Title:
Verfahren und Anordnung zur Wärmebehandlung von metallischen Gussteilen
Kind Code:
B4


Abstract:

Verfahren zur Wärmebehandlung von metallischen Gussteilen, wobei die Wärmebehandlung den Prozessteil des Lösungsglühens mit einem anschließenden Abkühlen enthält und unter Zuhilfenahme eines Granulates erfolgt, wobei das Lösungsglühen in einem aufgeheizten, vollständig ruhenden heißen Granulat (4) erfolgt, wobei das heiße Granulat (4) das zu behandelnde Gussteil (1) vollständig umschließt und abstützt, derart, dass Granulatkörner mit der gesamten Außenfläche des Gussteils (1) in einem, einen direkten Wärmeübergang bewirkenden Kontakt sind und dass das Gussteil (1) nach einer vorgegebenen Zeit abgekühlt wird, wobei
- eine vorbestimmte Menge Granulat mit einer vorbestimmten Wärmemenge aufgeheizt wird,
- das heiße Granulat (4) zusammen mit dem Gussteil (1) in einem Behandlungsgefäß (2) derart platziert wird, dass das heiße Granulat (4) das Gussteil (1) vollständig umschließt und abstützt,
- nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer das heiße Granulat (4) von dem Gussteil (1) getrennt wird,
- das Gussteil (1) abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Abkühlen dadurch erfolgt, dass
- das heiße Granulat (4) aus dem Behandlungsgefäß (2) entfernt wird, und
- das Gussteil (1) durch Einbringen einer vorgegebenen Menge kalten Granulats (9) in das Behandlungsgefäß (2) abgekühlt wird, wobei das nach dem Einbringen vollständig ruhende kalte Granulat (9) das zu behandelnde Gussteil (1) vollständig umschließt und abstützt derart, dass Granulatkörner mit der gesamten Außenfläche des Gussteils (1) in einem, den direkten Wärmeübergang vom Gussteil (1) auf das kalte Granulat (9) bewirkendem Kontakt sind. embedded image




Inventors:
Gaugler, Jan (74855, Haßmersheim, DE)
Hummel, Marc (74363, Güglingen, DE)
Application Number:
DE102015009213A
Publication Date:
05/09/2018
Filing Date:
07/15/2015
Assignee:
AUDI AG, 85045 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102012015844A1N/A2014-02-13
DE102011119002A1N/A2013-05-23



Claims:
Verfahren zur Wärmebehandlung von metallischen Gussteilen, wobei die Wärmebehandlung den Prozessteil des Lösungsglühens mit einem anschließenden Abkühlen enthält und unter Zuhilfenahme eines Granulates erfolgt, wobei das Lösungsglühen in einem aufgeheizten, vollständig ruhenden heißen Granulat (4) erfolgt, wobei das heiße Granulat (4) das zu behandelnde Gussteil (1) vollständig umschließt und abstützt, derart, dass Granulatkörner mit der gesamten Außenfläche des Gussteils (1) in einem, einen direkten Wärmeübergang bewirkenden Kontakt sind und dass das Gussteil (1) nach einer vorgegebenen Zeit abgekühlt wird, wobei
- eine vorbestimmte Menge Granulat mit einer vorbestimmten Wärmemenge aufgeheizt wird,
- das heiße Granulat (4) zusammen mit dem Gussteil (1) in einem Behandlungsgefäß (2) derart platziert wird, dass das heiße Granulat (4) das Gussteil (1) vollständig umschließt und abstützt,
- nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer das heiße Granulat (4) von dem Gussteil (1) getrennt wird,
- das Gussteil (1) abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Abkühlen dadurch erfolgt, dass
- das heiße Granulat (4) aus dem Behandlungsgefäß (2) entfernt wird, und
- das Gussteil (1) durch Einbringen einer vorgegebenen Menge kalten Granulats (9) in das Behandlungsgefäß (2) abgekühlt wird, wobei das nach dem Einbringen vollständig ruhende kalte Granulat (9) das zu behandelnde Gussteil (1) vollständig umschließt und abstützt derart, dass Granulatkörner mit der gesamten Außenfläche des Gussteils (1) in einem, den direkten Wärmeübergang vom Gussteil (1) auf das kalte Granulat (9) bewirkendem Kontakt sind.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für das Lösungsglühen des Gussteils (1) benötigte Wärmemenge, vorzugsweise durch thermodynamische Berechnungen, bestimmt wird, und/oder dass dem Granulat (4) vor dem Einbringen des Gussteils (1) eine Wärmemenge zugeführt wird, die den Übergang der für das Lösungsglühen des Gussteils (1) benötigten Wärmemenge auf das Gussteil (1) gewährleistet derart, dass sich nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer alle zur Ausscheidung bestimmten Elemente in Lösung befinden.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (4), Aluminiumoxid einer vorgegebenen Korngröße ist.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sich an den Prozessschritt des Lösungsglühens die Prozessschritte des Abschreckens und des Auslagerns anschlie-­ßen.

Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens zur Wärmebehandlung von metallischen Gussteilen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussteil (1) in dem Behandlungsgefäß (2) durch punktuelle abstützende Stützelemente (3) gehalten ist und das Befüllen des Behandlungsgefäßes (2) mit dem Granulat (4, 9) und oder das Entfernen des Granulates (4, 9) aus dem Behandlungsgefäß (2) bei mittels der Stützelemente (3) im Behandlungsgefäß (2) gehaltenem Gussteil (1) erfolgt.

Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (3) aus einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen.

Description:

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Wärmebehandlung von metallischen Gussteilen, wobei die Wärmebehandlung den Prozessteil Lösungsglühen mit anschließendem Abkühlen enthält und unter Zuhilfenahme eines Granulates erfolgt.

Gussteile, vor allem Druckgussteile, werden häufig nach dem Gießen wärmebehandelt, um die mechanischen Kennwerte über Gefügeumwandlungen optimal nachdem Anforderungsprofil einzustellen. Die Wärmebehandlung für T6- bzw. T7-Zustände (DIN EN 515) bei Aluminiumlegierungen erfolgt beispielsweise über einen mehrstufigen Prozess, der die Prozessteile Lösungsglühen, Abschreckung mit Luft bzw. Wasser und Warmauslagerung umfasst.

Im Lösungsglühprozess, zum Beispiel bei Aluminiumlegierungen, werden aushärtende Elemente, wie zum Beispiel Magnesium oder Kupfer in Lösung gebracht. Die Abschreckung ermöglicht, dass die Elemente komplett oder teilweise in Lösung bleiben, damit die gelösten Elemente gezielt bei der Warmauslagerung ausgeschieden werden können.

Bei dem kompletten Prozessablauf der Wärmebehandlung werden dünnwandige, verzugsanfällige Gussbauteile einzeln auf speziellen Trag- und Stützstrukturen gelagert, um die Verzüge möglichst minimal zu halten. In der Regel reicht dies jedoch nicht aus, um auf das Richten (manuell oder automatisiert) zu verzichten. Dieser Prozessschritt ist häufig sehr kostenintensiv und muss in die Fertigung integriert werden.

Für die Heizprozesse kommen Konvektionsöfen zum Einsatz. Die Bauteile werden beim Lösungsglühen von Raumtemperatur auf werkstoffspezifische Lösungsglühtemperaturen aufgeheizt und gehalten (zum Beispiel Aluminium 440-550°C bei 45-90 min). Je nach Packungsdichte kann es bis zu 30 Minuten dauern bis die Bauteile auf Lösungsglühtemperatur aufgeheizt sind, da die Wärmeübertragung über Konvektion geringe Werte erreicht.

Um die Wärmebehandlungsdauer gegenüber konventionellen Konvektionsöfen zu verkürzen und die vorstehend angesprochenen Verformungen während der Wärmebehandlung zu reduzieren, wurde bereits in der DE 10 2011 119 002 A1 vorgeschlagen, die Durchführung einer Wärmebehandlung mittels eines Wirbelbettofens vorzunehmen, wobei als Wärmetransfermittel für dieses Wirbelbettverfahren ein Granulat, vorzugsweise Aluminium-Oxid oder auch Quarzsand zur Anwendung kommen soll. Nachteilig ist jedoch, dass das Verfahren durch den Einsatz eines Wirbelbettofens einen hohen apparativen Aufwand erfordert und sich Wärmeverzuge nur in unbefriedigendem Umfang eliminieren lassen, weil das Werkstück nicht vollflächig abgestützt wird.

Das Patentdokument DE 10 2012 015 844 A1 offenbart ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Bauteilen, insbesondere von dünnwandigen Gußteilen, etwa Druckguss-Strukturbauteilen für Kraftfahrzeuge, bei dem die Bauteile in ein in einer Wärmekammer befindliches fluidisiertes Sandbett einer Wärmebehandlungsanlage eingesetzt werden. Die Fluidisierung des Sandbetts wird abgestellt, nachdem ein Bauteil in das fluidisierte Sandbett eingesetzt wurde, wobei dann das für eine vorgegebene Verweildauer im statischen Sandbett eingebettete Bauteil einer Wärmebehandlung unterzogen wird.

Das Patentdokument DE 10 2011 119 002 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Leichtmetall-Gussteilen, insbesondere Aluminium oder Magnesium-Druckgussteile, umfassend folgende Verfahrensschritte Gießen des Leichtmetall-Gussteiles mittels einer eine Druckgießmaschine umfassenden Gießzelle und Durchführung einer Wärmebehandlung mittels eines Wirbelbettofens .

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der Nachteile ein Verfahren und eine Vorrichtung bzw. Anordnung anzugeben, die beim Verfahrensteil „Lösungsglühen“ und einem gegebenenfalls vorgesehenen Abschrecken und Auslagern einen geringen apparativen Aufwand erfordert, eine kurze Aufheizzeit des Gussteils gewährleistet und den Wärmeverzug des Gussteils weiter minimiert.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.

Gemäß Anspruch 1 ist ein Verfahren zur Wärmebehandlung von metallischen Gussteilen vorgesehen, wobei die Wärmebehandlung den Prozessteil des Lösungsglühens mit einem anschließenden Abkühlen enthält und unter Zuhilfenahme eines Granulates erfolgt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Lösungsglühen in einem aufgeheizten, vollständig ruhenden heißen Granulat erfolgt, wobei das heiße Granulat das zu behandelnde Gussteil vollständig umschließt und abstützt, derart, dass Granulatkörner mit der gesamten Außenfläche des Gussteils in einem, den direkten Wärmeübergang bewirkenden Kontakt sind, wobei das Gussteil nach einer vorgegebenen Zeit abgekühlt wird.

Dadurch, dass das heiße Granulat nicht in ständiger Bewegung gehalten werden muss, ist ein Wirbelbettofen zur Wärmebehandlung nicht erforderlich, was den apparativen Aufwand deutlich reduziert; gleichzeitig bewirkt das vollständig ruhende, das Gussteil umschließende heiße Granulat vorteilhaft, dass

  • - sich durch den direkten Wärmeübergang von heißen Granulat zum Gussteil die Aufheizdauer deutlich (bis zu 80% gegenüber Konvektionsöfen) verkürzt,
  • - durch den kompletten Kontakt der Gussteiloberfläche mit dem heißen Granulat ein gleichmäßiger Wärmeeintrag in das Gussteil erfolgt,
  • - Kriechvorgänge, welche durch sinkende Werkstofffestigkeiten bei höheren Temperaturen entstehen, aufgrund der Lagerung im heißen Granulat und der damit verbundenen Abstützung nicht bzw. sehr vermindert auftreten, was zu einer hohen Maßhaltigkeit der Bauteile führt,
  • - durch das Einbetten des Gussteiles im vollständig ruhenden heißen Granulat das Einwirken äußerer Kräfte vollständig verhindert wird.

Die Summe der vorstehend angesprochenen Effekte bewirkt vorteilhaft, dass Verformungen nahezu vollständig eliminiert werden, wodurch der Aufwand für die Nachbearbeitung vorteilhaft auf ein Minimum reduziert wird. Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren für unterschiedlichste Gusswerkstoffe anwendbar, wobei jedoch der Einsatz in Verbindung mit Aluminiumgusswerkstoffen, insbesondere in Verbindung mitAluminiumdruckgusswerkstoffen, bevorzugt ist.

Vorteilhaft wird die für das Lösungsglühen des Gussteils benötigte Wärmemenge so (vorzugsweise thermodynamisch bzw. durch thermodynamische Berechnungen) bestimmt, dass dem Granulat in einem ersten Schritt vor dem Einbringen des Gussteils eine Wärmemenge zugeführt wird, die den Übergang der für das Lösungsglühen des Gussteils benötigten Wärmemenge vom heißen Granulat auf das Gussteil gewährleistet. Damit ist sichergestellt, dass sich nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer alle zur Ausscheidung bestimmten Elemente in Lösung befinden. Die Zeitdauer ist dabei vom Gussteil (Volumen, Wandstärke, etc.) abhängig und typspezifisch durch Versuche und oder thermodynamische Berechnungen ermittelbar.

Als Granulat kommt vorteilhaft bevorzugt Aluminiumoxid einer vorgegebenen Korngröße zum Einsatz.

Ein vorteilhafter Verfahrensablauf sieht vor, dass

  • - eine vorbestimmte Menge Granulat mit einer vorbestimmten Wärmemenge aufgeheizt wird,
  • - das heiße Granulat zusammen mit dem Gussteil in einem Behandlungsgefäß derart platziert wird, dass das heiße Granulat das Gussteil vollständig umschließt und abstützt,
  • - nach Versteichen einer vorgegebenen Zeitdauer das heiße Granulat von dem Gussteil getrennt wird,
  • - das Gussteil abgekühlt wird.

Der vorstehend und nachfolgend verwendete Begriff „Abkühlen“ soll ganz allgemein als Reduzierung der Temperatur verstanden werden und den Begriff „Abschrecken“ mit einschließen.

Zur Optimierung des Abkühlens ist in einer ersten Variante vorteilhaft vorgesehen, dass das heiße Granulat zunächst aus dem Behandlungsgefäß entfernt wird und dass sodann das Gussteil durch Einbringen einer vorgegebenen Menge kalten Granulats in das Behandlungsgefäß abgekühlt wird, wobei sich das kalte Granulat nach dem Einbringen in Ruhe befindet und das zu behandelnde Gussteil vollständig umschließt und abstützt derart, dass Granulatkörner mit der gesamter Außenfläche des Gussteils in einem, den direkten Wärmeübergang vom Gussteil auf das Granulat bewirkenden Kontakt sind. Der direkte Kontakt des kalten Granulats mit dem Gussteil bewirkt einerseits vorteilhaft einen schnellen Wärmeübergang, andererseits ist das Gussteil auch während des Abkühlvorgangs durch das ruhende kalte Granulat vollständig abgestützt, was Verformungen beim Abkühlvorgang vorteilhaft entgegenwirkt. Unter dem Begriff kaltes Granulat soll verstanden werden, dass die Temperaturspanne je nach Gussteil zwischen -20° Celsius bis +250° Celsius liegen kann.

Eine zweite Variante das Abkühlen zu optimieren sieht vor, dass das heiße Granulat aus dem Behandlungsgefäß entfernt wird und das Gussteil sodann mit einem fließfähigen Kühlmedium umströmt wird. Bei dem Kühlmedium kann es sich vorteilhaft um Wasser handeln, aber auch andere fließfähige Medien wie Luft, andere Gase oder Gasgemische oder Flüssigkeiten sind denkbar.

Eine weitere dritte Variante das Gussteil abzukühlen sieht vor, dass das heiße Granulat von einem fließfähigen Kühlmedium weggespült wird und dass sodann das Gussteil von dem fließfähigen Kühlmedium umströmt wird. Durch diese Vorgehensweise wird erreicht, dass das Entfernen des heißen Granulats vorteilhaft mit dem Kühlvorgang gekoppelt wird und wenig Temperaturverluste vor dem Abschrecken entstehen.

Eine vierte Variante sieht das komplette Eintauschen des Behandlungsgefäßes vor. Dies erfolgt bevorzugt ebenfalls in ein fließfähiges Medium, das das Gussteil umströmt und gegebenenfalls das Granulat wegspült.

Beim Abschrecken mit kaltem Granulat oder Wasser sind hohe Abschreckgradienten möglich. Dies begünstigt vorteilhaft die mechanischen Eigenschaften des Gussteils.

Wird ein fließfähiges Kühlmedium verwendet, ist es vorteilhaft, den Kühlvorgang dadurch zu steuern, dass das Kühlmedium eine vorgegebene Temperatur und Fließgeschwindigkeit aufweist. Hier kann vorgesehen sein, dass Temperatur und/ oder Fließgeschwindigkeit während des Kühlvorgangs definiert variiert werden. Weiter kann vorgesehen sein, in dem Behandlungsgefäß den Kühlstrom lenkende Einbauten vorzusehen.

An den Prozessschritt des Lösungsglühens können sich die Prozessschritte des Abschreckens und des Auslagerns anschließen. Das Auslagern kann dabei ebenfalls in Granulat erfolgen.

Um das Befüllen des Behandlungsgefäßes mit dem Granulat bzw. das Entfernen des Granulates aus dem Behandlungsgefäß möglichst einfach zu gestalten, so dass es wenig Zeit beansprucht, ist es von Vorteil, das Gussteil in dem Behandlungsgefäß durch punktuell abstützende Stützelemente festzulegen und das Befüllen des Behandlungsgefäßes mit dem Granulat und/ oder das Entfernen des Granulates aus dem Behandlungsgefäß bei im Behandlungsgefäß gehaltenem Gussteil vorzunehmen. Neben der zeitlichen Optimierung des Vorgangs wird dadurch erreicht, dass das Gussteil nicht manipuliert werden muss, so dass durch Manipulieren des heißen Gussteils evtl. verursachte Verformungen nicht auftreten können.

Um den Einfluss der Abstützung auf den Wärmebehandlungsprozess gering zu halten, ist es von Vorteil, für die Abstützung ein Material geringer Wärmeleitfähigkeit zu wählen.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigt:

  • 1 den Prozessablauf des Aufheizens eines Gussteils in vereinfachter bildlicher Darstellung,
  • 2 den Prozessablauf des Lösungsglühens und Abkühlens eines Gussteils in vereinfachter bildlicher Darstellung

Die vorstehend angesprochenen 1 und 2 zeigen die Wärmebehandlung eines Gussstückes in vereinfachter Form, symbolhaft.

In 1 ist dabei zunächst der Aufheizvorgang eines Gussteils 1 in den Schritten 1 bis 4 dargestellt. Für gleiche Teile sind in den Figuren gleiche Bezeichnungen gewählt, wobei das Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer durch eine stilisierte Sanduhr und das Einstellen des Granulats auf eine bestimmte Temperatur durch ein stilisiertes Thermometer symbolisiert wird.

Schritt 1

In einem ersten Schritt 1 werden das Gussteil 1 und das Behandlungsgefäß 2 mit den darin angeordneten Stützelementen 3 bereitgestellt. Parallel wird eine vorgegebene Menge Granulat 4 durch Einwirken einer Wärmequelle 5 mit definierter Heiztemperatur 6 für eine vorgegebene Zeit erhitzt. Die durch das Erhitzen in das Granulats 4 einzubringende Wärmemenge wurde im Vorfeld, zum Beispiel über thermodynamische Berechnungen, bestimmt und definiert die Heiztemperatur und die Zeitdauer des Aufheizens. Die Wärmemenge ist dabei so bemessen, dass dem Gussteil während des Prozessteils „Lösungsglühen“ die für das Lösungsglühen notwendige Wärmemenge in einer definierten Zeit zugeführt wird.

Schritt 2

Im zweiten Schritt wird in das Behandlungsgefäß 2 eine erste Granulat-Teilmenge 4.1 des heißen Granulats 4 eingefüllt, derart, dass einerseits das Gussteil 1 auf den Stützelementen 3 gelagert werden kann und andererseits genügend heißes Granulat 4 vorhanden ist um das Gussteil 1 einzubetten.

Schritt 3

Im dritten Schritt wird das Gussteil 1 auf die Stützelemente 3 aufgelegt und gegebenenfalls an diesen befestigt. Sodann wird das Gussteil 1 durch Verteilen der ersten Granulat-Teilmenge 4.1 in das heiße Granulat eingebettet und durch Zugabe der zweiten Granulat-Teilmenge 4.2 in das heiße Granulat 4 eingehüllt. Mit der Zugabe des Granulats 4 in Teilmengen wird erreicht, dass zuerst eine großflächige Abstützung für das Gussteil 1 mittels der ersten Granulat-Teilmenge 4.1 geschaffen wird, bevor die zweite Granulat-Teilmenge 4.2 in das Behandlungsgefäß gegeben wird, so dass eventuell durch die zweite Granulat-Teilmenge 4.2 auf das Gussteil 1 wirkende äußere Kräfte keine Verformung bewirken können.

Schritt 4

Im vierten Schritt werden mittels eines auf das Behandlungsgefäß 2 wirkenden Mechanismus (nicht dargestellt), zum Beispiel einem Schwingungserzeuger, in das Behandlungsgefäß 2 Schwingungen 7 eingeleitet, die für eine homogene vollständige Umhüllung des Gussteils durch das Granulat 4 sorgen.

2 zeigt den Prozessteil „Lösungsglühen“ (Schritt 5) sowie das darauf folgende Abkühlen des Gussteils. Für das Abkühlen kommen dabei drei bevorzugte Varianten in Betracht, diese sind im folgenden nacheinander dargestellt, dabei umfasst die erste Variante die Schritte 6a, 7aa, 8aa, die zweite Variante die Schritte 6a, 7ab, 8ab und die dritte Variante die Schritte 6b, 7b und 8b. Eine vierte Variante, die in der 2 nicht gezeigt ist und ebenfalls zur Anwendung kommen kann, besteht darin, das Behandlungsgefäß mit dem heißen Granulat und dem Gussteil in ein Kühlmedium einzutauchen. Dabei kann das Kühlmedium auch dazu verwendet werden, das Granulat wegzuspülen.

Schritt 5

Im fünften Schritt erfolgt das eigentliche Lösungsglühen, indem das heiße Granulat 4 die für das Lösungsglühen notwendige Wärmemenge an das Gussteil 1 abgibt. Die Abgabe der notwendigen Wärmemenge an das Gussteil 1 ist dann erreicht, wenn eine vorgegebene Zeitdauer 8 verstrichen ist. Die Zeitdauer 8 wird dabei durch zum Beispiel thermodynamische Berechnungen und oder Versuche so bestimmt, dass sich nach deren Verstreichen alle zur Ausscheidung nötigen Elemente in Lösung befinden.

Soll das Abkühlen des Gussteils 1 nach der Variante 1 erfolgen, wird während des Lösungsglühens parallel eine zweite Granulatmenge 9 vorbereitet, wobei diese auf eine vorgegebene Temperatur 10 gebracht wird, die so weit unter der Lösungsglühtemperatur der Legierung des Gussteils 1 liegt, dass ein rasches Abkühlen des Gussteils 1 erfolgen kann, derart, dass die auszuscheidenden Elemente zumindest teilweise in Lösung bleiben.

Schritt 6a

Im Schritt 6a wird zunächst das heiße Granulat 4 aus dem Behandlungsgefäß 2 vollständig entfernt. Dabei ist darauf zu achten, dass möglichst keine äußeren Kräfte auf das mittels der Stützelemente 3 im Behandlungsgefäß 2 gelagerte Gussteil 1 wirken. Das lässt sich beispielsweise dadurch bewirken, dass zunächst das im Wege der Schwerkraft auf dem Gussteil 1 lastende Granulat entfernt wird und dass erst dann das Granulat entfernt wird, das das Gussteil abstützt.

Handelt es sich bei dem Gussteil 1 um ein flächiges Teil, kann das Behandlungsgefäß 2 durch Kippen in eine Lage gebracht werden, in der das Granulat der Schwerkraft folgend herausfällt, ohne dass auf dem Gussteil 1 Granulat lastet. Eine winklige Lagerung kann hier auch in Betracht gezogen werden.

Schritt 7aa

Ist das Granulat 4 vollständig entfernt, wird im Schritt 7aa eine erste Garanulat-Teilmenge 9.1 des kalten Granulats 9 in das Behandlungsgefäß 2 gegeben und so verteilt, dass dieses eingebettet und damit großflächig abgestützt ist. Die Zugabe kann dabei durch vorsichtiges Schütten oder durch Zuführen mittels entsprechender Transportmittel, wie Förderschnecken, Schieber usw. erfolgen. Ist das Gussteil 1 großflächig abgestützt, wird die zweite Granulat-Teilmenge 9.2 des kalten Granulats 9 in das Behandlungsgefäß 2 gegeben, so dass dieses das Gussteil 1 vollständig umhüllt.

Schritt 8aa

Um eine homogene, das Gussteil 1 vollständig umhüllende Verteilung des Granulats 9 im Behandlungsgefäß 2 sicherzustellen, kann vorgesehen sein, mittels eines auf das Behandlungsgefäß 2 wirkenden Mechanismus (nicht dargestellt), zum Beispiel einem Schwingungserzeuger, in das Behandlungsgefäß 2 Schwingungen 7 einzuleiten, die die Granulat-Schüttung homogenisieren. Dies darf aber nur so geschehen, dass auf das Gussteil 1 keine äußeren Kräfte einwirken, die eine Verformung bewirkenden könnten.

Nach Verstreichen einer Zeitdauer 8.1 ist das Gussteil 1 so weit abgekühlt, dass es aus dem Granulat 9 und dem Behandlungsgefäß 1 entnommen werden und als wärmebehandeltes Gussteil 1.1 zum Beispiel einer nachfolgenden Auslagerung unterzogen werden kann.

Schritt 7ab

Ausgehend vom Schritt 6a kann die Abkühlung in einer zweiten Variante so erfolgen, dass dem vollständig vom Granulat 4 befreiten Behandlungsgefäß 2 ein Kühlstrom 11 zugeführt wird, der das Behandlungsgefäß 2 durchströmt und damit das darin mittels der Stützelemente 3 gehaltene Gussteil 1 umströmt. Bei dem Kühlmittel kann es sich um ein beliebiges fließfähiges Material, wie zum Beispiel Luft oder ein anderes Gas oder Gasgemisch oder um Wasser oder eine andere Flüssigkeit, handeln. Der Kühlstrom 11 ist dabei so zu führen, dass durch die Strömung verursachten Kräfte, die auf das Gussteil 1 wirken, minimiert sind, derart, dass eine Verformung des Gussteils 1 nicht eintritt. Ein gezieltes Lenken des Kühlstroms 11 ist dabei zum Beispiel durch entsprechende Wahl der Zuführpunkte (nicht dargestellt) des Kühlstroms 11 und/ oder durch den Kühlstroms 11 lenkende Einbauten (nicht dargestellt) in dem Behandlungsgefäß 2 möglich.

Schritt 8ab

Nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer 8.2, die vom Gussteil 1 selbst und von der Art und Temperatur des Kühlmittels abhängt, ist der Abkühlvorgang abgeschlossen, der Kühlstrom 11 wird unterbrochen und das wärmebehandelte Gussteil 1 wird dem Behandlungsgefäß 2 entnommen und zum Beispiel einer nachfolgenden Auslagerung unterzogen.

Schritt 6b

Ausgehend vom Verfahrensschritt 5 ist eine dritte Variante der Abkühlung denkbar. Dabei bleibt im Schritt 6b das Granulat 4 zunächst im Behandlungsgefäß 2 und es wird ein Kühlmittelstrom 12 in das Behandlungsgefäß 2 eingeleitet.

Schritt 7b

Im Schritt 7b wird das Granulat-Kühlmittelgemisch 12.1 aus dem Behandlungsgefäß 2 ausgeschwemmt. Die Schritte 6b und 7b können hier nicht voneinander getrennt werden, sie gehen vielmehr ineinander über. Weiter durchströmt dann nur noch das Kühlmittel das Behandlungsgefäß 2 und umströmt damit das Gussteil 1. Der Kühlmittelstrom 12 ist auch in dieser Variante so zu führen, dass die auf das Gussteil 1 durch die Strömung bewirkten Kräfte minimiert sind. Ein gezieltes Lenken des Kühlmittelstroms 12 kann dabei zum Beispiel durch entsprechende Wahl der Zuführpunkte (nicht dargestellt) und/ oder durch Einbauten (nicht dargestellt) in dem Behandlungsgefäß 2 beeinflusst werden.

Schritt 8b

Nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer 8.3, die vom Gussteil 1 selbst und von der Art und Temperatur des Kühlmittels abhängt, ist der Abkühlvorgang abgeschlossen, der Kühlmittelstrom 12 wird unterbrochen und das wärmebehandelte Gussteil 1.1 wird dem Behandlungsgefäß 2 entnommen und zum Beispiel einer nachfolgenden Auslagerung unterzogen.

Die vorstehend in Verbindung mit einem Gussteil beschriebenen Verfahrensschritte lassen sich natürlich unverändert anwenden, wenn sich im Behandlungsgefäß mehrere Gussteile befinden die gleichzeitig einer Wärmebehandlung mit Lösungsglühen unterzogen werden sollen.

Weiter besteht natürlich die Möglichkeit an das Lösungsglühen und Abkühlen (Abschrecken) den Prozessschritt Auslagern anzuschließen. Das Auslagern kann ebenfalls in Granulat erfolgen.