DE2538210A1

DE2538210A1 - Verfahren und vorrichtung zum fluessigen und halbfluessigen gesenkschmieden

Info

Publication number: DE2538210A1
Application number: DE19752538210
Authority: DE
Inventors: Asparuch Michajlov Dip Antonov; Dimiter Tanev Dipl In Dimitrov; Hristo Georgiev Dipl Kortenski; Ivan Dimov Prof Dipl I Nikolov
Original assignee: Institute po Metaloznanie i Technologia na Metalite
Current assignee: Institute po Metaloznanie i Technologia na Metalite
Priority date: 1974-08-30
Filing date: 1975-08-27
Publication date: 1976-03-11
Also published as: DD122036A5; GB1511273A; ES440510A1; BE832825A; SE403575B; DE2538210B2; IN145554B; YU42123B; YU86582A; SE7509527L; CH607755A5; US4049041A; ATA663175A; AU8427575A; AT342947B; JPS5150224A; DE2538210C3; FR2288576B1; HU176261B; PL110153B1

Description

Verfahren und Vorrichtung zum flüssigen und halbflüssigen Gesenkschmieden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum flüssigen und halbflüssigen Gesenkschmieden, das insbesondere zur Erzeugung von Halb- und Fertigfabrikaten im Maschinenbau Anwendung findet.

Es sind zwei Grundvarianten dieses Gesenkschmiedeverfahrens bekannt, die auf der Art der Einschränkung des Obergesenkhubs beruhen.

Wird der Obfcrgesenkhub von der maximalen, von der Maschine ausgeübten Kraft beschränkt und bleibt unter der Wirkung dieser Kraft das Gesenk bis zum endgültigen Erstarren des Materials geschlossen, so v/erden günstige Verhältnisse zum Kompensieren der natürlichen Katerialschwindung während der Erstarrung geschaffen, wobei ein gutes Gefüge erhalten wird, da das Erstarren unter der ununterbrochenen Durckwirkung erfolgt.

Ein grundsätzlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es ein sehr präzises Dosieren der Materialmenge für die Zuführung im Gesenk erfordert und die unvermeidlichen Dosierungenauigkeiten sich als Abweichungen in der Höhe des geschmiedeten Teils auswirken. Wegen dieses Kachteils findet dieses Verfahren kaum eine praktische Verwendung.

Nachteile der Vorrichtungen für die Durchführung dieses Verfahrens

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bilden die große Kompliziertheit der Dosiereinrichtungen sowie ihre Unfähigkeit, eine genügend genaue Dosierung der Materialmenge*, die in das Gesenk eingegossen wird, zu sichern.

Teile mit genauen Abmessungen v/erden durch Beschränkung der Länge des Obergesenkhubs erhalten, d.h. dadurch, daß bei Erreichen der erforderlichen Abmessungen das Obergesenk an einem festen Anschlag anstößt. Das flüssige oder halbflüssige Ausgangsmaterial v/ird bei diesem Verfahren mit gewissen Überschuß dosiert, der vor Erreichen des Anschlags durch das Obergesenk aus dem Gesenl: durch i;ch::iale Kanäle in speziell für diesen Zweck gebildete Kompensationshohlräurnö verdrängt wird.

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß keine Dichte und homogene Struktur dor Teile gewährleistet ist. Wenn das Obergesenk den Anschlag erreicht hat, übt es immer noch sehr große Druckl'räxte auf das halbflüssige Material aus, da die zu den Kompem-ationr>hohlräumen führenden Kanäle genügend schmal gewählt .->in I. Dadurch, daß einerseits das flüssige Material nicht, komprimier bar ist und andererseits sich seine Abmessungen beim Erstarren infolge der Schwindung vermindern, wird sehr bald nach de-i Ankommen des Obergesenks am Anschlag der Druck auf aas ei·^ harre-ride Material aufhören und das Material dann seins Erstarrung weiterhin ohne jede Druckwirkung frei fortsetzen, In foldedosnen vr·-- hält das geschmiedete Teil Gefügefehler, wie sie aus der Gieii,:rui bekannt sind, nämlich konzentrierte Maler ο lunker, axiale Porosität und Ganblasen, verursacht durch Gasabscheidung während der Erstarrung.

Ein wesentlicher Nachteil der Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens liegt darin, daß sie nicht imstande ist, Druckkräftewirkungen vorzusehen, die in der Lage sind, die Materialschwindung bis zur Beendigung des Erstarrungsprozesses zu kompensieren.

Beide Verfahren fiir flüssiges und halbflüssiges Gesenkschmieden und die Vorrichtungen für deren Durchführung haben den gemeinsamen Nachteil, daß das Schmiedeteil am Ende des Schmiedehubs an seiner ganzen Oberfläche von Metallteilen, nämlich den kuhlen-

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den Teilen des Gesenks, umgeben ist. Daher verläuft der Erstarrungsprozeß im Erzeugnis von der Oberfläche in Richtung seines Kerns, in welchem Gefügefehler wegen Materialschwindung gebildet werden.

Beim Gesenkschmiedeverfahren mit Druckkraftbeschränkung ist es zur Verringerung dieser Nachteile erforderlich, daß sehr hohe Drücke für die Materialverformung im ganzen in der bereits erstarrten Haut eingeschlossenen Materialvolumen ausgeübt werden, während beim Verfahren mit der Stanzhubbeschränkung die Mangel überhaupt nicht beeinflußt werden können.

Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum flüssigen und halbflüssigen Gesenkschmieden zu schaffen, um die Nachteile der bestehenden Verfahren für flüssiges und halbflüssiges Gesenkschmieden zu vermeiden und gleichzeitig ein gleichmäßiges, dichtes Gefüge und genaue Abmessungen der Fertigteile bei praktisch genügender Freiheit der Materialdosierung zu gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es, solche Verhältnisse zu schaffen, daß nach Erreichen der Endstellung des Obergesenks immer noch Drücke auf das erstarrende Material weiter einwirken, die die Schwindung beim Erstarren kompensieren, wodurch sichergestellt wird, daß bestimmte Bereiche auf der Erzeugnisoberfläche als letzte erstarren.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß anfänglich das Schmieden des ins Gesenk eingegossenen flüssigen oder halbflüssigen Materials durch die Bewegung des den Druck ausübenden Gesenkteils ausgeführt wird, und daß dann, wenn dieses Gesenkteil seine Endstellung erreicht und seine Bewegung beendet hat, auf das Material ein Druck ausgeübt wird, der durch Druckluft oder irgendein anderes Gas erzeugt wird, das in den Hohlräumen des Gesenks zwischen dem geschmiedeten Material und dem Gesenk selbst noch beim Beginn des Arbeitsvorgangs eingeschlossen ist.

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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem Gesenk, versehen mit einem oder mehreren Hohlräumen, die in Richtung der oberen oder seitlichen Schmiedeteiloberfläche in der Weise geöffnet sind, daß sie das zu schmiedende Material noch beim Beginn des Arbeitsvorgangs abschließen. Das Gesenk kann mit dem Schmiedeorgan der Maschine mittels eines pneumatischen Kolbens verbunden sein, während die Gassammeihohlräume und der Verdichtungsraum vor dem Kolben durch ein regelbares Rückschlagventil miteinander verbunden sind. Der pneumatische Kolben kann auch in dem unbeweglichen Gesenkteil angebracht sein.

Die Vorteile dieses Verfahrens für flüssiges oder halbflüssiges Gesenkschmieden bestehen darin, daß ein gleichmäßiges Gefüge und eine hohe Dichte der Erzeugnisse erreicht wird bei praktisch genügender Freiheit in der Materialdosierung und relativ niedrigen Werten der Enddrücke bei der Formbildung.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens sind im einzelnen anhand von Fig. 1 und 2 erläutert, die schematische Querschnitte von zwei Gesenken darstellen.

Die Matrize 1 ist - ohne irgendwelche Besonderheiten gegenüber bekannten Matrizen - mit Rücksicht darauf ausgeführt, daß eine Formbildung des Erzeugnisses 2 gesichert wird. Das Gesenk 3 ist so ausgeführt, daß es die Matrize 1 längs der Stütze 7 abschließt, und gewährleistet dadurch die Höhenabmessungen des Teils. Außerdem sind im Gesenk eine oder mehrere Hohlräume 4 vorgesehen, die in Richtung der oberen oder seitlichen Oberfläche des Schmiedeteils offen und vorzugsweise darüber angeordnet sind.

Noch beim Beginn des Arbeitsgangs wird zwischen dem Gesenk 3 und dem geschmiedeten Material 2 in den Hohlräumen 4 die dort befindliche Luft oder das dort befindliche sonstige Gas abgeschlossen. Weiterhin wird mit zunehmendem Druck auf die sich im Gesenk befindende halbflüssige Masse auch der Gasdruck in den Hohlräumen 4 entsprechend erhöht. Wenn das Gesenk endgültig geschlossen ist und der Druck des zu schmiedenden Teils wegen der Schwin-

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dung des Materials aufhört, wird die bis zum Schmiededruck verdichtete Luft in den Hohlräumen 4 auf das Material weiterwirken, wodurch das Erreichen eines dichten Gefüges gesichert wird. Die in den Hohlräumen abgesperrte Luft spielt die Rolle eines Wärmeisolators und gewährleistet dadurch eine gewisse Verzögerung beim Erstarren des Materials, auf das der Gasdruck unmittelbar wirkt. Dank dieser Tatsache ist die Effektivität dieses Druckes hinsichtlich des Vermeidens von Fehlern in der Gefügeausbildung außerordentlich groß.

Außer als Druckquelle am Ende des Schmiedevorgangs und als Wärmeisolator dienen die Hohlräume 4 gleichzeitig auch als Kompensierungshohlräume, in denen sich das überflüssige Material, das beim Dosieren zugeführt worden ist, sammelt.

In der in Fig. 2 schematisch gezeigten Variante wird die Deformierungskraft auf das zu schmiedende Teil mittels eines pneumatischen Kolbens 6 übergetragen. Der Verdichtungsraum vor dem Kolben 6 und die Gassamme!hohlräume 4 sind über ein regelbares Rückschlagventil 5 verbunden, das sich unter der Wirkung des Gasdruckes - erzeugt durch Kolben 6 - in Richtung vom Verdichtungsraum vor dem Kolben 6 zu den Gassamnie!hohlräumen 4 öffnet.

Das Verfahren kann auch mit anderen Konstruktionsvarianten des Werkzeuges angewendet werden, einschließlich auch mit solchen, bei denen eine Schmiedehubbeschränkung in bezug auf die Kraft erfolgt, wobei seine oben beschriebenen charakteristischen Eigenschaften erhalten bleiben. Es genügt für den hier verfolgten Zweck, daß im Gesenk 3 die Begrenzungsstützen, womit die Matrize 1 abgeschlossen ist, entfernt werden. Der pneumatische Kolben kann je nach dem Aufbau des Erzeugnisses und der Konstruktion des Gesenkes selbst auch in dem unbeweglichen Gesenkteil angebracht sein. In diesem Falle wird er wieder durch die Schmiedekraft getrieben.

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zum flüssigen und halbflüssigen Gesenkschmieden, dadurch gekennzeichnet, daß anfänglich das Schmieden des im Gesenk eingegossenen flüssigen oder halbflüssigen Materials durch die Bewegung des den Druck ausübenden Gesenkte LIa ausgeführt wird, und daß dann, wenn dieses Gesenkteil seine Endstellung errecht und seine Bewegung beendet, auf das Material ein Druck ausgeübt, wird, der durch ein noch beim Beginn des Arbeitsgang;; in den Hohlräumen des Gesenks zwischen dem geschLiiecleten Material und dem Gesenk eingeschlossenes Gas erzeugt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gesenk (3) zumindest ein zur Oberfläche des zu schmiedenden Teils hin offener Hohlraum (4) vorgesehen ist, der mit dem geschmiedeten Material beim Beginn des. _.. Arbeitsgänge in Berührung kommt.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesenk (3) mit dem den Druck ausübenden Organ der Maschine durch einen pneumatischen Kolben (6) verbunden ist, und daß die Hohlräume (4) mit dem Verdichtungsraum vor dem pneumatischen Kolben (6) durch Gasleitungen und zumindest ein regelbares Rückschlagventil (5), das sich in Richtung vom Verdichtungsraum vor dem pneumatischen Kolben (6) zu den Hohlräumen (4) öffnet, verbunden sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Kolben (6) in einem im Gesenk (3) ausgebildeten

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Zylinder angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Kolben (6) in einem in der Matrize (1) ausgebildeten Zylinder untergebracht ist.

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