DE19704649C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Gußstücks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Gußstücks gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruchs 10.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind seit langem bekannt und werden in der Großserienfertigung, beispielsweise zum Herstellen von Leichtmetallrädern für Kraftfahrzeuge oder von anderen Bauteilen eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise von Gehäuseteilen, eingesetzt.

Moderne Technologien zielen darauf ab, durch geeignete Maß­ nahmen die Zykluszeiten so weit wie möglich zu minimieren. Besondere Bedeutung kommt in diesem Zusammenhang dem optimier­ ten Befüllen des Formhohlraumes des Gießwerkzeugs zu, da ins­ besondere bei Gußstücken komplizierter Geometrie der Formhohl­ raum in möglichst kurzer Zeit zuverlässig gefüllt werden muß, ohne lokale Überhitzungen des Gießwerkzeugs im Eingußbereich zu erzeugen.

Aus der DE-PS 12 90 672 ist es beispielsweise bekannt, dem Formhohlraum des Gießwerkzeugs Metallschmelze über mehrere, voneinander getrennte und an unterschiedlichen Stellen münden­ de Zuführkanäle zuzuführen. Damit ist es möglich, einen großen Zuflußquerschnitt und damit eine kurze Befüllzeit zu realisie­ ren. Das erzielbare Gußgefüge ist äußerst homogen, so daß sich Gußstücke mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften her­ stellen lassen.

In vielen Fälle ist es jedoch erwünscht, die mechanischen Eigenschaften, beispielsweise die Festigkeitswerte, weiter zu erhöhen. Als Beispiel hierfür können Leichtmetallräder für Kraftfahrzeuge herangezogen werden, die insbesondere im Be­ reich des äußeren Felgenhorns durch unbeabsichtigte Bordstein­ kontakte gefährdet sind. Ähnliches gilt sinngemäß für Getrie­ begehäuse, bei denen die Lagerstellen der Wellendurchführungen besonderen Belastungen ausgesetzt sind.

Ein ökonomischer Lösungsansatz besteht in solchen Fällen dar­ in, das Gußstück in gefährdeten Bereichen mit Verstärkungs­ elementen zu versehen. So ist es bekannt, Leichtmetallräder mehrteilig auszuführen, wobei das beschädigungsgefährdete äußere Felgenhorn aus einem hochfesten Material gefertigt und mit dem Rad herkömmlicher Materialzusammensetzung verschraubt wird. In vergleichbarer Weise werden bei den vorstehend be­ schriebenen Getriebegehäusen die Bereiche der Wellendurch­ führungen mit verschleißfesten Einsätzen versehen.

Solche Lösungsmöglichkeiten sind insbesondere deshalb von Nachteil, da sie den Fertigungsaufwand erheblich erhöhen. So vergrößert sich die Zahl der erforderlichen Bauteile, auch müssen diese einer speziellen Oberflächenbehandlung unterzogen werden, um sie zusammenfügen zu können.

Ein weiterer Vorschlag gemäß der DE 195 04 949 C1 zielt darauf ab, ein Verbundgußteil dadurch herzustellen, daß unterschied­ liche Legierungen Über getrennte Zuläufe in eine Form gegossen werden. Die Zufuhr der beiden Legierungen erfolgt zeitlich nacheinander und zwar derart, daß die erste Legierung zum Formkörper erstarrt ist bevor die weitere Legierung angegossen wird. Der Verbund beider Legierungen erfolgt damit an der Phasengrenzfläche fest - flüssig. Auch ist es mit diesem Ver­ fahren möglich, vorgefertigtes Matrixmaterial zu erwärmen und anschließend eine oder mehrere Schmelzen gleichzeitig anzugie­ ßen.

Als nachteilig ist auch hier der vergleichsweise hohe Aufwand festzuhalten. Besonders wichtig ist die exakte Abstimmung der Temperaturen an der Phasengrenzfläche, um den gewünschten Verbund beider Werkstoffe sicherzustellen.

Ein weiterer Vorschlag gemäß der DE 38 07 347 C2 sieht vor, Schmelzen unterschiedlicher Zusammensetzung über verschiedene Zuläufe in einen Formhohlraum zu gießen. Der Verbund beider Werkstoffe erfolgt in Sandwich-Konstruktion durch ein im Form­ hohlraum eingesetztes Trennblech, das einerseits die beiden unterschiedlichen, zufließenden Schmelzen voneinander trennt, von diesen jedoch oberflächlich angeschmolzen wird, so daß im Ergebnis die Schichten miteinander vollkommen verschweißt werden. Im Hinblick auf die Auswahl des Phasentrennblechs wird besonders darauf abgehoben, eine ausreichende Dicke vorzuse­ hen, um eine Durchschmelzung sicher zu vermeiden. Die Zufuhr der beiden unterschiedlichen Schmelzen kann hierbei gleich­ zeitig oder aber auch zeitversetzt erfolgen.

Auch in diesem Fall ist der fertigungstechnische Aufwand nicht unerheblich, da jeweils ein Phasentrennblech in den Formhohl­ raum eingesetzt werden muß. Für eine Vielzahl von Anwendungen scheidet daher diese Technologie aus, insbesondere bei Guß­ stücken komplizierter oder verzweigter Geometrie.

Eine ähnliche Konzeption verfolgt die DE-AS 14 83 588, bei der jedoch die Trennwand perforiert ausgeführt ist, so daß bei gleichzeitigem Vergießen beiderseits des Trennwandsystems eine Mischzone ausgebildet ist, in der beide Stahlsorten in einem kontinuierlich sich ändernden Übergang ausbildet. Der kontinu­ ierliche Übergangsbereich stellt einen sicheren Verbund beider Legierungen sicher und verhindert Ablöseerscheinungen, wie sie bei den vorstehend beschriebenen Trennwandsystemen auftreten.

Trotz der erzielten Verbesserung hinsichtlich der Verbund­ eigenschaften ist auch hier eine Trennwand, bzw. ein Trenn­ wandsystem erforderlich, so daß der Fertigungsaufwand nach wie vor hoch ist und ebenso wenig die Anwendung auf Gußstücke komplizierter Geometrie zuläßt.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Gußstücken, auch kom­ plizierter und verzweigter Geometrie, zur Verfügung zu stel­ len, welche die gezielte Beeinflussung von Materialeigenschaf­ ten in gewünschten, lokal begrenzten Abschnitten bei geringem Fertigungsaufwand erlauben.

Gelöst wird dieses Problem durch ein Verfahren, das die Merk­ male des Anspruchs 1 aufweist. Bevorzugte Verfahrensvarianten sind in den nachgeordneten Unteransprüchen angegeben.

Das Problem wird weiterhin durch eine Vorrichtung gemäß An­ spruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrich­ tung sind in den hierauf rückbezogenen Unteransprüchen de­ finiert.

Die Erfindung basiert auf der Idee, unter Verzicht auf jegli­ che Trennwand bzw. Trennwandsysteme eine der beiden Legierun­ gen zentral und die andere Legierung dezentral dem Formhohl­ raum zuzuführen. Dies ermöglicht ein äußerst rasches und ef­ fektives Befüllen des Formhohlraumes, auch im Falle von kom­ plizierten und verzweigten Geometrien. Die Zuführung beider Legierungen erfolgt derart, daß ein gemeinsamer Erstarrungs­ vorgang unter Bildung eines kontinuierlichen Übergangsbereichs ablaufen kann. Damit gelingt es, die Zykluszeit zum Herstellen eines solchen Gußstückes nicht oder nur unwesentlich gegenüber derjenigen für die Herstellung eines herkömmlichen, homogenen Gußstücks zu verlängern.

In der konkreten Umsetzung dieser Idee wird Metallschmelze der ersten Zusammensetzung über den ersten Zuführkanal oder über mehrere solcher Zuführkanäle, die zu einer Gruppe zusammenge­ faßt sind, dem Formhohlraum zentral zugeführt. Es ist dies bevorzugt die Basisglegierung, die die Grundeigenschaften des Gußstücks festlegt.

Weiterhin wird Metallschmelze der zweiten Zusammensetzung über den getrennten, zweiten Zuführkanal dem Formhohlraum zuge­ führt, wobei auch hier mehrere Zuführkanäle zu einer Gruppe zusammengefaßt werden können. Hierbei handelt es sich bevor­ zugt um die sogenannte Zusatzlegierung, die mit der Basisle­ gierung weitgehend übereinstimmend, zumindest jedoch artver­ wandt ist und darüber hinaus Zusätze enthält, die die gewünschte Materialeigenschaft bestimmen.

Bevorzugt werden die Basislegierung und die Zusatzlegierung im wesentlichen zeitgleich zugeführt, so daß die Zykluszeit äu­ ßerst gering gehalten werden kann. Auch ist sichergestellt, daß ohne zusätzliche Maßnahmen zunächst der schmelzflüssige Zustand beim Aufeinandertreffen der beiden Schmelzefronten vorliegt, so daß die beschriebenen Austauschvorgänge zur Bil­ dung eines kontinuierlichen Übergangsbereichs ablaufen können.

Gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante wird diejenige Legierung, die dezentral zugeführt wird über eine Ringkammer, die mit dem Formhohlraum über zumindest einen größeren Teil ihres Umfangs offen in Verbindung steht, zu­ geführt. Ein derartiges Konzept erlaubt insbesondere bei rota­ tionssymmetrischen Bauteilen ein äußerst rasches und effekti­ ves Befüllen des Formhohlraums, auch im Falle von komplizier­ ten und verzweigten Geometrien.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante wird der Formhohlraum temporär in voneinander getrennte Kammern unter­ teilt, wobei eine erste Kammer bzw. eine erste Gruppe von Kammern mit einer der beiden Legierungen, vorzugsweise mit der Basislegierung, und eine zweite Kammer bzw. eine zweite Gruppe von Kammern mit der anderen Legierung befüllt werden kann. Nach dem Befüllen, jedoch vor dem Erstarren der Schmelze, wird die Unterteilung entfernt, so daß die eingangs beschriebenen Austauschvorgänge zur Bildung von Übergangsbereichen ablaufen können. Eine derartige Verfahrensvariante findet insbesondere dort Anwendung, wo es aufgrund der Geometrie oder der Zufluß­ verhältnisse zu dem Formhohlraum nicht oder nur sehr schwer gelingt, die Zuführung der beiden Legierungen so zu steuern, daß die angestrebte Eigenschaftsverteilung im späteren Guß­ stück erreicht wird. Die temporäre Unterteilung des Formhohl­ raums erlaubt auch ein vollständig zeitversetztes Zuführen der beiden Legierungen, so daß die Zuflußbedingungen, wie bei­ spielsweise Druck, Temperatur oder Geschwindigkeit freizügig einstellbar sind. Es ist lediglich darauf zu achten, daß im vorgesehenen Übergangsbereich beim Entfernen der Unterteilung noch keine Erstarrung einsetzt, um ein sicheres Verbinden beider Legierungen unter allen Umständen zu gewährleisten.

Bevorzugt wird als Zusatzlegierung eine modifizierte Basisle­ gierung verwendet. Dies hat den Vorteil, daß aufgrund der vergleichbaren Grundeigenschaften ein an sich homogenes Gußge­ füge entsteht, welches in den vorgesehenen Bereichen die ange­ strebte Modifikation, beispielsweise in Form einer höheren Festigkeit oder Elastizität, aufweist.

Bevorzugt werden festigkeitserhöhende Zusätze verwendet, wobei Zusätze in Form von Partikeln oder Fasern besonders günstig sind, da sie die chemischen Eigenschaften der Legierung im übrigen unverändert belassen. Dies ergibt ein homogenes Gußge­ füge, welches im Bereich der Zusatzlegierung lediglich durch eingelagerte mechanische Partikel oder Fasern verstärkt ist.

Weiterhin wird eine Vorrichtung zum Herstellen eines Gußstücks vorgeschlagen, bei der ein Formhohlraum eines Gießwerkzeugs mit Metallschmelze befüllbar ist. Sie weist zwei voneinander getrennte, an unterschiedlichen Stellen in bezug auf den Form­ hohlraum mündende Zuführkanäle bzw. Gruppen von Zuführkanälen auf, wobei ein erster Zuführkanal oder eine erste Gruppe von Zuführkanälen zentral und ein zweiter Zuführkanal oder eine zweite Gruppe von Zuführkanälen dezentral zu dem Formhohlraum angeordnet sind. Eine derartige Vorrichtung läßt sich durch Modifikation einer aus der DE 195 33 447 C1 bekannten und bestens bewährten Vorrichtung kostengünstig erstellen. Es ist an sich lediglich erforderlich, im Bereich des zentralen Hub­ stempels jener Vorrichtung einen Zuführkanal vorzusehen, durch den getrennt vom dezentralen Zuführkanal eine weitere Legie­ rung zugeführt werden kann.

Von besonderem Vorteil ist auch in diesem Fall, wenn der de­ zentrale zweite Zuführkanal bzw. die zweite Gruppe von Zuführ­ kanälen in eine Ringkammer mündet, die ihrerseits über den größeren Teil ihres Umfangs offen in den Formhohlraum mündet und in der wenigstens ein Kolben verschiebbar gelagert ist. Der Kolben verdrängt beim Einschieben Metallschmelze aus der Ringkammer in den Formhohlraum hinein und sorgt damit für eine extrem schnelle Zufuhr von Metallschmelze. Aufgrund des offe­ nen Übergangs von der Ringkammer in den Formhohlraum ist die Zuflußgeschwindigkeit gering, so daß die Metallschmelze turbu­ lenzfrei zuströmen kann. Hierdurch wird die Lunkerbildung verringert und damit die Qualität erhöht.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß der Kolben in seiner eingeschobenen Stellung den zweiten Zuführ­ kanal bzw. die zweite Gruppe von Zuführkanälen verschließt, so daß es keiner weiteren Maßnahme bedarf, weiteren Zufluß von Metallschmelze zu unterbinden.

Je nach Geometrie des Gußstücks kann es von Vorteil sein, im Formhohlraum eine oder mehrere Trennwände vorzusehen, die verschiebbar gelagert sind. In ihrer eingeschobenen Stellung unterteilen sie den Formhohlraum in mehrere Kammern, die un­ abhängig voneinander befüllt werden können. Sobald die Kammern mit der jeweiligen Legierung befüllt sind, werden die Trenn­ wände zurückgezogen und die beiden Legierungenn geraten mit­ einander in Kontakt, so daß sich der eingangs beschriebene Übergangsbereich bilden kann.

Das Verfahren und die Vorrichtung können an sich bei allen bekannten Druckgießtechnologien eingesetzt werden, insbesonde­ re beim Niederdruck-, Gegendruck-, Vakuum- und Preßgießen mit "squeeze"-Effekt.

Die Erfindung wird nachstehend näher anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Gießwerkzeug im Axialschnitt,

Fig. 2 Gießwerkzeug gemäß Fig. 1, Schnitt A-A,

Fig. 3 Gießwerkzeug im Axialschnitt gemäß Fig. 1, Formhohlraum mit Schmelze befüllt und

Fig. 4 Gießvorgang zum Herstellen eines Leichtmetall­ rades für ein Fahrzeug.

In den Fig. 1 bis 3 ist die grundsätzliche Konzeption des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vor­ richtung dargestellt.

Ein Gießwerkzeug besteht aus einem unteren Werkzeugteil 10 und einem oberen Werkzeugteil 12. Zwischen dem unteren Werkzeug­ teil 10 und dem oberen Werkzeugteil 12 ist ein Formhohlraum 11 gebildet, der im vorliegenden Fall zum Herstellen eines Gehäu­ seteils dient.

Dem Formhohlraum 11 wird Schmelze über Zuführkanäle 20, 30 zugeführt, die im unteren Werkzeugteil 10 vorgesehen sind. Die Zuführkanäle 20 sind zu einer ersten Gruppe von Zuführkanälen zusammengefaßt und münden von unten in den Formhohlraum 11. Die Zuführkanäle 30 sind zu einer zweiten Gruppe von Zuführ­ kanälen zusammengefaßt und münden seitlich in den Formhohlraum 11.

Der Befüllvorgang mit Metallschmelze wird nun so gesteuert, daß der in Fig. 3 angedeutete Zustand erreicht wird, wonach eine erste Metallschmelze, nämlich die Basislegierung SM1 den unteren Bereich des Formhohlraums 11 weitgehend ausfüllt, wohingegen eine zweite Metallschmelze, die Zusatzlegierung SM2, den nach oben weisenden Seitenabschnitt des Formhohlraums füllt. Es sind dies beispielsweise diejenigen Bereiche, die verstärkt ausgelegt werden müssen. Ferner ist im Mündungs­ bereich der zweiten Gruppe von Zuführkanälen 30 ein Bereich vorhanden, in dem sowohl die Basislegierung SM1 als auch die Zusatzlegierung SM2 miteinander vermischt sind. Dieser Be­ reich wird als Übergangsbereich bezeichnet, da dort die Eigen­ schaftsänderung kontinuierlich erfolgt.

In Fig. 4 ist der Gießvorgang beim Herstellen eines Leicht­ metallrades für ein Kraftfahrzeug dargestellt, wobei die rech­ te Hälfte den Zustand bei offenem Gießwerkzeug und die linke Hälfte den Zustand bei geschlossenem Gießwerkzeug zeigt. Hin­ sichtlich des grundsätzlichen Aufbaus ist das Gießwerkzeug in Übereinstimmung mit dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Werkzeug.

Das Gießwerkzeug besteht wiederum aus einem unterem Werkzeug­ teil 19 und einem oberen Werkzeugteil 12. Ferner sind Schieber 16 vorhanden, die seitlich mit dem unteren Werkzeugteil 10 und dem oberen Werkzeugteil 12 zusammenwirken. Das untere Werk­ zeugteil 10 ist feststehend auf einer Basisplatte 18 montiert. Das obere Werkzeugteil 12 besitzt einen Zentraleinsatz 14 und ist wie dieser vertikal bewegbar.

Auf der Basisplatte 18 ist ein Haltering 22 montiert, der das untere Werkzeugteil 10 koaxial umschließt. Der Haltering 22 ist gegenüber dem Außenumfang des unteren Werkzeugteils 10 radial beabstandet, so daß zwischen dem Außenumfang des unte­ ren Werkzeugteils 10 und einem sich axial daran anschließenden Absatz der Basisplatte 18 einerseits und dem Innenumfang des Halterings 22 andererseits eine zylindrische Ringkammer 24 gebildet ist. Bodenseitig ist die Ringkammer 24 durch die Basisplatte 18 abgeschlossen, wobei ein Fluiddruckkanal 26 durch die Basisplatte 18 von unten in die Ringkammer 24 führt. In der Ringkammer 24 ist unten ein ringförmiger Kolben 28 gelagert, der den gesamten horizontalen Querschnitt der Ring­ kammer 24 ausfüllt und die halbe axiale Höhe der Ringkammer 24 aufweist.

Der Kolben 28 ist in der Ringkammer 24 an seinem Außenumfang und an seinem Innenumfang dicht gleitend geführt. Der Kolben 28 kann durch Druckbeaufschlagung über den Fluiddruckkanal 26 in der Ringkammer 24 nach oben gedrückt werden. Alternativ kann der Kolben 28 durch mehrere hydraulisch betätigte Hub­ stempel nach oben gedrückt werden.

Durch den Haltering 22 führt ein Zuführkanal 30 oberhalb des Kolbens 28 in die Ringkammer. Der Zuführkanal 30 verläuft radial durch den Haltering 22 und steigt axial von außen nach innen an. Das Zuflußrohr 32, welches von einem Druckkolben beaufschlagt ist, ist kraftschlüssig und dicht mit einem ka­ lottenförmigen Mundstück an das radial äußere Ende des Zuführ­ kanals 30 anschließend in den Haltering 22 eingesetzt.

Die Ringkammer 24 mündet an ihrem oberen Ende über den ge­ samten Umfang und über die gesamte radiale Breite in den Form­ hohlraum des Gießwerkzeugs an dessen Außenumfang. In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, bei welchem das Gußstück ein Fahrzeugrad ist, mündet die Ringkammer 24 in den von den unteren Werkzeugteil 10 und den Schiebern 16 ge­ bildeten Bereich des Formhohlraums, der das äußere Felgenhorn des Rades bildet.

Durch die Basisplatte 18 und das untere Werkzeugteil 10 ist ein weiterer Zuführkanal 20 hindurchgeführt, der zentral in den Formhohlraum des Gießwerkzeugs mündet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Fahrzeugrades mündet der Zuführkanal 20 axial in den zwischen dem unteren Werkzeugteil 10 und dem Zentraleinsatz 14 gebildeten Bereich des Formhohlraumes, der die Nabe des Rades bildet.

Das Gießverfahren läuft folgendermaßen ab:

Zunächst befindet sich das obere Werkzeugteil 12 mit dem Zen­ traleinsatz 14 in der angehobenen oberen Stellung und der Kolben 28 unten in der Ringkammer 24, wie dies in der rechten Hälfte der Zeichnung dargestellt ist. Über den zentralen Zu­ führkanal 20 wird Metallschmelze einer ersten Zusammensetzung (Basislegierung SM1) zugeführt und füllt den Hohlraum ausge­ hend von dem zentralen Bereich der späteren Nabe des Rades in radialer Richtung und dringt in diejenigen Bereiche des Form­ hohlraums ein, der die Speichen des Rades bildet.

Über das Zuflußrohr 32 und den Zuflußkanal 30 wird Metall­ schmelze einer zweiten Zusammensetzung (Zusatzlegierung SM2) radial von außen in die Ringkammer 24 oberhalb des Kolbens 28 zugeführt. Die Metallschmelze SM2 füllt die Ringkammer 24 und dringt von dort in denjenigen Bereich ein, der das äußere Felgenhorn des Rades bildet. Unmittelbar danach erreicht es den Bereich des Formhohlraums, der die Speichen des Rades dar­ stellt. Dort trifft es auf die Basislegierung SM1 und ver­ mischt sich lokal begrenzt mit dieser.

Anschließend wird er Kolben 28 nach oben geschoben, bis er den Eintrittsquerschnitt des Zuführkanals 30 in die Ringkammer 24 verschließt und die Metallzuführung zu der Ringkammer 24 un­ terbricht. Dabei verdrängt der Kolben 28 das sich in der Ring­ kammer 24 befindliche Volumen der Metallschmelze nach oben. Der Kolben 28 befindet sich nun in der in der linken Hälfte der Zeichnung dargestellten Position.

Anschließend (oder auch noch während der Aufwärtsbewegung des Kolbens 28) werden das obere Werkzeugteil 12 und der Zentral­ einsatz 14 nach unten gefahren und erreichen die in der linken Hälfte der Zeichnung dargestellte Position. Dabei wird die teigige Metallschmelze SM1, SM2 verdichtet und in die freien Werkzeughohlräume verdrängt, insbesondere in die Hohlräume, die das Felgenbett und das innere Felgenhorn bilden.

Alternativ zu dem gemeinsamen Niederfahren des oberen Werk­ zeugteils 12 und des Zentraleinsatzes 14 kann auch zunächst der Zentraleinsatz 14 nach unten gefahren werden, so daß das Werkzeug im Nabenbereich geschlossen ist. Anschließend wird das obere Werkzeugteil 12 nach unten gefahren und verdrängt und verdichtet die Metallschmelze SM1, SM2 im Bereich der Speichen.

Anstelle des einzigen Zuführkanals 30 können auch mehrere Zuführkanäle zu einer Gruppe zusammengefaßt und über den Um­ fang der Ringkammer 24 angeordnet sein. Auch können mehrere Zuführkanäle 20 vogesehen sein, die nicht nur im Nabenbereich sondern auch im Bereich der Speichen alternativ oder zusätz­ lich münden können.

Die Anwendung dieser Technologie ist nicht auf die Herstellung von Leichtmetallrädern oder rotationssymetrischen Gußstücken beschränkt. Vielmehr können an sich beliebige, auch asymmetrische Formen, wie beispielsweise Getriebegehäuse oder dergleichen mit lokal veränderten Eigenschaftswerten reali­ siert werden. In diesem Fall kann es erforderlich werden, den Formhohlraum in einzelne Kammern zu unterteilen, um den Be­ füllvorgang leichter steuern zu können. Die Übergangsbereiche zwischen den beiden Legierungen lassen sich auf diese Weise exakt plazieren und sind unabhängig von den Zuflußbedingungen der beiden Schmelzeströme. Auch können die Austauschmecha­ nismen an der Grenzfläche zwischen den beiden Legierungen zeitlich begrenzt werden, wenn die Trennwände erst unmittelbar vor dem Erstarren entfernt werden.

Als weitere Anwendungsbeispiele vorstehender Technologie kön­ nen Bremsscheiben, Dreieckslenker zur Radaufhängung und andere Anwendungen aus dem Fahrzeugbau genannt werden, bei denen Bereiche stärkerer Beanspruchung vorhanden sind.

Bezugszeichenliste

10

unteres Werkzeugteil

11

Formhohlraum

12

oberes Werkzeugteil

14

Zentraleinsatz

16

Schieber

18

Basisplatte

20

erster Zuführkanal

22

Haltering

24

Ringkammer

26

Fluiddruckkanal

28

Kolben

30

zweiter Zuführkanal

32

Zuflußrohr
SM1 Basislegierung
SM2 Zusatzlegierung

Claims (14)

1. Verfahren zum Herstellen eines Gußstücks, bei dem einem Formhohlraum eines Gießwerkzeugs Metallschmelze über wenigstens zwei voneinander getrennte, an unterschiedli­ chen Stellen mündende Zuführkanäle zugeführt wird, wobei Metallschmelze einer ersten Zusammensetzung (Basislegie­ rung SM1) über einen ersten Zuführkanal (20) oder über eine erste Gruppe von Zuführkanälen und Metallschmelze einer zweiten Zusammensetzung (Zusatzlegierung SM2) Über einen zweiten Zuführkanal (30) oder über eine zweite Gruppe von Zuführkanälen zugeführt werden, und sodann die Basislegierung (SM1) und die Zusatzlegierung (SM2) unter Bildung eines kontinuierlichen Übergangsbereichs gemeinsam erstarren, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Legierungen zentral und die andere Legierung dezentral zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basislegierung (SM1) und die Zusatzlegierung (SM2) im wesentlichen gleichzeitig zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basislegierung (SM1) zentral und die Zusatzlegierung (SM2) dezentral zuge­ führt werden.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dezentral zuzuführende Legierung über eine Ringkammer (20), die mit dem Form­ hohlraum (11) über zumindest den größten Teil ihres Um­ fanges offen in Verbindung steht, zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formhohlraum (11) tempo­ rär in voneinander getrennte Kammern unterteilt werden kann, derart, daß eine erste Kammer oder eine erste Grup­ pe von Kammern mit einer der beiden Legierungen und eine zweite Kammer oder eine zweite Gruppe von Kammern mit der anderen Legierung befüllt werden und vor dem Erstarren der Legierungen (SM1, SM2) die Unterteilung entfernt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungen (SM1, SM2) zeitversetzt zugeführt werden.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzlegierung (SM2) eine modifizierte Basislegierung verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß festigkeitserhöhende Zusätze verwendet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als festigkeitserhöhende Zusätze Partikel oder Fasern verwendet werden.

10. Vorrichtung zum Herstellen eines Gußstücks, bei der ein Formhohlraum eines Gießwerkzeugs mit einer Metallschmelze befüllbar ist, mit wenigstens zwei voneinander getrenn­ ten, an unterschiedlichen Stellen in bezug auf den Form­ hohlraum mündenden Zuführkanälen, insbesondere zur Durch­ führung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Zuführkanal (20) oder eine erste Gruppe von Zuführkanälen zentral und ein zweiter Zuführkanal (30) oder eine zweite Gruppe von Zuführkanälen dezentral zu dem Formhohlraum (11) angeord­ net sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zuführkanal (30) oder die zweite Gruppe von Zuführkanälen in eine Ringkam­ mer (24) mündet, die ihrerseits über zumindest den größe­ ren Teil ihres Umfangs offen in den Formhohlraum (11) mündet und in der wenigstens ein Kolben (28) verschiebbar gelagert ist, derart, daß er beim Einschieben die Metall­ schmelze (SM2) aus der Ringkammer (24) in den Formhohl­ raum (11) hinein verdrängt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Kolben (28) in seiner eingeschobenen Stellung den zweiten Zuführkanal (30) oder die zweite Gruppe von Zuführkanälen verschließt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Formhohlraum (11) wenig­ stens eine Trennwand verschiebbar gelagert ist, derart, daß sie in ihrer eingeschobenen Stellung den Formhohlraum (11) in eine erste Kammer oder erste Gruppe von Kammern, die dem ersten Zuführkanal (20) oder der ersten Gruppe von Zuführkanälen zugeordnet ist, und in eine zweite Kammer oder zweite Gruppe von Kammern, die dem zweiten Zuführkanal (30) oder der zweiten Gruppe von Zuführkanä­ len zugeordnet ist, unterteilt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13 zur Her­ stellung von Leichtmetallrädern für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (24) in den das äußere Felgenhorn bildenden Bereich des Formhohlraums (11) einmündet.