DE102008048496A1

DE102008048496A1 - Verfahren zur Herstellung von Blechformteilen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102008048496A1
Application number: DE102008048496A
Authority: DE
Inventors: Peter Stolfig
Original assignee: Individual
Current assignee: Stolfig Peter De
Priority date: 2008-09-23
Filing date: 2008-09-23
Publication date: 2010-04-01
Also published as: CN101683710A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blechformteilen, welche insbesondere aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen hergestellt werden, wobei mindestens die folgenden Arbeitsverfahrensschritte: . Strangpressen oder Stranggießen eines rohrförmigen Körpers oder eines annähernd U-förme ergebenden kontinuierlichen Länge und . Aufschneiden des rohrförmig ausgebildeten Körper in seiner Längsrichtung; . Aufweisten des längs aufgeschnittenen Körpers zu einem flächigen Körper und erforderlichenfalls Durchlauf eines Planierungsarbeitsschrittes; . Ausfertigen des flächigen Körpers zu dem zeichnungsgerechten Bauteil mittels an sich bekannter Bearbeitungs-Technologien, wie Stanzen, Biegen, Lochen, Sicken, Aus- und/oder Einschneiden und/oder spanender Bearbeitungsschritte durchlaufen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blechformteilen, welche insbesondere aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen hergestellt werden, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 5 zur Durchführung des Verfahrens.
Allgemein ist es bekannt, daß für das Herstellen von Teilen zunächst entsprechende Materialblöcke durch Walzvorgänge zu Blechen umgearbeitet werden. Bei der Verarbeitung von Magnesium-Blöcken zu entsprechenden Blechen ist dies jedoch sehr aufwendig und bedingt durch die dem Magnesium eigene Sprödigkeit treten oftmals Rißbildungen auf.
Um diese Nachteile auszuschließen werden in der DE 101 50 021 B4 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Profilen oder Blechteilen aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen mittels Druckumformung durch Strangpressen, Walzen, Schmieden oder Gießen offenbart, wobei die flüssige Schmelze in eine Stranggieß- oder Strangpreßeinrichtung zur Herstellung eines Halbzeuges eingebracht wird und unmittelbar danach dieses Halbzeug durch Umformung im Warmzustand durch Umformung in seine endgültige Form gebracht wird, wobei die Temperatur des Werkstoffes nach dem Erstarren aus der Schmelze während der gesamten Fertigung in einem Bereich von 250°C bis 350°C gehalten wird und der Fertigungsprozeß vom Gießen bis zur Abkühlung der Formteile insgesamt in einer inerten Atmosphäre oder im Vakuum durchgeführt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieser Verfahrensschritte ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung aus einer Verkettung von einem Schmelzofen, einer Stranggieß- oder Strangpreßeinrichtung, mit und ohne Walzgerüst, einer Schneideinrichtung einer oder mehreren Pressen und einer Abkühleinrichtung besteht, die Gesamtheit oder Teile aus den vorgenannten Einrichtungen in einem Schutzgas- oder Vakuumraum angeordnet sind.
Weiterhin wird in der DE 103 17 080 B4 ein Verfahren zur Herstellung von Blechformteilen aus Magnesium beschrieben, bei dem ein Blechformteil direkt im Anschluß an den Walzprozeß durch Umformen mit mindestens einer Presse in einem Temperaturbereich von > 350° C bis 450°C hergestellt werden kann.
Die zur Durchführung dieses Verfahrens angegebene Vorrichtung, welche aus einer Verkettung von einem Schmelzofen oder -tiegel, einer Stranggießeinrichtung, einem oder mehreren Walzgerüsten, einer Schneideinrichtung, einer oder mehrer Pressen und einer Abkühleinrichtung besteht und in einem Schutzgas- oder Vakuumraum betrieben wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schneideinrichtung und der als Umformpresse ausgebildeten Presse eine Stanzeinrichtung vorgesehen ist, mit der in die von der Schneideinrichtung kommenden Platinen form- und querschnittsstabile Stanz- und/oder Formlöcher einbringbar sind.
Mit der DE 102 47 129 A1 wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Profilen oder Blechformteilen aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen wiedergegeben, bei dem ein Halbzeug in Form eines Bleches durch Umformen, vorzugsweise durch Formpressen, in seine endgültige Form gebracht wird, wobei in einem Verfahrensschritt unmittelbar vor dem Umformvorgang die Oberfläche durch Spanabhebung, vorzugsweise durch Schaben, von Verunreinigungen befreit wird.
Von Nachteil bei diesem Verfahren ist es weiterhin, daß nur Teile mit einer beschränkten Breite hergestellt werden können, denn bei größeren Teilen wird ein erheblicher Mehraufwand für die zu beherrschenden Arbeitsdrücke erforderlich. Das Werkzeug und das Maschinengestell müssen dem beim Fertigen der Halbzeuge bzw. der Teile anliegenden Strangpreßdruck mit einem entsprechenden Gegendruck standhalten und so notwendigerweise wesentlich größer dimensioniert werden.
Ferner beschreibt die DE 43 33 500 C2 ein Verfahren zur Herstellung eines im Querschnitt gestuften und ein Vollprofil aufweisenden Bleches mit unterschiedlichen Wandstärken, bei dem zunächst ein Halbzeug hergestellt wird, dessen Querschnitt zu dem Querschnitt des Bleches in Dickenrichtung ähnlich ist, und bei welchem aus dem Halbzeug ein Blech gewalzt wird, wobei für die Herstellung des Halbzeuges ein Hohlprofil mit am Umfang verteilten, dem gewünschten Wanddickenverlauf des Halbzeuges entsprechendem Wanddickenverlauf stranggepreßt wird, und dabei das Hohlprofil entlang einer Mantellinie aufgetrennt und zu dem Halbzeug umgeformt wird. Weiterhin werden dabei zwei Komplementär-Profile aufeinandergelegt, wobei zumindest eine der profilierten Berührungsseiten der Komplementär-Profile mit einem Trennmittel versehen wird, und die beiden Komplementär-Profile gleichzeitig mit zylindrischen, das heißt ungestuften Walzen ausgewalzt werden. Vor dem Walzen werden die beiden Komplementär-Profile an zwei gegenüberliegenden Mantellinien getrennt.
Mit diesem Verfahren werden jeweils zwei Teile hergestellt. Der Fertigungsablauf ist diskontinuierlich und es können nur relativ schmale Teile hergestellt werden. Als Nachteil ist weiterhin, daß nur relativ schmale Teile gefertigt werden können und die Tatsache, daß auf Grund der Fertigung des mit zwei unterschiedlichen Wandstärken ausgeführten Halbzeuges sowie einer gestufte Walzenanordnung der Fertigungsprozeß relativ aufwendig ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß ein vereinfachtes Verfahren für die Herstellung von auch verhältnismäßig größeren Blechformteilen, insbesondere aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen, sowie eine Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die angegebene kontinuierliche Ausführung der im Anspruch 1 genannten Arbeitsschritte sowie der im Anspruch 5 angegebenen Vorrichtung gelöst.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit dem kontinuierlich durchgeführten Arbeitsschritt des Aufschneidens des stranggepreßten oder stranggegossenen rohrförmigen Körpers zum einen das Strangpreßwerkzeug bzw. die profilgebende Stranggießdüse einfacher ausgeführt werden kann und gleichzeitig mit einem Arbeitsschritt eine gleichbleibende Materialstärke des Bleches als Vormaterial erreicht wird. Zum anderen laufen die nachfolgenden Fertigungsprozeßschritte bis hin zum fertigen Bauteil kontinuierlich ab.
Die Erfindung hat weiterhin den Vorteil, daß die Verfahrensschritte, die sich dem Strangpreß- oder -gießprozeß anschließen, mit deutlich reduziertem Energieaufwand durchgeführt werden und damit neuesten Umweltschutzrichtlinien entsprechen.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den übrigen Unteransprüchen und aus dem nachfolgend an Hand der Zeichnungen prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel ersichtlich.
Die 1 soll in einer Art Blockschaubild die Vorrichtung darstellen.
In einem Schutzraum 1 mit einer hier teilweise herrschenden inerten Atmosphäre sind eine Schmelzeinheit 2 und/oder eine Strangpreßeinheit 3 angeordnet. Außerhalb des Schutzraumes 1 schließen sich eine Schneideinrichtung 4, ein Walzgerüst 5, eine Stanz- und/oder Biege- und/oder Zieheinheit 6 und, soweit erforderlich, eine Zerspanungseinheit 7 an. Diese Einrichtungen 2 bis 7 sind in dieser Reihenfolge technologisch verkettet.
Zwischen der Strangpreßeinheit 3 und der Schneideinrichtung 4 ist eine Abkühleinrichtung 8 vorgesehen. Des Weiteren kann eine weitere Abkühleinrichtung 9 nach dem letzten Arbeitsschritt vorgesehen sein.
In der Schmelzeinheit 2 wird das Magnesiummaterial in eine flüssige Phase überführt und der Strangpreßeinheit 3 zugeführt. Mit dieser wird ein nahezu endloser rohrförmiger Körper ausgeformt. Bei diesem Strangpreßprozeß wird mit den entsprechenden Einstellungen zwangsläufig die geforderte Materialdicke und mit dem Durchmesser die später erforderliche Breite des Bleches festgelegt. Mit dem Austritt dieses rohrförmigen Körpers durchläuft dieser nun die Schneideinrichtung 4. Hier erfolgt ein fortlaufendes Aufschneiden des rohrförmigen Körpers in seiner Längsrichtung, wobei entsprechende Führungselemente dafür sorgen, daß der Schnitt geradlinig verläuft. Unmittelbar nach dem Aufschneidvorgang hat der vorher rohrförmige Körper nunmehr eine annähernde U-Form. Diese wird im weiteren Fortlauf derart aufgeweitet bzw. umgeformt, daß ein nahezu flächiger Körper entsteht. Hierauf wird dieser flächige Körper in dem Walzgerüst 5 in ein glattes und ebenes Blech gewalzt. Sollten keine besonderen Qualitätsanforderungen an das Blech gestellt werden, kann ggf. dieser Walzvorgang auch ausgelassen werden.
Im weiteren Fertigungsverlauf folgt nun das Ausfertigen des bandförmigen Bleches zu dem zeichnungsgerechten Bauteil mittels an sich bekannter Bearbeitungs- Technologien. Hierbei erfolgen das Stanzen und Biegen der Kontur, das Ausschneiden von Löchern, das Einbringen von Sicken für die Verbesserung der Steifigkeit und erforderlichenfalls eine spanende Bearbeitung, wie beispielsweise Fräsen bestimmter Flächen oder Schneiden von Gewinden für später anzubringende weitere Montageteile.
Optional kann vorgesehen sein, daß in den technologischen Ablauf eine zusätzliche Erwärmungszone und Abkühlungszone 8 zur notwendigen Aufrechterhaltung des vorgegebenen Temperaturniveaus integriert werden kann.
Nach Abschluß dieser Bearbeitungsschritte wird das fertige Bauteil abgeführt und in der Abkühleinrichtung 9 auf Raumtemperatur abgekühlt.

1: Schutzraum
2: Schmelzeinheit
3: Strangpreßeinheit
4: Schneideinrichtung
5: Walzgerüst
6: Stanz- und/oder Biege- und/oder Zieheinheit
7: Zerspanungseinheit
8: Abkühleinrichtung
9: Abkühleinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10150021 B4 [0003]
- DE 10317080 B4 [0005]
- DE 10247129 A1 [0007]
- DE 4333500 C2 [0009]

Claims

Verfahren zur Herstellung von Blechformteilen aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen mittels Druckumformung nach dem Schmelzprozeß durch Strangpressen, Stranggießen, Walzen und/oder Schmieden, nach dem die flüssige Schmelze in eine Stranggieß- oder zum Bolzen gegossen in eine Strangpresseinrichtung zur Herstellung eines Halbzeuges eingebracht wird, gekennzeichnet durch folgende Arbeitsverfahrensschritte: • Strangpressen oder Stranggießen eines rohrförmigen Körpers oder eines annähernd U-förmigen Körpers mit einer sich aus der Schmelzen-Masse ergebenden kontinuierlichen Länge und • Aufschneiden des rohrförmig ausgebildete Körper in seiner Längsrichtung; • Aufweiten des längs aufgeschnittenen Körpers zu einem flächigen Körper und erforderlichenfalls Durchlauf eines Planierungsarbeitsschrittes; • Ausfertigen des flächigen Körpers zu dem zeichnungsgerechten Bauteil mittels an sich bekannter Bearbeitungs-Technologien, wie Stanzen, Biegen, Lochen, Sicken, Aus- und/oder Einschneiden und/oder spanender Bearbeitungsschritte; • nach Abschluß der Bearbeitung: Abführen des Fertigteiles aus der Bearbeitungszone und Abkühlen auf Raumtemperatur.
Verfahren zur Herstellung von Blechformteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nach dem Strangpreß- oder Stranggießprozeß eine Abkühlphase zwischengeschaltet werden kann
Verfahren zur Herstellung von Blechformteilen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsschritte nach dem Strangpressen oder Stranggießen in einem kontinuierlichen Fertigungsprozeß durchgeführt werden.
Verfahren zur Herstellung von Blechformteilen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzprozeß und/oder der Strangpreß- und/oder -gießprozeß in einer inerten Atmosphäre oder einem Vakuumraum durchgeführt werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einer Verkettung von einer Schmelzeinheit (2), einer Stranggieß- oder Strangpreßeinheit (3), einer Längs-Schneideinrichtung (4) gegebenenfalls einem Walzgerüst (5), einer oder mehreren Umformeinheiten (6) und erforderlichenfalls einer oder mehrerer Zerspanungseinheiten (7) und einer Abkühleinrichtung (8) besteht.