Verfahren zur Verbesserung des Magnesium-Druckgussprozesses

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gußteilen mit einem Magnesium-Druckgußprozeß, wobei die Innenfläche einer mit einer Öffnung versehenen Hohlform mit einem Trennmittel beschichtet wird.

[0002] Im Fahrzeugbau kommen zunehmend leichte Materialien wie z.B. Aluminium und Magnesium und deren Legierungen in Form von Druckgußteilen zum Einsatz.

[0003] Beim Magnesium-Druckgußverfahren wird Magnesium flüssig unter hohem Druck in Formen gepreßt. Damit sich das Magnesiumwerkstück nach dem Erkalten leicht aus der Form entnehmen läßt, wird nach dem Stand der Technik vor dem Einfüllen des Magnesiums in die Form eine wässrige Emulsion von Kohlenwasserstoffen auf die etwa 200°C heiße Oberfläche der Form gespritzt. Das Wasser verdampft und die Kohlenwasserstoffe verbleiben in einer dünnen Schicht als Trennmittel auf der Form.

[0004] Mit diesem Magnesium-Druckgußverfahren hergestellte Werkstücke aus Magnesium werden heute geschraubt und geklebt, da die Herstellung sicherer Schweißverbindungen in der Serienproduktion noch nicht zum Stand der Technik gehört. Beispielsweise wird in "ASM Handbuch Magnesium" Auflage Mai 1999 in Anlage 1, Bild 59 ein Querschnitt durch eine Schweißnaht mit beim Schweißen gebildeten Poren gezeigt. Als Ursache für die Porenbildung werden schmutziges Grundmaterial, schmutziger Fülldraht, schlechte Schutzgasabdeckung und feuchtes Schutzgas genannt.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Magnesium-Druckgußprozeß vorzuschlagen, der ein nachfolgendes porenfreies Verschweißen von mit dem Prozeß erhaltenen Werkstücken ermöglicht.

[0006] Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

[0007] Kennzeichnend an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß Trennmittel ohne Wasserstoffatomanteil verwendet werden. Schweißversuche haben nämlich ergeben, daß eine Beachtung der allgemeinen Schweißregeln, z.B. nur sauberes Material einzusetzen und eine gute Schutzgasabdeckung mit trockenem Schutzgas zu gewährleisten, nicht ausreicht, um die Porenbildung zu verhindern. Weiterführende Untersuchungen haben überraschend gezeigt, daß die Porenbildung auf bereits im Grundwerkstoff vorliegendes Magnesiumhydrid zurückzuführen ist, das beim Schweißen Wasserstoff freisetzt. Das Magnesiumhydrid wird beim Eindrücken des heißen Magnesiums in die Gußform gebildet. Bei einer Zersetzung von Kohlenwasserstoffen des Trennmittels wird Wasserstoff frei und verbindet sich mit Magnesium zu Magnesiumhydrid. Dieses ist durch einfaches Säubern nicht zu entfernen, da es im Inneren des zu schweißenden Werkstücks vorliegt, und ist deshalb die eigentliche Ursache der Probleme beim Schweißen. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung von Trennmitteln ohne Wasserstoffatomanteil treten diese Schweißprobleme nicht auf.

[0008] Als Trennmittel kann ein Kohlenstoffmaterial verwendet werden. Das Kohlenstoffmaterial kann beispielsweise, das als Ruß oder kolloider Graphit wegen der Feinheit der Kohlenwasserstoffteilchen als Kolloid, Suspension oder Emulsion auf die Gußform flüssig aufgebracht und, eventuell unter Erwärmen, verfestigt werden.

[0009] Alternativ kann mit einem an sich bekannten Verfahren eine Schicht mit Kohlenstoffmaterial durch Verbrennen von Kohlenwasserstoffgas an der Innenfläche der Hohlform erzeugt werden. Ein solches Verfahren ist in EP 0 368 267 B1 ausführlich beschrieben.

[0010] Das Kohlenwasserstoffgas kann beispielsweise mit Acetylen gebildet werden. Bei der Zersetzung von Acetylen in einer Flamme entstehen besonders fein aufgeteilte Rußteilchen (Acetylenruß).

[0011] Als Trennmittel kann mit Vorteil bei einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens Bornitrid verwendet werden. Bornitrid ist in seiner hexagonalen Modifikation ein gutes Hochtemperaturschmiermittel, wird wie das Kohlenstoffmaterial eingesetzt und deshalb oft als "anorganischer Graphit" bezeichnet.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Gußteilen mit einem Magnesium-Druckgußprozeß, wobei die Innenfläche einer mit einer Öffnung versehenen Hohlform mit einem Trennmittel beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß Trennmittel ohne Wasserstoffatomanteil verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennmittel ein Kohlenstoffmaterial verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem an sich bekannten Verfahren eine Schicht mit Kohlenstoffmaterial durch Verbrennen von Kohlenwasserstoffgas an der Innenfläche der Hohlform erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenwasserstoffgas mit Acetylen gebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennmittel Bornitrid verwendet wird.