具有至少一個(gè)通過鑄芯形成的有孔金屬體的鑄造構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑄造構(gòu)件、特別是按照權(quán)利要求1的前序部分所述的用于機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)的鑄造構(gòu)件，以及一種用于這樣的鑄造構(gòu)件的鑄芯。此外，本發(fā)明還涉及一種按照權(quán)利要求8的前序部分所述的用于制造這樣的鑄造構(gòu)件的方法以及一種用于制造用于這樣的鑄造構(gòu)件的鑄芯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由DE 10 2007 023 060 Al已知一種氣缸曲柄箱形式的鑄造構(gòu)件和一種用于制造這樣的鑄造構(gòu)件的方法，其中，氣缸曲柄箱的設(shè)計(jì)為空腔的水套的制造通過多個(gè)消失鑄芯實(shí)現(xiàn)。更確切地說，這些鑄芯就是相應(yīng)的鹽芯，所述鹽芯在前置的方法步驟中連接到用于引導(dǎo)相應(yīng)的往復(fù)活塞的所謂的氣缸襯套上。在制造鑄造構(gòu)件時(shí)在將氣缸襯套鑄入之后，在接著的方法步驟中，相應(yīng)的由水溶性的鹽構(gòu)成的鹽芯被相應(yīng)地沖洗掉。通過消失的鑄芯或者說鹽芯因此形成用于冷卻氣缸曲柄箱的水套的敞開的空腔。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的任務(wù)在于，倉Il造一種鑄造構(gòu)件和一種鑄芯以及一種用于制造這樣的鑄造構(gòu)件或者這樣的鑄芯的方法，借助于該鑄造構(gòu)件和鑄芯以及這樣的方法能夠?qū)崿F(xiàn)在相應(yīng)的通過鑄芯形成的空腔中提高鑄造構(gòu)件的強(qiáng)度或者剛性。
[0004]所述任務(wù)按照本發(fā)明通過一種具有權(quán)利要求1的特征的鑄造構(gòu)件以及一種具有權(quán)利要求6的特征的鑄芯來解決。此外，所述任務(wù)通過具有權(quán)利要求8或10所述特征的用于制造鑄造構(gòu)件或者鑄芯的方法來解決。本發(fā)明的有利的實(shí)施方案連同適宜的進(jìn)一步擴(kuò)展方案在其余權(quán)利要求中給出。
[0005]為了創(chuàng)造如下的鑄造構(gòu)件，所述鑄造構(gòu)件在相應(yīng)的空腔的區(qū)域中具有改善的強(qiáng)度或者剛性，按照本發(fā)明規(guī)定，通過鑄芯形成鑄入在空腔中的有孔金屬體。為此使用如下的鑄芯，所述鑄芯由金屬或金屬合金連同鹽、特別是晶體鹽澆鑄或者類似地加工。作為金屬或金屬合金在此適合的特別是鋁或者鋁合金、例如基于AlSi7的鋁合金。然而在本發(fā)明的范圍內(nèi)所一同包括的考慮是，也可以使用其它金屬或者金屬合金。
[0006]通過如下方式產(chǎn)生有孔金屬體，S卩，(特別是在鑄造構(gòu)件的鑄造過程之后)將鹽從消失鑄芯溶出。在此，優(yōu)選使用水溶性的鹽，從而通過以水沖洗能夠?qū)Ⅺ}洗去。通過溶出的鹽晶體或者鹽粒于是形成海綿狀的有孔金屬體的相應(yīng)的孔。因此整體上形成如下的有孔金屬體，借助于所述有孔金屬體至少部分地填充通過鑄芯產(chǎn)生的空腔。通過所述對空腔的填充在該區(qū)域中產(chǎn)生鑄造構(gòu)件的結(jié)構(gòu)上的增強(qiáng)并且因此產(chǎn)生更高的剛性或強(qiáng)度。在此，因此也可以達(dá)到在相應(yīng)的鑄造構(gòu)件中的重量節(jié)省，因?yàn)橥ㄟ^借助于有孔金屬體來加固或者增強(qiáng)可以將包圍空腔的相應(yīng)壁相應(yīng)地設(shè)計(jì)成更小的或者更薄的尺寸。
[0007]在本發(fā)明的另外的有利的實(shí)施方案中，所述鑄造構(gòu)件具有向外敞開的空腔的至少一個(gè)沖洗開口，通過所述沖洗開口能將鹽從鑄芯中沖洗出以用于形成有孔金屬體。換言之，按照本發(fā)明規(guī)定，將鑄芯優(yōu)選作為半成品(連同還容納在其中的鹽)置入到鑄造模具中并且通過以鑄造構(gòu)件的鑄造材料至少部分地包圍澆鑄(改鑄，轉(zhuǎn)鑄，UmgiePen)或者補(bǔ)鑄(鑄成一體，Angiefen)而形成相應(yīng)的空腔。于是基本上事后才進(jìn)行例如將相應(yīng)的鹽沖洗掉。沖洗開口可以以這樣的方式設(shè)計(jì)，即，所述沖洗開口在從鑄造模具取出鑄造構(gòu)件之后直接可使用，因此能夠在鑄造過程之后直接將鹽洗去。備選地，鑄芯可以被完全包圍澆鑄，從而在能夠?qū)㈣T芯的鹽洗出之前為了部分地露出鑄芯(并且因此為了制造沖洗開口)必須首先進(jìn)行鑄造構(gòu)件的(切肩)加工。
[0008]然而在本發(fā)明的范圍內(nèi)所一同包括的考慮是，在鑄造過程之前也已經(jīng)可以將鹽(至少部分地)從相應(yīng)的鑄芯中溶出。如以下還要描述的那樣，如果要使鑄芯的外層粗糙化以用于改善與鑄造構(gòu)件的鑄造材料的連接，或者在緊接于鑄造過程之后如果鑄芯或者有孔金屬體的個(gè)別部分區(qū)域不再能夠被沖洗，這例如是可想到的。
[0009]本發(fā)明的另一種有利的實(shí)施形式規(guī)定，在其中設(shè)置有有孔金屬體的空腔設(shè)計(jì)為用于引導(dǎo)介質(zhì)、特別是用于機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)的冷卻介質(zhì)。這樣的有孔金屬體因此具有如下特性:一方面非常良好地用于穩(wěn)定空腔、然而另一方面表現(xiàn)足夠的通流性，從而使介質(zhì)、例如用于機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)的冷卻水或者類似物可以循環(huán)。
[0010]在本發(fā)明的其它實(shí)施方案中，所述有孔金屬體和鑄造構(gòu)件具有或者帶有至少基本上相同的特性或者帶有不同的特性、特別是不同的熱膨脹系數(shù)的材料或者合金。如果所述兩種相應(yīng)的合金具有至少基本上相同的特性或者這兩種合金至少基本上是相同的，則得到的優(yōu)點(diǎn)是，有孔金屬體特別良好地集成到鑄造構(gòu)件中。在此，特別是例如可以避免在鑄造構(gòu)件中的應(yīng)力或類似情況，并且可以保證在金屬體和鑄造構(gòu)件之間的良好的連接。另一方面有利的是，鑄造構(gòu)件或金屬體的合金是不同的。由此，(特別是如果所述兩種合金具有不同的熱膨脹)，則例如實(shí)現(xiàn)了金屬體特別有利地夾緊在鑄造構(gòu)件空腔之內(nèi)。
[0011]上述關(guān)于按照本發(fā)明的鑄造構(gòu)件所述的優(yōu)點(diǎn)同樣適用于按照權(quán)利要求6所述的鑄芯。
[0012]在本發(fā)明的另外的實(shí)施方案中，在鑄芯之內(nèi)設(shè)有具有不同的金屬成分或鹽成分的區(qū)域。通過相應(yīng)地改變金屬含量或鹽含量可以產(chǎn)生有孔性、相應(yīng)的孔的尺寸或類似方面的相應(yīng)變化，以便由此影響例如金屬體和鑄造構(gòu)件的剛性和強(qiáng)度。
[0013]上述關(guān)于按照本發(fā)明的鑄造構(gòu)件和所屬的鑄芯所描述的優(yōu)點(diǎn)同樣適用于按照權(quán)利要求8所述的用于制造鑄造構(gòu)件的方法。
[0014]在此，在本發(fā)明中的有利的實(shí)施方案中規(guī)定，在鑄入到鑄造構(gòu)件的鑄造材料中之前處理鑄芯的外層。在此，例如可以設(shè)有鑄芯的相應(yīng)的外罩，在所述外罩中例如比中間的區(qū)域中設(shè)置更少的鹽或者更多的鹽。也可以對鑄芯的外皮或外層進(jìn)行粗糙化或者紋理化，以便實(shí)現(xiàn)鑄芯或金屬體更好地夾緊在鑄造構(gòu)件的鑄造材料內(nèi)部。例如也可行的是，鑄芯的外層通過如下方式粗糙化，即，在鑄造所述鑄造構(gòu)件之前已經(jīng)在該外層區(qū)域內(nèi)將相應(yīng)的鹽溶出。
[0015]上述關(guān)于按照本發(fā)明的鑄造構(gòu)件或者所屬的鑄芯以及相應(yīng)的用于制造鑄造構(gòu)件的方法所提到的優(yōu)點(diǎn)同樣適用于按照權(quán)利要求10所述的用于制造消失的鑄芯的方法。
【附圖說明】
[0016]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)由以下對優(yōu)選的實(shí)施例的描述以及借助附圖得出；圖中:
[0017]圖la、lb示出用于呈機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)的曲柄箱形式的鑄造構(gòu)件的鑄芯的俯視圖或者透視剖視圖，借助于所述鑄芯能產(chǎn)生用于內(nèi)燃機(jī)的相應(yīng)氣缸的水套形式的空腔，并且所述鑄芯通過對金屬、特別是鋁合金連同鹽進(jìn)行共同鑄造而形成；以及
[0018]圖2a、2b示出呈用于機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)的曲柄箱形式的鑄造構(gòu)件的示意性俯視圖和沿著通過圖2a中的線IIb-1Ib所代表的剖切平面的示意性剖視圖，其中，能看出的是，通過鑄芯形成的水套形式的空腔通過有孔金屬體填充，所述有孔金屬體通過將鹽從鑄芯中沖洗出而形成。
【具體實(shí)施方式】
[0019]在圖1a和Ib中以示意性俯視圖或透視剖視圖示出鑄芯10，借助于所述鑄芯在用于制造如圖2a和2b中示出的呈用于機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)的氣缸曲柄箱形式的鑄造構(gòu)件12的鑄造過程中產(chǎn)生連接在該鑄造構(gòu)件上的空腔14，所述空腔按照以下還要更詳細(xì)描述的方式形成用于內(nèi)燃機(jī)的相應(yīng)的氣缸16的水套。
[0020]首先，在一種相應(yīng)的方法中，消失的鑄芯10通過對金屬、特別是鋁或鋁合金連同鹽進(jìn)行鑄造而產(chǎn)生。為此，在相應(yīng)的鑄造過程中金屬熔體與鹽混合并且澆鑄。然而其它制造過程也是可行的。
[0021]作為合金適合的是例如基于AlSi7的鋁合金。自然也可應(yīng)用多種其它合金、特別是鋁基合金。同樣也可應(yīng)用純金屬。作為鹽適合的特別是水溶性的鹽，所述鹽按照簡單