DD231394A1 - METHOD FOR PRODUCING MOLDED PIECES FROM CAST METAL ALLOYS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schmiedestuecken aus gegossenen Metallegierungen, bei denen Gussrohlinge in eine Giessform gegossen, unter Ausnutzung der Giesswaerme umgeformt und anschliessend entgratet werden. Ziel ist ein Verfahren, das ohne vergroesserten Aufwand bei verbesserten Gebrauchseigenschaften einen erweiterten Anwendungsbereich aufweist. Hierzu sollen Schmiedestuecke auf einfache Weise ohne Beschraenkung von Groesse, Form oder Werkstoff herstellbar sein. Erfindungsgemaess erfolgt der Einguss des fluessigen Metalls in die Giessform in bekannter Weise ueber ein Speisersystem. Beim Schmieden wird eine deutliche Trennung, vorzugsweise ein Einstich bis auf Gratstaerke zwischen dem als spaeteren Werkstueck vorgesehenen Teil des Schmiederohlings und dem Speisersystem erzeugt. Das Speisersystem wird anschliessend zusammen mit dem beim Schmieden entstandenen Grat abgeschert. FigurThe invention relates to a method for the production of forgings from cast metal alloys, in which cast blanks poured into a mold, using the casting molds are formed and then deburred. The goal is a process that has an extended scope without increased effort with improved performance characteristics. For this purpose, forging should be produced in a simple manner without restriction of size, shape or material. According to the invention, the pouring of the liquid metal into the casting mold takes place in a known manner via a feeder system. When forging a clear separation, preferably a puncture is created to Gratstaerke between the intended as a later work piece of forging blank and the feeder system. The feeder system is then sheared off together with the burr created during forging. figure

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Herstellung von Schmiedestücken aus gegossenen Metallegierungen.Process for the production of forgings from cast metal alloys.

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schmiedestücken aus gegossenen Metallegierungen, bei denen Gußrohlinge in eine Gießform gegossen, nach Abkühlung auf eine für das unmittelbar nachfolgende Schmieden günstige Temperatur in einem Gesenk umgeformt und anschließend entgratet werden.The invention relates to a method for producing forgings from cast metal alloys, in which cast blanks poured into a mold, after cooling to a temperature favorable for the immediately following forging in a die and then deburred.

Charakteristik der bekannten technischen LosungenCharacteristic of the known technical solutions

Verfahren der o.g. Art gehören schon sehr lange zum Stand der Technik. Bekannt sind Vorrichtungen, die die Anwendung dieses Verfahrens ermöglichen bzw. zur Automatisierung der Verfahren beitragen. Eine derartige Vorrichtung wird in der DE-AS 1 677 098 beschrieben. An der Gießform wird eine Aufnahmevorrichtung mit einem Schlitz vorgesehen, der mit der Gießform in Verbindung steht und über den das flüssige Metallen die Aufnahmevorrichtung fließt. Das in der Aufnahmevorrichtung erstarrende Metall ist somit fest mit dem Gußrohling verbunden. Das somit entstandene Formelement dient als Angriffsstück für die Transportmittel, die den Gußrohling zum Schmiedegesenk transportieren. Zur Vermeidung eines tiefen Schrumpfrisses oberhalb des Schmiedestückes ist ein Kern vorgesehen, der in die oben offeneMethod of o.g. Art have long been part of the state of the art. Are known devices that enable the application of this method or contribute to the automation of the process. Such a device is described in DE-AS 1 677 098. On the mold a receiving device is provided with a slot which is in communication with the mold and through which the liquid metal flows the receiving device. The solidifying in the receiving device metal is thus firmly connected to the cast blank. The resulting molded element serves as an attack piece for the means of transport, which transport the cast blank to the forging sink. To avoid a deep shrinkage above the forging a core is provided in the open top

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Gießform hineinragt. Beim Erstarren des Metalls treten die Schrumpfungen "bzw· Schwindungen im Bereich um den Kern herum und nahe des Umfanges des Gußstückes auf· Der Kern hinterläßt eine muldenförmige, jedoch rißfreie Vertiefung· Nach Abkühlung des Gußrohlings auf die oder nahe der für das Warmschmieden günstige Temperatur wird der Gußrohling von geeigneten Transportmitteln, die an dem angegossenen Angriffsstück angreifen, zum Schmiedegesenk transportiert. Beim Schmieden tritt ein Metallfluß im Umfangsbereich des Gußrohlings ein, so daß evtl. dort angesiedelte Gußfehler beseitigt v/erden. Die vom Kern erzeugte Vertiefung wird in ähnlicher Weise ausgeschmiedet. Anschließend wird das Werkstück wiederum an dem Angriffsstück zu einer Abgratstanze transportiert. Das Schmiedestück wird nun entlang seines Umfangs ausgeschnitten, wobei der Grat einschließlich der Angriffsstücke im Abgratwerkzeug zurückbleibt·Protruding mold. When the metal solidifies, shrinkage occurs in the area around the core and close to the circumference of the casting. The core leaves a trough-shaped, but crack-free depression. After cooling the casting blank to or near the temperature favorable for hot forging During forging, a metal flow enters the peripheral area of the green billet, eliminating any casting defects that may occur there, and deepening the indentation produced by the core in a similar manner Subsequently, the workpiece is again transported on the attack piece to a trimming punch.The forging is now cut along its circumference, leaving the ridge including the attack pieces in the trimming tool ·

Es ist weiterhin ein Verfahren zur Dichtigkeitssteigerung gegossener Metallegierungen bekannt, das zur Erzielung eines möglichst homogenen Werkstückes mit hoher Dichte und verbesserter Oberflächengüte führt. Das wird dadurch erreicht, daß vor Erreichen, allenfalls mit Erreichen der Löslichkeitsgrenze des oder der Legierungspartner mittels eines "klebenden Schlages" bei gleichzeitigem Abschrecken unter die Umwandlungstemperatur umgeformt wird (DE-AS 2 140 584).It is also known a method for increasing the density of cast metal alloys, which leads to the achievement of a homogeneous workpiece as possible with high density and improved surface quality. This is achieved in that before reaching, if necessary, with reaching the solubility limit of the alloy or the partner by means of an "adhesive impact" with simultaneous quenching below the transformation temperature is converted (DE-AS 2,140,584).

Ein weiteres Beispiel soll ebenfalls die Problematik des "Gießschmiedens verdeutlichen. Zur Herstellung von Rohteilen durch kombiniertes Gießen und Schmieden soll die Verwendung von rliederdruck-Gießeinrichtungen an Stelle von offenen Gießformen eine Erhöhung der Dichtigkeit des Gußrohlings bewirken (SU-PS 384 611).A further example is also intended to illustrate the problem of "casting forging." For the production of blanks by combined casting and forging, the use of low-pressure pouring devices in place of open casting molds should increase the tightness of the cast blank (SU-PS 384 611).

Es ist erkennbar, daß alle drei genannten Lösungen ein gemeinsames Ziel haben, nämlich die Verbesserung derIt is clear that all three solutions have a common objective, namely the improvement of

Qualität der Gußrohlinge, d.h. die Beseitigung der durch das Gießen bedingten Fehler und unerwünschten Gefügestrukturen. Alle Lösungen weisen jedoch einen gemeinsamen Uachteil auf· Das herstellbare Teilsortiment ist sehr eingeschränkt, da sich mit den angegebenen Technologien nur relativ kleine und einfach gestaltete Teile, bei denen kaum oder nur geringe Schwindungs- bzw. Schrumpfungserscheinungen auftreten, in offenen Formen gießen lassen. Die Verwendung von ITiederdruck-Gießeinrichtungen ist auf Grund der zu beachtenden umfangreichen Gestaltungsbedingungen bei den Gußteilen ebenfalls an relativ kleine und einfache Teile und für ein wirtschaftliches Gießen auf Hichteisenwerkstoffe beschränkt. Außerdem ist bei allen drei genannten technischen Lösungen die Auswahl der Werkstoffe auf solche Werkstoffe beschränkt, die ein geringes Schwindungsverhalten aufweisen. Zwar wurde bereits vorgeschlagen, die Gießteile mit Speisern zu versehen, so daß die eben genannten Einschränkungen nicht mehr erforderlich sind, jedoch behinderten die Speiser den Verlauf der weiteren Verarbeitung, insbesondere den Umformungsprozeß und wurden unter Verwendung der Gießwärme nach der Erstarrung sofort abgeschert. Zum nachfolgenden Schmieden mußten die Gußrohlinge wieder erwärmt werden (Truxell, R. "Gast Performs Crop Costs on Automotive Forgings", Steel, Cleveland, 1968 v. 21.10.1968, S. 37 - 41). Damit stellt diese Verfahrensweise keine Alternative zur Beseitigung der Mangel der o.g. technischen Lösungen dar.Quality of the cast blanks, i. the elimination of casting-related defects and undesirable microstructures. However, all solutions have a common disadvantage · The manufacturable range of parts is very limited, since only relatively small and simply designed parts, in which hardly or only slight shrinkage or shrinkage phenomena occur, can be poured in open molds with the specified technologies. The use of low-pressure IT pouring equipment is also limited to relatively small and simple parts and for economic casting on iron materials due to the extensive design conditions to be observed in the castings. Moreover, in all three technical solutions mentioned, the choice of materials is limited to those materials which have a low shrinkage behavior. Although it has already been proposed to provide the castings with feeders, so that the above restrictions are no longer required, however, hampered the feeder the course of further processing, in particular the forming process and were sheared off immediately using the casting heat after solidification. For subsequent forging, the cast blanks had to be reheated (Truxell, R. "Guest Performs Crop Costs on Automotive Forgings", Steel, Cleveland, 1968 v. Oct. 21, 1968, pp. 37-41). Thus, this procedure does not provide an alternative to eliminating the deficiency of the o.g. technical solutions.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Schmiedestücken aus gegossenen Metallegierungen zu schaffen, das ohne wesentliche Vergrößerung des Aufwandes bei verbesserten Gebrauchseigenschaften der Schmiedestücke gegenüber herkömmlichen Verfahren einen erweiterten Anwendungsbereich aufweist.The aim of the invention is to provide a method for the production of forgings from cast metal alloys, which has a broader scope without significantly increasing the cost with improved performance characteristics of the forgings compared to conventional methods.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, die bekannten Verfahren derart zu verändern, daß auf einfache Art und Weise Schmiedestücke ohne Beschränkung ihrer Größe, Form und ihres Werkstoffes hergestellt werden können·The invention is based on the object to change the known methods such that in a simple way forgings can be produced without limiting their size, shape and their material ·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Einguß des flüssigen Metalls in die Gießform in bekannter Weise über ein Speisersystem erfolgt, beim Schmieden eine deutliche Trennung, vorzugsweise ein Einstich bis auf Gratstärke zwischen dem als späteren Werkstück vorgesehenen Teil des Schmiederohlings und dem Speisersystem erzeugt und das Speisersystem anschließend zusammen mit dem beim Schmieden entstandenen Grat abgeschert wird·According to the invention, the object is achieved in that the pouring of the liquid metal into the mold in a known manner via a feeder system, forging a clear separation, preferably a puncture to ridge thickness between the intended as a later workpiece part of the forging blank and the feeder system and the feeder system is then sheared off together with the burr produced during the forging ·

Es ist vorteilhaft, die Schmiedetemperatur bezogen auf den für die einzelnen Materialien üblichen Temperaturbereich für die Warmformgebung gering zu halten. Für Stahl beträgt die Schmiedetemperatur zwischen 850 und 1100° C, vorzugsweise zwischen 850 und 1000° C.It is advantageous to keep the forging temperature low, based on the temperature range for hot forming customary for the individual materials. For steel, the forging temperature is between 850 and 1100 ° C, preferably between 850 and 1000 ° C.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, Schmiedestücke, bei denen auf Grund ihrer Form und Größe bzw. des verwendeten Werkstoffes Speiser erforderlich sind, mit dem bekannten Verfahren des Gießschmiedens herzustellen. Der Speiser wird ohne zusätzliche Arbeitsgänge mit dem Grat abgeschert.By the solution according to the invention, it is possible to produce forgings, which require feeders due to their shape and size or the material used, with the known method of casting forging. The feeder is sheared off without additional operations with the burr.

Ausführungsbeispielembodiment

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung sind das fertige Schmiedestück sowie die in den einzelnen Verfahrensschritten I - III zu dessen Herstellung erzeugten Rohlinge dargestellt.Below, the invention will be explained in more detail by way of example. In the accompanying drawing, the finished forging and the blanks produced in the individual process steps I - III for its production are shown.

Es soll ein scheibenförmiges Schmiedestück 1 mit einem zylindrischen Absatz, der eine kegelstumpfartige Ausnehmung aufweist, hergestellt werden·A disk-shaped forging 1 with a cylindrical shoulder, which has a frusto-conical recess, is to be produced.

Im Verfahrensschritt I· wird ein Gußrohling 2 in einer Gießform gegossen, die bereits die wesentlichen Konturen des Schmiedestückes 1 aufweist. Um die beim Gießen größerer Teile unvermeidlich entstehenden abkühlungsbedingten Fehler, insbesondere Schwindungslunker, außerhalb des Werkstückes entstehen zu lassen, wird durch ein Speisersystem angegossen· Dabei ist das Speisersystem 3 symmetrisch zur Formteilungsebene angeordnet, die in der Zeichnung an dem Gußrohling 2 durch eine Strich - Punkt - Linie gekennzeichnet ist· Zur Gewährleistung einer ausreichenden Verdichtung des Gußgefüges beim anschließenden Schmieden ist die Gießform mit einem entsprechenden Materialaufmaß versehen.In step I, a cast blank 2 is cast in a casting mold which already has the essential contours of the forging 1. In order to prevent the cooling - related defects, in particular shrinkage cavities, arising outside the workpiece during casting of larger parts, casting is effected by a feeder system. The feeder system 3 is arranged symmetrically to the shaping graduation plane which in the drawing on the cast blank 2 is indicated by a dashed dot In order to ensure adequate compaction of the cast structure during the subsequent forging, the casting mold is provided with a corresponding material allowance.

Im Verfahrensschritt II wird ein Schmiederohling 4 erzeugt, der aus dem als späteren Werkstück vorgesehenen Schmiedestück 1 besteht, das von einem Grat 5 umgeben ist und durch diesen Grat 5 mit dem Speisersystem 3 verbunden ist. Dazu wird beim Schmieden zwischen dem Schmiedestück 1 und dem Speisersystem 3 ein Einstich bis auf Gratstärke erzeugt. Dadurch ist es möglich, im Verfahrensschritt III, dem Entgraten, das Speisersystem 3 zusammen mit dem Grat zu entfernen. Die strichpunktierte waagerechte Linie in den Darstellungen der Verfahrensschritte II und III kennzeichnet die Gratebene des Schmiedestückes 1· Im vorliegenden Beispiel fällt die Formteilungsebene mit der Gratebene zusammen.In process step II, a forging blank 4 is produced, which consists of the forging intended as a later workpiece 1, which is surrounded by a ridge 5 and is connected by this ridge 5 with the feeder system 3. For this purpose, during the forging between the forging 1 and the feeder system 3, a puncture is created up to ridge thickness. This makes it possible, in process step III, the deburring, to remove the feeder system 3 together with the burr. The dot-dashed horizontal line in the representations of method steps II and III characterizes the ridge plane of the forging 1 · In the present example, the parting plane coincides with the ridge plane.

Claims (3)

Erfindungsanspruchinvention claim 1· Verfahren zur Herstellung von Schmiedestücken aus gegossenen Metallegierungen, bei denen Gußrohlinge in einer Gießform gegossen, nach Abkühlung auf eine für das unmittelbar nachfolgende Schmieden günstige Temperatur in einem Gesenk umgeformt und anschließend entgratet werden, gekennzeichnet dadurch, daß der Einguß des flüssigen Metalls in die Gießform in bekannter Weise über ein Speisersystem (3) erfolgt, beim Schmieden eine deutliche Trennung, vorzugsweise ein Einstich bis auf Gratstärke zwischen dem als späteren Werkstück vorgesehenen Teil des Schmiederohlings (4) und dem Speisersystem (3) erzeugt und das Speisersystem (3) anschließend zusammen mit dem beim Schmieden entstandenen Grat (5) abgeschert wird·A method for producing castings of cast metal alloys in which cast blanks are cast in a mold, after cooling to a favorable temperature for the immediate subsequent forging in a die and then deburred, characterized in that the pouring of the liquid metal in the Mold in a known manner via a feeder system (3), when forging a clear separation, preferably a puncture to ridge thickness between the intended as a later workpiece part of the forging blank (4) and the feeder system (3) and the feeder system (3) is sheared off together with the burr (5) produced during forging · 2· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schmiedetemperatur bezogen auf den für die einzelnen Materialien üblichen Temperaturbereich für die Warmformgebung möglichst niedrig gewählt wird·2. Method according to item 1, characterized in that the forging temperature is chosen to be as low as possible relative to the temperature range for hot forming customary for the individual materials. 3· Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Schmiedetemperatur für Stahl zwischen 850 und 1100° C, vorzugsweise zwischen 850 und 1000° C beträgt·Method according to points 1 and 2, characterized in that the forging temperature for steel is between 850 and 1100 ° C, preferably between 850 and 1000 ° C. Hierzu 1 Blatt ZeichnungenFor this 1 sheet drawings