[发明专利]用于制造至少一个铸件的带有至少一个型腔的铸造模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造至少一个铸件的带有至少一个型腔的铸造模具以及借助于该铸造模具所制造的铸件。

背景技术

EP 0 106 203 A1已公开了一种带有呈肋状的抬高部或者扩大部的薄壁铸件，其中，抬高部或者扩大部形成相互关联的连接肋且限制填充面的数量。在铸造的情形中，熔体穿过直的、垂直和水平延伸的肋从四个方向流动到填充面中，从而使得这些填充面被快速填充。以该方式可有效防止冷焊。该铸件的使用在汽车工业中适合用于壳体和车轮。

在由铝合金构成的轻型结构行驶机构件的批量生产中，此时尤其在铝熔体的较大的流动路径的情形中仅可实现带有在5mm之上的壁厚的铸件。这由金属熔体的表面应力和在熔体前沿上形成的氧化皮产生，尤其在较长的流动路径的情形中。由此，行驶机构件的部分区域仅仅出于铸造技术原因具有大于一定必要的壁厚。由此产生与较高重量相关联的增加的材料投入，这尤其鉴于轻型结构而言是非常不利的。为了优化流动路径和流动速度，将已知作为表面铸型涂料的涂层涂覆到铸造面上，其使得铸造模具的光滑表面变粗糙。

发明内容

在此背景下，本发明所基于的目的是，提供一种带有型腔的铸造模具，借助于其即使在金属熔体的较长流动路径的情形中也可制造带有较小壁厚的铸件。

该目的利用一种根据专利权利要求1的特征的铸造模具来实现。从属权利要求涉及本发明的特别适宜的改进方案。

根据本发明于是设置有用于制造至少一个铸件的带有至少一个型腔的铸造模具，在其中铸造模具的限制型腔的铸造面至少区段地具有由多个基本单元构成的表面结构化，其中，每个基本单元具有相对铸造面伸出的和/或回缩的结构，其在相应的基本单元内截止。通过使伸出的和/或回缩的结构在基本单元内截止，每个结构完全被铸造面的接片包围，从而提供带有相对由开头所提及的现有技术已知的格栅结构来定义的粗糙度的表面结构化。通过表面结构化的该适宜的粗糙度，在金属熔体与铸造面之间的接触面积被最小化。金属熔体的局部速度通过该表面结构化基于局部的紊流被提高。在熔体上的氧化皮被逐渐撕碎。

在锭模和金属熔体的结构化表面的边界区域处，由于不同的湿润特性形成具有绝缘效果的空气层或者空气垫。由此防止，金属熔体的热能通过与铸造模具的表面结构化的直接接触被减少。因此，该金属熔体相比具有与非结构化的铸造面的直接接触的金属熔体流动得更远。

总的来说得出如下，即，通过伸出的或回缩的结构实现一种表面结构化，其胀裂在熔体前沿的流动运动期间形成的氧化皮。此外，熔体前沿的表面应力被适宜地降低。由此可实现，在铸件的相同壁厚的情形中增大熔体的流动长度或者在相同流动长度的情形中缩小铸件的壁厚。显然，流动长度的增大和壁厚的缩小的组合是同样可能的。由此产生地得出所需要的熔体的减少且所制造的铸件同样可具有低于5mm的较小壁厚。由此，铸件的总重量被降低且鉴于轻型结构而言被优化。所制造的铸件的特性不被带入到铸造模具中的表面结构化负面影响。表面结构化在铸造模具中可被用于制造由轻金属、优选由铝构成的铸件，尤其在重力铸造、翻倾铸造、CPC浇铸(背压铸造)、低压铸造和压力铸造的情形中。

铸造模具的一种有利的设计方案设置成，表面结构化的基本单元形成带有相同构造的结构的样式。通过使表面结构化形成带有相同结构的样式，尤其地用于将表面结构化带入到铸造模具的铸造面中的制造成本被最小化。此外，由此在表面结构化的整个区域中相同的效果作用到金属熔体和熔体前沿上。显然还可行的是，表面结构化还形成不同结构的样式。在此，制造成本虽然较大，然而可取决于铸件的复杂性在各个区域中获得不同的效果。

此外可有利的是，表面结构化的所有基本单元具有相同的尺寸和/或形状。然而同样可设想的是，基本单元具有不同的形状或尺寸，尤其当在铸造模具的确定区域中应实现其它效果时。还可适宜的是，表面结构化的两个或多个基本单元至少部分重叠。由此，相邻的基本单元的结构的距离可根据铸件结构或者铸造模具的型腔的复杂性被改变，以便于实现或增强确定的效果。

本发明的一种特别有利的设计方案设置成，该结构呈球形地构造。通过呈球形地、尤其呈半球形地构造的在相应的基本单元中的凹入部得出类似于高尔夫球结构的表面结构化。通过所谓的高尔夫球效应，由铸造面本身的摩擦阻力通过接触面积的减少而被降低且金属熔体的流动速度和由此金属熔体的流动长度也被增大。此类结构也被称作非定向结构且可在优选地期望金属熔体的缓慢的、关于方向未定义的流动的位置处被到处使用。