DE1291865B - Verfahren zur Herstellung eines Verbunddruckgussstueckes aus Aluminium mit einer zylindrischen Innenschicht aus Stahl - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Ver- mung erfolgt, ist noch darauf hinzuweisen, daß es bei bundgußstückes aus Aluminium mit einer zylindri- der Herstellung von Druckgußteilen üblich ist, das sehen Innenschicht aus Stahl. Trennen der Kerne vom Gehäuse als ersten Arbeits-

Viele Maschinen und Maschinenbauteile lassen gang nach dem Füllen der Form mit flüssigem Metall sich aus Aluminium im Druckgießverfahren in be- 5 vorzunehmen, wobei dieses Kernziehen bei geschlossonders einfacher und billiger Weise herstellen. Ent- sener Form erfolgt. Das Auswerfen oder -stoßen des halten diese Druckgußkörper eine Bohrung, in der Gußteils aus der Form erfolgt normalerweise erst ein Kolben oder andere zylindrische Teile gleiten, nach dem Kernziehen.

dann müssen diese Bohrungen mit einer Hülse oder Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens

einer Auskleidung aus höher verschleißfestem Mate- io besteht die Möglichkeit, die Stärke der Stahlschicht rial ausgekleidet werden, als es Aluminium ist. zu variieren, wobei auch bei sehr dünnen Schichten,

Die deutsche Patentschrift 853 796 hat ein Ver- insbesondere bei Wahl einer relativ rauhen Oberfahren zum Gießen eines Werkzeugmaschinenkopfes, fläche zu dem Formhohlraum der Druckgießform hin, speziell des Kopfes einer Säulenbohrmaschine, zum Gewähr gegeben ist, daß das aufzugießende Leicht-Gegenstand, bei dem die Säule und/oder die Füh- 15 metall eine feste Verankerung gegenüber der Stahlrungsbüchse für die Pinole in die Form eingelegt, schicht erfährt, so daß das Verbunddruckgußteil durch Kerne in ihrer Lage gesichert und von dem auch hohen wechselnden Wärmebeanspruchungen den maschinenkopfbildenden Metall umgössen wer- standhält. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß den. Dabei sollen die Säule aus Strahlrohr und die nach dem Trennen des Kerns vom Verbunddruckguß-Führungsbüchse aus Stahl oder Bronze bestehen und zo teil dieses eine zylindrische Innenfläche mit engeren zum Umgießen Leichtmetall verwendet werden. Es Toleranzen aufweist, so daß sich eine spanabhebende geht also hier grundsätzlich um das Herstellen eines Bearbeitung erübrigt, was insbesondere bei Verwen-Verbundgußkörpers durch einfaches Umgießen von dung legierter, schwer bearbeitbarer Stähle als Auf-Grundkörpern, spritzmaterial wesentlich ist. Die USA.-Patentschrift 2 274 580 befaßt sich mit 35 Die Zeichnungen zeigen in

dem Umgießen von Rohren. Aus dieser Patentschrift F i g. 1 einen Schnitt durch eine Spritzgußform zur

ist es bekannt, umgossene Rohre durch den Schrumpf- Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, druck zu verformen. F i g. 2 eine vergrößerte Teilansicht der mit einer

Aus der deutschen Patentschrift 808 520 ist ein Schicht aus Stahl versehenen Oberfläche des Kerns, Verfahren zur Herstellung von mehrteiligen Metall- 30 Fig. 3 einen Teilausschnitt eines nach dem erfinformen bekannt, die der Fertigung von Ausschmelz- dungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbundmodellen dienen sollen. Bei der Herstellung dieser druckgußstückes, teilweise aufgeschnitten, und Metallformen wird von einem Urmodell ausgegangen, Fig. 4 eine vergrößerte Fotografie eines Schnittes

das zum Erzeugen eines Hohlraumes in einem Guß- . durch ein nach der Erfindung hergestelltes Verbundteil dient und somit die Funktion eines Kerns hat. 35 druckgußstückes.

Um die Forminnenflächen verschleißfest zu machen, Die in Fig. 1 wiedergegebene Form dient zur Herist vorgesehen, ihre Innenschicht aus Stahl herzu- stellung eines Verbunddruckgußstückes, und zwar stellen, indem auf das Urmodell, d. h. den Kern, eine einer Aluminiumzylinderbüchse für einen Verbren-Stahlschicht aufgespritzt wird. Diese Stahlschicht nungsmotor. Die Form besteht aus einem Unterteil wird alsdann mit niedriger schmelzendem Metall 40 10, einem Oberteil 12, einem Kern 14 und einer Zuhintergossen, so daß ein Verbundgußteil entsteht. f ührungshülse 16. Der Kern 14 weist einen Fuß 18

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auf, der in eine Ausnehmung 20 im Unterteil 10 paßt, Verfahren zur Herstellung eines Verbundgußstückes so daß der Kern 14 genau konzentrisch mit der Bohaus Aluminium mit einer zylindrischen Innenschicht. rung im Oberteil 12 verläuft. Bei dieser Anordnung aus Stahl zu schaffen, bei dessen Anwendung auch 45 entsteht ein Hohlraum 24 zwischen dem Kern 14 und bei sehr dünner Stahlschicht eine sehr fest, auch der im allgemeinen zylindrischen Oberfläche der hohen Wärmebeanspruchungen standhaltende Ver- Bohrung 22.

ankerung der beiden Metalle gewährleistet und eine Zuerst wird eine Schicht 26 aus Stahl auf den zylin-

Nachbehandlung (spanabhebende Bearbeitung) der drischen Teil 28 des Kerns 14 aufgespritzt. Das AufInnenfläche überflüsig ist. 50 spritzen erfolgt vorteilhaft unter Verwendung einer Insbesondere soll dieses Verfahren anwendbar sein Metallisierungsspritzpistole, der rostfreier Stahl zubei der Herstellung verschleißbarer Oberflächen in geführt wird.

den Zylinderbohrungen von aus Aluminium bzw. aus In der Pistole wird der Draht einer Sauerstoff-

Aluminiumlegierungen bestehenden Motorblöcken Acetylen-Flamme zugeführt, in der der Stahldraht zu Verbrennungsmotoren. 55 geschmolzen wird. Der geschmolzene Stahl wird

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch,,-daß durch einen Preßluftstrom aus der Pistole ausgetragen das Druckgießen mit einem verjüngungsfreien Kern und auf den Kernteil 28 aufgebracht, erfolgt, auf den vorher die Schicht" aus Stahl aufge- Zur Verbesserung der Haftung der Schicht wird

spritzt wurde, das Gußstück und Kern gemeinsam die Oberfläche des zylindrischen Teils 28 durch aus der Form entnommen und unter erneuter Er- 60 leichte Sandstrahlen vor dem Aufbringen der Schicht wärmung voneinander getrennt werden. aufgerauht.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt also Als aufzubringenden Stahl kann man eine Legie-

das Umgießen des Grundkörpers (Kern mit Stahl- rung verwenden, die ungefähr 12 bis 14% Chrom, schicht) nicht drucklos, sondern im Druckgießverfah- etwa 1,0 °Λ> Mn und mindestens 0,14 % C, Rest Eisen ren, um eine bessere Verankerung des Stahls im 65 enthält.

Leichtmetall zu erhalten. Zu der erfindungsgemäßen Das Sandstrahlen vergrößert die Haftfähigkeit der

Teilmaßnahme, daß das Trennen des Kerns vom Schicht auf dem Kern. Die Dicke der Schicht sollte Verbundgußteil außerhalb der Form unter Erwär- zwischen ungefähr 0,3 bis etwa 0,7 mm liegen. Das

Claims (1)

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   Äußere der Schicht 26 besitzt eine unregelmäßige, Durchmesser des Kerns bestimmt ist. Man kann den mit Vertiefungen, Unterschneidungen und Poren Kern auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmen versehene sowie dem Hohlraum 24 zugewandte Ober- und beide Teile zusammen auf eine vorbestimmte fläche, was aus F i g. 2 gut zu erkennen ist, die einen Temperatur abkühlen und erreicht dadurch Druck-Teil der außenliegenden und mit der Stahlschicht 5 gußstücke mit sehr genauen, anzugsfreien Bohrungen, versehenen Oberfläche in achtfacher Vergrößerung Die Herstellungstoleranz der Bohrung liegt innerhalb zeigt. + 0,025 mm bei einem Zylinder mit einem Durch-

   Das Auftragen der Schicht mittels einer üblichen messer von 100 mm.

   Metallspritzpistole ist besonders vorteilhaft bei der Das Trennen von Druckgußstück und Kern erfolgt

   Zylinderbüchsenherstellung für Verbrennungsmaschi- io durch sehr schnelles Erwärmen des Aluminiumdruck-

   nen, weil ein gewisser Teil des aufgetragenen Schicht- gußstückes, während der Kern kalt bleibt, wodurch

   materials aus Eisenoxyd besteht. Diese oxydischen infolge der Ausdehnung des Druckgußstückes nun-

   Anteile bilden dabei harte und verschleißfeste Teile mehr sehr leicht die Trennung der Teile voneinander

   in der außenliegenden Zone der Schicht. möglich ist. Das fertige Druckgußstück in Form eines

   Nunmehr wird eine besonders ausgewählte Alu- 15 Aluminiumverbunddruckgußzylinders ist in Fig. 3 miniumlegierung unter einem Druck von 280 bis teilweise aufgeschnitten dargestellt. Man erkennt da-700 kg/cm² in den Hohlraum24 nach Fig. 1 gepreßt, durch die Einzelheiten der Zusammensetzung des so daß dieser Hohlraum vollständig ausgefüllt wird Verbundkörpers. Einen Schnitt durch ein solches und die Aluminiumlegierung in alle Vertiefungen, Verbunddruckgußstück zeigt Fig. 4 etwa 14fach Unterschneidungen und Poren der Schicht 26 ein- 20 vergrößert. Man erkennt den leicht grau erscheinendringt. Wenn das geschmolzene Aluminiummetall den Teil eines Aluminiumgußstückes des Zylinders erstarrt, schrumpft es auf die Schicht auf und ver- und den dunkleren Teil der Stahl- oder Stahlklammert sich in den vielen Unterschneidungen und legierungsschicht. Auch die mechanische Veranke-Poren in der Oberfläche der Schicht so stark, daß rung des Schichtmaterials auf dem Aluminium des eine mechanische Bindung von erheblicher Festigkeit 25 Zylinders ist leicht zu erkennen. Gewöhnlich wird zwischen Gußstück und Schicht entsteht. Innerhalb aus wirtschaftlichen Gründen die Schicht auf einem weniger Sekunden nach dem Einpressen des flüssigen vom Rest der Form lösbaren Kernteil aufgebracht. Aluminiums werden die beiden Formteile vonein- Damit kann eine Anzahl gleicher Kernteile vorher ander getrennt und das Druckgußstück 30 aus der mit der Schicht versehen werden, so daß sich die Form zusammen mit den Kern 14 herausgenommen. 30 Kernteile jeweils immer wieder auswechseln lassen

   Gemäß der Erfindung läßt man das Druckgußstück und dadurch der Bearbeitungsgang nicht verzögert

   zusammen mit dem Kern abkühlen. Der Kern ist wird.

   normalerweise aus einem einen niedrigen Wärme- Patentansorucrr

   ausdehnungskoeffizienten als das Druckgußstück auf- ^v

   weisenden Material, z.B. aus Stahl, hergestellt. In 35 Verfahren zur Herstellung eines Verbunddruck-

   diesem Fall wird das Aluminiumdruckgußstück gußstückes aus Aluminium mit einer zylindrischen

   durch den Kern nach dem Abkühlen daran gehin- Innenschicht aus Stahl, dadurch gekenn-

   dert, auf den vollen Betrag zu schrumpfen, auf den zeichnet, daß das Druckgießen mit einem

   es schrumpfen würde, wenn es in seinem Inneren verjüngungsfreien Kern erfolgt, auf den vorher

   nicht gelagert wäre. Infolgedessen wird das Alu- 40 die Schicht aus Stahl aufgespritzt wurde, daß minium durch den Abkühlungsprozeß bis über die Gußstück und Kern gemeinsam aus der Form

   Dehnungsgrenze hinaus gestreckt und enthält eine entnommen und unter erneuter Erwärmung vondauernde Verformung in einem Ausmaß, das vom einander getrennt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen