DE3112248A1

DE3112248A1 - Verfahren zur spanlosen formgebung von werkstuecken

Info

Publication number: DE3112248A1
Application number: DE19813112248
Authority: DE
Inventors: Ladislav Dipl.-Ing. 8000 München Koydl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1982-10-21
Also published as: DE3112248C2

Description

Verfahren zur sPanlosen Formgebung von Werkstücken
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur spanlosen Formgebung von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Unter Werkstücken sind in diesem Zusammenhang im wesentlichen Werkzeuge für die spanlose Blechbearbeitung, Kokillen und all solche Bauteile zu verstehen, bei denen es in erster Linie auf eine verschleißfeste Oberfläche ankommt. Solche Werkstücke werden in der Regel aus Rohlingen hergestellt, an denen zur Formgebung umfangreiche Zerspanungsarbeiten wie Fräsen, Hobeln u.s.w. durchgeführt werden müssen. Das führt zu hohen Bearbeitungskosten. Darüber hinaus sind die Werkstücke teilweise aus hochwertigen Materialien gefertigt, um eine verschleißfeste Oberfläche zu erhalten. In vielen Fällen ist aber dieses hochwertige Material für den übrigen Werkstückkörper nicht notwendig bzw. wären hierfür Werkstoffe mit anderen Eigenschaften vorteilhafter.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Herstellung und Formgebung solcher Werkstücke zu vereinfachen und für sie die Werkstoffe zu verwenden, deren Eigenschaften für den åeweiligen Einsatz ausreichend sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Je nach Art des herzustellenden Werkstückes kann die Gießform als Dauerform ausgelegt sein oder aber beim Trennen vom Werkstück zerstört werden. Eine solche nur einmal zu verwendende Form bietet sich bei Ziehwerkzeugen an, da diese in der Regel nur in einem Exemplar hergestellt werden. Die Gießform wird hier in der Regel aus entsprechend geformtem Holzblock bestehen, an den, entweder vor oder nach dem Aufbringen der verschleißfesten Schicht, Schalungswände angebracht werden für das Aufgießen des Trägermaterials. Die Trennung von Gießform und Werkzeug erfolgt durch Abbrennen des Holzblocks. Besitzt die für die Formgebung maßgebliche Oberfläche des Holzblocks eine hohe Oberflächengüte und entspricht sie der endgültigen Form des Werkzeugs, so kann das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Werkzeug nach dem Trennen von der Gießform ohne weitere Nachbearbeitung eingesetzt werden.
Denkbar ist bei Ziehwerkzeugen auch, daß der maßgebliche Teil der Gießform lediglich aus einem Blech besteht, das durch Hämmern oder in sonstiger Weise die Blechform aufweist, die später mit dem Ziehwerkzeug hergestellt werden soll. In diesem Fall wird das Blech mit einem geeigneten Trennungsmittel bestrichen, bevor die verschleißfeste Schicht aufgebracht wird. Das Aufgiessen des Trägermaterials kann in ähnlicher Weise wie oben geschehen. Die Verwendung eines Blechs als Gießform hat weiter den Vorteil, daß mit ihm sowohl Unter- als auch Oberteil maßgenau hergestellt werden können. Ein aufwendiges Einpassen der beiden Teile entfällt.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Wiederverwendung des Trägermaterials.
Ist ein Werkstück abgenutzt oder wird es nicht mehr gebraucht, so wird das Trägermaterial durch Erwärmen und Schmelzen von der verschleißfesten Schicht getrennt.
Es kann für die Herstellung eines neuen Werkstücks wieder verwendet werden, während die verschleißfeste Schicht verschrottet wird. Die Verwendung von niedrig schmelzenden Legierungen wirken sich hier besonders vorteilhaft aus.
Ganz allgemein erhält man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Werkstücke, die sich durch hohe Standzeiten bei niedrigen Werkstoffkosten auszeichnen bzw. bei denen der Werkstoff des Trägermaterials so gewählt werden kann, daß er den jeweiligen Anforderungen entspricht.
In der Regel wird man für das Trägermaterial eine Legierung auf Zink- oder Aluminiumbasis verwenden. Treten beim Einsatz des Werkstücks an diesem hohe Druckspannungen auf, wird man als Trägermaterial beispielsweise Grauguß wählen.
Die verschleißfeste Schicht kann durch Galvanisieren, Plattieren, Aufdampfen oder in sonstiger bekannter Weise -aufgetragen werden. Ihre Schichtdicke richtet sich nach den jeweiligen Anforderungen; es hat sich aber als vorteilhaft erwiesen, wenn sie mit einer zusätzlichen Verstärkungsschicht hinterlegt wird. Diese Verstärkungsschicht kann aus Stahl bestehen und durch Flammspritzen aufgebracht werden. Die verschleißfeste Schicht selbst kann aus einem Verbundmaterial aus Nikkel und Siliciumkarbid gebildet sein. Das Siliciumkarbid setzt in diesem Fall die Adhäsionsneigung des Nikkels herunter. Als weiteres Verbundmaterial für die verschleißfeste Schicht eignet sich auch eine Zusammensetzung aus einem Metall und einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften. Diese Schicht wird dadurch hergestellt, daß auf die Gießform zunächst ein Verbunmaterial mit mindestens zwei Komponenten, beispielsweise Kupfer und Aluminium, aufgetragen wird. Nach dem Trennen der Gießform vom Werkstück wird eine Komponente, Kupfer oder Aluminium, aus dem Verbundmaterial herausgeätzt. In die dadurch entstandenen Hohlräume wird der Kunststoff gepreßt, der in feiner Granulatform vorliegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand der Beschreibung von vorteilhaften Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in - Fig. 1 die Herstellung einer Hälfte eines Ziehwerkzeuges in Schnittdarstellung und - Fig. 2 die Herstellung eines Ringflansches'ebenfalls geschnitten.
Eine Gießform 1 weist eine Kontur auf1 die der Negativform der endgütligen Form einer Werkzeughälfte 2 entspricht. Die Kontur wird durch Galvanisieren mit einer verschleißfesten Schicht 3 überzogen, die aus einem Verbundmaterial aus Nickel und Siliciumkarbid besteht.
Je nachdem aus welchem Material die Gießform 1 gewählt wird, ist es gegebenenfalls notwendig, ihre Kontur vor dem Galvanisieren mit einem geeigneten Mittel zu behandeln, so daß die Gießform keine feste Verbindung mit der verschleißfesten Schicht eingeht. Die verschleißfeste Schicht 3 wird mit einer Verstärkungsschicht 4 hinterlegt, die aus Stahl besteht und durch Flammspritzen aufgebracht wird. Danach wird über die Verstärkungsschicht 4 eine als Trägerschicht dienende Zinklegierung aufgegossen, die nach dem Erstarren den eigentlichen Werkzeugkörper 5 bildet. Schalungswände 6 begrenzen beim Gießen die Form des Werkzeugkörpers 5.
In Fig. 2 ist eine Gießform 7 in zwei Formhälften 7a, 7b aufgeteilt. Mit ihr läßt sich ein Ringflansch 8 mit einer verschleißfesten Schicht 3' und einer Verstärkungsschicht 4' in entsprechender Weise wie in Fig. 1 herstellen. Durch die Aufteilung der Form 7 in zwei Formhälften 7a, 7b läßt sie sich als Dauerform verwenden. Es ist aber auch möglich, daß sie einstükkig ausgeführt ist, wenn der Ringflansch 8 nur einmal hergestellt werden soll. In diesem Fall ist nur darauf zu achten, daß die Form 7 aus einem geeigneten Material ist, um sie nach Fertigstellung des Ringsflansches 8 von diesem trennen zu können.
Sowohl die Werkzeughälfte nach Fig. 1 als auch der Ringflansch nach Fig. 2 sind nach dem Trennen von ihren Gießformen ohne weitere Ifachbearbeitung für ihren vorbestimmten Zweck einsetzbar.
Leerseite

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur spanlosen Formgebung von Werkstücken mittels einer Gießform, deren Kontur als Negativform der endgültigen Form des Werkstücks entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß - die Kontur der Gießform (1, 7) mit einer verschleißfesten Schicht (3, 3') überzogen wird, - über die verschleißfeste Schicht(3, 3') Trägermaterial aufgegossen wird, das sich mit der Schicht (3, 3') verbindet und den eigentlichen Werkstückkörper (5, 8) bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial aus einer niedrig schmelzenden Legierung besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der verschleißfesten Schicht (3, 3') und dem Trägermaterial eine Verstärkungsschicht (4, 4') vorgesehen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsschicht (4, 4') aus Stahl ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (3, 3') durch Galvanisieren und die Verstärkungsschicht (4, 4') durch Flammspritzen aufgebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (3, 3') aus einem Verbundmaterial aus Nickel und Siliciumkarbid besteht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (3, 3') zunächst aus einem Verbundmaterial mit mindestens zwei Komponenten gebildet wird und daß nachdem Trennen der Gießform (1, 7) vom Werkstück wenigstens eine Komponente des Verbundmaterials herausgeätzt wird und die dadurch entstandenen Hohlräume mit einem Material mit guten Gleiteigenschaften ausgefüllt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundmaterial aus Kupfer und Aluminium besteht und daß entweder das Kupfer oder das Aluminium herausgeätzt und in die entstandenen Hohlräume ein Kunststoff in feiner Granulatform gepreßt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Polytetrafluoräthylen ist
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit dem ein Ziehwerkzeug zur spanlqsen Blechbearbeitung hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform im wesentlichen aus einem entsprechend geformten Blech besteht, an dem Schalungswände für das Aufgießen des eigentlichen Werkzeugkörpers angebracht sind.