftmaschinen mit eingegossenen Zylinderlaufbüchsen, bei dem eine Buchse (1) mit einer strukturierten äußeren Mantelfläche verwendet wird und nach einer vorher bestimmten Zeit nach dem Füllen der Gießeinrichtung vor dem Erstarren der Schmelze (2) für eine bestimmte Dauer ein geringer Druck auf die Schmelze (2) aufgebracht wird dadurch gekennzeichnet, dass der auf die Schmelze (2) aufgebrachte Druck 10 bis 100 mbar beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorher bestimmte Zeit bis zum Aufbringen des Druckes nach dem Füllen der Gießeinrichtung 15 bis 45 Sekunden beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Druckbeaufschlagung 1 bis 3 Minuten beträgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagung mittels Gasdruck, oder mechanisch oder hydraulisch betriebenen Stempeln oder Platten erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es beim Sandguss-, Kokillenguss- oder Sondergießverfahren angewendet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse vorgewärmt eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Buchse beim Eingießen der Schmelze (2) etwa 300 Grad Celsius beträgt.