专利名称：中空锻造件的制造方法和由此得到的锻造件的制作方法
技术领域：
本发明涉及经过锻造操作制造金属零件的技术领域。
背景技术：
本发明的对象在制造金属零件，比如铝合金零件时，找到了特别有利的应用，用于 制造用于比如自行车或汽车领域中的零件，比如大梁、三角悬挂架、转轴、传动件、电机支架 或各种其它的与地面的连接件。在现有技术中，通过锻造技术制造零件是已知的。此方法包括制造金属锭并在进 行必要的加热之后将其置于模具的两个雕刻槽之间。通过彼此相对地在这两个雕刻槽上施 加压力，在金属锭上做功使之变形，同时保证其良好的表面状态。这样的方法能够得到具有 良好机械强度(静态和动态)的零件并且保持了几何公差。但是此技术只能得到整体而且比较粗大的零件，哪怕使用的材料是轻的合金。在 同样的意义上，考虑到原料的价格，特别是零件结构材料的价格，这就导致零件的价格也比较高。为了克服这样的缺点，文献EP 0，850，825提出用要去掉的材料制造型芯，以构成 自行车脚蹬曲轴的中空部分。此型芯由支架部分延长，其作用是将支架支撑在铸模的内部， 在该铸模中倒入金属。在最终的锻造操作之前，型芯的支持部分以及界定接纳孔的型芯部 分被拆掉。即使这样的技术能够减少材料的使用量，此技术在实践中也并未给出满意的结 果，因为它不能保证在锻造过程中型芯有良好的稳定性。再有，此技术必须在锻造操作之前 拆掉型芯部分。除了与此操作相联系的缺点之外，并不排除型芯的残渣残留在锻造设备上， 这同样会造成零件表面的缺陷。
发明内容
因此，本发明旨克服如上所述的缺点，同时提出一种能够在享有该零件锻造方法 的优点的同时，还得到低成本优化了重量的零件。本发明的另一个目的旨在提出一种能够制造中空锻造件的方法，其尺寸的特征得 到完美的控制。本发明的又一个目的旨在赋予一种方法能够简单而又以低成本制造中空锻造件， 而在其进行锻造操作时没有明显的表面缺陷。为了达到这些目的，按照本发明的方法旨在制造中空锻造件。因此，本发明的目的旨在提出一种制造中空铸造件的方法，该方法包括如下步 骤-用损耗材料制造型芯，其形状相当于要得到的零件内部的形状，当进行锻造时， 此形状即将变形，-将该型芯在铸模中定位，-在型芯的周围浇铸金属，使之完全包住型芯，得到铸锭，
-密封铸锭，使型芯与外面完全隔离，_锻造铸锭，得到所需形状的零件，以及_从零件中清除型芯，以得到中空锻造件。按照该制造方法的一个有利的特征，该方法包括装有至少一个气体排出管道的型芯。该方法有利地包括借助于该气体排出管道保证将该型芯在铸模中定位。按照一个实施模式，该方法包括通过封堵每一根气体排出管道来保证铸锭的密 封。按照一个优选的实施方案，该方法包括借助于充满所述管道的刚性元件来封堵每 一根气体排出管道。该方法优选包括，将气体排出管道在型芯中定位在用来构成用于零件的沟槽处。按照一个实施例，该方法包括将气体排出管道定位，使其从型芯两端向外突出，以 在该零件中构成横向的槽部。按照一个实施方案，该方法包括保证铸锭在其锻造之前先被预热。本发明的另一个对象是提出一种周围完全被金属包围的消耗材料制造的型芯，至 少一根插入该型芯内部的气体排出管道开口在其中。该铸锭优选包括一个被放置在每一根气体排出管道中的闭合刚性封堵元件。本发明的另一个目的是在锻造和去掉型芯之后，得到来自铸锭的中空锻造件。本发明的再一个目的是得到按照本发明方法得到的中空锻造件。
参考附图由下面的叙述，其它的特征将更加明确，这些附图显示出作为非限定性 实例的本发明对象的实施模式。图1是表示制造由按照本发明制造方法得到的零件例子的剖开的投影图。图2说明在按照本发明方法的一个步骤中，具有剖开部分的一个型芯。图3是表明装有气体排出管道的型芯的剖开的轴侧视图。图4说明如在图3中所述的型芯被放置在模具中的情况。图5是在物料在流入图4中所述的模具中之后得到的铸锭的轴测投影图。图6说明在浇铸操作之后，并且其气体排出管道被封闭而得到的铸锭。图7是在其中将在图6中所述的铸锭定位的锻造内模的视图。图8说明在锻造操作之后得到的零件剖开一部分的投影图。图9说明其中型芯部分被打孔的零件去掉一部分的投影图。
具体实施例方式本发明的对象旨在保证制造中空锻造件1。在图1中所述的实施例中，零件1是一 根包括臂本体2的梁，在臂的每一端具有圆柱形的头部3。每一个头部3设有横向的孔4， 在相对的两个侧表面5上开口。在说明的实施例中，两个孔4沿着彼此平行并且垂直于臂2 的延伸方向的轴线延伸。如在图1中所清楚地显示出的。臂本体2是中空的，此时它包括 一个在两个头部3的孔4中开口的槽部7。
零件1是按照本发明的制造方法得到的，该方法旨在保证对损耗材料制造的型芯 进行浇铸，以得到铸锭，然后对其进行锻造操作。如在图2中可清楚地显示出的，按照本发明的方法包括用损耗材料制造型芯10， 其外形相当于要得到的在随后进行锻造操作时即将经受变形零件1的内部形状，此锻造操 作将在后面详细叙述。该型芯10可按照各种已知的方法由损耗材料制造。比如该型芯10 是由盐制造的型芯、借助于冷却或加热箱，即“壳型铸造法”的用砂制造的型芯。在说明的 实施例中，该型芯由砂和树脂构成。按照一个优选实施方法的特征，型芯10是充满的。当然，可以设计制造具有中空 特征的型芯10。在此情况下，该型芯适合于具有当其随后进行锻造操作时所必需的机械强 度。换句话说，型芯10适合于用来耐受在进行锻造操作时受到加载的外力。按照一个优选的实施方案，型芯10具有至少一个气体排出管道11。在图3中叙 述的实施例中，型芯10具有两根气体排出管道11。每一根气体排出管道都是由比如开有 孔12并且至少部分插入型芯内部的管子11形成的。每一根管道11从型芯10向外延伸突 出。当进行浇铸时，此管道11用来将气体排放到模具外面。这里的气体可来源于构成型芯 10 一部分的树脂燃烧。在同样的意义上，按照一个优选的实施方案，型芯10的外表面可通 过比如浸渍而被赋予不可透过性，以强制气体通过管道11排出。按照一个优选实施方法的特征，每一个气体排出管道11位于型芯10中用来构成 零件用孔4之处。换句话说，每一根管道11被放置得使其对称轴与其中放置管道的孔4的 轴线同轴。按照一个优选实施方法的特征，在进行浇注操作时，每一根气体排出管道11保证 型芯10在模具中的定位。在说明的实施例中，每一根气体排出管道11从型芯的两端向外 突出，即从侧表面5突出。按照本发明，该方法包括借助于传统的浇铸方法保证在型芯10上进行浇铸。由于 浇铸的操作属于本领域专业人员已知的技术知识的一部分，所以就不再详细地说明，可以 通过无论何种已知的铸造技术来进行。如此，在图4中可更清楚地显示出的，型芯10被放置在模具15中，在图4中只描 述了其内部。按照说明的实施方案的特征，气体排出管道11起着将型芯10定位在模具15 内部的作用。该模具是各种类型的，可以是砂模、金属铸模或各种其它能够制造由于锻造的 预制件的浇铸方法。因此，该方法包括保证金属在型芯10的周围流动，以完全包住型芯，得到如在图5 中所述的铸锭18。除了有气体排出管道11存在时的该管道以外，该型芯10被完全包住。按照本发明的方法旨在对铸锭18进行密封，使得型芯10对外面的环境处于完全 隔开的状态。在所说明的实施例中，通过用各种类型(图6)的封堵元件20堵住每一根气 体排出管道11来保证此密封。此封堵元件20可以用各种适当的方法制造，比如金属塞、塑 料塞或陶瓷塞。用这样的方法，型芯10就不会与空气接触。按照一个优选实施方法的特征，该方法包括借助于充满该管道的封堵元件20封 堵住每一根气体排出管道11。此元件20可以是比如完全充满每一根气体排出管道11的金 属杆或金属轴。这些元件能够使每一根气体排出管道提高刚性并且密封。然后，按照本发明的方法包括保证铸锭18的锻造，以得到所需形状的零件。
此锻造的操作可以在冷态或者热态下进行。在加热锻造的情况下，铸锭18先被加 热，然后如在图7中所示被放置在锻压模具22中。如此该铸锭18就被定位在各种已知类 型的两块锻压模具之间。当进行此锻压操作时，总是存在于铸锭18中的型芯10能够保证 反压，以避免在进行锤击操作时零件在槽部7附近崩落。如此型芯10就保证了适当的加压 水平，以得到良好的机械特性和机械强度。应该注意到，在型芯10内有金属轴20存在也有 助于型芯的机械强度。在锻造操作以后，如在图8中所示，从模具中取出零件1。如果由于锻造操作使零 件1具有飞边22，此时要去掉此飞边22。然后，按照本发明的方法包括保证从零件1中清除掉型芯10，以得到中空的锻造 零件。此清除操作可借助于各种适当的手段，比如用钻、震动和/或热处理来实现，能够去 除全部型芯10。比如，可设计在头部3的附近进行钻孔，就得到孔4 (图9)，而热处理则用 来取出位于臂部2中的型芯，以形成槽部7。在去掉全部型芯10之后，就得到了中空零件 1(图 1)。如在前面的叙述所表明的，按照本发明的方法能够得到中空的锻造零件。在说明 的实施例中，该零件1是一根梁。很清楚，本发明的对象可用于具有各种形状，开有一个或 多个槽的不同零件。
权利要求
中空锻造件(1)的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤-用损耗材料制造型芯(10)，其形状相当于要得到的零件内部的形状，当进行锻造时，此形状即将变形，-将该型芯(10)在铸模中定位，-在型芯(10)的周围浇铸金属，使之完全包住型芯，得到铸锭(18)，-密封铸锭(18)，使型芯(10)与外面完全隔离，-锻造铸锭(18)，得到所需形状的零件，以及-从零件中清除型芯(10)，以得到中空锻造件(1)。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括给该型芯(10)装上至少一根气体 排出管道(11)。
3.按照权利要求2的方法，其特征在于，该方法包括借助于该气体排出管道(11)将该 型芯(10)定位在模具中。
4.按照权利要求1和2的方法，其特征在于，该方法包括通过封堵每一根气体排出管道 (11)来保证铸锭(18)的密封性。
5.按照权利要求4的方法，其特征在于，该方法包括借助于充满所述管道的刚性元件 (20)来封堵每一根气体排出管道(11)。
6.按照权利要求1 5中之一项的方法，其特征在于，该方法包括将气体排出管道 (11)在型芯(10)中定位在用来构成用于零件的沟槽(4)处。
7.按照权利要求6的方法，其特征在于，该方法包括将气体排出管道(11)定位，使其从 型芯两端向外突出，以在该零件中构成横向的槽部(4)。
8.按照权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括保证在将铸锭(18)锻造之前先将 其预热。
9.铸锭，其特征在于，它包括周围完全被金属包围的消耗材料制造的型芯(10)，至少 一根插入该型芯内部的气体排出管道(11)开口在其中。
10.按照权利要求9的铸锭，其特征在于，它包括一个被放置在每一根气体排出管道 (11)中的闭合刚性封堵元件(20)。
11.中空锻造件，其特征在于，它由按照权利要求10的铸锭(18)在锻造和去掉型芯之 后而得到。
12.由按照权利要求1的方法得到的中空锻造件。
全文摘要
本发明涉及中空锻造件的制造方法，该方法包括如下步骤用损耗材料制造型芯，其形状相当于要得到的零件内部的形状，当进行锻造时，此形状即将变形、将该型芯在铸模中定位、在型芯的周围浇铸金属，使之完全包住型芯，得到铸锭(18)、密封铸锭(18)，使型芯与外面完全隔离、锻造铸锭(18)，得到所需形状的零件，以及从零件中清除型芯，以得到中空锻造件。
文档编号B22C9/10GK101808762SQ200880107675
公开日2010年8月18日 申请日期2008年9月26日 优先权日2007年9月28日
发明者F·德吉, H·马勒, M·皮涅 申请人:C2Ft公司