用于制造鑄造型芯的方法以及鑄造型芯的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制造鑄造型芯(10)的方法，所述鑄造型芯尤其用于金屬鑄造，所述方法具有以下步驟：a)提供模具，所述模具具有至少一個型腔和至少一個與所述型腔在流體上連接的填入孔；b)將液態(tài)的可硬化的鹽造型材料通過所述填入孔裝入到所述型腔中；c)使裝入到所述型腔中的鹽造型材料至少部分地硬化，所述至少部分地硬化在形成由硬化的鹽造型材料制成的空心體(12)的情況下進(jìn)行，所述空心體具有所述鑄造型芯(10)的至少一個由硬化的鹽造型材料限定的空心室(16)，其中，將所述鑄造型芯(10)的空心室(16)在所有側(cè)都借助于裝入到所述型腔中的鹽造型材料封閉。
【專利說明】
用于制造鑄造型芯的方法以及鑄造型芯
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的用于制造尤其用于金屬鑄造的鑄造型芯的方法以及一種根據(jù)權(quán)利要求9前序部分所述的尤其用于金屬鑄造的鑄造型芯。
【背景技術(shù)】
[0002]在澆注技術(shù)中已經(jīng)證實(shí)，借助于溶性型芯插件尤其是由于缺少型芯支承方案和操縱方案而通常不能尺寸精確地自動化制造壁厚小的空心的壓鑄件、尤其是空心的鋁壓鑄件。但這類空心的鋁構(gòu)件是有利的，因?yàn)樗隹招牡匿X構(gòu)件具有小的重量并且能夠節(jié)省時間且成本低廉地實(shí)現(xiàn)其制造。
[0003]已經(jīng)證實(shí)，使用砂型芯的效果不佳，因?yàn)樗錾靶托驹趶?qiáng)度、表面品質(zhì)和尺寸精確度方面不適合制造薄壁的復(fù)雜構(gòu)件、尤其是用于汽車制造業(yè)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。此外在將鑄造型芯應(yīng)用于壓鑄方法時需要注意高的壓力，通過所述高的壓力將液態(tài)的鑄造材料裝入到存在至少一個鑄造型芯的壓鑄模具中。取值可達(dá)SOObar的所述高的壓力使鑄造型芯在壓鑄時遭受砂型芯所不能承受的高負(fù)荷。
[0004]由DE10 2012 022 102A1作為公知可獲知一種用于制造尤其用于金屬鑄造的鑄造型芯的方法以及這種鑄造型芯。在該方法中提供一種模具，所述模具具有至少一個型腔和至少一個與該型腔在流體上連接的填入孔。通過填入孔將液態(tài)的可硬化的鹽造型材料裝入到型腔中；由此，鑄造型芯是鑄造的鹽型芯。將裝入到型腔中的鹽造型材料至少部分地硬化，由此產(chǎn)生由硬化的鹽造型材料制成的空心體，所述空心體具有鑄造型芯的至少一個由硬化的鹽造型材料限定的空心室。
[0005]在該公知方法中，鑄造型芯在鹽造型材料硬化之后在填入孔的區(qū)域中仍具有一個孔，所述孔一方面通到空心室中另一方面通到鑄造型芯的周圍環(huán)境中。在另一個步驟中，用固體顆?；蚬腆w粉末填充鑄造型芯或者說其空心室，由此將孔封閉。作為替換方案，用流體填充空心室。通過用顆?；蛘哒f流體填充空心室來將孔封閉，由此在壓鑄方法中沒有液態(tài)的鑄造材料可進(jìn)入到鑄造型芯的空心室中。但是，空心室的填充和由此實(shí)現(xiàn)的孔的封閉是附加的工藝步驟，但通常需要該工藝步驟來密封空心室。
[0006]例如由EP 2 647 451A1公知了一種適于在壓鑄方法中制造溶性鑄造型芯的鹽造型材料。
[0007]最后，DE 10 2011 105 389A1公開一種鑄造工具，所述鑄造工具尤其用于制造內(nèi)燃機(jī)的缸體曲軸箱。鑄造工具包括鑄造工具的壓鑄模具的第一部分和設(shè)置在第一部分上的型芯，所述型芯通過固定支承件定位在第一部分上。在此提出，型芯為了補(bǔ)償型芯的熱膨脹而通過附加的浮動支承件定位在第一部分上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種前述類型的方法和鑄造型芯，借助于所述方法和鑄造型芯可實(shí)現(xiàn)特別簡單、節(jié)省時間且成本低廉地制造鑄造型芯。
[0009]所述目的通過一種具有權(quán)利要求1特征的方法以及通過一種具有權(quán)利要求9特征的鑄造型芯來實(shí)現(xiàn)。其它權(quán)利要求中說明了本發(fā)明的具有符合目的且創(chuàng)造性擴(kuò)展構(gòu)型的有利構(gòu)型。
[0010]—種用于制造鑄造型芯的方法，借助于所述方法可實(shí)現(xiàn)特別簡單、節(jié)省時間且成本低廉地制造鑄造型芯，為了提供所述方法，根據(jù)本發(fā)明提出，將鑄造型芯的空心室在所有側(cè)都借助于裝入到型腔中的造型材料封閉。由此，借助于根據(jù)本發(fā)明的方法，能夠通過鑄造來制造在周圍閉合的、具有確定壁厚的空心鑄件型芯，其中，空心鑄件型芯、即鑄造型芯可在無分開的密封措施的情況下壓鑄密封地生產(chǎn)并且例如在壓鑄工具中、尤其是在鋁壓鑄工具中作為溶性型芯被包鑄，而液態(tài)的裝入到壓鑄工具中的鑄造材料在此不進(jìn)入到鑄造型芯的空心室中。因?yàn)榭招氖以谒袀?cè)、即在周圍借助于鹽造型材料封閉，所以也不必用與鹽造型材料不同的材料或流體填充鑄造型芯的空心室。由此，用于制造鑄造型芯的時間投入和材料需求可保持特別低。因?yàn)殍T造型芯作為用于壓鑄、尤其用于鋁壓鑄的鑄造的鹽型芯大體積地且空心地制造，所以一方面借助于鑄造型芯實(shí)現(xiàn)鑄造構(gòu)件、尤其鋁鑄造構(gòu)件中的大的空心室。另一方面，空心的鑄造的鹽型芯具有優(yōu)點(diǎn):所述鹽型芯只需要少的造型材料就能制造。此外，與實(shí)心的鑄造型芯相比，在鑄造之后從壓鑄構(gòu)件必須洗掉僅少量的鹽。另一優(yōu)點(diǎn)在于，能夠以特別簡單的方式對鑄造的壓鑄構(gòu)件去除型芯，因?yàn)殍T造型芯由于其由鹽制造而可溶于水。由此在制造壓鑄構(gòu)件之后能夠以簡單的方式借助于水從壓鑄構(gòu)件洗掉鑄造型芯。
[0011]因?yàn)榭招氖彝耆]合，所以空心體具有完全閉合的殼，所述殼具有確定壁厚。通過相應(yīng)地調(diào)整鹽殼的壁厚能夠確保型芯的高的抗壓強(qiáng)度，由此，鑄造型芯例如在壓鑄時也能夠無損地承受高壓力。完全閉合的殼的另一優(yōu)點(diǎn)是，鑄造型芯能夠直接作為壓鑄型芯來使用。這意味著，在鑄造型芯制造之后不需要尤其用于使空心室閉合的另外的加工步驟。唯一的、可能需要的后處理是，將不期望的或者說不必要的鑄造流道與空心體分開。此外，可將鑄造型芯接近最終輪廓地(近凈成形地)、尤其以0.1至0.5毫米范圍內(nèi)的公差進(jìn)行鑄造并且從模具中取出。從0.1毫米(含)至0.5毫米(含)的所述公差范圍在此涉及所鑄造的鑄造型芯的最終輪廓與例如根據(jù)鑄造型芯的設(shè)計(jì)圖的理想輪廓的偏差。這意味著，鑄造型芯在其制造之后無需后續(xù)的表面處理就能作為鑄造型芯在鑄造模具、尤其是壓鑄模具中使用。
[0012]已被證實(shí)另外有利的是，在鹽造型材料冷卻和硬化期間在空心室中保持仍呈液態(tài)的鹽造型材料、即由鹽造型材料構(gòu)成的液態(tài)熔液(熔體)以及高的壓力。由此，在制造鑄造型芯時由于冷卻時的收縮在殼中產(chǎn)生裂縫的風(fēng)險(xiǎn)可保持特別低。該實(shí)施形式基于這樣的認(rèn)識:鹽具有非常高的熱膨脹。熱膨脹可以是鋁的熱膨脹的約兩倍高。在冷卻時通過收縮產(chǎn)生的細(xì)微的極細(xì)裂紋開始并不危急。但在壓鑄時、尤其在鋁壓鑄時，達(dá)SOObar的壓力作用在鑄造型芯上，其中，極細(xì)裂縫是潛在的失效部位。但通過在空心室中保持液態(tài)熔液并且通過在硬化期間調(diào)整空心室中的高的壓力，產(chǎn)生裂縫的風(fēng)險(xiǎn)可保持很低。
[0013]在本方法的范圍內(nèi)，鑄造型芯例如借助于機(jī)器人的抓持器運(yùn)動、優(yōu)選三維地運(yùn)動，以便實(shí)現(xiàn)空心體的至少基本上均勻的壁厚。為此例如模具可以運(yùn)動，鑄造型芯借助于所述模具來制造。作為替換方案，鑄造型芯可借助于抓持器從模具中取出以及運(yùn)動。
[0014]在本方法的范圍內(nèi)可提出，將液態(tài)的鹽造型材料裝入到模具中并且在那里大約在700攝氏度以及在鹽造型材料的固相線溫度之上的約50度保持約10秒。鑄造型芯的接著的成形持續(xù)約45至120秒。成形優(yōu)選持續(xù)至多120秒。即已經(jīng)證實(shí)，在成形持續(xù)時間較長時鑄造型芯由于收縮阻礙而可斷裂。如果鑄造型芯或者說其空心體具有大的壁厚，即空心體構(gòu)造成特別厚的外殼，則鑄造型芯具有特別高的熱隔絕作用。
[0015]借助于鑄造型芯能夠制造空心的鋁壓鑄構(gòu)件，其中，這種空心的鋁壓鑄構(gòu)件具有特別輕的重量。在此，借助于鑄造型芯能夠成本低廉制造這種鋁壓鑄構(gòu)件。
[0016]通常使用砂型芯在鋁構(gòu)件中制造空心室。但所述砂型芯承受不住壓鑄時的高壓力。但為了能夠制造具有輕的重量并因此尤其作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件在汽車制造業(yè)中使用的特別薄壁的構(gòu)件，必須應(yīng)用壓鑄。鹽型芯尤其有利地適合作為鑄造型芯在鋁壓鑄中使用，因?yàn)樗鳆}型芯具有良好的、即光滑的表面和高的穩(wěn)定性。但對所述鹽型芯提出了要求，即所述鹽型芯應(yīng)容易地從所制造的鋁壓鑄構(gòu)件中去除以及可成本低廉地制造。
[0017]在此已經(jīng)公知，鹽型芯由純氯化納(NaCl)制成，其中，所述鹽型芯通過壓制和烘烤制成。但這種鹽型芯具有僅有限的負(fù)荷能力，因此所述鹽型芯在壓鑄方法中使用時可能遭到損壞。
[0018]可借助于鑄造的鹽型芯實(shí)現(xiàn)更高的負(fù)荷能力。根據(jù)本發(fā)明的方法現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)尤其成本低廉地制造鑄造的鹽型芯，因?yàn)椴槐夭扇「郊拥拿芊獯胧﹣碇辽僭谔钊肟椎膮^(qū)域中封閉空心室。例如可使用根據(jù)本發(fā)明的方法制造的鑄造型芯來制造曲軸箱、尤其是用于曲軸箱的缸間壁冷卻器。還可考慮的是，借助于這種空心鑄造鹽型芯來制造承載元件、例如轎車車身的橫梁。
[0019]此外，根據(jù)本發(fā)明的方法允許形成高產(chǎn)能的全自動化的鋁壓鑄工藝用于復(fù)雜的具有側(cè)凹或空心結(jié)構(gòu)的鋁壓鑄構(gòu)件，所述鋁壓鑄構(gòu)件迄今僅可借助于重力鑄造來制造?？招氖抑辽僭谔钊肟椎膮^(qū)域中借助于裝入到型腔中的鹽造型材料來閉合，由此能夠?qū)崿F(xiàn)全自動化的用于制造這種鑄造型芯的制造工藝。同時，鋁壓鑄相對于鋁重力鑄造、砂和硬模鑄造的優(yōu)點(diǎn)得以保持。相對于重力鑄造、砂和硬模鑄造，通過鋁壓鑄制造的構(gòu)件能夠成本明顯低廉地并且以更小的壁厚來制造。尤其還能夠制造1.5至6毫米范圍內(nèi)、尤其2毫米的壁厚。此外，還能實(shí)現(xiàn)具有約0.1 %公差的特別高的尺寸精確度。此外，鋁壓鑄構(gòu)件可借助于空心的鹽鑄造型芯在幾何上在剛度方面通過其空心結(jié)構(gòu)來調(diào)整并且適用于真空壓鑄。因此，能夠?qū)@種構(gòu)造進(jìn)行熱處理，以便對于碰撞重要的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行鍛造。此外，鹽型芯的優(yōu)點(diǎn)還在于，所述鹽型芯可溶于水并且是純有機(jī)的，由此可對所述鹽型芯無排放地去除型芯并且完全可回收。
[0020]另外，在根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)程中，鑄造型芯可這樣構(gòu)造，使得空心體或者說空心室在周圍閉合、接近最終輪廓、可復(fù)制、尺寸精確且足夠穩(wěn)定，由此，例如機(jī)器人能夠?qū)⑺圃斓蔫T造型芯自動化地插入到相應(yīng)構(gòu)造的鋁壓鑄工具中。此外，通過鑄造型芯的相應(yīng)構(gòu)型以簡單的方式能夠在鋁壓鑄構(gòu)件中的支承穿通部、肋等處實(shí)現(xiàn)壁厚變厚。
[0021]仍呈液態(tài)的鹽造型材料例如是由NaCl與Na2CO3的混合物構(gòu)成的熔液。NaCl占混合物的份額例如在質(zhì)量百分比30(含)至70(含)的范圍內(nèi)。NaCl占混合物的份額尤其取值為質(zhì)量百分比40。換言之，NaCl占混合物的質(zhì)量份額在30 % (含)至70 % (含)的范圍內(nèi)。NaCl占混合物的質(zhì)量份額尤其取值為70%。其余是Na2C03。這意味著，NaKO3的質(zhì)量份額在30% (含)至70% (含)的范圍內(nèi)，尤其是取值為60%。
[0022]屬于本發(fā)明的還有一種鑄造型芯，尤其用于金屬鑄造，其中，根據(jù)本發(fā)明提出，空心室在所有側(cè)都通過硬化的鹽造型材料封閉。根據(jù)本發(fā)明的方法的有利構(gòu)型可視為根據(jù)本發(fā)明的鑄造型芯的有利構(gòu)型，反之亦然。
[0023]本發(fā)明的另一個方面涉及根據(jù)本發(fā)明的方法制造的鑄造型芯和/或根據(jù)本發(fā)明的鑄造型芯在壓鑄方法、尤其是鋁壓鑄方法中的應(yīng)用。
[0024]被證實(shí)尤其有利的是，在本方法的范圍內(nèi)，由鹽造型材料并且借助于模具制造至少一個從空心體伸出的型芯支承裝置，用于在鑄造模具中支承鑄造型芯。鑄造型芯的空心體形成真正的鹽型芯輪廓，所述鹽型芯輪廓用于制造鑄造構(gòu)件的空心室。型芯支承裝置從所述真正的鹽型芯輪廓、即從空心體伸出。所述型芯支承裝置例如在壓鑄方法的范圍內(nèi)、尤其在鋁壓鑄方法的范圍內(nèi)使用，以便在壓鑄模具上或者說中支承鑄造型芯。以此方式制造的型芯支承裝置能夠高精度地且自動化地在壓鑄工具、即壓鑄模具中定位鑄造型芯。
[0025]在此可提出，型芯支承裝置至少在局部區(qū)域中構(gòu)造成實(shí)心的。在此可以考慮，型芯支承裝置完全構(gòu)造成實(shí)心的。作為替換方案，型芯支承裝置可以是空心的。由于實(shí)心的或至少部分地實(shí)心的構(gòu)型，型芯支承裝置具有特別高的耐用性。
[0026]通過空心的或部分實(shí)心的型芯支承裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)到空心室、即鑄造型芯內(nèi)部的容易的可接近性，由此，鑄造型芯能夠特別容易地從所制造的鑄造構(gòu)件中去除。
[0027]型芯支承裝置能夠尺寸精確地并且在鑄造技術(shù)上構(gòu)造成固定支承裝置，以便確保待借助于鑄造型芯制造的鑄造構(gòu)件、尤其壓鑄構(gòu)件的高的尺寸精確度。換言之，借助于型芯支承裝置能夠形成固定支承件，鑄造型芯通過所述固定支承件支承在鑄造模具上。
[0028]另外，型芯支承裝置能夠尺寸精確地且在鑄造技術(shù)上構(gòu)造成浮動支承裝置，以便例如能夠平衡鑄造型芯和鑄造工具的不同熱膨脹。換言之，借助于型芯支承裝置能夠形成浮動支承裝置，鑄造型芯可通過所述浮動支承裝置支承在鑄造模具上。鑄造模具例如由鋁構(gòu)成。如同已描述的一樣，鹽造型材料具有比鋁明顯高的熱膨脹。由此，在借助于鑄造模具和鑄造型芯來鑄造或者說制造鑄造構(gòu)件時，鑄造型芯和鑄造模具可能出現(xiàn)不同的熱膨脹。因?yàn)殍T造型芯通過至少一個浮動支承裝置支承在鑄造模具上，所以能夠補(bǔ)償所述不同的熱膨脹，因?yàn)殍T造型芯能夠相對于鑄造工具在小的程度上運(yùn)動。
[0029]此外，型芯支承裝置能夠在無機(jī)械處理的情況下用于接收在金屬的鑄造工具、尤其是壓鑄工具、優(yōu)選鋁壓鑄工具中。換言之，能夠制造具有高尺寸精確度以及具有高表面品質(zhì)的空心體和型芯支承裝置，由此，型芯支承裝置能夠直接用于在鑄造模具上支承鑄造型芯。不設(shè)置并且不需要在型芯支承裝置制造之后對所述型芯支承裝置進(jìn)行機(jī)械處理。
[0030]根據(jù)在對鑄造構(gòu)件進(jìn)行鑄造時鑄造型芯的負(fù)荷和/或根據(jù)鑄造型芯的加工條件，型芯支承裝置可構(gòu)造成空心的或?qū)嵭牡摹＿@種型芯支承裝置例如可由溢流冒口在填充模具時制造。如果模具具有多個溢流口，則在鑄造型芯中多個這種型芯支承裝置能夠由相應(yīng)的溢流冒口在填充模具時制造。此外，這種型芯支承裝置可在模具的澆注口上制造。此外，可通過模具、尤其是型腔的相應(yīng)成形制造相應(yīng)的型芯支承裝置。
【附圖說明】
[0031]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)從下文對優(yōu)選實(shí)施例的描述中并且借助于附圖得出。附圖示出:
[0032]圖1根據(jù)第一實(shí)施形式的鑄造型芯的示意性剖面圖，所述鑄造型芯具有由鹽造型材料構(gòu)成的空心體，所述空心體具有至少一個由硬化的鹽造型材料限定的空心室，其中，所述空心室在所有側(cè)都通過硬化的鹽造型材料封閉；
[0033]圖2根據(jù)第二實(shí)施形式的鑄造型芯的示意性剖面圖；
[0034]圖3根據(jù)第三實(shí)施形式的鑄造型芯的示意性立體俯視圖；
[0035]圖4根據(jù)圖3的分為兩部分的鑄造型芯的示意性立體俯視圖；
[0036]圖5鋁壓鑄構(gòu)件的示意性立體俯視圖，所述鋁壓鑄構(gòu)件借助于根據(jù)第四實(shí)施形式的鑄造型芯制造；
[0037]圖6根據(jù)第四實(shí)施形式的鑄造型芯的示意性立體前視圖；以及
[0038]圖7根據(jù)第四實(shí)施形式的鑄造型芯的示意性立體后視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]圖1在示意性剖面圖中示出了用于金屬鑄造的鑄造型芯10，所述鑄造型芯可作為溶性鹽型芯在鋁壓鑄方法中使用。鑄造型芯10包括空心體12，所述空心體通過硬化的鹽殼(殼14)形成。鹽殼14由硬化的鹽造型材料制成，鑄造型芯10由所述鹽造型材料制造。
[0040]由圖1可看到，鑄造型芯10或者說空心體12具有空心室16，所述空心室在周圍、SP在所有側(cè)閉合。此外，鑄造型芯10還具有兩個型芯支承裝置18、20。型芯支承裝置18、20在當(dāng)前情況下在側(cè)面從空心體12伸出，并且用于將鑄造型芯10在鋁壓鑄工具中支承在壓鑄模具上。由圖1和2還可看到可選的、可運(yùn)動的滑塊22，所述滑塊例如在制造鑄造型芯10的領(lǐng)域中使用。
[0041]在用于制造鑄造型芯10的方法中，首先提供呈液態(tài)鹽熔液形式的鹽造型材料。鹽熔液例如具有固相線溫度之上30至80度、尤其50至80度的溫度。鹽熔液例如由NaCl和Na2Co3的混合物構(gòu)成。鹽熔液填充到優(yōu)選加熱的模具中，即填充到鑄造模具中。模具例如由鋼構(gòu)成。模具例如構(gòu)造成鋼質(zhì)硬模。模具的溫度優(yōu)選在250攝氏度(含)至350攝氏度(含)的范圍內(nèi)。模具的溫度尤其是取值為300攝氏度。還優(yōu)選提出，鑄造型芯10通過重力鑄造、低壓鑄造或壓鑄來制造。
[0042]模具例如包括兩個模具半部。其另外的劃分可構(gòu)造成滑塊，其中，例如被設(shè)置用于填充模具的冒口和鑄造流道處于構(gòu)造成鹽鑄造件的鑄造型芯10的分隔平面中，而不會在鑄造型芯10成形時形成側(cè)凹。
[0043]模具無空氣夾雜地、必要時真空支持地并且完全地包括冒口和溢流口在內(nèi)用鹽熔液填充。用于制造鑄造型芯10的模具具有型腔，所述型腔通過通到型腔中的填入孔用鹽熔液來填充。鹽熔液的熱物理學(xué)特性允許鹽熔液沿著型腔或模具的整個表面從模具起朝空心室16的方向殼狀地、均質(zhì)地凝結(jié)，由此產(chǎn)生均勻的、強(qiáng)度較高的呈殼14形式的凝結(jié)層。換言之，裝入到型腔或者說模具中的鹽熔液在例如30至180秒上冷卻，由此，首先仍呈液態(tài)的鹽造型材料(鹽熔液)從邊緣起、即從模具起朝內(nèi)硬化。由此，通過邊緣外殼的形成，形成固體的空心體12。在隨后的設(shè)置在鋁壓鑄工具中的狀態(tài)中，鑄造型芯10、尤其是空心體12用首先呈液態(tài)的鑄造材料包鑄，由此制造鋁壓鑄構(gòu)件的空心室。
[0044]鹽混合物具有低的導(dǎo)熱能力，所述導(dǎo)熱能力隨著殼14的厚度的增加而降低從處于空心室16中的仍呈液態(tài)的鹽熔液到與此相比冷的鑄造模具中的熱量引出，由此，鑄造型芯10內(nèi)部、即空心室16中的鹽熔液仍可長時間保持液態(tài)。殼14的厚度、即空心體12的壁厚通過鹽熔液在鑄造模具中的停留時間來確定。
[0045]為了在制造鑄造型芯10時就已經(jīng)簡單地、尺寸非常精確地、可復(fù)制地和成本低廉地制造鑄造型芯10的在隨后的鋁壓鑄方法中高負(fù)荷的型芯支承部位，作為型芯支承裝置18或者說20在形成真正的鹽型芯輪廓的空心體12外部使用模具的鑄造系統(tǒng)。型芯支承裝置18、20在此可構(gòu)造成至少幾乎實(shí)心的，由此，所述型芯支承裝置尤其與鑄造型芯10的其余輪廓相比具有特別高的負(fù)荷能力，因?yàn)槠溆噍喞獌H通過殼14形成。
[0046]型芯支承裝置18例如在鑄造模具的排出冒口上形成并且這樣設(shè)定尺寸，使得在鑄造型芯10上澆口(Anschnitt)在殼形成結(jié)束之后完全實(shí)心地凝結(jié)。殼14的隔離作用使鹽熔液在通過殼14形成的鑄造型芯1內(nèi)部保持液態(tài)。殼的形成在鹽熔液在鑄造型芯1中的停留時間上呈對數(shù)地延緩。
[0047]優(yōu)選提出，在鑄造模具的出口上冒口橫截面這樣設(shè)定尺寸，使得澆口通過邊緣外殼的形成而完全凝固、將鑄造型芯10密封并且形成型芯支承裝置18。
[0048]此外優(yōu)選提出，在入口上、即在進(jìn)入孔上冒口橫截面大于殼14的厚度的兩倍，由此，多余的仍呈液態(tài)的鹽熔液通過填入孔從空心室16導(dǎo)出、例如倒出，其中，澆口面隨后凝固，由此，在形成型芯支承裝置20的情況下空心室16壓鑄穩(wěn)定地密封。其它型芯支承裝置可以可選地按照強(qiáng)度和尺寸精確度要求例如像型芯支承裝置18那樣在鋁壓鑄件的成形方向上制成。例如借助于機(jī)器人將鑄造型芯10從模具中取出以及將鑄造型芯10置入到鋁壓鑄工具中，其中，機(jī)器人可以例如在型芯支承裝置18、20上抓持鑄造型芯10。最后，將鑄造型芯10推入或插入到鋁壓鑄工具中。
[0049]換言之可提出，將裝入到模具的型腔中的鹽造型材料的仍呈液態(tài)的第一部分通過填入孔從空心室16導(dǎo)出，并且借助于裝入到型腔中且處于空心室16中的鹽造型材料的仍呈液態(tài)的第二部分通過所述第二部分的硬化將空心室16至少在填入孔的區(qū)域中封閉。在此，多余的鹽熔液或者可在鹽型芯脫模之前或者可時間受控地在鹽型芯脫模之后通過暫時仍保留的孔從模具中流出。
[0050]裝入到型腔中并且仍呈液態(tài)的鹽造型材料用于在形成型芯支承裝置的同時封閉空心室16。這意味著，不需要在制造鑄造型芯10之后的工藝來封閉空心室16。而是空心室16可至少在填入孔的區(qū)域中借助于已裝入到型腔中的鹽造型材料封閉。
[0051]作為對此的替換方案，可僅將形成殼14和型芯支承裝置18、20所需的量的鹽熔液填入到型腔中并且填入孔配備有合適地構(gòu)造的縮窄部，所述縮窄部可實(shí)現(xiàn)填入熱的鹽熔液，通過熔液在狹窄部位上的凝固阻止補(bǔ)充供料并且封閉填入孔。通過鑄造型芯10的運(yùn)動一一其中鑄造型芯10仍可處于模具中或可以已經(jīng)從模具中脫模，例如可在型芯支承裝置
18、20的區(qū)域中附加于殼形成還建立壁厚，而鹽熔液不可從空心室16中排出來。
[0052]換言之，可以使鑄造型芯10圍繞著至少一個軸線、尤其圍繞著至少兩個相互垂直延伸的軸線或圍繞著三個相互垂直延伸的軸線并且由此三維地運(yùn)動，而仍呈液態(tài)的鹽熔液處于空心室16中，由此，仍呈液態(tài)的處于空心室16中的鹽熔液沿著鑄造型芯10的限定空心室的壁運(yùn)動。
[0053]在鹽造型材料通過冷卻進(jìn)行的收縮在收縮危急區(qū)域、例如肋或壁厚突變部上導(dǎo)致鑄造型芯10損壞之前，機(jī)械上穩(wěn)定的殼14能夠使鑄造型芯10由鑄造模具成形。借助于仍處于型芯中的剩余熔液，通過鑄造型芯10在鑄造模具外部的合適的三維運(yùn)動，除了型芯支承裝置18、20之外，在接著的鋁壓鑄工藝中承受較高機(jī)械負(fù)荷的區(qū)域或具有較低殼形成趨勢的區(qū)域、例如肋頂部可局部地變厚，由此，鑄造型芯10由此可變硬。
[0054]圖2示出了根據(jù)第二實(shí)施形式的鑄造型芯10。由圖2中可看到，根據(jù)第二實(shí)施形式的鑄造型芯10與根據(jù)第一實(shí)施形式的鑄造型芯10的不同之處尤其在于型芯支承裝置18、20的構(gòu)型。
[0055]圖3示出了根據(jù)第三實(shí)施形式的鑄造型芯10。從圖3中可看到，根據(jù)第三實(shí)施形式的鑄造型芯10具有肋24，所述肋延伸到鑄造型芯10的內(nèi)部，即延伸到空心室16中。這可特別清楚地從圖4中看到，在圖4中示出了根據(jù)第三實(shí)施形式的分為兩部分的鑄造型芯10。殼14例如具有8毫米的厚度。左邊的型芯支承裝置20通過閉合的溢流口形成，而右邊的型芯支承裝置18通過閉合的部分地空心的澆注口形成。
[0056]圖5至7示出了根據(jù)第四實(shí)施形式的鑄造型芯10。此外，從圖5中還示出了整體上用26標(biāo)記的鋁壓鑄構(gòu)件，所述鋁壓鑄構(gòu)件借助于根據(jù)第四實(shí)施形式的鑄造型芯10制造。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于制造鑄造型芯(10)的方法，所述鑄造型芯尤其用于金屬鑄造，所述方法具有以下步驟: a)提供模具，所述模具具有至少一個型腔和至少一個與所述型腔在流體上連接的填入孔； b)將液態(tài)的可硬化的鹽造型材料通過所述填入孔裝入到所述型腔中； c)使裝入到所述型腔中的鹽造型材料至少部分地硬化，所述至少部分地硬化在形成由硬化的鹽造型材料制成的空心體(12)的情況下進(jìn)行，所述空心體具有所述鑄造型芯(10)的至少一個由硬化的鹽造型材料限定的空心室(16)， 其特征在于， 將所述鑄造型芯(10)的空心室(16)在所有側(cè)都借助于裝入到所述型腔中的鹽造型材料封閉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于， 在所述步驟c)之后，將裝入到所述型腔中的鹽造型材料的仍呈液態(tài)的第一部分通過所述填入孔從所述空心室(16)導(dǎo)出，并且借助于裝入到所述型腔中的鹽造型材料的仍呈液態(tài)的第二部分通過所述第二部分的硬化將所述空心室(16)至少在所述填入孔的區(qū)域中封閉。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述填入孔的橫截面大于限定所述空心室(16)的硬化的鹽造型材料的壁厚的兩倍。4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 在所述空心室(16)封閉之后，所述鑄造型芯(10)圍繞著至少一個軸線運(yùn)動，由此，鹽造型材料的處于所述空心室(16)中的仍呈液態(tài)的部分沿著所述空心體(12)分布并且硬化。5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 由鹽造型材料并且借助于所述模具制造至少一個從所述空心體(12)伸出的型芯支承裝置(18，20)，用于在鑄造模具中支承所述鑄造型芯(10)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述型芯支承裝置(18，20)至少在局部區(qū)域中構(gòu)造成實(shí)心的。7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 將所述鑄造型芯(10)接近最終輪廓地、尤其以0.1至0.5毫米范圍內(nèi)的公差進(jìn)行鑄造并且從所述模具中取出。8.—種鑄造型芯，尤其用于金屬鑄造，所述鑄造型芯具有由鹽造型材料形成的空心體(12)，所述空心體具有至少一個由硬化的鹽造型材料限定的空心室(16)， 其特征在于， 所述空心室(16)在所有側(cè)都通過硬化的鹽造型材料封閉。9.按照根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法制造的鑄造型芯(10)和/或根據(jù)權(quán)利要求8所述的鑄造型芯(10)在壓鑄方法、尤其是鋁壓鑄方法中的應(yīng)用。
【文檔編號】B22C9/10GK105828974SQ201480068710
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月5日
【發(fā)明人】P·菲克爾, R·霍爾, H·普費(fèi)弗, M·沙伊德克爾, K·威斯科夫
【申請人】戴姆勒股份公司