DPMA - Erfinderaktivitäten 2006/2007

die Keramik über eine hohe Thermoschockbeständigkeit
und hohe Warmfestigkeit verfügt.
In [3] wurde ein Werkzeug für das Thixoformen vorgestellt,
das aus einem Verbundwerkstoff besteht, der mit
Siliziumnitrid verstärkt wurde. Das Siliziumnitrid verfügt
über eine bis 1400°C gleich bleibend hohe Festigkeit,
Temperaturwechselbeständigkeit und Kriechbeständigkeit,
so dass eine deutliche Steigerung der Werkstoffstandzeit
zu erwarten ist.
Ein weiteres mögliches Verbundmaterial beschreibt die DE
10 2004 061 948 A1, bestehend aus einer mit dem Metall
in Berührung kommenden Innenschicht aus infiltrations-,
korrosions-, und formbeständigem sowie verschleißfestem
keramischem Werkstoff oder keramisch-metallischem
Mischwerkstoff und einer Außenschicht aus einem
anderen keramischen Werkstoff mit einer
Wärmeleitfähigkeit, die über die Wandstärke der Gießform
von Innen nach Außen einen genormten
Temperaturgradienten ergibt, und wobei die Außenseite
des Werkzeugs nicht wärmer als 600°C werden soll.
Zusätzlich wird in der Nähe der Innenschicht eine
Heizeinrichtung integriert, um die Innenschicht auf
Verarbeitungstemperatur zu erwärmen, die bei Stahl bis
zu 1800°C betragen kann, vgl. Figur 6.
Figur 6: : Werkzeug zum Thixoformen aus Keramik mit
Heizeinrichtung aus DE 10 2004 061 948 A1.
Die besondere Temperaturregelung der Werkzeugform
wird auch in der Patentanmeldung US 2007/0044937 A1
hervorgehoben. Besonderes Augenmerk gilt dabei aber
der Form, die zum Erwärmen und zum Transport des
thixotropen Materials zur Druckgussmaschine dient. Diese
ist aus einem hochfesten Warmarbeitsstahl mit regelbarer
integrierter Heizeinrichtung und nur für
Aluminiumlegierungen geeignet.
3. Ausblick
Für die Verarbeitung von Stahllegierungen wird die
Entwicklung der Werkzeuge hin zu Keramiken und
keramischen oder metallkeramischen Verbundwerkstoffen
gehen. Die Warmarbeitsstähle als Formwerkzeug werden
für die Verarbeitung von Leichtmetalllegierungen ihre
Berechtigung behalten.
Insgesamt ist festzustellen, dass durch die Kombination
von Urform- und Umformverfahren, wie es das
Thixogießen und die anderen Thixoformingverfahren
darstellen, alte Werkstoffe in neuer Qualität herstellbar
sind. Die mechanischen Eigenschaften werden gegenüber
dem Druckgussmaterial dabei so verbessert, dass sie
geschmiedetem Material sehr nahe kommen und so den
neuen Anforderungen im Automobilbau gerecht werden.
Auf materialtechnischer Seite scheint das Potential der
Thixoformingverfahren noch nicht erschöpft zu sein. Für
die Verarbeitung von Stahllegierungen wird die
Entwicklung der Werkzeuge hin zu Keramiken und
keramischen oder metallkeramischen Verbundwerkstoffen
gehen.
Literatur
[1] BÖGE, A.: “ Vieweg Lexikon Technik“. - Vieweg Sohn
Verlags GmbH, Braunschweig, Wiesbaden, 1997, S.
442 und 448.
[2] NOLL, T. R. et al.: “Auswahl und Bewertung von
Werkstoffen zur Formgebung im teilflüssigen
Zustand“. - In: Gießerei, Jahrgang 88, 2001, Heft 8, S.
60- 66.
[3] DOEGE, E.: “Thixoforming von hochschmelzenden
Stahlwerkstoffen“. - In: UTF science II/2001, S. 18-24.
[4] FUCH, K.-D.: “Für ein langes Leben“. In: Gießerei-
Erfahrungsaustausch, 2007, Heft 6, S. 58- 63.
28 Erfinderaktivitäten 2006/2007