EP1226889A2 - Verfahren zur Herstellung eines aus wenigstens zwei unterschiedlichen Metallwerkstoffen gebildeten Gusswerkstücks - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines aus wenigstens zwei unterschiedlichen Metallwerkstoffen gebildeten Gusswerkstücks Download PDF

Info

Publication number
EP1226889A2
EP1226889A2 EP02000907A EP02000907A EP1226889A2 EP 1226889 A2 EP1226889 A2 EP 1226889A2 EP 02000907 A EP02000907 A EP 02000907A EP 02000907 A EP02000907 A EP 02000907A EP 1226889 A2 EP1226889 A2 EP 1226889A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
molding
metal
metal material
forms
mold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02000907A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1226889A3 (de
Inventor
Erwin Eickworth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eisenwerk Bruehl GmbH
Original Assignee
Eisenwerk Bruehl GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eisenwerk Bruehl GmbH filed Critical Eisenwerk Bruehl GmbH
Publication of EP1226889A2 publication Critical patent/EP1226889A2/de
Publication of EP1226889A3 publication Critical patent/EP1226889A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009—Cylinders, pistons

Definitions

  • the aim is to a high level of dimensional stability through shaping measures to achieve with the lowest possible weight. That are however, there are limits for casting technology reasons, because Minimum strengths must be observed so that the desired Casting quality can be achieved. Since in many cases not all areas of the construction "load-bearing" Function, but sometimes only as a cover or serve as connecting elements, one has to reduce of the total weight of such workpieces, the areas with "load-bearing” functions from a more resilient Manufacture metal material with greater density than the other areas.
  • the areas with supporting functions such as the Manufacture storage chairs and liners from a cast iron and the other areas, such as the so-called Water jackets and / or the walls of the crankcase to cast from a light metal material.
  • the part is first in a first mold the load-bearing functions are cast from a first metal material, for example, from a cast iron, and then under Using a second mold this section with a second metal material, for example a light metal cast around.
  • the first section in the contact areas between the areas forming the two metal materials be designed so that a firm connection between the first section and the molded parts are created.
  • the first section in the contact areas during casting or through subsequent processing profilings produced when casting the section filled with the second metallic material be and form a positive connection, whereby the shrinkage of the second metal material when cooling the strength of the connection of both metal materials in the Area of contact areas increased.
  • metals and metal alloys are used due to different densities and / or given different melting temperatures.
  • the supporting section is Use a metal material with greater density and / or higher melting temperature expedient, while for the other metal material is a metal or a metal alloy with lower density and / or lower melting, temperature is to be used.
  • the object of the invention is that described above Improve procedures.
  • the object is achieved according to the invention in that Pour off the first mold on the section of the contact surfaces be shaped as rough surfaces.
  • a surface roughness for example can be in the range of 1 mm firm bond between the first and the second metal material, if the second metal material the recesses fills the rough surface.
  • the method according to the invention provides that the rough surface during casting, in each case by integrated in the first mold, molded elements provided with a molding surface becomes. These shaped elements can be inserted into the type of cores Casting mold used.
  • the Molded element as a lost molded part made of a granular molded material is formed and that the profiling forming the rough surface formed by at least part of the molding material becomes.
  • the molded element in To produce in the usual way from a core sand or foundry sand and at least for the one that forms the contact surface Areas to provide a coarse molding sand or core sand, where appropriate, additional coarse particles of the molding material can be added, as is usually the case in core or molding sands are not included, so the roughness of the Generate contact area.
  • Fig. 1 shows very schematically a vertical partial section through the cylinder area of an engine block of a piston internal combustion engine.
  • cylinder liners are 1.1 from a gray cast iron material as a section 1 in an engine block 2 made of a light metal material cast.
  • Such an engine block is manufactured in such a way that in a first mold as a section 1, the liners 1.1 are first manufactured, the if necessary, as shown in Fig. 4, directly with the storage chairs 1.2 are connected to support the crankshaft.
  • This Section 1 made of a gray cast iron material, for example the cylinder liner 1.1 shown, is after casting the first mold, usually made as a sand mold molded and cleaned in the usual way.
  • part 1 in an engine block of a multi-cylinder machine several such cylinder liners designed as a block, inserted into a second mold, where the free spaces to be formed, for example the water jacket 3 be filled in by appropriate cores and on the other hand Contact surfaces 4 between the first metal material and the second metal material are given, through which the composite between section 1 and the remaining part 2 is effected.
  • the process for producing the rough surface is based on a simplified method of manufacturing a cylinder liner with Fig. 2 explained in more detail.
  • a core 6 is inserted, so that a Forming space 7 is formed, for example, in the form of a circular cylinder becomes.
  • the sand mold 5 each has the shape of the contact surfaces 4 shaped elements 8, which are in relation to the molding space 7 with a molding surface 9 for shaping the rough surface in each case on the end outer circumference of the cylinder liner to be created are provided.
  • Shaped element 8 designed as a reusable shaped element be so that the molding surface with a corresponding permanent Profiling is provided.
  • the manufacture of a cylinder liner in a sand mold is as lost molding from a granular molding material, for example a core sand and the forming the rough surface Profiling of the molding surface 9 is carried out by at least one Part of the molding material formed.
  • the molded part 8 can for example, can be formed from a very coarse molding sand with a high proportion of coarse particles up to about 1.5 mm Diameter.
  • the part of the molding material that forms the rough surface can also consist of molding material mixtures, the metal oxides and / or contain metal particles.
  • the shaping surface 10 of the core 6 and also the shaping surface Surface 11 of the sand mold 5 in the area between the two Form surfaces 9 are expediently provided with a size, to ensure a high surface quality in these areas achieve.
  • the finished section is shaped and in the usual way from the molding material, for example cleaned by shot peening.
  • Fig. 3 is a sectional view on a larger scale a contact surface 4 is shown on the finished section 1.
  • a contact surface 4 is shown on the finished section 1.
  • the sectional view when pouring of the molding space 7 in the area of the molding surface 9 made of the molding material of the shaped element 8 partially separated particles 12 and embedded in the metal material of section 1, so that corresponding projections are formed here. So far the Particles are not integrated into the metal material but if they fall out, there will be corresponding depressions 13 molded into the contact surface so that overall gives a highly structured surface, the Roughness not only due to the size of the integrated Particles 12 and / or those formed by coarse particles Wells 13 is defined, but also by the molded Wells 13 so that a surface structure with there is a clear surface roughness.
  • the shaped element 8 expediently contains at least in its the roughening area forming an admixture of at least a metal oxide.
  • a mixture is also expedient, which at least in the part of the molding material which forms the rough surface is provided with metal particles, expediently the metal particles one compared to the melting temperature of the first metal material have a lower melting temperature. This not only results in a positive integration the coarse particle 12 in the first metal material, but it also arises between the individual particles another kind of metallic matrix that improves the integration. Are the metal particles made of the second metal material or a metal or metal material that can be alloyed with this, then results when casting with the second metal material between this and the matrix of the rough surface a metallic connection.
  • the method according to the invention thus offers the advantage that two metal materials that cannot be connected to one another by melting firmly together when creating a component can be connected.
  • the first metal material is preferred an iron material is used, in particular a gray cast iron material.
  • second metal material is a non-ferrous metal material, preferably a light metal material, especially an aluminum material intended.
  • foundry molding sand is expedient as the molding material for the molding element. It is expedient here if the molding material additionally contains iron oxide (Fe 2 O 3 ) as the metal oxide.
  • the admixture of iron oxide to the molding sand results in a rough surface which is formed by so-called mineralization between the first metal material, which consists, for example, of a gray cast iron material, and the molding material components incorporated by the gray cast iron.
  • the method according to the invention is not only for the exemplary embodiment specified process for casting cast iron cylinder liners applicable in a light alloy engine block.
  • the procedure can basically be used in all cases in which one or more sections, usually load-bearing Parts of the overall construction, from a resilient Casting material can be created, which is then in a second mold together with other cores or other shaping parts inserted and according to the shape for the finished cast workpiece with the second metal material be cast around, in particular with a double-walled Execution of the cast workpiece the two metal materials only in predetermined areas given by the contact areas are in contact with one another and in these areas cause a firm connection between the two metal materials.
  • the shaped elements forming the rough surfaces of the first Casting mold also formed by parts of the casting mold itself become.
  • the surface area of the casting mold that forms the rough surface for example with an easily evaporating binder provided or to moisten the existing pore volume, so that when casting, it’s normally in the manufacture of Cast workpieces undesirable incorporation of particles of the molding material the mold into the surface of the casting workpiece he follows.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus wenigstens zwei unterschiedlichen Metallwerkstoffen gebildeten Gußwerkstückes, wobei in einer ersten Gießform zunächst ein Teilstück aus einem ersten Metallwerkstoff gegossen wird, das danach unter Verwendung einer zweiten Gießform mit einem zweiten Metallwerkstoff so umgossen wird, daß der zweite Metallwerkstoff in vorgegebenen, Kontaktflächen bildenden Bereichen am Teilstück formschlüssig dicht anliegt, dasdadurch gekennzeichnet ist, daß beim Abgießen der ersten Gießform am Teilstück die Kontaktflächen als Rauhflächen geformt werden. <IMAGE>

Description

Bei der Konzeption von gegossenen Werkstücken ist man bestrebt, durch Maßnahmen der Formgebung eine hohe Gestaltfestigkeit bei möglichst geringem Gewicht zu erzielen. Dem sind jedoch schon aus gießtechnischen Gründen Grenzen gesetzt, da Mindeststärken eingehalten werden müssen, damit auch die gewünschte Gußqualität erreicht werden kann. Da vielfach bei einem Werkstück nicht alle Bereiche der Konstruktion "tragende" Funktion besitzen, sondern zum Teil nur als Abdeckung oder als verbindende Elemente dienen, hat man zur Reduzierung des Gesamtgewichts derartiger Werkstücke den Weg beschritten, die Bereiche mit "tragenden" Funktionen aus einem höher belastbaren Metallwerkstoff mit größerer Dichte herzustellen als die übrigen Bereiche.
So ist man beispielsweise im Motorenbau dazu übergegangen, die Bereiche mit tragenden Funktionen, wie beispielsweise die Lagerstühle und die Laufbüchsen aus einem Grauguß herzustellen und die übrigen Bereiche, so beispielsweise die sogenannten Wassermäntel und/oder die Wandungen des Kurbelgehäuses aus einem Leichtmetallwerkstoff zu gießen. Bei diesem Verfahren wird zunächst in einer ersten Gießform das Teilstück mit den tragenden Funktionen aus einem ersten Metallwerkstoff gegossen, beispielsweise aus einem Grauguß, und danach unter Verwendung einer zweiten Gießform dieses Teilstück mit einem zweiten Metallwerkstoff, beispielsweise einem Leichtmetall umgossen. Hierbei muß das erste Teilstück in den die Kontaktflächen zwischen den beiden Metallwerkstoffen bildenden Bereichen so gestaltet werden, daß eine feste Verbindung zwischen dem ersten Teilstück und dem angegossenen Teilen entsteht. Zu diesem Zweck wurden am ersten Teilstück in den Kontaktbereichen beim Gießen oder durch nachträgliche Bearbeitung Profilierungen hergestellt, die beim Umgießen des Teilstücks mit dem zweiten metallischen Werkstoff von diesem ausgefüllt werden und eine formschlüssige Verbindung bilden, wobei die Schrumpfung des zweiten Metallwerkstoffs beim Abkühlen die Festigkeit der Verbindung beider Metallwerkstoffe im Bereich der Kontaktflächen erhöht.
Metallwerkstoffe im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen Metalle und Metallegierungen, wobei der Unterschied der hier einzusetzenden Metallwerkstoffe durch unterschiedliche dichten und/oder unterschiedliche Schmelztemperaturen gegeben ist. Für das herzustellende, ggf. tragende Teilstück ist die Verwendung eines Metallwerkstoffs mit größerer Dichte und/oder höherer Schmelztemperatur zweckmäßig, während für den weiteren Metallwerkstoff ein Metall oder eine Metalllegierung mit geringerer Dichte und/oder geringerer Schmelztem- , peratur einzusetzen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorstehend beschriebene Verfahren zu verbessern.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß beim Abgießen der ersten Gießform am Teilstück die Kontaktflächen als Rauhflächen geformt werden. Bei einer Rauhtiefe, die beispielsweise im Bereich von 1 mm liegen kann, ergibt sich ein fester Verbund zwischen dem ersten und dem zweiten Metallwerkstoff, wenn der zweite Metallwerkstoff die Vertiefungen der Rauhfläche ausfüllt. In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Rauhfläche beim Gießen jeweils durch in die erste Gießform integrierte, mit einer Formfläche versehene Formelemente geformt wird. Diese Formelemente können nach Art von Kernen in die Gießform eingesetzt sein.
Während es grundsätzlich möglich ist, die Rauhfläche durch eine Profilierung der Formfläche an den Formelementen zu formen, ist in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen, daß das Formelement als verlorenes Formteil aus einem körnigen Formstoff gebildet ist und daß die die Rauhfläche formende Profilierung durch zumindest einen Teil des Formstoffs gebildet wird. So ist es beispielsweise möglich, das Formelement in üblicher Weise aus einem Kernsand oder Gießereisand herzustellen und hierbei zumindest für den die Kontaktfläche formenden Bereiche einen groben Formsand bzw. Kernsand vorzusehen, wobei ggf. dem Formstoff noch zusätzliche Grobpartikel zugesetzt werden, wie sie üblicherweise in Kern- der Formsanden nicht enthalten sind, um so eine deutliche Rauhtiefe der Kontaktfläche zu erzeugen.
In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß beim Abgießen des Teilstücks der die Rauhfläche formende Anteil des Formstoffs zumindest teilweise beim Erstarren des ersten Metallwerkstoffs in diesen als die Rauhfläche bildender Teil eingebunden wird. Dies kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß der Formstoff Grobpartikel enthält, die über einen Binder am Formelement gehalten werden. Beim Abgießen fließt die Metallschmelze teilweise in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Grobpartikeln ein, so daß beim Ausformen des fertigen Teilstücks die Grobpartikel aus dem Formstoffverbund gelöst werden und in der Rauhfläche gehalten werden. Ein Teil der Grobpartikel wird demgegenüber nicht in den Metallwerkstoff eingebunden sondern formt lediglich Vertiefungen, so daß eine grobe Rauhstruktur erzielt wird.
Die Einbindung der aus dem Formstoff des Formelementes abgenommenen Partikel kann, wie vorstehend beschrieben, rein mechanisch-geometrisch erfolgen. Durch eine entsprechende Wahl in der Zusammensetzung des Formstoffs zumindest im Bereich der Formfläche besteht dann auch die Möglichkeit, daß durch Zumischungen von schmelzbaren Partikeln, die beispielsweise eine Schmelztemperatur aufweisen, die unter der Schmelztemperatur des ersten Metallwerkstoffs liegt, der noch zusätzlich mit den nichtschmelzenden, in die Rauhfläche einzubindenden Partikeln eine Art Matrix bildet, so daß die Einbindung der nichtschmelzenden Partikel noch verbessert wird. Dieser schmelzbare Teil kann beispielsweise durch Metallpartikel gebildet werden, wobei es zweckmäßig sein kann, daß die Metallpartikel aus einem Metallwerkstoff bestehen, der mit dem zweiten, die Rauhfläche beim zweiten Gußvorgang umschließenden Metallwerkstoff identisch oder legierbar ist, d. h. durch die heiße Schmelze des zweiten Werkstoffs beim Umgießen der Rauhfläche angeschmolzen wird, so daß eine metallische Verbindung zwischen dem zweiten Metallwerkstoff und dem Werkstoff der Rauhflächenmatrix gebildet wird.
Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen sowie der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1
im Teilschnitt eine Zylinderlaufbüchse aus Grauguß, eingegossen in einen Motorblock aus Leichtmetall,
Fig. 2
im Teilschnitt eine Gießform zur Herstellung einer Zylinderlaufbüchse,
Fig. 3
in stark vergrößertem Maßstab im Schnitt eine als Rauhfläche geformte Kontaktfläche,
Fig. 4
eine andere Bauform eines Verbundmotorblocks.
Fig. 1 zeigt sehr schematisch einen vertikalen Teilschnitt durch den Zylinderbereich eines Motorblocks einer Kolbenbrennkraftmaschine. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind Zylinderlaufbüchsen 1.1 aus einem Graugußwerkstoff als Teilstück 1 in einen Motorblock 2 aus einem Leichtmetallwerkstoff eingegossen. Die Herstellung eines derartigen Motorblocks erfolgt in der Weise, daß in einer ersten Gießform als Teilstück 1 zunächst die Laufbüchsen 1.1 hergestellt werden, die ggf., wie in Fig. 4 dargestellt, unmittelbar mit den Lagerstühlen 1.2 zur Lagerung der Kurbelwelle verbunden sind. Dieses Teilstück 1 aus einem Graugußwerkstoff, beispielsweise die dargestellte Zylinderlaufbüchse 1.1, wird nach dem Abgießen der ersten, in der Regel als Sandform hergestellten Gießform ausgeformt und in üblicher Weise gereinigt. Anschließend wird das Teilstück 1, bei einem Motorblock einer Mehrzylindermaschine mehrere derartiger als Block ausgebildeter Zylinderlaufbbüchsen, in eine zweite Gießform eingesetzt, wobei die zu bildenden Freiräume, beispielsweise der Wassermantel 3 durch entsprechende Kerne ausgefüllt werden und andererseits Kontaktflächen 4 zwischen dem ersten Metallwerkstoff und dem zweiten Metallwerkstoff gegeben sind, durch die der Verbund zwischen dem Teilstück 1 und dem übrigen Teil 2 bewirkt wird.
Um nun eine feste Verbindung zwischen dem ersten Metallwerkstoff des Teilstücks 1 und dem zweiten Metallwerkstoff zu bewirken, sind die Kontaktflächen 4 bereits bei der Herstellung des Teilstücks 1 als Rauhflächen geformt, so daß beim Umgießen des Teilstücks 1 mit dem zweiten Metallwerkstoff im Bereich der Kontaktflächen eine feste im wesentlichen formschlüssige Verbindung entsteht.
Das Verfahren zur Herstellung der Rauhfläche wird anhand eines vereinfachten Verfahrens der Herstellung einer Zylinderlaufbüchse mit Fig. 2 näher erläutert. In eine beispielsweise zweiteilige Sandform 5 wird ein Kern 6 eingelegt, so daß ein Formraum 7 beispielsweise in Form eines Kreiszylinders gebildet wird. Die Sandform 5 weist jeweils zur Formung der Kontaktflächen 4 Formelemente 8 auf, die in bezug auf den Formraum 7 mit einer Formfläche 9 zur Formung der Rauhfläche jeweils am endseitigen Außenumfang der zu erstellenden Zylinderlaufbüchse vorgesehen sind.
Je nach Gießverfahren zur Erstellung des Teilstücks kann das Formelement 8 als wiederverwendbares Formelement ausgebildet sein, so daß die Formfläche mit einer entsprechenden dauerhaften Profilierung versehen ist.
Für den vorliegenden Fall der Herstellung einer Zylinderlaufbüchse in einer Sandform ist das Formelement 8 jedoch als verlorenes Formteil aus einem körnigen Formstoff, beispielsweise einem Kernsand hergestellt und die die Rauhfläche formende Profilierung der Formfläche 9 wird durch zumindest einen Teil des Formstoffs gebildet. Das Formteil 8 kann hierbei beispielsweise aus einem sehr groben Formsand gebildet werden mit einem hohen Anteil an Grobpartikeln bis etwa 1,5 mm Durchmesser. Der die Rauhfläche formende Teil des Formstoffs kann auch aus Formstoffmischungen besteht, die Metalloxide und/oder Metallpartikeln enthalten.
Die formende Oberfläche 10 des Kernes 6 und auch die formende Oberfläche 11 der Sandform 5 im Bereich zwischen den beiden Formflächen 9 sind zweckmäßigerweise mit einer Schlichte versehen, um eine hohe Oberflächengüte in diesen Bereichen zu erzielen. Nach dem Abgießen wird das fertige Teilstück ausgeformt und in üblicher Weise vom Formstoff, beispielweise durch Kugelstrahlen gereinigt.
In Fig. 3 ist in einer Schnittdarstellung in größerem Maßstab eine Kontaktfläche 4 am fertigen Teilstück 1 dargestellt. Wie aus der Schnittdarstellung zu erkennen, sind beim Abgießen des Formraumes 7 im Bereich der Formfläche 9 aus dem Formstoff des Formelementes 8 teilweise Partikel 12 abgetrennt und in den Metallwerkstoff des Teilstücks 1 eingebunden, so daß hier entsprechende Vorsprünge gebildet werden. Soweit die Partikel nicht in den Metallwerkstoff eingebunden sind sondern beim Abreinigen herausfallen, werden entsprechende Vertiefungen 13 in die Kontaktfläche eingeformt, so daß sich insgesamt eine stark strukturierte Rauhfläche ergibt, deren Rauhtiefe nicht ausschließlich durch die Größe der eingebundenen Partikel 12 und/oder der durch Grobpartikel gebildeten Vertiefungen 13 definiert ist, sondern auch durch die eingeformten Vertiefungen 13, so daß eine Oberflächenstruktur mit einer deutlichen Rauhtiefe gegeben ist.
Wird, wie aus Fig. 1 erkennbar, eine mit derartigen Rauhflächen als Kontaktflächen versehenes Teilstück aus einem Metallwerkstoff mit höherer Schmelztemperatur in eine weitere Gießform eingelegt und mit einem Metallwerkstoff mit geringerer Schmelztemperatur umgossen, wie anhand von Fig. 1 beschrieben, dann entsteht durch den in die Rauhfläche einfließenden zweiten Metallwerkstoff eine feste und auch dichte Verbindung zwischen beiden Metallwerkstoffen.
Das Formelement 8 enthält zweckmäßigerweise zumindest in seinem die Rauhfläche formenden Bereich eine Beimischung aus wenigstens einem Metalloxid. Zweckmäßig ist auch eine Mischung, die zumindest in dem die Rauhfläche formenden Teils des Formstoffes mit Metallpartikeln versehen ist, wobei zweckmäßigerweise die Metallpartikel eine gegenüber der Schmelztemperatur des ersten Metallwerkstoffs geringere Schmelztemperatur aufweisen. Damit ergibt sich nicht nur eine formschlüssige Einbindung der Grobpartikel 12 in den ersten Metallwerkstoff, sondern es entsteht zwischen den einzelnen Partikeln auch noch eine Art metallischer Matrix, die die Einbindung verbessert. Bestehen die Metallpartikel aus dem zweiten Metallwerkstoff oder einem mit diesem legiebaren Metall oder Metallwerkstoff, dann ergibt sich beim Abgießen mit dem zweiten Metallwerkstoff zwischen diesem und der Matrix der Rauhfläche eine metallisch feste Verbindung.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit den Vorteil, daß zwei nicht miteinander durch Schmelzen verbindbare Metallwerkstoff bei der Erstellung eines Bauteils fest miteinander verbunden werden können. Als erster Metallwerkstoff wird bevorzugt ein Eisenwerkstoff verwendet, insbesondere eine Graugußwerkstoff.
Im Hinblick auf das Ziel einer Gewichtsreduzierung ist als zweiter Metallwerkstoff ein NE-Metallwerkstoff, vorzugsweise eine Leichtmetallwerkstoff, insbesondere ein Aluminiumwerkstoff vorgesehen.
Als Formstoff für das Formelement ist die Verwendung von Gieβereiformsand zweckmäßig. Zweckmäßig ist es hierbei, wenn der Formstoff zusätzlich als Metalloxid noch Eisenoxid (Fe2O3) enthält. Durch die Zumischung von Eisenoxid zum Formsand ergibt sich eine Rauhfläche, die durch sogenannte Vererzung zwischen dem beispielsweise aus einem Graugußwerkstoff bestehenden ersten Metallwerkstoff und den vom Grauguß eingebundenen Formstoffanteilen gebildet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur für das als Ausführungsbeispiel angegebene Verfahren zum Eingießen von Graugußzylinderbüchsen in einen Leichtmetall-Motorblock anwendbar. Das Verfahren ist grundsätzlich in allen Fällen einsetzbar, in denen ein oder mehrere Teilstücke, in der Regel tragende Teile der Gesamtkonstruktion, aus einem belastbaren Gußwerkstoff erstellt werden, die anschließend dann in eine zweite Gießform zusammen mit weiteren Kernen oder sonstigen formgebenden Teilen eingelegt und entsprechend der Formgebung für das ferttige Gußwerkstück mit dem zweiten Metallwerkstoff umgossen werden, wobei insbesondere bei einer doppelwandigen Ausführung des Gußwerkstückes die beiden Metallwerkstoffe nur in vorgegebenen durch die Kontaktflächen gegebenen Bereiche miteinander in Berührung stehen und in diesen Bereichen eine feste Verbindung zwischen den beiden Metallwerkstoffen bewirken.
Bei entsprechender Komplexität des zu erstellenden Teilstükkes können die die Rauhflächen formenden Formelemente der ersten Gießform auch durch Teile der Gießform selbst gebildet werden. So ist beispielsweise die Möglichkeit gegeben, den die Rauhfläche formenden Flächenbereich der Gießform beispielsweise mit einem leicht verdampfenden Bindemittel zu versehen oder aber das vorhandene Porenvolumen anzufeuchten, so daß beim Abguß das normalerweise bei der Herstellung von Gußwerkstücken unerwünschte Einbinden von Partikeln des Formstoffs der Gießform in die Oberfläche des Gußwerkstückes gezielt erfolgt.

Claims (17)

  1. Verfahren zur Herstellung eines aus wenigstens zwei unterschiedlichen Metallwerkstoffen gebildeten Gußwerkstückes, wobei in einer ersten Gießform zunächst ein Teilstück aus einem ersten Metallwerkstoff gegossen wird, das danach unter Verwendung einer zweiten Gießform mit einem zweiten Metallwerkstoff so umgossen wird, daß der zweite Metallwerkstoff in vorgegebenen, Kontaktflächen bildenden Bereichen am Teilstück formschlüssig dicht anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abgießen der ersten Gießform am Teilstück die Kontaktflächen als Rauhflächen geformt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhfläche beim Gießen jeweils durch in die erste Gießform integrierte, mit einer Formfläche versehene Formelemente geformt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhfläche durch eine Profilierung der Formfläche geformt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement als verlorenes Formteil aus einem körnigen Formstoff gebildet ist und daß die die Rauhfläche formende Profilierung der Formfläche durch zumindest einen Teil des Formstoffs gebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Rauhfläche formende Teil des Formstoffs aus Grobpartikeln besteht.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abgießen des Teilstücks der die Rauhfläche formende Anteil des Formstoffs zumindest teilweise beim Erstarren des ersten Metallwerkstoffs in diesen als die Rauhfläche bildender Teil eingebunden wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Rauhfläche formende Teil des Formstoffs des Formelementes zumindest teilweise aus wenigstens einem Metalloxid besteht oder ein Metalloxid enthält.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der die Rauhfläche formende Teil des Formstoffs des Formelementes Metallpartikel enthält.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallpartikel beim Abgießen durch den ersten Metallwerkstoff zumindest anschmelzbar sind.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallpartikel aus dem zweiten Metallwerkstoff bestehen.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxide und/oder die Metallpartikel mit dem zweiten Metallwerkstoff legierbar sind.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der die Rauhfläche formende Teil des Formstoffs zumindest teilweise eine Korngröße bis etwa 1,5 mm aufweist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Metallwerkstoff ein Eisenwerkstoff, insbesondere ein Graugußwerkstoff verwendet wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als zweiter Metallwerkstoff ein NE-Metallwerkstoff, vorzugsweise eine Leichtmetallwerkstoff, insbesondere ein Alumniumwerkstoff verwendet wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14. dadurch gekennzeichnet, daß als Formstoff für das Formelement Gießereiformsand verwendet wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstoff für das Formelement Eisenoxid (FE2O3) enthält.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16. dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die erste Gießform als verlorene Form, insbesondere als Sandform ausgebildet ist und die nicht als Kontaktfläche bestimmten Flächenbereiche mit einer Schlichte versehen sind.
EP02000907A 2001-01-26 2002-01-16 Verfahren zur Herstellung eines aus wenigstens zwei unterschiedlichen Metallwerkstoffen gebildeten Gusswerkstücks Withdrawn EP1226889A3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10103596 2001-01-26
DE2001103596 DE10103596A1 (de) 2001-01-26 2001-01-26 Verfahren zur Herstellung eines aus wenigstens zwei unterschiedlichen Metallwerkstoffen gebildeten Gußwerkstücks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1226889A2 true EP1226889A2 (de) 2002-07-31
EP1226889A3 EP1226889A3 (de) 2003-01-22

Family

ID=7671884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02000907A Withdrawn EP1226889A3 (de) 2001-01-26 2002-01-16 Verfahren zur Herstellung eines aus wenigstens zwei unterschiedlichen Metallwerkstoffen gebildeten Gusswerkstücks

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1226889A3 (de)
DE (1) DE10103596A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003000447A2 (de) * 2001-06-23 2003-01-03 Mahle Gmbh Verfahren zur herstellung einer leichtmetalllaufbuchse mit einer äusseren rauen oberfläche
EP1398492A1 (de) * 2002-09-11 2004-03-17 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Verfahren zur Herstellung eines Zylinderblockes mit Buchse
DE102005019961A1 (de) * 2005-04-29 2006-11-02 Audi Ag Verfahren zur Herstellung eines Gussteiles im Verbundguss

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10224130A1 (de) * 2002-05-29 2003-12-18 Vaw Mandl & Berger Gmbh Linz Verfahren zum Herstellen eines Motorblocks aus einem Metallgusswerkstoff, Gießform zur Herstellung eines Motorblocks aus Metallgusswerkstoff und Motorblock aus Metallgusswerkstoff
DE10251426A1 (de) * 2002-11-05 2004-05-13 Volkswagen Ag Verfahren zum Herstellen eines Zylinderkurbelgehäuses
DE502005010834D1 (de) 2005-02-03 2011-02-24 Ford Werke Gmbh Verfahren zur Herstellung einer metallischen Haftvermittlungsschicht auf einem Umgusskörper

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH366636A (fr) * 1959-12-28 1963-01-15 Nat Lead Co Organe de machine et procédé pour sa fabrication
DE3205952A1 (de) * 1981-09-12 1983-03-31 J. Wizemann Gmbh U. Co, 7000 Stuttgart Nockenwelle
DE19537847A1 (de) * 1995-10-11 1997-04-17 Mahle Gmbh Bewehrungsteil, dessen Grundwerkstoff austenitisches Gußeisen ist
DE19750687A1 (de) * 1997-11-15 1999-05-20 Ks Aluminium Technologie Ag Verfahren zum Eingießen von Eingußteilen
DE19807688A1 (de) * 1998-02-25 1999-09-09 Daimler Chrysler Ag Gußteil mit mindestens einem eingegossenen Rohling und Verfahren zur Herstellung des Gußteils
DE19807685A1 (de) * 1998-02-25 1999-09-09 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Herstellen eines in ein Leichtmetall-Kurbelgehäuse einer Hubkurbelmaschine einzugießenden Rohlings einer Zylinderlaufbuchse
DE19859098C1 (de) * 1998-12-21 2000-03-02 Wolfgang Eberlein Zylinderlaufbuchse aus Grauguß zum Eingießen in einen aus Leichtmetallguß bestehenden Motorblock eines Verbrennungsmotors
DE19857390C1 (de) * 1998-12-12 2000-04-06 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Herstellung eines Kurbelgehäuses für eine Brennkraftmaschine
DE19958185A1 (de) * 1999-12-02 2001-06-07 Mahle Ventiltrieb Gmbh Verlorene Form zur Herstellung einer Zylinderlaufbuchse
EP1110644A1 (de) * 1999-12-15 2001-06-27 Teipi Industry Co., Ltd. Aufgerauhte Gusseisen Komponente zum umgiessen, und Produkten die so Hergestellt werden
DE10009135A1 (de) * 2000-02-26 2001-08-30 Volkswagen Ag Laufbuchsen aus einer Aluminiumlegierung zum Eingießen in Zylinderblöcke aus Leichtmetall von Verbrennungsmotoren und Verfahren zu deren Herstellung und Einguß

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19634504A1 (de) * 1996-08-27 1997-12-04 Daimler Benz Ag In ein Leichtmetall-Gußteil einzugießender Rohling eines anderen Leichtmetallteiles und Verfahren zum Herstellen eines solchen Rohlinges

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH366636A (fr) * 1959-12-28 1963-01-15 Nat Lead Co Organe de machine et procédé pour sa fabrication
DE3205952A1 (de) * 1981-09-12 1983-03-31 J. Wizemann Gmbh U. Co, 7000 Stuttgart Nockenwelle
DE19537847A1 (de) * 1995-10-11 1997-04-17 Mahle Gmbh Bewehrungsteil, dessen Grundwerkstoff austenitisches Gußeisen ist
DE19750687A1 (de) * 1997-11-15 1999-05-20 Ks Aluminium Technologie Ag Verfahren zum Eingießen von Eingußteilen
DE19807688A1 (de) * 1998-02-25 1999-09-09 Daimler Chrysler Ag Gußteil mit mindestens einem eingegossenen Rohling und Verfahren zur Herstellung des Gußteils
DE19807685A1 (de) * 1998-02-25 1999-09-09 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Herstellen eines in ein Leichtmetall-Kurbelgehäuse einer Hubkurbelmaschine einzugießenden Rohlings einer Zylinderlaufbuchse
DE19857390C1 (de) * 1998-12-12 2000-04-06 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Herstellung eines Kurbelgehäuses für eine Brennkraftmaschine
DE19859098C1 (de) * 1998-12-21 2000-03-02 Wolfgang Eberlein Zylinderlaufbuchse aus Grauguß zum Eingießen in einen aus Leichtmetallguß bestehenden Motorblock eines Verbrennungsmotors
DE19958185A1 (de) * 1999-12-02 2001-06-07 Mahle Ventiltrieb Gmbh Verlorene Form zur Herstellung einer Zylinderlaufbuchse
EP1110644A1 (de) * 1999-12-15 2001-06-27 Teipi Industry Co., Ltd. Aufgerauhte Gusseisen Komponente zum umgiessen, und Produkten die so Hergestellt werden
DE10009135A1 (de) * 2000-02-26 2001-08-30 Volkswagen Ag Laufbuchsen aus einer Aluminiumlegierung zum Eingießen in Zylinderblöcke aus Leichtmetall von Verbrennungsmotoren und Verfahren zu deren Herstellung und Einguß

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003000447A2 (de) * 2001-06-23 2003-01-03 Mahle Gmbh Verfahren zur herstellung einer leichtmetalllaufbuchse mit einer äusseren rauen oberfläche
WO2003000447A3 (de) * 2001-06-23 2003-03-13 Mahle Gmbh Verfahren zur herstellung einer leichtmetalllaufbuchse mit einer äusseren rauen oberfläche
US6957489B2 (en) 2001-06-23 2005-10-25 Mahle Gmbh Method for producing a light-alloy bearing bush with a rough external surface
EP1398492A1 (de) * 2002-09-11 2004-03-17 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Verfahren zur Herstellung eines Zylinderblockes mit Buchse
US6925981B2 (en) 2002-09-11 2005-08-09 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Process for producing a cylinder block with a sleeve
DE102005019961A1 (de) * 2005-04-29 2006-11-02 Audi Ag Verfahren zur Herstellung eines Gussteiles im Verbundguss

Also Published As

Publication number Publication date
EP1226889A3 (de) 2003-01-22
DE10103596A1 (de) 2002-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69025288T2 (de) Vollformgiessen eines Motorblockes aus zwei Legierungen
WO2008055973A1 (de) Giessform zum giessen eines gussteils und verwendung einer solchen giessform
DE2919477C2 (de) Verschleißfester Verbundwerkstoff, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung des Verbundwerkstoffes
DE69223178T2 (de) Verfahren zur herstellung von gegossenen zusammengesetzten zylinderköpfen
DE3613191C2 (de)
DE60100457T2 (de) Ein verfahren zur herstellung eines zylinderblocks für eine brennkraftmaschiene
DE2630541A1 (de) Verfahren zur herstellung eines aluminium-gussteiles mit verschleissfesten oberflaechenpartien
CH659483A5 (de) Metallische giessform und verfahren zu deren herstellung.
EP1226889A2 (de) Verfahren zur Herstellung eines aus wenigstens zwei unterschiedlichen Metallwerkstoffen gebildeten Gusswerkstücks
DE112010001446B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Zylinderlaufbuchse aus Metallmatrix-Verbundwerkstoffund Verfahren zur Herstellung derselben
EP1390168B1 (de) Form und verfahren zur herstellung eines verlorenen schaumstoffgussmodells für eine leichtmetall-laufbuchse
DE102021110317A1 (de) Hybridkern für die herstellung von gussteilen
DE19826848C5 (de) Leichtmetallrad für Kraftfahrzeuge
DE1285680B (de) Verfahren zur Herstellung von Metallgusskoerpern mit hoher Waermeleitfaehigkeit und verschleiss- und hitzefesten inneren Oberflaechen
DE102013015431A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines gegossenen metallischen Bauteiles und gegossenes metallisches Bauteil
DE102018221826B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines Kerns sowie nach dem Verfahren hergestellter Gießkern
DD293754A5 (de) Verfahren zur herstellung von partiell verschleissgeschuetzten gussstuecken
DE102006053018B4 (de) Zylinderkurbelgehäuse für ein Kraftfahrzeug
DE10219779A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kolbens und nach dem Verfahren hergestellter Kolben
DE3200641A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum giessen von, eine abriebbestaendige einlage aufweisenden leichtmetall-kolben
DE10059083C1 (de) Einlegekern zur Herstellung einer Gussform sowie Verfahren zur Herstellung eines Gussform
DE19912692C2 (de) Zylinderblock für einen Kolbenmotor
DE102018109620A1 (de) Sandkern zur eliminierung von oberflächenzerfall
DE10357096A1 (de) Monolithisches Aluminium-Zylinderkurbelgehäuse für hochbeanspruchte Dieselmotoren
DE10218714A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Leichtmetalllaufbuchse mit einer äußeren rauen Oberfläche

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

AKX Designation fees paid

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20030723