DE1949777A1 - Verfahren zur Herstellung von hochverschleissfesten Gussteilen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von hochverschleißfesten Gußteilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur erstellung von hochverschleißfesten Nußteilen für die kombinierte Verschleißbeanspruchung.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Ein weiterhin bekanntes Verfahren zur Erzielung von verschleißfesten Oberflächen arbeitet als Gießverfahren.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Bei schwierigen Pormkonturen der Gießformen werden flieR-fähig bzw. plastische Verschleißwerkstoffmassen verwendet, die als Binder besonders dafür geeignete Plaststoffe besitzen.
• 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.
• 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.
• 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.
• Die Brfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
• 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.
• 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.
• Auch besteht die Möglichkeit, anstatt Platten oder Formlingen plastische Massen zu verwenden, die sich aus den gleichen Metallgemischen zusammensetzen.
• 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.

Claims (8)

Patent ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von hochverschleiߣesten Gußteilen dadurch gekennzeichnet daß die aus Metallteilchen und Karbiden bestehenden Gemische als Verschleißwerkstoffe in pulverförmigem Zustand oder gekörnter Form in vollständig- verbrennbare, vergasbare, sirternde oder schmelzbare Bindestoffe eingelagert werden und damit als vorgefertigte Platten 3 oder Formlinge bzw. auftragbarefließbare oder plastische Massen in die Gießform 1 eingebracht werd.en, wobei während und nach dem Gießen der Binder verbrennt bzw. vergast, sintert oder schmilzt und das flüssige Gießmetall 4 sich mit den vorhandenen leichter schmelzenden Metallteilchen legiert und durch die 4-irkung des metallostatischen Druckes bis zur Forritwand vordringt und die verschleißfesten Werkstoffe in Forin einer Rand.-zone des Gußteiles einlagert.

2. Verfahren zur Herstellung von hochverschleißfesten Gußteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Platten 3, Fon, ge und plastische Massen Plastbinder Zelluloseverbindungen und Wasserglasgemisch und andere Kunststoffe als Binder verwendet werden.

3. Verfahren zur Herstellung von hochverschleißfesten Gußteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur besseren Durchdringung der verschleißfesten Werkstoffgemische mit dem Grundmaterial, den Platten 3, Formlingen oder plastischen Massen leichter schmelzende Metallpulver zugesetzt werden.

4. Verfahren zur Herstellung von hochverschleißfesten Gußteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur besseren Durchdringung der Platten, Formlinge und plastischen Massen der verschleißfesten Werkstoffgemische auf der Seite der Kontaktflächen zwischen flüssigem Gießmetall 4 und den vorgefertigten Platten 3 dünne Schichten leichter schmelzbarer Metalle aufgetragen werden, wobei die zu verwendenden Binderstoffe gleich oder ähnlich der plastischen Verschleißwerkstoffmassen sein können.

5. Verfahren zur Herstellung von hochverschleißfesten Gußteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei schwierigen Formkonturen der Gießformen1 fließfähige bzw.

plastische VerschleiSwerkstoffmassen verwendet werden, die als Binder besonders dafür geeignete Plaststoffe besitzen.

6. Verfahren zur Herstellung von hochverschleißfesten Gußteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fertigung der Platten 3 oder Formlinge Hartstofflegierungen mit unterschiedlichem spezifischen Gewicht und unter schiedlicher Körnung verwendet werden.

7. Verfahren zur Herstellung von hochverschleißfesteb Gußteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kombination von Eartstoffen mit metallischem Bindemittel in Pulverform unter Zusatz von exotherm wirkende Chemikalien oder Thermitschweißmasse mit völlig verbrennenden organischen Kunststoffen verwendet wird.

8. Verfahren zur Herstellung von hochverschleißfesten erkstoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Karbide und metallische Bindemitte, exotherm wirkende Chemikalien, Thermitschweißmasse ohne Plas'tbinder oder organische Kleber verwendet werden.

L e e r s e i t e