DE1949777A1 - Highly wear-resistant castings prodn - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
Abstract
Description
Verfahren zur Herstellung von hochverschleißfesten Gußteilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur erstellung von hochverschleißfesten Nußteilen für die kombinierte Verschleißbeanspruchung.Process for the manufacture of highly wear-resistant castings The invention relates to a process for the production of highly wear-resistant nut parts for combined wear and tear.
Es sind Verfahren bekannt, um hochverschleißfeste Schichten auf unlegierte oder legierte Baustähle durch Schweißen aufzutragen. Das kann so erfolgen, daß ein Plasma- oder Schutzgasbrenner den - Grundwerkstoff aufschmilzt und körniges Wolframcarbid in das flüssige 3ad eingebracht wird.Processes are known for producing highly wear-resistant layers on unalloyed or alloy structural steels by welding. That can be done so that a Plasma or shielding gas torch melts the base material and granular tungsten carbide is introduced into the liquid 3ad.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch, daß ein Teil des Wolframcarbides aufgeschmolzen wird und sich damit wieder sekundar ausscheidet. Dadurch wird die an sich erzielte Verschleißfestigkeit wiederum gemindert.A disadvantage of this process, however, is that some of the tungsten carbide is melted and thus precipitates again secondary. This will make the Wear resistance achieved in turn is reduced.
Wird dem Schutzgas- oder Plasmaauftragsbrenner neben dem Wolframcarbid noch eine andere verschleißfeste Legierung zugesetzt, die die Matrix für das einzulagernde Karbid bilden soll, so sinkt das spezifisch schwere Karbid nach unten. Lamit wird eine ungenügende Bindung mit dem Grundwerkstoff erreicht und die Verschleißfestigkeit wiederum vermindert.Used for the inert gas or plasma deposition torch in addition to the tungsten carbide Another wear-resistant alloy was added to form the matrix for the material to be embedded Should form carbide, the specific heavy carbide sinks to the bottom. Lamit will an insufficient bond with the base material is achieved and the wear resistance in turn decreased.
Yieiterhin bekannt ist das Aufschweißen von verschleißfesten Schichten auf entsprechend.beanspruchte zu beanspruche Bauteile durch das ILP-, CO2- und ES-Schweißen. Bei dieser Art des Auftragens von verschleißfesten Schichten erweist es sich jedoch als nachteilig, daß der Legierungsgrad nur in geringen Grenzen variiert werden kann. Außerdem setzen sich die zugesetzten Karbide im Schweißbad unten ab, wodurch Bindefehler entstehen. Ein Teil der Karbide löst sich auf und bildet dadurch nichtverschleißfeste Mischkristalle und Martensit. Durch diesen Vorgang tritt eine wesentliche Verminderung der Verschleißfestigkeit ein und zum anderen eine unmittelbare Rißbildung, die das gesamte Verschleißteil unbsuchbar macht.The welding on of wear-resistant layers is well known on components that are stressed to be stressed by ILP, CO2 and ES welding. With this type of application of wear-resistant layers, however, it turns out to be it is disadvantageous that the degree of alloying can only be varied within small limits. In addition, the added carbides settle at the bottom of the weld pool, which leads to binding defects develop. Some of the carbides dissolve and thus become non-wear-resistant Mixed crystals and martensite. This process results in a substantial decrease wear resistance and, on the other hand, direct cracking that makes the entire wear part invisible.
Ein weiterhin bekanntes Verfahren zur Erzielung von verschleißfesten Oberflächen arbeitet als Gießverfahren.Another known method for achieving wear-resistant Surface works as a casting process.
bei werden verschleißfeste Legierungen auf Baustahl aufgegossen. Zur besseren Verklammerung der Werkstoffe untere-inander wird der Grundkörper aus Baustahl besonders geformt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist der erhöhte Aufwand durch die besondere Vorbereitung des Grundkörpers und die erforderlichen zwei Arbeitsgänge beim Gießen. Die Verschleißfestigkeit der aufgegossenen Legierung ist ebenfalls begrenzt.wear-resistant alloys are cast onto structural steel. To the The base body is made of structural steel for better interlocking of the materials specially shaped. The disadvantage of this method is the increased effort involved the special preparation of the basic body and the two necessary work steps when pouring. The wear resistance of the cast alloy is also limited.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von hochverschleißfesten Gußteilen zu entwickeln, das in einem Arbeitsgang abläuft und an Gußteilen hochverschleißfeste Schichten gewahrleistet, die auch bei kombinierter Verschleißbeanspruch widerstandsfähig sind.The object of the invention is to provide a method for producing highly wear-resistant To develop castings that take place in one operation and that are highly wear-resistant on castings Layers guaranteed that are resistant to combined wear and tear are.
Erfindungsgemäf: wird die Aufgabe wie folgt gelöst Die verschleißfesten Werkstoffe, die u.a. aus Wolfrajncarbid oder anderen Metallcarbiden bestehen können, werden im pulverförmigen Zustand oder in gekörnter Form mit völlig verbrennbaren oder verschmelzbaren Bindern gemischt und zu Platten oder Formlingen vorgefertigt bzw. zu auftragbaren fließfähigen oder plastischen Massen zubereitet.According to the invention: the object is achieved as follows: The wear-resistant Materials that can consist of tungsten carbide or other metal carbides, are in powder form or in granular form with completely combustible or fusible binders mixed and prefabricated to sheets or moldings or prepared to applyable flowable or plastic masses.
Die fur die Iferstellung der Platten, Formlinge und Massen zu verwendenden Bindestoffe können Plastbinder, Zelluloseverbindungen und Wasserglasgemische sein. Entsprechend können auch noch andere hunststoffe Anwendung finden, die in diesem Falle der Bedingung genügen müssen, bei Temperatureinwirkung vollständig zu vergasen bzw. zu verbrennen oder mit den angrenzenden metallischen Stoffteilchen durch die dabei eintretenden Reaktionen zu versintern oder zu ver--schmelzen.Those to be used for the production of the plates, moldings and masses Binding materials can be plastic binders, cellulose compounds and water glass mixtures. Correspondingly, other plastics can also be used in this Must meet the condition to completely gasify when exposed to temperature or to burn or with the adjacent metallic particles through the to sinter or melt the reactions occurring in the process.
Die vorgefertigten Platten oder Formlinge- bzw. die zubereiteten Massen werden an den Stellen in die vorbereitete Gießform eingebracht, wo das Gußteil eine verschleißfeste Oberfläche erhal ten soll. -3eim anschließenden Gießen erfolgt durch die Berührung des Gießmaterials an den Kontaktflächen-mit den Plattenteilen usw.. die. /Verbrennung, Versinterung oder Verschmelzung des Binders. Das Gießmaterial schmilzt auch die an den Kontaktflächen befindlichen Teilchen des Legierungsmetalles auf, legiert sich mit diesem und durchsetzt infolge der Wirkung des bestehenden metallostatischen Druckes die Plattenschicht. Damit wird der Effekt der erhöhten Verschleißfestigkeit des Gußstückes erreicht.The prefabricated panels or briquettes or the prepared masses are introduced into the prepared mold at the points where the casting has a should have a wear-resistant surface. -3during subsequent pouring takes place through the contact of the casting material on the contact surfaces - with the plate parts, etc. the. / Incineration, sintering or fusion of the binder. The casting material also melts the particles of the on the contact surfaces Alloy metal on, alloys with this and permeates due to the effect of the existing metallostatic pressure, the plate layer. This is the effect the increased wear resistance of the casting achieved.
nie ilöhe des $Verschleißwiderstandes, die erzielt werden soll, steht in Abhängigkeit der jeweils vervaidten Kombinationen der Metall- und Karbidgemische. Zur besseren Durchdringung der verschleißfesten Werkstoffgemische mit dem Grundmaterial werden den Platten, Formigen oder plastischen Massen leichter schmelzende Metallpulver zugesetzt.The amount of wear resistance that is to be achieved is never stated depending on the respectively avoided combinations of metal and carbide mixtures. For better penetration of the wear-resistant material mixture with the base material Metal powder melts more easily for plates, molded or plastic masses added.
Weiterhin werden zur besseren Durchdringung der Platten, Formlinge und plastischen Massen der verschleißfesten Werkmit stoffgemische auf der seite der Kontaktflächen / dem flüssigen Gießmetall dünne Schichten leichter schmelzender Metalle aufgetragen. Die hierfür zu verwendenden Binderstoffe können gleich oder ähnlich den plastischen Verschleißwerkstoffmassen sein.Furthermore, briquettes are used for better penetration of the panels and plastic masses of the wear-resistant material mixtures on the side of the contact surfaces / the liquid casting metal, thin layers that melt more easily Metals applied. The binders to be used for this can be the same or be similar to the plastic wear material masses.
Bei schwierigen Pormkonturen der Gießformen werden flieR-fähig bzw. plastische Verschleißwerkstoffmassen verwendet, die als Binder besonders dafür geeignete Plaststoffe besitzen.In the case of difficult mold contours, the molds become free-flowing or plastic wear material masses used, which are particularly suitable as binders for this Own plastics.
Weiterhin ist es möglich, zur Fertigung der einzulegenden Platten eine Kombination von Ilartstofflegierungen mit unterschliedlichem spezifischen Gewicht und unterschiedlicher Körnung zu verwenden, wobei auch völlig verbrennende Kunststoffe zur Bindung zugesetzt werden.It is also possible to manufacture the panels to be inserted a combination of synthetic alloys with different specific gravity and different grain sizes, including completely burning plastics be added for binding.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Kombination von Tlartstoffen mit metallischem Bindemittel in Pulverform unter Zusatz von exotherm wirkenden Chemikalien oder Thermit-Schweißmasse mit völlig verbrennenden organischen krunststof fen zu verwenden. In solchen Fällen, wo der Verschleißschutz an den tiefsten stellen der Form angeordnet wird, kann auch auf die Verwendung des verbrennenden Binders verzichtet werden; d. h. daß das Karbid bzw. die gesamten Mischungen aus Karbid und metallischem Bindemittel sowie aus Karbid, metallischem Bindemittel sowie exothermviirkenden Chemie kalien bzw. Thermit-Schweißmasse ohne Plastbinder oder organischem Kleber eingesetzt werden.Another possibility is to use a combination of substances with metallic binder in powder form with the addition of exothermic chemicals or Thermit welding compound with completely burning organic krunststof fen use. In those cases where the wear protection is at the lowest points Form is arranged, can also dispense with the use of the burning binder will; d. H. that the carbide or the entire mixture of carbide and metallic Binders as well as carbide, metallic binder as well as exothermic reactants Chemicals or thermite welding compound without plastic binders or organic glue can be used.
Der Vorteil bei diesem Verfahren besteht darin, daß man während eines Arbeitsganges bei Fertigstellung einer Gießform in der- Lage ist, mit Hilfe vorgefertigter Platten und Formlinge bzw. auftragbaren plastischen Massen verschleißfeste Oberflächen an den Gußteilen herzustellen. Außerdem ist es möglich, die Verschleißfestigkeit zu variieren und damit den jeweiligen Betriebsbedingungen anzupassen.The advantage of this method is that during a Work step when completing a casting mold is able to use prefabricated Plates and moldings or plastic materials that can be applied wear-resistant surfaces to produce on the castings. It is also possible to increase the wear resistance to vary and thus to adapt to the respective operating conditions.
Die Brfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention is to be described in more detail below using an exemplary embodiment explained.
Die dazugehörige Zeichnung zeigt Eine. Gießform mit eingelegten Platten Beispielsweise soll nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Schlagleiste für Hammermühlen hergestellt werden. Dazu wird in bekannter Weise eine Gießform 1 hergestellt. Zur herstellung einer verschleißfesten Oberfläche wird z. B.The accompanying drawing shows one. Casting mold with inlaid plates For example, according to the method according to the invention, a blow bar for hammer mills is intended getting produced. For this purpose, a casting mold 1 is produced in a known manner. To the production of a wear-resistant surface is z. B.
Wolframcarbid benutzt. Das Wolframcarbid in Pulver-oder gekörnter Form kann mit dem Binder allein oder auch noch mit anderen lisetall-Legierungen wie z.B. mit einer NiCrBSi; AlNi; AlCu; AlSi; CuNi; AlSiCu oder CuNiFe und andere Legierungen als Gemisch oder als aufgetragene Schichten vorliegen und so ils Platten 3 oder als Formlinge vorgefertigt sein.Tungsten carbide used. The tungsten carbide in powder or granular form Form can be made with the binder alone or with other Lisetall alloys such as with a NiCrBSi; AlNi; AlCu; AlSi; CuNi; AlSiCu or CuNiFe and others Alloys are present as a mixture or as applied layers and so ils plates 3 or prefabricated as moldings.
Auch besteht die Möglichkeit, anstatt Platten oder Formlingen plastische Massen zu verwenden, die sich aus den gleichen Metallgemischen zusammensetzen.There is also the possibility of using plastic instead of plates or moldings To use masses that are composed of the same metal mixture.
Nach diesen Vorbereitungen wird das Gicßmaterial 4 in die Form gebracht. Durch die hohe Temperatur und den hohen Wärmeinhalt des Gießmetalles 4 verbrennt bzw. vergast der Binder sofort. Es entstehen einmal zwischen den einzelnen Metall-Legierungsteilchen Hohlräume, zum anderen werden die leichter schmelzbaren Metallteilchen reaktionsfähig, d.h. schmelzbar. Das Gießmetall 4 fiillt dirch die Wirkung des metallostatischen Druckes diese Hohlräume aus, legiert sich mit den liletallteilchen und dringt so bis zur Formwand vor. Dieser Zustand bewirkt, daß nach dem. Erwalten des Werkstückes durch die feinstverteilte Verästelung zwischen den Wolframkarbiden und dem Grundwerkstoff die Oberfläche des Werkstückes einen hohen Verschleißwiderstand erhält. Durch Anwendung verschiedener Pulvermischungen wird es möglich, den Verschleißwiderstand eines Werkstückes zu beeinflussen.After these preparations, the casting material 4 is brought into the mold. Due to the high temperature and the high heat content of the casting metal 4 burns or the binder immediately gassed. It occurs once between the individual metal alloy particles Cavities, on the other hand, the more easily meltable metal particles become reactive, i.e. fusible. The casting metal 4 fills the effect of the metallostatic Print out these cavities, alloy with the purple metal particles and penetrate in this way up to the wall of the mold. This condition has the effect that after the. Maintaining the workpiece due to the finely distributed ramifications between the tungsten carbides and the base material the surface of the workpiece has a high wear resistance. By application different powder mixtures it is possible to reduce the wear resistance of a workpiece to influence.
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