DE10061806A1

DE10061806A1 - Process for die casting metals

Info

Publication number: DE10061806A1
Application number: DE2000161806
Authority: DE
Inventors: Ulrich F Ortmann
Original assignee: ORTMANN DRUCKGIESTECHNIK GmbH
Current assignee: ORTMANN DRUCKGIESTECHNIK GmbH
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2002-07-04
Also published as: EP1214997A1

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Gießkammer für das Druckgießen von Metall, mit einem Außenmantel (2) und einem in den Außenmantel (2) eingesetzten und mit ihm insbesondere durch Schrumpfsitz verbundenen Innenzylinder (3), welche dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen Außenmantel (2) und Innenzylinder (3) wenigstens ein elektrisches Heizmittel (5) zur Vorwärmung der Gießkammer (1) vorgesehen ist, das sich zumindest über einen Teil der axialen Länge der Gießkammer (1) erstreckt.The invention relates to a casting chamber for the pressure casting of metal, with an outer jacket (2) and an inner cylinder (3) inserted into the outer jacket (2) and connected to it in particular by a shrink fit, which is characterized in that between the outer jacket (2) and Inner cylinder (3) at least one electric heating means (5) is provided for preheating the casting chamber (1), which extends at least over part of the axial length of the casting chamber (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Druckgießen von Metallen in einer Gießkammer, mit einem Außenmantel und einem in den Außenmantel eingesetzten und mit ihm insbesondere durch einen Schrumpfsitz verbundenen Innenzylinder. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Gießkammer zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method for Die casting of metals in a casting chamber, with a Outer jacket and one inserted in the outer jacket and associated with it in particular through a shrink fit Inner cylinder. Furthermore, the invention relates to a Casting chamber for carrying out the process.

Gießkammern der vorstehend genannten Art (DE 44 40 933) werden in erster Linie in Druckgießmaschinen zum Druck gießen von Metallen wie beispielsweise Aluminium, Magne sium und Messing eingesetzt. Dabei werden hauptsächlich horizontale Gießkammern verwendet, die an ihrem einen, maschinenseitigen Ende obenseitig eine Gußmaterialeinfül löffnung und an ihrem anderen, formseitigen Ende, eine Gußmaterialauslaßöffnung aufweisen.Casting chambers of the type mentioned above (DE 44 40 933) are primarily used in die casting machines for printing casting of metals such as aluminum, magne sium and brass. This will be mainly horizontal casting chambers used on their one, machine-side end pour a casting material opening and at its other, mold-side end, one Have molding material outlet opening.

Im Betrieb sind die Gießkammern zum Teil hohen Belastun gen ausgesetzt, die in erster Linie auf die hohen Tempe raturen des Gußmaterials zurückgehen. So herrschen in der Gießkammer zwischen der Maschinenseite, wo das heiße Guß material in die Gießkammer eingefüllt wird, und der Formseite, an der das Gußmaterial die Gießkammer verläßt, Temperaturunterschiede von bis zu 300°C, die dazu führen können, daß sich die Gießkammer bananenförmig verzieht.The casting chambers are sometimes very stressful during operation exposed primarily to the high tempe moldings. So prevail in the Casting chamber between the machine side, where the hot casting material is poured into the casting chamber, and the mold side, where the casting material leaves the casting chamber, Temperature differences of up to 300 ° C that lead to this can cause the casting chamber to warp in a banana shape.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß aufgrund der un terschiedlichen Füllhöhen des Gußmaterials die Gießkammer beim Druckgießen unterschiedlich heiß wird, mit der Fol ge, daß sie sich unrund verformt. Weiterhin werden beim Einfüllvorgang unterhalb der Einfüllöffnung Temperaturen von deutlich mehr als 600°C erzielt. Bei dieser Tempera tur können Eisenatome aus der Oberfläche des Gießkammer- Stahlkörpers diffundieren, wodurch die Oberfläche spröde wird und abplatzt, so daß Auswaschungen entstehen.Another problem is that due to the un different filling levels of the casting material the casting chamber becomes differently hot during die casting, with the fol ge that it deforms out of round. Furthermore, at Filling process below the filling opening temperatures of significantly more than 600 ° C. At this tempera iron atoms from the surface of the casting chamber Diffuse steel body, making the surface brittle will and flake off, so that washouts occur.

Um dieser Problematik zu begegnen, wird in der Druck schrift Patent Abstracts of Japan, Volume 10, Nr. 234 (M- 507), 14. August 1986 vorgeschlagen, zwischen dem Innen zylinder und dem Außenmantel der Gießkammer einen Kühl mittelkanal anzuordnen, durch den ein Kühlmittel geleitet wird, um auf diese Weise die wandlungstemperatur im Mit telbereich der Gießkammer zu senken.In order to counter this problem, it is proposed in the publication Patent Abstracts of Japan, Volume 10 , No. 234 (M-507), August 14, 1986 to arrange a coolant channel between the inner cylinder and the outer jacket of the casting chamber, through which a coolant is passed in order to lower the conversion temperature in the middle of the casting chamber.

Des weiteren schlägt der Artikel "Cooled die casting hot sleeve" Research Disclosure, GB, Industrial Opportunies Limited Havant, Nr. 321, 1. Januar 1991, S. 73 XP 000164457 vor, in dem der Gußmaterialöffnung gegenüber liegenden Bereich der Gießkammer einen Kühlmittelkanal vorzusehen, um im Einfüllöffnungsbereich Auswaschungen entgegenzuwirken. Furthermore the article "Cooled die casting hot sleeve "Research Disclosure, UK, Industrial Opportunities Limited Havant, No. 321, January 1, 1991, p. 73 XP 000164457 in front of the molding material opening lying area of the casting chamber a coolant channel to be provided in the filling opening area counteract.

Keine der bekannten Maßnahmen ist jedoch geeignet, die Gesamtproblematik, die mit den hohen Temperaturen und Temperaturunterschieden in Gießkammern verbunden ist, zu beheben.However, none of the known measures is suitable Overall problem with the high temperatures and Differences in temperature in the casting chambers is linked to remedy.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Gießkammer der eingangs genannten Art so auzubilden, daß Verformungen aufgrund von Temperaturspannungen sowie Auswaschungen im Bereich der Einfüllöffnung weitgehend verhindert werden.The object of the invention is therefore a casting chamber trained in such a way that deformations due to temperature stresses and washouts in the Area of the filling opening can be largely prevented.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gießkammer vor dem Einfüllen von Metall auf eine Tempera tur von 450°C bis 600°C vorgeheizt wird. Der Erfindung liegt damit der Gedanke zugrunde, die Gießkammer mög lichst gleichmäßig auf eine so hohe Temperatur vorzuhei zen und dann zu halten, daß sich die Wandungstemperatur beim Druckgießen aufgrund des in die Kammer eingetüllten heißen Metalls nicht oder nur maginal ändert. Auf diese Weise können Verformungen der Gießkammer wirksam verhin dert werden.This object is achieved in that the Casting chamber before pouring metal onto a tempera is preheated from 450 ° C to 600 ° C. The invention the underlying idea is that the casting chamber is possible preferably evenly to such a high temperature zen and then keep that wall temperature during die casting due to the one poured into the chamber hot metal does not change or only changes magically. To this In this way, deformation of the casting chamber can be effectively prevented be changed.

Bei einer Gießkammer ist die Aufgabe erfindungsgemäß da durch gelöst, daß zwischen Außenmantel und Innenzylinder wenigstens ein elektrisches Heizmittel zur Vorwärmung der Gießkammer vorgesehen ist, das sich zumindest über einen Teil der axialen Länge der Gießkammer erstreckt. In a casting chamber, the task is there according to the invention solved by that between the outer jacket and inner cylinder at least one electric heating means for preheating the Casting chamber is provided, which is at least one Part of the axial length of the casting chamber extends.

Wesentlich hierbei ist, daß das Heizmittel eine gleichmä ßige Erwärmung der Gießkammer auf die vorstehend genann ten Temperaturen ermöglicht. Zur Aufbringung der erfor derlichen Heizleistung kann es schon ausreichend sein, lediglich im Bodenbereich der Gießkammer eine Erwärmung vorzunehmen. Eine schnellere Erwärmung läßt sich erzie len, wenn sich das elektrische Heizmittel über einen grö ßeren Umfangsbereich erstreckt. Dazu kann das elektrische Heizmittel in einem axialen Teilabschnitt der Gießkammer mäanderförmige, in Richtung der Formseite und wieder zu rückverlaufenden Heizstrecken aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, ein elektrisches Heizmittel mit Heizwendeln zu verwenden, die den Innenzylinder umge ben.It is essential here that the heating means an even Warm heating of the casting chamber to the above temperatures. To apply the requ heating power, it may be sufficient heating only in the bottom area of the casting chamber make. A faster warming can be achieved len, if the electrical heating medium over a large extends outer circumferential area. The electrical Heating medium in an axial section of the casting chamber meandering, towards the mold side and again have backward heating sections. Alternatively or in addition it is possible to use an electric heating medium to be used with heating coils that reverse the inner cylinder ben.

In an sich bekannter Weise kann die Gießkammer axial in einen Grundkörper und eine die Einfüllöffnung für das Gußmaterial aufweisende Wechselbuchse unterteilt sein. In diesem Fall sollte das Heizmittel zumindest im Grundkör per vorgesehen sein, wobei in der Wechselbuchse ebenfalls ein Heizmittel vorgesehen sein kann, aber nicht muß. Das Heizmittel in der Wechselbuchse kann entweder unabhängig von dem Heizmittel im Grundkörper elektrisch versorgt werden, oder mit dem Heizmittel im Grundkörper elektrisch verbunden sein. Im übrigen kann ein Regelkreis für die Temperatur vorgesehen sein.In a manner known per se, the casting chamber can be axially in a base body and a filler opening for the Casting material having exchangeable bushing can be divided. In In this case, the heating medium should at least in the basic body be provided by, also in the interchangeable socket a heating means can be provided, but does not have to. The Heating medium in the change socket can either be independent electrically supplied by the heating medium in the base body be, or with the heating medium in the base body electrically be connected. Otherwise, a control loop for the Temperature may be provided.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfol gende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:With regard to further advantageous embodiments of the Invention is based on the subclaims and the successor description of an exemplary embodiment with reference refer to the attached drawing. In the Drawing shows:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer einteilig aus geführten Gießkammer gemäß der vorliegenden Er findung in Seitenansicht mit einem wendelförmig ausgebildeten Heizmittel und Fig. 1 shows a first embodiment of a one-piece from the casting chamber according to the present invention in side view with a helical heating means and

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer einteilig ausgebildeten Gießkammer gemäß der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht mit mäanderförmigen Heizstrecken. Fig. 2 shows a second embodiment of a one-piece casting chamber according to the present invention in side view with meandering heating sections.

In den Fig. 1 und 2 sind verschiedene Ausführungsfor men einer horizontalen Gießkammer 1 gemäß der vorliegen den Erfindung dargestellt, wie sie in Druckgießmaschinen für das Druckgießen von Metallen wie beispielsweise Alu minium, Magnesium oder Messing verwendet wird. Die Gieß kammern 1 sind einteilig ausgeführt, d. h. in ihrer Axialrichtung nicht unterteilt, und umfassen einen Außen mantel 2 und einen in den Außenmantel 2 eingeschrumpften Innenzylinder 3. An dem maschinenseitigen Ende der Gieß kammer 1 ist eine Einfüllöffnung 4 vorgesehen, durch wel che in den Innenraum des Gießzylinders 1 flüssiges oder verfestigtes Metall eingefüllt bzw. eingelegt werden kann, und an dem anderen, formseitigen Ende der Gießkam mer 1 ist eine nicht dargestellte Auslaßöffnung vorgese hen. In Figs. 1 and 2 are different Ausführungsfor men a horizontal casting chamber 1 according to the present illustrated the invention as it is used in die casting machines for die casting of metals such as alu minium, magnesium or brass. The casting chambers 1 are made in one piece, ie not divided in their axial direction, and comprise an outer jacket 2 and an inner cylinder 3 shrunk into the outer jacket 2 . At the machine end of the casting chamber 1 , a filling opening 4 is provided through which che liquid or solidified metal can be filled or inserted into the interior of the casting cylinder 1 , and at the other, mold-side end of the casting chamber 1 is an outlet opening, not shown intended.

In dem Ringspalt zwischen Außenmantel 2 und Innenzylinder 3 ist bei beiden Ausführungsformen ein elektrisches Heiz mittel 5 vorgesehen, um die Gießkammer 1 auf eine Tempe ratur von 450°C-600°C, vorzugsweise 450°C-550°C und insbesondere 500°C-550°C gleichmäßig vorzuwärmen, bevor Metall in die Gießkammer eingeführt wird, und auf diese Weise Verformungen der Gießkammer 1, die sonst aufgrund von Temperaturunterschieden auftreten, zu verhindern bzw. diesen zumindest entgegenzuwirken. Das elektrische Heiz mittel 5, von dem in der Zeichnung nur der Heizdraht dar gestellt ist, ist bei den verschiedenen in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen unterschiedlich ausgebildet:
Bei der in Fig. 1 dargestellten Gießkammer 1 liegen die elektrischen Anschlüße des Heizmittels 5 beide am maschi nenseitigen Ende der Gießkammer 1. Der Heizdraht ist da bei nach Art eines zweigängigen Gewindes ausgebildet und besitzt einen ersten Abschnitt 5a, der sich vom Einlaß zum formseitigen Ende der Gießkammer 1 erstreckt, und ei nen zweiten Abschnitt 5b, der sich an den ersten Ab schnitt 5a anschließt und zum maschinenseitigen Ende zu rückläuft.In the annular gap between the outer jacket 2 and the inner cylinder 3 , an electrical heating medium 5 is provided in both embodiments to the casting chamber 1 to a temperature of 450 ° C-600 ° C, preferably 450 ° C-550 ° C and in particular 500 ° C Evenly preheat -550 ° C. before metal is introduced into the casting chamber, and in this way prevent or at least counteract deformations of the casting chamber 1 which would otherwise occur due to temperature differences. The electrical heating medium 5 , of which only the heating wire is shown in the drawing, is designed differently in the different embodiments shown in FIGS. 1 and 2:
In the illustrated in Fig. 1 molding chamber 1, the electrical connections of the heating means 5 are both nenseitigen maschi at the end of the casting chamber 1. The heating wire is formed in the manner of a two-start thread and has a first section 5 a, which extends from the inlet to the mold-side end of the casting chamber 1 , and a second section 5 b, which connects to the first section 5 a and runs back to the machine end.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform liegen die Anschlüße des Heizmittels ebenfalls beide auf der Einlaßseite der Gießkammer. Der Heizdraht erstreckt sich jedoch hier mäanderförmig mit von der Maschinenseite zu der Formseite und wieder zurückverlaufenden Heizabschnit ten A, B um den Innenzylinder herum. In the embodiment shown in Fig. 2, the connections of the heating means are also both on the inlet side of the casting chamber. However, the heating wire extends here in a meandering shape with heating sections A, B from the machine side to the mold side and back again around the inner cylinder.

In an sich bekannter Weise kann die Gießkammer auch axial unterteilt ausgebildet sein, wobei sie dann einen Grund körper und eine daran maschinenseitig anschließbare Wech selbuchse mit der Einfüllöffnung aufweist. In diesem Fall ist zumindest in dem Grundkörper ein Heizdraht vorgese hen, wobei in der Wechselbuchse ebenfalls eine Heizung ausgebildet sein kann, aber nicht muß.In a manner known per se, the casting chamber can also be axial be divided, then a reason body and a change that can be connected to it on the machine side selsel bushing with the filling opening. In this case a heating wire is provided at least in the base body hen, with a heater in the interchangeable socket can be trained, but does not have to.

Claims

1. Verfahren zum Druckgießen von Metall in einer Gieß kammer (1) mit einem Außenmantel (2) und einem in den Außenmantel (2) eingesetzten und mit ihm insbesondere durch Schrumpfsitz verbundenen Innenzylinder (3), da durch gekennzeichnet, daß die Gießkammer (1) vor dem Einfüllen von Metall auf eine Temperatur von 450°C bis 600°C vorgeheizt wird.1. A method for die-casting metal in a casting chamber ( 1 ) with an outer jacket ( 2 ) and one in the outer jacket ( 2 ) inserted and connected to it in particular by shrink fit inner cylinder ( 3 ), characterized in that the casting chamber ( 1 ) is preheated to a temperature of 450 ° C to 600 ° C before filling metal.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießkammer (1) vor dem Einfüllen von Metall auf eine Temperatur von 450°C bis 550°C vorgeheizt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the casting chamber ( 1 ) is preheated to a temperature of 450 ° C to 550 ° C before the filling of metal.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießkammer (1) vor dem Einfüllen von Metall auf eine Temperatur von 500°C bis 550°C vorgeheizt wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that the casting chamber ( 1 ) is preheated to a temperature of 500 ° C to 550 ° C before the filling of metal.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Gießkammer während des Druckgießens auf der Vorheiztemperatur gehalten wird.4. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the casting chamber during the Die casting is kept at the preheating temperature.

5. Gießkammer für das Druckgießen von Metall, mit einem Außenmantel (2) und einem in den Außenmantel (2) ein gesetzten und mit ihm insbesondere durch Schrumpfsitz verbundenen Innenzylinder (3), dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen Außenmantel (2) und Innenzy linder (3) wenigstens ein elektrisches Heizmittel (5) zur Vorwärmung der Gießkammer (1) vorgesehen ist, das sich zumindest über einen Teil der axialen Länge der Gießkammer (1) erstreckt.5. casting chamber for die casting of metal, with an outer jacket ( 2 ) and one in the outer jacket ( 2 ) a set and with him in particular by shrink fit inner cylinder ( 3 ), characterized in that between the outer jacket ( 2 ) and Innenzy cylinder ( 3 ) at least one electric heating means ( 5 ) is provided for preheating the casting chamber ( 1 ), which extends at least over part of the axial length of the casting chamber ( 1 ).

6. Gießkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß sich das elektrische Heizmittel (5) im we sentlichen über die gesamte axiale Länge der Gießkam mer (1) erstreckt.6. Casting chamber according to claim 5, characterized in that the electrical heating means ( 5 ) extends over the entire axial length of the Gießkam mer ( 1 ).

7. Gießkammer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das elektrische Heizmittel (5) den In nenzylinder (3) über zumindest einen axialen Teilab schnitt der Gießkammer (1) wendelförmig umgibt.7. casting chamber according to claim 5 or 6, characterized in that the electric heating means ( 5 ) in the nenzylinder ( 3 ) over at least one axial section of the casting chamber ( 1 ) surrounds helically.

8. Gießkammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Wendel konstant ist.8. casting chamber according to claim 7, characterized in that the pitch of the helix is constant.

9. Gießkammer nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich das elektrische Heizmittel (5) zumindest in einem axialen Teilabschnitt der Gießkammer (1) mäanderförmig mit in Richtung der Formseite und wieder zurück verlaufenden Abschnitten (A, B) um wenigstens einen Teil des Umfangs der Gieß kammer (1) erstreckt.9. Casting chamber according to one of claims 5 to 8, characterized in that the electrical heating means ( 5 ) at least in an axial section of the casting chamber ( 1 ) meandering with in the direction of the mold side and back again extending sections (A, B) by at least part of the circumference of the casting chamber ( 1 ) extends.

10. Gießkammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse des Heizmittels (5) auf der Maschinenseite der Gießkammer (1) liegen.10. Casting chamber according to claim 9, characterized in that the electrical connections of the heating means ( 5 ) are on the machine side of the casting chamber ( 1 ).

11. Gießkammer nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturregelung vorgese hen ist.11. Casting chamber according to one of claims 5 to 9, characterized characterized that a temperature control vorese hen is.