EP2596142A2 - Method for heat-treating a cast component - Google Patents

Method for heat-treating a cast component

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EP2596142A2
EP2596142A2 EP11733890.5A EP11733890A EP2596142A2 EP 2596142 A2 EP2596142 A2 EP 2596142A2 EP 11733890 A EP11733890 A EP 11733890A EP 2596142 A2 EP2596142 A2 EP 2596142A2
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EP
European Patent Office
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cast component
temperature
heat transfer
annealing
cast
Prior art date
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Application number
EP11733890.5A
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German (de)
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EP2596142B1 (en
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Jürgen Wüst
Dirk E. O. Westerheide
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Magna BDW Technologies GmbH
Original Assignee
Magna BDW Technologies GmbH
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Publication date
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Publication of EP2596142B1 publication Critical patent/EP2596142B1/en
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/60—Aqueous agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
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    • C21D1/607—Molten salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Definitions

  • the invention relates to a method for heat treating a cast component according to the preamble of patent claim 1. Such methods of heat treating cast components are well known in the art.
  • an intermetallic phase separates out in a matrix of aluminum-rich mixed crystals.
  • the AlMgSi system is, for example, an Mg 2 Si phase which is stored in an ⁇ mixed crystal matrix. This intermetallic phase adversely affects the hardness of the cast component.
  • a so-called solution annealing is performed, in which the cast component is heated to a temperature above the saturation line but below the eutectic temperature and held for a predetermined time.
  • the precipitated intermetallic phase dissolves in the aluminum-rich mixed crystal.
  • the component is usually quenched immediately after the annealing treatment. After quenching can still be outsourced.
  • the present invention has for its object to provide an improved method for heat treating cast components. This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.
  • the cast member is annealed at a predetermined annealing temperature for a predetermined annealing period in a first heat transfer medium and then transferred to a water bath.
  • the cast component is transferred between the annealing and the transfer into the water bath into a second heat transfer medium with a predetermined intermediate cooling temperature and held there for a predetermined intermediate cooling period.
  • the temperature control and the associated structural change of the cast component during its cooling are made particularly controllable.
  • the precursor of the magnesium silicide (Mg 2 Si) it is possible, for example, in magnesium-containing aluminum alloys, the precursor of the magnesium silicide (Mg 2 Si) to control particularly well.
  • the Swiss-ksseltemperatur is 150 ° C to 380 ° C and in particular 240 C to 280 C.
  • the previously dissolved magnesium silicide remains largely in solution and is thus completely available for later Auslagerungs awareness.
  • the period for transferring the cast component from the first and second heat transfer medium is 0 s to 15 s. This can be achieved, for example, by adjacently arranged heat treatment devices, wherein the cast component is transferred, for example, by a robot directly and directly between the two heat transfer media.
  • a temperature of the cast component is maintained above a temperature of 450 ° C. Essentially, the cast component should therefore maintain the annealing temperature, so that there is no premature, uncontrolled structural change.
  • the temperature of the cast component is kept above a temperature of 420.degree. This temperature still has a sufficient distance to the threshold temperature for the precipitation T so that falling below this temperature threshold can be avoided with a suitable system design, without additional heating devices in the transfer region of the cast component between the two heat transfer media are necessary.
  • Such intermediate heating can be provided with correspondingly long transfer operations, which can be realized for example with heat radiators in the transfer area between the two heat transfer media.
  • the described method can also be combined with additional treatment steps.
  • a method thus combines the annealing, for example a solution annealing step, with a controlled cooling and with an immediately following aging, so that a particularly short cycle time can be achieved with such a method.
  • the residual heat of the cast component is used after removal from the second heat transfer medium for the removal, so that such a method is particularly energy-efficient.
  • the direct coupling of annealing and aging also avoids undesirable microstructural changes that could occur during long-term storage of the cast component at room temperature.
  • the aging temperature during this aging step is 220 ° C to 300 ° C, and more preferably 160 ° C to 280 ° C.
  • the swap period is preferably set to a time between 1 min and 30 min.
  • the annealing step of the process is preferably carried out as a solution annealing step in which precipitated alloying elements dissolve in aluminum-rich mixed crystals of the cast component and the eutectic silicon is formed.
  • an annealing temperature of 460 ° C to 540 ° C and in particular from 485 ° C to 495 ° C is selected.
  • the annealing period is in this case 10 s to 10 min, in particular 1, 5 min to 3 min and more preferably 2 min. It is particularly expedient to transfer the cast component into the first heat transfer medium immediately after removal from the casting heat, ie from the casting heat. By dispensing with heating from room temperature, the aforementioned very fast annealing times can be realized.
  • Movable air can be used as the first and / or second and / or third heat transfer medium, which is particularly simple in terms of apparatus. It is particularly useful, however, to use salt baths for the said heat transfer media. Due to their high heat capacity, salt baths allow a particularly rapid heating or cooling of treated cast components. Since it is possible to dispense with long-term heating or cooling phases, the use of salt baths enables a particularly high cycle rate of production systems which apply such methods.
  • the salt also takes release agents, which are used during casting, from the surface of the cast component, so that can be dispensed with additional cleaning steps. The particularly good surface quality achieved in this way also improves the weldability and the corrosion resistance of the cast components.
  • the component is quenched directly from the second or third heat treatment medium in a water bath, may still not crystallize on the surface of the cast component adhering salt, but adheres at the time of immersion of the cast component in the water still liquid at the Surface.
  • the salt dissolves therefore directly and very easily in the water of the water bath, so that can be dispensed with a subsequent cleaning of the cast component of salt residues or a salt crust.
  • a salt melt containing sodium nitrate and / or potassium nitrate and / or sodium nitrite is preferably used as the salt for the salt bath.
  • a water bath with a temperature of 40 ° C to 60 ° C is preferably used.
  • a temperature of 40 ° C to 60 ° C is preferably used.
  • slightly higher than the room temperature temperature of the water bath is a particularly good solubility of the salt, which still adheres to the cast component guaranteed.
  • the cleaning of the cast component of salt residues can also be improved by a circulation of the water bath.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the sequence of an embodiment of the method according to the invention; a graphical representation of the temperature profile during the implementation of a method according to the invention; and an alternative schematic representation of the sequence of a further embodiment of the method according to the invention.
  • the salt bath 14 contains a melt of a mixture of alkali metal nitrates and nitrites at a temperature Ti of about 490 ° C.
  • the cast component 10 is held in the first salt bath 14 for a time ti of about 2 minutes.
  • the treatment of the cast component 10 in the salt bath 14 corresponds to an impact annealing, in which alloying elements dissolve in the aluminum-rich mixed crystal of the cast component 10.
  • the temperature Ti preferably above the saturation line of the metal mixture of the cast component 10 must always be below the eutectic temperature.
  • the molten salt of the salt bath 14 also dissolves on the surface of the cast component 10 bound, used during casting release agent. This cleaning effect improves the surface quality of the cast member 10 and results in improved weldability.
  • the cast component 10 After the impact annealing of the cast component 10 in the salt bath 14, the cast component 10 is transferred into a further salt bath 16.
  • This salt bath also contains a melt of mixed alkali metal nitrates and nitrites whose temperature T 2 is about 180 ° C. It should be noted here that the transfer of the cast component 10 between the salt baths 14 and 16 takes place in a short time period t 2 of at most 15 s in order to avoid over-cooling of the cast component 10.
  • the temperature of the salt bath 16 is below the threshold temperature for the precipitation of the magnesium silicide in aluminum-silicon-magnesium alloys, which is about 240 ° C to 250 ° C.
  • the dissolved in the annealing step, ie during the treatment of the cast member 10 in the salt bath 14 portion is frozen by the rapid transfer and holding in the second salt bath 16, so that the usually due to falling with falling temperature solubility of the aluminum-rich mixed crystal onset of precipitation of intermetallic phases, such as Al 2 Cu or Mg 2 Si is suppressed. Due to the good heat capacity of the molten salt, a cooling rate of approximately 60 Ks -1 can be achieved in the salt bath 16.
  • the cast component 10 is finally transferred into a further salt bath 18 and There, it is again cooled or heated to a temperature T 3 of 160 ° C. to 280 ° C. and held for about 10 minutes for a time t 4.
  • the treatment in the third salt bath 18 can replace a swelling.
  • the aging can also be carried out after the intermediate cooling in the salt bath 16.
  • the cast component 10 is then held in the salt bath 16 for a further period of time t 4 .
  • On a third salt bath 18 can be completely dispensed with.
  • the cast component 10 can be transferred directly into a water bath 20 for quenching.
  • the cast member 10 is finally transferred to a water bath 20 at a temperature of about 40 ° C to 60 ° C.
  • the transfer between the salt bath 18 and the water bath 20 is preferably done quickly, d. H. in a period of a few seconds to prevent crystallization of the molten salt on the surface of the cast member 10. Since salt residues adhering to the cast component are thus transferred into the water bath 20 in molten form, the salt residues dissolve particularly well, so that additional cleaning of the cast component 10 can be dispensed with.
  • By tempering the water bath to 40 ° C to 60 ° C the dissolution of adhering salt is still promoted. An additional improvement in the solubility of salt residues can be achieved by agitating the water bath 20.
  • the method is not limited to the above-described T6 annealing.
  • a soft annealing may also be carried out, in which the cast component 10 after solution annealing is quenched to a temperature between 280 ° C. and 420 ° C., preferably between 300 ° C. and 380 ° C., and held for 2 minutes to 20 minutes becomes. This is followed by quenching in the water bath 20.
  • a method for heat-treating cast components 10 is provided which is fast and energy-efficient and minimizes delays of the cast components 10 due to the short treatment times.
  • a two-stage treatment of cast components is possible, in which the outsourcing and intermediate cooling are combined in a single step.
  • Solution heat treatment is carried out here for a period of 2 to 4 minutes at 490 ° C-510 ° C, preferably at 500 ° C.
  • a salt bath 14 of the type described is preferably used for this purpose.
  • the cast component 10 is transferred into a further salt bath 16 and there also for 2 - 20 minutes, preferably 2-12 minutes and more preferably 2-6 minutes at a temperature between 180 ° C and 300 ° C, preferably kept between 220 ° C and 300 ° C.
  • Particularly expedient is a temperature of 240 ° C to 280 ° C, in particular temperatures of 240 ° C and 260 ° C.
  • this treatment step is still a quenching of the thus treated cast component 10 in a water bath. In this way, the desired material properties of the cast component 10 can be obtained particularly quickly.
  • Strontium 90-180 ppm by weight As well as optionally with:
  • the remaining portion of the alloy consists of aluminum with individually not more than 0.05 wt .-% and a total of not more than 0.2 wt .-% production-related impurities.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the sequence of a further exemplary embodiment of the method, in which, after demoulding from the casting mold 12, first a solution annealing of the cast component 10 in a salt bath 14 takes place.
  • the salt bath 14 contains analogous to the embodiment described in connection with Figure 1, a melt of a mixture of alkali metal nitrates and nitrites at a temperature T of about 510 ° C.
  • the casting member 10 is in the first salt bath 14 for a time ti of about 3 min held.
  • This salt bath 16 also contains a melt of mixed alkali metal nitrates and nitrites. It should be noted here that the transfer of the cast component 10 between the salt baths 14 and 16 preferably takes place in a short time period t 2 of at most 15 s, in order to avoid over-cooling of the cast component 10.
  • the temperature T 2 of the salt bath 16 is here at about 240 ° C to 280 ° C, and in particular at about 260 ° C. Since the cooling rate of the cast member 10 while holding in the second salt bath 16 present below -40 K per s, and In particular, at -55 to -65 K per s, results in the present case, a quenching of the cast component 10.
  • the cast member 10 is preferably for a holding time t3 from 2 s to 30 s, and in particular about 10 s in a salt bath 16 held. Already by the short holding time here the excretion of Mg 2 Si is prevented. Finally, the cast member 10 is again transferred to a water bath 20, preferably at about room temperature.
  • the transfer between the salt bath 16 and the water bath 20 is preferably done quickly, ie in a period of a few seconds to prevent crystallization of the molten salt on the surface of the cast member 10.
  • the water bath 20 thus serves merely to clean and not quench the cast component 10, which has already taken place in the salt bath 16. Since salt residues adhering to the cast component 10 are transferred in melted form into the water bath 20, the salt residues dissolve particularly well, so that additional cleaning of the cast component 10 can be dispensed with.
  • a separate removal takes place in a removal device 22, which preferably comprises a heat treatment furnace.
  • the cast member 10 for example, in moving air at a temperature of 220 ° C to 300 ° C, and in particular at about 260 ° C in a period of 40 min to 60 min, and in particular about 50 min, outsourced.
  • Such aging times result in a high ductility of the cast component 10.
  • the method described here is particularly suitable for the abovementioned alloy, but is not limited to this.

Abstract

The invention relates to a method for heat-treating a cast component (10) made from an aluminium base alloy, in which method the cast component (10) is annealed at a predetermined annealing temperature (T1) for a predetermined annealing time (t1) in a first heat-transmission medium (14) and is then transferred to a water bath (20), the cast component (10), between the annealing stage and the transfer to the water bath (20), being transferred to a second heat-transmission medium (16) at a predetermined intermediate cooling temperature (T2) and being held there for a predetermined intermediate cooling period (t3).

Description

Verfahren zum Wärmebehandeln eines Gussbauteils  Method for heat treating a cast component
BESCHREIBUNG: DESCRIPTION:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wärmebehandeln eines Gussbauteils nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 . Solche Verfahren zum Wärmebehandeln von Gussbauteilen sind allgemein bekannter Stand der Technik. The invention relates to a method for heat treating a cast component according to the preamble of patent claim 1. Such methods of heat treating cast components are well known in the art.
Beim Abkühlen von Gussbauteilen aus Aluminiumbasislegierungen nach dem Gießen scheidet sich eine intermetallische Phase in einer Matrix aus aluminiumreichen Mischkristallen ab. Beim System AlMgSi handelt es sich dabei beispielsweise um eine Mg2Si Phase, die in einer α-Mischkristallmatrix eingelagert wird. Diese intermetallische Phase beeinflusst die Härte des Gussbauteils nachteilig. Upon cooling of cast components from aluminum base alloys after casting, an intermetallic phase separates out in a matrix of aluminum-rich mixed crystals. The AlMgSi system is, for example, an Mg 2 Si phase which is stored in an α mixed crystal matrix. This intermetallic phase adversely affects the hardness of the cast component.
Zur Verbesserung der Materialeigenschaften wird daher ein so genanntes Lösungsglühen durchgeführt, bei welchem das Gussbauteil auf eine Temperatur oberhalb der Sättigungslinie aber unterhalb der eutektischen Temperatur erhitzt und für eine vorgegebene Zeit gehalten wird. Während des Lösungsglühens löst sich die ausgeschiedene intermetallische Phase im aluminiumreichen Mischkristall. Um eine Wiederausscheidung der intermetallischen Phasen nach dem Lösungsglühen zu verhindern, wird das Bauteil nach der Glühbehandlung üblicherweise unmittelbar abgeschreckt. Nach dem Abschrecken kann noch eine Auslagerung erfolgen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Wärmebehandeln von Gussbauteilen bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. To improve the material properties, therefore, a so-called solution annealing is performed, in which the cast component is heated to a temperature above the saturation line but below the eutectic temperature and held for a predetermined time. During solution annealing, the precipitated intermetallic phase dissolves in the aluminum-rich mixed crystal. In order to prevent re-precipitation of the intermetallic phases after the solution annealing, the component is usually quenched immediately after the annealing treatment. After quenching can still be outsourced. The present invention has for its object to provide an improved method for heat treating cast components. This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.
Bei einem derartigen Verfahren zum Wärmebehandeln eines Gussbauteils aus einer Aluminiumbasislegierung wird das Gussbauteil bei einer vorgegebenen Glühtemperatur für einen vorgegebenen Glühzeitraum in einem ersten Wärmeübertragungsmedium geglüht und anschließend in ein Wasserbad überführt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Gussbauteil zwischen dem Glühen und dem Überführen in das Wasserbad in ein zweites Wärmeübertragungsmedium mit einer vorgegebenen Zwischenabkühltemperatur überführt und dort für einen vorgegebenen Zwischenabkühlzeitraum gehalten wird. In such a method of heat-treating a cast member of an aluminum-based alloy, the cast member is annealed at a predetermined annealing temperature for a predetermined annealing period in a first heat transfer medium and then transferred to a water bath. According to the invention, the cast component is transferred between the annealing and the transfer into the water bath into a second heat transfer medium with a predetermined intermediate cooling temperature and held there for a predetermined intermediate cooling period.
Durch ein derartiges Verfahren werden die Temperaturführung und die damit einhergehende Gefügeveränderung des Gussbauteils während seiner Abkühlung besonders kontrollierbar gestaltet. Durch die geeignete Wahl von Zwischenabkühltemperatur und Zeitraum ist es möglich, beispielsweise bei magnesiumhaltigen Aluminiumlegierungen die Vorausscheidung des Magnesiumsilizids (Mg2Si) besonders gut zu kontrollieren. By such a method, the temperature control and the associated structural change of the cast component during its cooling are made particularly controllable. By suitable choice of Zwischenabkühltemperatur and period, it is possible, for example, in magnesium-containing aluminum alloys, the precursor of the magnesium silicide (Mg 2 Si) to control particularly well.
Vorzugsweise beträgt die Zwischenabkühltemperatur 150° C bis 380° C und insbesondere 240 C bis 280 C. Bei dieser Temperatur bleibt das zuvor gelöste Magnesiumsilizid weitgehend in Lösung und steht damit für die spätere Auslagerungsbehandlung vollständig zur Verfügung. Dazu ist es besonders zweckmäßig, einen Zwischenabkühlzeitraum von 3 s bis 10 min, insbesondere von 3 s bis 10 s, zu wählen. Preferably, the Zwischenabkühltemperatur is 150 ° C to 380 ° C and in particular 240 C to 280 C. At this temperature, the previously dissolved magnesium silicide remains largely in solution and is thus completely available for later Auslagerungsbehandlung. For this purpose, it is particularly expedient to choose an intermediate cooling period of 3 s to 10 min, in particular from 3 s to 10 s.
Besonders vorteilhaft ist die Anwendung eines solchen Zwischenabkühlschrittes, wenn während des Haltens des Gussbauteils im zweiten Wärmeübertragungsmedium eine besonders hohe Abkühlrate erzielt wird. Vorteilhaft sind Abkühlraten von weniger als - 40 K pro s, und insbesondere - 55 bis - 65 K pro s. Hierdurch wird ein besonders zuverlässiges Einfrieren des im Glühschritt gelösten Anteils erzielt. Particularly advantageous is the use of such Zwischenabkühlschrittes if a particularly high cooling rate is achieved during the holding of the cast component in the second heat transfer medium. Cooling rates of less than -40 K per s, and in particular -55 to -65 K per, are advantageous s. As a result, a particularly reliable freezing of the dissolved in the annealing step portion is achieved.
Um unerwünschte Gefügeveränderungen des Gussbauteils während der Überführung aus dem ersten in das zweite Wärmeübertragungsmedium zu vermeiden, ist es besonders vorteilhaft, diese Überführung besonders schnell durchzuführen. Vorzugsweise beträgt der Zeitraum für das Überführen des Gussbauteils aus dem ersten und das zweite Wärmeübertragungsmedium 0 s bis 15 s. Dies kann beispielsweise durch benachbart angeordnete Wärmebehandlungsvorrichtungen erzielt werden, wobei das Gussbauteil beispielsweise von einem Roboter unmittelbar und direkt zwischen den beiden Wärmeübertragungsmedien überführt wird. In order to avoid undesired microstructural changes of the cast component during the transfer from the first to the second heat transfer medium, it is particularly advantageous to carry out this transfer particularly quickly. Preferably, the period for transferring the cast component from the first and second heat transfer medium is 0 s to 15 s. This can be achieved, for example, by adjacently arranged heat treatment devices, wherein the cast component is transferred, for example, by a robot directly and directly between the two heat transfer media.
Unabhängig vom Zeitrahmen für die Überführung des Gussbauteils zwischen den beiden Wärmeübertragungsmedien ist zu beachten, dass während des Überführens des Gussbauteils aus dem ersten und das zweite Wärmeübertragungsmedium eine Temperatur des Gussbauteils oberhalb einer Temperatur von 450 ° C gehalten wird. Im Wesentlichen soll das Gussbauteil also Glühtemperatur beibehalten, so dass es nicht zu einer frühzeitigen, unkontrollierten Gefügeänderung kommt. Regardless of the timeframe for transferring the cast component between the two heat transfer media, it should be noted that during transfer of the cast component from the first and second heat transfer media, a temperature of the cast component is maintained above a temperature of 450 ° C. Essentially, the cast component should therefore maintain the annealing temperature, so that there is no premature, uncontrolled structural change.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn während des Überführens des Gussbauteils aus dem ersten und das zweite Wärmeübertragungsmedium die Temperatur des Gussbauteils oberhalb einer Temperatur von 420 ° C gehalten wird. Diese Temperatur hat noch einen hinreichenden Abstand zur Schwellentemperatur für die AusscheidungT so dass ein Unterschreiten dieser Temperaturschwelle bei geeigneter Anlagenkonzeption vermieden werden kann, ohne dass zusätzliche Heizvorrichtungen im Überführungsbereich des Gussbauteils zwischen den beiden Wärmeübertragungsmedien notwendig werden. Selbstverständlich kann bei entsprechend langen Überführungsvorgängen auch eine solche Zwischenheizung vorgesehen sein, was sich beispielsweise mit Wärmestrahlern im Überführungsbereich zwischen den beiden Wärmeübertragungsmedien realisieren lässt. Das geschilderte Verfahren kann auch mit zusätzlichen Behandlungsschritten kombiniert werden. Es ist beispielsweise vorteilhaft, das Gussbauteil vor dem Überführen in das Wasserbad in ein drittes Wärmeübertragungsmedium mit einer vorgegebenen Auslagerungstemperatur zu überführen und dort für einen vorgegebenen Auslagerungszeitraum zu halten. Ein solches Verfahren kombiniert also das Glühen, beispielsweise ein Lösungsglühschritt, mit einer kontrollierten Abkühlung und mit einer unmittelbar folgenden Auslagerung, so dass mit einem derartigen Verfahren eine besonders kurze Taktzeit erzielt werden kann. Gleichzeitig wird die Restwärme des Gussbauteils nach der Entnahme aus dem zweiten Wärmeübertragungsmedium für die Auslagerung genutzt, so dass ein derartiges Verfahren besonders energiesparend ist. Durch die unmittelbare Koppelung von Glühen und Auslagern werden zudem unerwünschte Gefügeveränderungen vermieden, welche bei einer längerfristigen Zwischenlagerung des Gussbauteils bei Raumtemperatur auftreten könnten. It is particularly advantageous if, during the transfer of the cast component from the first and the second heat transfer medium, the temperature of the cast component is kept above a temperature of 420.degree. This temperature still has a sufficient distance to the threshold temperature for the precipitation T so that falling below this temperature threshold can be avoided with a suitable system design, without additional heating devices in the transfer region of the cast component between the two heat transfer media are necessary. Of course, such intermediate heating can be provided with correspondingly long transfer operations, which can be realized for example with heat radiators in the transfer area between the two heat transfer media. The described method can also be combined with additional treatment steps. For example, it is advantageous to transfer the cast component before transferring it into the water bath into a third heat transfer medium having a predetermined aging temperature and to keep it there for a predefined aging period. Such a method thus combines the annealing, for example a solution annealing step, with a controlled cooling and with an immediately following aging, so that a particularly short cycle time can be achieved with such a method. At the same time, the residual heat of the cast component is used after removal from the second heat transfer medium for the removal, so that such a method is particularly energy-efficient. The direct coupling of annealing and aging also avoids undesirable microstructural changes that could occur during long-term storage of the cast component at room temperature.
Vorzugsweise beträgt die Auslagerungstemperatur während dieses Auslagerungsschrittes 220 °C bis 300 °C, und insbesondere 160°C bis 280 °C. Der Auslagerungszeitraum wird vorzugsweise auf eine Zeit zwischen 1 min und 30 min festgelegt. Mit einem derartigen Verfahren lassen sich trotz der kurzen Auslagerungszeiten vergleichbare Materialqualitäten erzielen, wie mit einer konventionellen mehrstündigen Auslagerung. Dieses besonders schnelle Verfahren lässt sich daher vorteilhafterweise unmittelbar in Druckgussanlagen mit kurzen Taktzeiten integrieren, ohne dass eine logistisch aufwendige Zwischenlagerung oder Pufferung der Gussbauteile notwendig wird. Preferably, the aging temperature during this aging step is 220 ° C to 300 ° C, and more preferably 160 ° C to 280 ° C. The swap period is preferably set to a time between 1 min and 30 min. With such a method, comparable material qualities can be achieved in spite of the short removal times, as with a conventional outsourcing for several hours. This particularly fast method can therefore be advantageously integrated directly into die casting plants with short cycle times, without requiring logistically complicated intermediate storage or buffering of the cast components.
Da sich die Temperaturbereiche für die Zwischenabkühlung und die Auslagerung überschneiden, kann gegebenenfalls auf ein Auslagern in einem dritten Wärmeübertragungsmedium verzichtet werden. Das Gussbauteil wird dann stattdessen für den gewünschten Auslagerungszeitraum nach dem Zwischenabkühlen im zweiten Wärmeübertragungsmedium gehalten, so dass die Schritte des Zwischenabkühlens und Warmauslagerns zu einem einzigen Verfahrensschritt zusammengefasst werden. Dies ermöglicht eine besonders ökonomische Durchführung des Verfahrens. Der Glühschritt des Verfahrens wird vorzugsweise als Lösungsglühschritt durchgeführt, bei welchem sich ausgeschiedene Legierungselemente in aluminiumreichen Mischkristallen des Gussbauteils lösen und das eutektische Silizium eingeformt wird. Hierzu wird eine Glühtemperatur von 460° C bis 540° C und insbesondere von 485° C bis 495° C gewählt. Der Glühzeitraum beträgt hierbei 10 s bis 10 min, insbesondere 1 ,5 min bis 3 min und besonders bevorzugt 2 min. Es ist besonders zweckmäßig, das Gussbauteil unmittelbar nach dem Entformen, also aus der Gießhitze, in das erste Wärmeübertragungsmedium zu überführen. Durch den Verzicht auf eine Aufheizung von Raumtemperatur aus können die genannten besonders schnellen Glühzeiten realisiert werden. Since the temperature ranges for the intermediate cooling and the outsourcing overlap, it may be possible to dispense with aging in a third heat transfer medium. The cast component is then instead held in the second heat transfer medium for the desired swap period after intermediate cooling so that the intercooling and hot aging steps are combined into a single process step. This allows a particularly economical implementation of the method. The annealing step of the process is preferably carried out as a solution annealing step in which precipitated alloying elements dissolve in aluminum-rich mixed crystals of the cast component and the eutectic silicon is formed. For this purpose, an annealing temperature of 460 ° C to 540 ° C and in particular from 485 ° C to 495 ° C is selected. The annealing period is in this case 10 s to 10 min, in particular 1, 5 min to 3 min and more preferably 2 min. It is particularly expedient to transfer the cast component into the first heat transfer medium immediately after removal from the casting heat, ie from the casting heat. By dispensing with heating from room temperature, the aforementioned very fast annealing times can be realized.
Als erstes und/oder zweites und/oder drittes Wärmeübertragungsmedium kann bewegte Luft Anwendung finden, was apparativ besonders einfach ist. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, für die genannten Wärmeübertragungsmedien Salzbäder zu verwenden. Salzbäder ermöglichen aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität ein besonders schnelles Aufheizen bzw. Abkühlen von behandelten Gussbauteilen. Da auf langfristige Aufheiz- bzw. Abkühlphasen verzichtet werden kann, ermöglicht die Verwendung von Salzbädern eine besonders hohe Taktrate von Fertigungsanlagen, die derartige Verfahren zur Anwendung bringen. Das Salz nimmt zudem Trennmittel, die während des Gusses Verwendung finden, von der Oberfläche des Gussbauteils auf, so dass auf zusätzliche Reinigungsschritte verzichtet werden kann. Die besonders gute Oberflächenqualität, die so erzielt wird, verbessert zudem die Schweißbarkeit und die Korrosionsbeständigkeit der Gussbauteile. Da im Rahmen des geschilderten Verfahrens das Bauteil unmittelbar aus dem zweiten bzw. dritten Wärmebehandlungsmedium in einem Wasserbad abgeschreckt wird, kann eventuell noch an der Oberfläche des Gussbauteils anhaftendes Salz nicht auskristallisieren, sondern haftet zum Zeitpunkt des Eintauchens des Gussbauteils in das Wasserbad noch flüssig an dessen Oberfläche. Das Salz löst sich daher unmittelbar und besonders leicht im Wasser des Wasserbades auf, so dass auf eine spätere Reinigung des Gussbauteils von Salzresten bzw. einer Salzkruste verzichtet werden kann. Als Salz für das Salzbad wird bevorzugt eine Salzschmelze verwendet, welche Natriumnitrat und/oder Kaliumnitrat und/oder Natriumnitrit enthält. Movable air can be used as the first and / or second and / or third heat transfer medium, which is particularly simple in terms of apparatus. It is particularly useful, however, to use salt baths for the said heat transfer media. Due to their high heat capacity, salt baths allow a particularly rapid heating or cooling of treated cast components. Since it is possible to dispense with long-term heating or cooling phases, the use of salt baths enables a particularly high cycle rate of production systems which apply such methods. The salt also takes release agents, which are used during casting, from the surface of the cast component, so that can be dispensed with additional cleaning steps. The particularly good surface quality achieved in this way also improves the weldability and the corrosion resistance of the cast components. Since in the described method, the component is quenched directly from the second or third heat treatment medium in a water bath, may still not crystallize on the surface of the cast component adhering salt, but adheres at the time of immersion of the cast component in the water still liquid at the Surface. The salt dissolves therefore directly and very easily in the water of the water bath, so that can be dispensed with a subsequent cleaning of the cast component of salt residues or a salt crust. As the salt for the salt bath, a salt melt containing sodium nitrate and / or potassium nitrate and / or sodium nitrite is preferably used.
Um eine besonders gute Reinigung des Gussbauteils von anhaftenden Salzresten zu erzielen, wird vorzugsweise ein Wasserbad mit einer Temperatur von 40 ° C bis 60 ° C verwendet. Durch die gegenüber der Raumtemperatur leicht erhöhte Temperatur des Wasserbades wird eine besonders gute Löslichkeit des Salzes, welches noch am Gussbauteil anhaftet, gewährleistet. Die Reinigung des Gussbauteils von Salzresten kann zudem durch eine Umwälzung des Wasserbades verbessert werden. In order to achieve a particularly good cleaning of the cast component of adhering salt residues, a water bath with a temperature of 40 ° C to 60 ° C is preferably used. By slightly higher than the room temperature temperature of the water bath is a particularly good solubility of the salt, which still adheres to the cast component guaranteed. The cleaning of the cast component of salt residues can also be improved by a circulation of the water bath.
Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen: In the following, the invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Ablaufs eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; eine grafische Darstellung des Temperaturverlaufs während der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und eine alternative schematische Darstellung des Ablaufs eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 1 is a schematic representation of the sequence of an embodiment of the method according to the invention; a graphical representation of the temperature profile during the implementation of a method according to the invention; and an alternative schematic representation of the sequence of a further embodiment of the method according to the invention.
Nach dem Gießen eines Gussbauteils 10 aus einer Aluminiumbasislegierung wird dieses aus der Gussform 12 entformt und in ein erstes Salzbad 14 überführt. Das Salzbad 14 enthält eine Schmelze eines Gemisches aus Alkalimetallnitraten und -nitriten bei einer Temperatur Ti von etwa 490° C. Das Gussbauteil 10 wird im ersten Salzbad 14 für eine Zeit ti von etwa 2 min gehalten. Die Behandlung des Gussbauteils 10 im Salzbad 14 entspricht einem Stoßglühen, bei welchem sich Legierungselemente im aluminiumreichen Mischkristall des Gussbauteils 10 lösen. Um den gewünschten Effekt zu erzielen, muss die Temperatur Ti vorzugsweise oberhalb der Sättigungslinie des Metallgemischs des Gussbauteils 10 jedoch stets unterhalb der eutektischen Temperatur ^ liegen. Die Salzschmelze des Salzbades 14 löst zudem auf der Oberfläche des Gussbauteils 10 gebundene, während des Gießens verwendete Trennmittel. Dieser Reinigungseffekt verbessert die Oberflächenqualität des Gussbauteils 10 und führt zu einer verbesserten Schweißbarkeit. After casting a cast component 10 of an aluminum-based alloy, it is removed from the casting mold 12 and transferred into a first salt bath 14. The salt bath 14 contains a melt of a mixture of alkali metal nitrates and nitrites at a temperature Ti of about 490 ° C. The cast component 10 is held in the first salt bath 14 for a time ti of about 2 minutes. The treatment of the cast component 10 in the salt bath 14 corresponds to an impact annealing, in which alloying elements dissolve in the aluminum-rich mixed crystal of the cast component 10. In order to achieve the desired effect, however, the temperature Ti preferably above the saturation line of the metal mixture of the cast component 10 must always be below the eutectic temperature. The molten salt of the salt bath 14 also dissolves on the surface of the cast component 10 bound, used during casting release agent. This cleaning effect improves the surface quality of the cast member 10 and results in improved weldability.
Nach dem Stoßglühen des Gussbauteils 10 im Salzbad 14 wird das Gussbauteil 10 in ein weiteres Salzbad 16 überführt. Auch dieses Salzbad enthält eine Schmelze aus gemischten Alkalimetallnitraten und -nitriten, deren Temperatur T2 bei etwa 180° C liegt. Hierbei ist zu beachten, dass die Überführung des Gussbauteils 10 zwischen den Salzbädern 14 und 16 in einem kurzen Zeitraum t2 von höchstens 15 s erfolgt, um ein zu tiefes Abkühlen des Gussbauteils 10 zu vermeiden. After the impact annealing of the cast component 10 in the salt bath 14, the cast component 10 is transferred into a further salt bath 16. This salt bath also contains a melt of mixed alkali metal nitrates and nitrites whose temperature T 2 is about 180 ° C. It should be noted here that the transfer of the cast component 10 between the salt baths 14 and 16 takes place in a short time period t 2 of at most 15 s in order to avoid over-cooling of the cast component 10.
Die Temperatur des Salzbades 16 liegt unterhalb der Schwellentemperatur für die Ausscheidung des Magnesiumsilizids in Aluminium-Silizium- Magnesiumlegierungen, welche in etwa 240 ° C bis 250 ° C beträgt. Der im Glühschritt, also während der Behandlung des Gussbauteils 10 im Salzbad 14 gelöste Anteil wird durch den schnellen Transfer und das Halten im zweiten Salzbad 16 eingefroren, so dass die üblicherweise infolge der mit sinkender Temperatur fallenden Löslichkeit des aluminiumreichen Mischkristalls einsetzende Ausscheidung von intermetallischen Phasen, wie beispielsweise AI2Cu oder Mg2Si unterbunden wird. Aufgrund der guten Wärmekapazität des geschmolzenen Salzes kann im Salzbad 16 eine Abkühlrate von in etwa - 60 Ks"1 erzielt werden. Nach einer Haltezeit t3 von 3 s bis 10 min im Salzbad 16 wird das Gussbauteil 10 schließlich in ein weiteres Salzbad 18 überführt und dort wieder auf eine Temperatur T3 von 160°C bis 280 °C abgekühlt bzw. erhitzt und für eine Zeit t4 von etwa 10 min gehalten. Die Behandlung im dritten Salzbad 18 kann hierbei eine Auslagerung ersetzen. The temperature of the salt bath 16 is below the threshold temperature for the precipitation of the magnesium silicide in aluminum-silicon-magnesium alloys, which is about 240 ° C to 250 ° C. The dissolved in the annealing step, ie during the treatment of the cast member 10 in the salt bath 14 portion is frozen by the rapid transfer and holding in the second salt bath 16, so that the usually due to falling with falling temperature solubility of the aluminum-rich mixed crystal onset of precipitation of intermetallic phases, such as Al 2 Cu or Mg 2 Si is suppressed. Due to the good heat capacity of the molten salt, a cooling rate of approximately 60 Ks -1 can be achieved in the salt bath 16. After a holding time t 3 of 3 s to 10 min in the salt bath 16, the cast component 10 is finally transferred into a further salt bath 18 and There, it is again cooled or heated to a temperature T 3 of 160 ° C. to 280 ° C. and held for about 10 minutes for a time t 4. The treatment in the third salt bath 18 can replace a swelling.
Anstelle einer Auslagerung im weiteren Salzbad 18 kann die Auslagerung auch nach dem Zwischenabkühlen im Salzbad 16 durchgeführt werden. Nach der Haltezeit t3 wird dann das Gussbauteil 10 für einen weiteren Zeitraum t4 im Salzbad 16 gehalten. Auf ein drittes Salzbad 18 kann dann vollständig verzichtet werden. Nach der Auslagerung im Salzbad 16 kann das Gussbauteil 10 direkt in ein Wasserbad 20 zum Abschrecken überführt werden. Instead of outsourcing in the further salt bath 18, the aging can also be carried out after the intermediate cooling in the salt bath 16. After the holding time t 3 , the cast component 10 is then held in the salt bath 16 for a further period of time t 4 . On a third salt bath 18 can be completely dispensed with. After Outsourcing in the salt bath 16, the cast component 10 can be transferred directly into a water bath 20 for quenching.
Durch das Stoßglühen und die kurze Auslagerungszeit t4 wird so eine besonders schnelle Wärmebehandlung des Gussbauteils 10 ermöglicht. Durch die schnelle und direkte Überführung des Gussbauteils 10 aus der Gussform 12 in das Salzbad 14, bzw. zwischen den Salzbädern 14, 16, 18 geht zudem keine Energie durch Abkühlung des Gussbauteils verloren, so dass das geschilderte Verfahren zudem energetisch besonders effizient ist. As a result of the impact annealing and the short removal time t 4 , a particularly rapid heat treatment of the cast component 10 is made possible. Due to the rapid and direct transfer of the cast component 10 from the mold 12 in the salt bath 14, or between the salt baths 14, 16, 18 also no energy is lost by cooling the cast component, so that the described method is also particularly energetically efficient.
Nach Beendigung der Auslagerung im Salzbad 18 wird das Gussbauteil 10 schließlich in ein Wasserbad 20 bei einer Temperatur von etwa 40° C bis 60° C überführt. Auch die Überführung zwischen dem Salzbad 18 und dem Wasserbad 20 geschieht bevorzugt schnell, d. h. in einem Zeitraum von wenigen Sekunden, um ein Auskristallisieren der Salzschmelze auf der Oberfläche des Gussbauteils 10 zu verhindern. Da am Gussbauteil anhaftende Salzreste so in geschmolzener Form in das Wasserbad 20 überführt werden, lösen sich die Salzreste besonders gut, so dass auf eine zusätzliche Reinigung des Gussbauteils 10 verzichtet werden kann. Durch die Temperierung des Wasserbades auf 40 ° C bis 60 ° C wird die Auflösung anhaftenden Salzes noch gefördert. Eine zusätzliche Verbesserung der Löslichkeit von Salzresten kann durch Agitieren des Wasserbades 20 erzielt werden. After completion of the aging in the salt bath 18, the cast member 10 is finally transferred to a water bath 20 at a temperature of about 40 ° C to 60 ° C. The transfer between the salt bath 18 and the water bath 20 is preferably done quickly, d. H. in a period of a few seconds to prevent crystallization of the molten salt on the surface of the cast member 10. Since salt residues adhering to the cast component are thus transferred into the water bath 20 in molten form, the salt residues dissolve particularly well, so that additional cleaning of the cast component 10 can be dispensed with. By tempering the water bath to 40 ° C to 60 ° C, the dissolution of adhering salt is still promoted. An additional improvement in the solubility of salt residues can be achieved by agitating the water bath 20.
Das Verfahren ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend beschriebene T6- Glühung beschränkt. Alternativ kann im Rahmen der Erfindung beispielsweise auch eine Weichglühung durchgeführt werden, bei welchem das Gussbauteil 10 nach dem Lösungsglühen auf eine Temperatur zwischen 280° C und 420° C, bevorzugt zwischen 300° C und 380° C abgeschreckt und 2 min bis 20 min gehalten wird. Im Anschluss daran erfolgt unmittelbar das Abschrecken im Wasserbad 20. Insgesamt ist so ein Verfahren zum Wärmebehandeln von Gussbauteilen 10 geschaffen, welches schnell und energieeffizient ist und aufgrund der kurzen Behandlungszeiten Verzüge der Gussbauteile 10 weitestgehend minimiert. Nach der Behandlung im Wasserbad 20 können weitere mechanische Behandlungsschritte wie das Entfernen von Gießresten, Entgraten oder Richten des Gussbauteils folgen. Die kurzen Verweilzeiten des Gussbauteils 10 in den Salzbädern 14, 16, 18 sowie im Wasserbad 20 ermöglichen die unmittelbare Integration der Wärmebehandlung in den Gießprozess und die Anpassung der Wärmebehandlungsschritte an die Taktzeiten des Gießwerkzeugs 12, so dass zudem auf Pufferöfen, logistisch aufwendige Zwischenlagerschritte und dergleichen verzichtet werden kann. Of course, the method is not limited to the above-described T6 annealing. Alternatively, within the scope of the invention, for example, a soft annealing may also be carried out, in which the cast component 10 after solution annealing is quenched to a temperature between 280 ° C. and 420 ° C., preferably between 300 ° C. and 380 ° C., and held for 2 minutes to 20 minutes becomes. This is followed by quenching in the water bath 20. Overall, a method for heat-treating cast components 10 is provided which is fast and energy-efficient and minimizes delays of the cast components 10 due to the short treatment times. After the treatment in the water bath 20, further mechanical treatment steps, such as the removal of casting residues, deburring or straightening of the cast component, can follow. The Short residence times of the cast component 10 in the salt baths 14, 16, 18 and in the water bath 20 allow the direct integration of the heat treatment in the casting process and the adaptation of the heat treatment steps to the cycle times of the casting tool 12, so that also dispenses with buffer furnaces, logistically complex intermediate storage steps and the like can be.
Neben der geschilderten dreistufigen Behandlung durch Lösungsglühen, Zwischenabkühlen und Auslagern ist auch eine zweistufige Behandlung von Gussbauteilen möglich, bei der die Auslagerung und das Zwischenabkühlen in einem einzigen Schritt zusammengefasst werden. Das Lösungsglühen wird hier für einen Zeitraum von 2 - 4 Minuten bei 490 °C - 510 °C, vorzugsweise bei 500 °C, durchgeführt. Auch in dieser Variante des Verfahrens wird hierzu vorzugsweise ein Salzbad 14 der beschriebenen Art verwendet. Unmittelbar nach dem Lösungsglühen wird das Gussbauteil 10 in ein weiteres Salzbad 16 überführt und dort ebenfalls für 2 - 20 Minuten, vorzugsweise von 2 - 12 Minuten und besonders bevorzugt von 2 - 6 Minuten bei einer Temperatur zwischen 180 °C und 300 °C, vorzugsweise zwischen 220 °C und 300 °C gehalten. Besonders zweckmäßig ist eine Temperatur von 240° C bis 280 °C, insbesondere Temperaturen von 240 °C und 260 °C. Nach diesem Behandlungsschritt erfolgt noch ein Abschrecken des so behandelten Gussbauteils 10 im Wasserbad. Auf diese Art lassen sich besonders schnell die gewünschten Materialeigenschaften des Gussbauteils 10 erhalten. In addition to the described three-stage treatment by solution annealing, intermediate cooling and aging, a two-stage treatment of cast components is possible, in which the outsourcing and intermediate cooling are combined in a single step. Solution heat treatment is carried out here for a period of 2 to 4 minutes at 490 ° C-510 ° C, preferably at 500 ° C. Also in this variant of the method, a salt bath 14 of the type described is preferably used for this purpose. Immediately after the solution heat treatment, the cast component 10 is transferred into a further salt bath 16 and there also for 2 - 20 minutes, preferably 2-12 minutes and more preferably 2-6 minutes at a temperature between 180 ° C and 300 ° C, preferably kept between 220 ° C and 300 ° C. Particularly expedient is a temperature of 240 ° C to 280 ° C, in particular temperatures of 240 ° C and 260 ° C. After this treatment step is still a quenching of the thus treated cast component 10 in a water bath. In this way, the desired material properties of the cast component 10 can be obtained particularly quickly.
Das beschriebene Verfahren eignet sich grundsätzlich für alle Druckgusslegierungen auf Aluminiumbasis, insbesondere für Aluminium-Silizium-Legierungen mit Magnesiumanteil. Für Bauteile mit besonders hohen Duktilitätsanforderungen kann beispielsweise eine Legierung der folgenden Zusammensetzung verwendet werden: The method described is fundamentally suitable for all die-cast alloys based on aluminum, in particular for aluminum-silicon alloys containing magnesium. For components with particularly high ductility requirements, for example, an alloy of the following composition can be used:
Silicium 9,5 - 1 1 ,5 Gew. -%; Silicon 9.5-1.5% by weight;
Mangan 0,3 - 0,7 Gew.-%;  Manganese 0.3-0.7% by weight;
Eisen 0,15 - 0,35 Gew.-%;  Iron 0.15-0.35% by weight;
Magnesium 0,15 - 0,6 Gew.-%;  Magnesium 0.15-0.6 wt%;
Titan max. 0,1 Gew.-%;  Titanium max. 0.1% by weight;
Strontium 90 - 180 Gew.-ppm; Sowie wahlweise mit: Strontium 90-180 ppm by weight; As well as optionally with:
Chrom 0,1 0,3 Gew.-% Chromium 0.1 0.3% by weight
Nickel 0,1 0,3 Gew.-%  Nickel 0.1 0.3% by weight
Cobalt 0,1 0,3 Gew.-%  Cobalt 0.1 0.3% by weight
Der restliche Anteil der Legierung besteht dabei aus Aluminium mit einzeln nicht mehr als 0,05 Gew.-% und insgesamt nicht mehr als 0,2 Gew.-% herstellungsbedingten Verunreinigungen. The remaining portion of the alloy consists of aluminum with individually not more than 0.05 wt .-% and a total of not more than 0.2 wt .-% production-related impurities.
Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung den Ablauf eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verfahrens, bei welchem nach dem Entformen aus der Gussform 12 zunächst ein Lösungsglühen des Gussbauteils 10 in einem Salzbad 14 erfolgt. Das Salzbad 14 enthält analog zu dem im Zusammenhang mit Fig.1 beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Schmelze eines Gemisches aus Alkalimetallnitraten und -nitriten bei einer Temperatur T von etwa 510° C. Das Gussbauteil 10 wird im ersten Salzbad 14 für eine Zeit ti von etwa 3 min gehalten. FIG. 3 shows a schematic representation of the sequence of a further exemplary embodiment of the method, in which, after demoulding from the casting mold 12, first a solution annealing of the cast component 10 in a salt bath 14 takes place. The salt bath 14 contains analogous to the embodiment described in connection with Figure 1, a melt of a mixture of alkali metal nitrates and nitrites at a temperature T of about 510 ° C. The casting member 10 is in the first salt bath 14 for a time ti of about 3 min held.
Nach dem Lösungsglühen des Gussbauteils 10 im Salzbad 14 wird dieses wiederum in das weitere Salzbad 16 überführt. Auch dieses Salzbad 16 enthält eine Schmelze aus gemischten Alkalimetallnitraten und -nitriten. Hierbei ist zu beachten, dass die Überführung des Gussbauteils 10 zwischen den Salzbädern 14 und 16 vorzugsweise in einem kurzen Zeitraum t2 von höchstens 15 s erfolgt, um ein zu tiefes Abkühlen des Gussbauteils 10 zu vermeiden. After the solution annealing of the cast component 10 in the salt bath 14, this is in turn converted into the further salt bath 16. This salt bath 16 also contains a melt of mixed alkali metal nitrates and nitrites. It should be noted here that the transfer of the cast component 10 between the salt baths 14 and 16 preferably takes place in a short time period t 2 of at most 15 s, in order to avoid over-cooling of the cast component 10.
Die Temperatur T2 des Salzbades 16 liegt hier bei etwa 240 ° C bis 280 ° C, und insbesondere bei etwa 260 ° C. Da die Abkühlrate des Gussbauteils 10 während des Haltens im zweiten Salzbad 16 vorliegend unterhalb von -40 K pro s, und insbesondere bei -55 bis -65 K pro s, liegt, ergibt sich im vorliegenden Fall bereits hier ein Abschrecken des Gussbauteils 10. Dabei wird das Gussbauteil 10 vorzugsweise für eine Haltezeit t3 von 2 s bis 30 s, und insbesondere etwa 10 s im Salzbad 16 gehalten. Bereits durch die kurze Haltezeit wird hier die Ausscheidung von Mg2Si verhindert. Schließlich wird das Gussbauteil 10 wiederum in ein Wasserbad 20 vorzugsweise etwa bei Raumtemperatur überführt. Auch die Überführung zwischen dem Salzbad 16 und dem Wasserbad 20 geschieht bevorzugt schnell, d. h. in einem Zeitraum von wenigen Sekunden, um ein Auskristallisieren der Salzschmelze auf der Oberfläche des Gussbauteils 10 zu verhindern. Im vorliegenden Fall dient das Wasserbad 20 somit lediglich der Reinigung und nicht der Abschreckung des Gussbauteils 10, welche bereits im Salzbad 16 erfolgt ist. Da am Gussbauteil 10 anhaftende Salzreste so in geschmolzener Form in das Wasserbad 20 überführt werden, lösen sich die Salzreste besonders gut, so dass auf eine zusätzliche Reinigung des Gussbauteils 10 verzichtet werden kann. The temperature T 2 of the salt bath 16 is here at about 240 ° C to 280 ° C, and in particular at about 260 ° C. Since the cooling rate of the cast member 10 while holding in the second salt bath 16 present below -40 K per s, and In particular, at -55 to -65 K per s, results in the present case, a quenching of the cast component 10. Here, the cast member 10 is preferably for a holding time t3 from 2 s to 30 s, and in particular about 10 s in a salt bath 16 held. Already by the short holding time here the excretion of Mg 2 Si is prevented. Finally, the cast member 10 is again transferred to a water bath 20, preferably at about room temperature. Also, the transfer between the salt bath 16 and the water bath 20 is preferably done quickly, ie in a period of a few seconds to prevent crystallization of the molten salt on the surface of the cast member 10. In the present case, the water bath 20 thus serves merely to clean and not quench the cast component 10, which has already taken place in the salt bath 16. Since salt residues adhering to the cast component 10 are transferred in melted form into the water bath 20, the salt residues dissolve particularly well, so that additional cleaning of the cast component 10 can be dispensed with.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass dem Wasserbad 20 Reinigungszusätze beigegeben sein können. Außerdem ist es im Rahmen der Erfindung als mit umfasst zu betrachten, dass ein mehrstufiges Wasserbad 20 vorgesehen sein kann. It should be noted at this point that 20 cleaning additives can be added to the water bath. In addition, it is within the scope of the invention considered to include that a multi-stage water bath 20 may be provided.
Schließlich findet bei dem in Fig. 3 beschriebenen Verfahren eine separate Auslagerung in einer Auslagerungseinrichtung 22 statt, welche vorzugsweise einen Wärmebehandlungsofen umfasst. Hierbei wird das Gussbauteil 10 beispielsweise in bewegter Luft bei einer Temperatur von 220 ° C bis 300 ° C, und insbesondere bei etwa 260 ° C in einem Zeitraum von 40 min bis 60 min, und insbesondere etwa 50 min, ausgelagert. Derartige Auslagerungszeiten ergeben eine hohe Duktilität des Gussbauteils 10. Finally, in the method described in FIG. 3, a separate removal takes place in a removal device 22, which preferably comprises a heat treatment furnace. Here, the cast member 10, for example, in moving air at a temperature of 220 ° C to 300 ° C, and in particular at about 260 ° C in a period of 40 min to 60 min, and in particular about 50 min, outsourced. Such aging times result in a high ductility of the cast component 10.
Das vorliegend beschriebene Verfahren eignet sich dabei insbesondere bei der oben angegebenen Legierung, ist jedoch nicht auf diese beschränkt. The method described here is particularly suitable for the abovementioned alloy, but is not limited to this.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: CLAIMS:
Verfahren zum Wärmebehandeln eines Gussbauteils (1 0) aus einer Process for heat treating a cast component (1 0) from a
Aluminiumbasislegierung, bei welchem das Gussbauteil (1 0) bei einer vorgegebenen Glühtemperatur (Τ-ι) für einen vorgegebenen Glühzeitraum (t-i) in einem ersten Wärmeübertragungsmedium (14) geglüht und anschließend in ein Wasserbad (20) überführt wird,  Aluminum-based alloy in which the cast component (1 0) is annealed at a predetermined annealing temperature (Τ-ι) for a predetermined annealing period (t-i) in a first heat transfer medium (14) and then transferred to a water bath (20),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Gussbauteil (10) zwischen dem Glühen und dem Überführen in das Wasserbad (20) in ein zweites Wärmeübertragungsmedium (1 6) mit einer vorgegebenen Zwischenabkühltemperatur (T2) überführt und dort für einen vorgegebenen Zwischenabkühlzeitraum (.3) gehalten wird. between the annealing and the transferring into the water bath (20), the cast component (10) is transferred into a second heat transfer medium (16) at a predetermined intermediate cooling temperature (T 2 ) and held there for a predetermined intermediate cooling period (.3).
Verfahren nach Anspruch 1 , Method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Zwischenabkühltemperatur (T2) 1 50 °C - 380 °C, und insbesondere 240 °C - 280 °C, beträgt. the intermediate cooling temperature (T 2 ) is 1 50 ° C - 380 ° C, and especially 240 ° C - 280 ° C.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, Method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Zwischenabkühlzeitraum (t3) 3 s bis 1 0 min, und insbesondere 3 s bis 1 0 s, beträgt.  the intermediate cooling period (t3) is 3 seconds to 10 minutes, and more preferably 3 seconds to 10 seconds.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Method according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
eine Abkühlrate des Gussbauteils (1 0) während des Haltens im zweiten Wärmeübertragungsmedium (1 6) < - 40 K pro s, und insbesondere -55 bis -65 K pro s, beträgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, a cooling rate of the cast component (1 0) during holding in the second heat transfer medium (1 6) <- 40 K per s, and in particular -55 to -65 K per s. Method according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Überführen des Gussbauteils (10) aus dem ersten (14) in das zweite Wärmeübertragungsmedium (16) in einem Zeitraum (t2) von 0 s bis 15 s erfolgt. the transfer of the cast component (10) from the first (14) into the second heat transfer medium (16) takes place in a period (t 2 ) of 0 s to 15 s.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Method according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
während des Überführens des Gussbauteils (10) aus dem ersten (14) in das zweite Wärmeübertragungsmedium (16) eine Temperatur des Gussbauteils (10) oberhalb einer Temperatur von 420 °C, insbesondere oberhalb von 450 °C, gehalten wird. during the transfer of the cast component (10) from the first (14) into the second heat transfer medium (16) a temperature of the cast component (10) above a temperature of 420 ° C, in particular above 450 ° C, is maintained.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, Method according to one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Gussbauteil (10) vor dem Abschrecken in ein drittes the cast component (10) before quenching in a third
Wärmeübertragungsmedium (18) mit einer vorgegebenen Heat transfer medium (18) with a predetermined
Auslagerungstemperatur (T3) überführt und dort für einen vorgegebenen Auslagerungszeitraum (t4) gehalten wird. Removal temperature (T 3 ) transferred and held there for a predetermined aging period (t 4 ).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, Method according to one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Gussbauteil (10) vor dem Abschrecken für einen vorgegebenen the cast component (10) before quenching for a predetermined
Auslagerungszeitraum (t4) bei einer vorgegebenen Auslagerungstemperatur (T3) nach dem Zwischenabkühlzeitraum (t3) in dem zweiten Swap period (t 4 ) at a predetermined aging temperature (T 3 ) after Zwischenabkühlzeitraum (t 3 ) in the second
Wärmeübertragungsmedium (16) gehalten wird. Heat transfer medium (16) is held.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, Method according to claim 7 or 8,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Auslagerungstemperatur (T3) 220 °C - 300 °C, und insbesondere 160°C - 280 °C, beträgt. the aging temperature (T 3 ) is 220 ° C - 300 ° C, and especially 160 ° C - 280 ° C, is.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 10. The method according to any one of claims 1 to 9,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Glühtemperatur (ΤΊ) 460 °C - 540 °C beträgt. 1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,  the annealing temperature (ΤΊ) is 460 ° C - 540 ° C. 1 1. Method according to one of claims 1 to 10,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Glühzeitraum (t-ι) 10 s - 10 min, und insbesondere 1 ,5 min - 3 min, beträgt.  the annealing period (t-ι) 10 s - 10 min, and in particular 1, 5 min - 3 min, is.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , 12. The method according to any one of claims 1 to 1 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
als erstes und/oder zweites und/oder drittes Wärmeübertragungsmedium (14, 16, 18) ein Salzbad verwendet wird.  a salt bath is used as first and / or second and / or third heat transfer medium (14, 16, 18).
13. Verfahren nach Anspruch 12, 13. The method according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
als Salzbad (14, 16, 18) eine Salzschmelze verwendet wird, welche  as salt bath (14, 16, 18) a molten salt is used, which
Natriumnitrat und/oder Kaliumnitrat und/oder Natriumnitrit enthält.  Contains sodium nitrate and / or potassium nitrate and / or sodium nitrite.
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