DPMA - Erfinderaktivitäten 2006/2007

vorangestellt wird, gefolgt von einem isothermen Halten
bei Temperaturen von 570° bis 580°C für 30 s bis maximal
180 s, vgl. DE 103 61 691 B4 von Hyundai Motor & Co..
Bei der Extrusion werden die zähflüssigen Materialien
durch eine Düse in den Formhohlraum gepresst. Dazu
wird das Material mittels einer Schneckenpresse, die von
einer Heizung umgeben ist, geschmolzen und dabei
homogenisiert sowie zur Düse transportiert, um dann mit
sehr hohem Druck durch die Düse gepresst zu werden,
vgl. Figur 5.
Figur 5: Schmelzschnecke für Magnesiumlegierung, die mit der
Gießkammer einer Druck- oder Spritzgussmaschine verbunden
ist, vgl. DE 10 2004 032 443 A1.
Solche Schneckenpressen sind aus der Verarbeitung von
Kunststoffen bekannt, weshalb in der Praxis europaweit
thixotrope Magnesiumlegierungen eher in der Kunststoff
verarbeitenden Industrie und nicht, wie anzunehmen, in
Metallgießereien hergestellt werden.
Auch das Verarbeiten hoch schmelzender Stahlwerkstoffe
im Thixoforming ist für den Automobilbereich interessant,
wenngleich durch die höheren Verarbeitungstemperaturen
besondere Anforderungen an die Prozessführung und das
Material der Maschinen zu stellen sind. Eine weitere
Besonderheit bei Stahl ist die direkte Abhängigkeit des
Erstarrungsintervalls vom Kohlenstoffgehalt.
Erst mit steigendem Kohlenstoffgehalt hin zu den Mengen
in Gusseisenlegierungen (2% C und mehr), liegt ein
genügend breites Erstarrungsintervall vor, um ein
definiertes fest/flüssig Verhältnis bei der thixotropen
Verarbeitung einzustellen, so dass neben der hohen
Verarbeitungstemperatur auch bezüglich der genauen
Einstellung des festen/flüssigen Phasenanteils bei
niedrigen Kohlenstoffgehalten besondere Schwierigkeiten
zu überwinden sind. Das erforderliche Gefüge wird durch
eine spezielle Wärmebehandlung und kontrollierte
Abkühlung erzielt.
2.3. Formwerkzeugmaterialien für das Thixocasting
Für die neueren Werkstoffe, die mittels Thixocasting
verarbeitbar sind, ist auch ein neues Werkzeugkonzept
erforderlich, das einerseits den höheren Temperaturen als
bei der Leichtmetallverarbeitung gerecht wird und
andererseits eine sehr genaue Temperatursteuerung bei
der Verarbeitung ermöglicht.
Geeignete Werkzeuge für das thixoptrope Gießen können
aus Warmarbeitsstahl gefertigt sein, der aber den
besonderen Anforderungen der festen/flüssigen
Verarbeitung legierungstechnisch angepasst sein muss.
Der herkömmlich für eine Druckgießform verwendete
Warmarbeitsstahl wäre zu schnell verschlissen.
Da aber die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens in
erheblichem Maß vom Kostenfaktor für das
Gießwerkzeug, insbesondere für die Gießform, abhängt,
gehört die Lebensdauer der Gießform zum wichtigsten
Einflussfaktor für die Auswahl eines geeigneten
Herstellungsverfahrens. Die Lebensdauer des geeigneten
Formenwerkstoffes hängt von vielen Faktoren ab, vgl. [4]:
- Zu vergießender Werkstoff
- Werkzeugkonstruktion
- Wärmebehandlung
- Behandlung und Pflege der Form
- Oberflächenzustand
- Mechanische und thermische Belastung und
- Stahlqualität.
Diese Faktoren sind somit nicht allein materialtechnischer
Natur, vielmehr ist auch die Art und Weise der
Prozessführung von Bedeutung für den
Werkzeugverschleiß, so dass nicht allein der
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