DE19754291A1

DE19754291A1 - Wear protection segment comprises ductile baseplate bearing buffer, hard facing and armor layers

Info

Publication number: DE19754291A1
Application number: DE19754291A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Ing Wahl
Original assignee: VERSCHLEIS TECHNIK DR ING HANS
Current assignee: VERSCHLEIS TECHNIK DR ING HANS
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 1999-06-10
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: DE19754291B4

Abstract

A wear protection segment comprises a ductile baseplate (3,103) bearing a buffer layer (4,104), a hard facing layer (5,105) and one or more carbide-containing armor layers (6-8,106-109). A wear protection segment, for fastening to a machine element, has a ductile baseplate (3,103) supporting one or more carbide-containing highly alloyed armor layers, the novelty being that the overall dimensions 50 x 500 mm are not exceeded and the armor layers comprise (a) a buffer layer (4,104) of a self-hardening alloy of hard manganese steel type, an 18/8/6 alloy or an alloy of composition 29% Cr, 9% Ni, 0.2% C and balance Fe; (b) a built-up layer (5,105) of a hard facing or impact hardenable alloy of Brinell hardness 300-600 HB; and (c) one or more armor layers (6-8,106-109). An Independent claim is also included for a wear protected machine part with spaced apart wear protection segments as described above. Preferred Features: The buffer layer (4, 104) consists of an alloy of composition 0.8-1.4% C, 8-20% Mn, 0-3% Cr, 0-3% Ni, 0-3% Mo and balance Fe or 0.1% C, up to 6% Mn, 18% Cr, 8% Ni and balance Fe. The built-up layer (5, 105) consists of an alloy of composition 0.5% C, 3% Mn, 7% Cr, 1% Mo, 0.4% V and balance Fe or 1.8% C, 2% Mn, 7% Cr, 0.6% Mo, 5% Ti and balance Fe. All the layers are applied by weld deposition and, when several armor layers are used, their carbide content increases with increasing distance from the baseplate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verschleißschutz-Segment zur Befestigung an einem gegen Verschleiß zu schützenden Maschinenteil mit einer duktilen Grundplatte und minde stens einer von der Grundplatte getragenen Panzerschicht aus karbidhaltigem, hochlegiertem Material, sowie ein verschleißgeschütztes Maschinenteil mit einer Vielzahl derartiger Verschleißschutz-Segmente.The invention relates to a wear protection segment for attachment to a wear protection Machine part with a ductile base plate and min at least one armored layer supported by the base plate made of carbide-containing, high-alloy material, such as a wear-protected machine part with a variety such wear protection segments.

Verschleißprobleme gibt es in den unterschiedlichsten Maschinen im Bereich der mechanischen Aufarbeitung, so zum Beispiel in Maschinen zum Zerkleinern, Mischen, Trennen, Fördern, Waschen oder für Kombinationen dieser Vorgänge. In solchen Maschinen tritt an einzelnen Maschi nenelementen Verschleiß auf, der früher oder später zur Verschlechterung der Funktion, zur Erhöhung des Ausschusses, zur Verminderung der Qualität oder allgemein zu Kostensteigerungen führt. Die Maschinenelemente verlie ren durch Veränderung ihrer Geometrie ihre Funktionsfähig keit. Man spricht dann davon, daß der konstruktiv einge baute Abnutzungsvorrat erschöpft ist. Dieser ist unabhängig vom verwendeten Werkstoff. In jedem Falle muß nach Ver brauch der eingebauten Abnutzungsdicke das fragliche Maschinenelement ausgewechselt werden. Eine Verlängerung der Lebensdauer dieser Maschinenelemente kann deshalb nur dadurch erzielt werden, daß Werkstoffe mit einem höheren Abriebwiderstand eingesetzt werden, die bei einer vorge gebenen Verschleißdicke eine längere Lebensdauer ermögli chen.There are various wear problems Machines in the field of mechanical processing, for example in machines for crushing, mixing, Separate, convey, wash or for combinations of these Operations. In such machines occurs on individual machines wear and tear, sooner or later to deteriorate the function, to increase the Committee, to reduce the quality or general leads to cost increases. The machine elements left their functionality by changing their geometry speed. One speaks then that the constructively turned built wear reserve is exhausted. This is independent of the material used. In any case, according to Ver need the built-in wear thickness the questionable Machine element to be replaced. An extension the lifespan of these machine elements can therefore only can be achieved in that materials with a higher Abrasion resistance can be used, which in a pre given wear thickness allows a longer service life chen.

Für die Herstellung derartiger Maschinenelemente werden bisher Werkstoffe aus drei unterschiedlichen Werkstoff gruppen ausgesucht. Die erste dieser Werkstoffgruppe umfaßt Hartmangan-Stähle mit ca. 1,4% Kohlenstoff und 14% Mangan. Diese Werkstoffe werden für große Bauteile verwendet, die nicht nur dem Abrieb sondern höheren mechanischen Beanspruchungen unterliegen, so z. B. für Pralleisten, Prallmühlen, Backen in Backenbrechern, Auskleidungen für Kegelbrecher usw.For the production of such machine elements previously made of three different materials groups selected. The first of this group of materials includes hard manganese steels with approx. 1.4% carbon and 14% manganese. These materials are used for large components used that not only abrasion but higher subject to mechanical stresses such. B. for Baffle bars, impact mills, baking in jaw crushers, Linings for cone crushers etc.

Bei der zweiten Werkstoffgruppe handelt es sich um le gierten Stahlguß, der einen höheren abrasiven Wider stand als die erste Werkstoffgruppe bei gleichzeitig geringerer Zähigkeit aufweist. Aus diesen Werkstoffen wurden bisher z. B. Baggerkübel, Mischerarme, Kies waschbeläge und Auskleidungen für Prallmühlen gefertigt.The second group of materials is le cast steel, which has a higher abrasive resistance stood as the first material group at the same time has lower toughness. From these materials have been z. B. excavator bucket, mixer arms, gravel wash coverings and linings for impact mills.

Die dritte Werkstoffgruppe schließlich ist diejenige mit dem höchsten abrasiven Widerstand. Es handelt sich dabei um die weißen Gußeisen, in denen Kohlenstoff in Form von Karbiden im Gefüge auftritt. Aus solchen Werkstoffen können Mischerschaufeln, Beläge für Ziegeleischnecken, Schlagleisten für Sekundärbrecher, Pumpengehäuse, Flügel räder für Pumpen, Siebbeläge usw. hergestellt werden. Diese Werkstoffgruppe hat aber den Nachteil, fast keine Dehnung aufzuweisen. Sie ist daher nur bei mäßiger me chanischer Beanspruchung des Bauteiles einsetzbar.Finally, the third group of materials is the one with the highest abrasive resistance. It is about thereby around the white cast iron, in which carbon in the form of carbides occurs in the structure. From such materials can mixer blades, coatings for brick slugs, Blow bars for secondary crushers, pump housings, blades wheels for pumps, screen pads, etc. are manufactured. However, this group of materials has the disadvantage, almost none To show elongation. It is therefore only with moderate me mechanical stress on the component.

Eine besondere Form der Verwendung der letztgenannten Werkstoffgruppe ist die sogenannte "Hartpanzerung". A special form of using the latter Material group is the so-called "hard armor".

Hier werden auf einen zähen Grundkörper meist ein bis drei Lagen einer harten, karbidhaltigen Panzerung aufge bracht. Diese Methode findet bei einzelnen Maschinenele menten wie Baggerzähnen, Schnecken in Ziegeleien, Brecher im Hüttenwerk, Gichtglocken usw. Einsatz. Durch den ge schilderten Verbund ergibt sich zwar ein hoher Abrieb widerstand an der Oberfläche, gepaart mit hoher Zähig keit im Grundkörper. Wegen des hohen manuellen Anteils an der Fertigung sind diese Formen des Verschleißschutzes jedoch sehr kostspielig.Here are usually on a tough body three layers of hard, carbide-containing armor brings. This method is used for individual machine elements elements such as excavator teeth, snails in brick factories, crushers used in the iron and steel works, gout bells etc. By the ge described composite results in high abrasion resistance on the surface, paired with high toughness base body. Because of the high manual portion these forms of wear protection are involved in production however very expensive.

Zur verschleißfesten Auskleidung des Innenraumes von Mühlen und Mischern ist es auch schon bekannt, kachelför mige Platten einzusetzen, die unmittelbar nebeneinander angeordnet sind und die jeweils aus einer duktilen Grund schicht und einer darüber im Wege der Auftragschweißung angebrachten Panzerung bestehen. Dieser Gedanke blieb aber auf den genannten Einsatzzweck im wesentlichen beschränkt; außerdem steht nur verhältnismäßig wenig Verschleißmaterial zur Verfügung.For wear-resistant lining of the interior of It is also known to mills and mixers, tiled Use plates that are right next to each other are arranged and each for a ductile reason layer and one over it by means of surfacing attached armor. That thought stayed but essentially on the stated purpose limited; moreover, there is only relatively little Wear material available.

In diesem Zusammenhang ist das in der DE 42 10 910 C1 beschriebene Maschinenteil zu sehen. Um größere ausnutz bare Verschleißdicken an den Maschinenteilen zu erzielen und auf diese Weise den konstruktiv vorbereiteten Ab nutzungsvorrat besser ausnutzen zu können, umfaßt dieses bekannte Maschinenteil eine Mehrzahl von übereinander gestapelten Einzelelementen, die jeweils aus einer duk tilen Grundplatte und einer auftraggeschweißten Aufpan zerung bestehen. Die verschiedenen Einzelelemente werden durch ein gesondertes Verbindungselement zusammengehalten. Hier wird also für erforderlich gehalten, für jede Panzer schicht eine gesonderte duktile Grundschicht vorzusehen, da das unmittelbare Aneinanderfügen von Panzerschichten für unmöglich gehalten wird. Auf diese Weise läßt sich jedoch in einem bestimmten Volumen des Maschinenteiles nur verhältnismäßig wenig hochlegiertes, karbidhaltiges Material unterbringen.In this context, this is in DE 42 10 910 C1 machine part described to see. For greater exploitation achievable wear thicknesses on the machine parts and in this way the constructively prepared Ab To be able to make better use of the available inventory includes this known machine part a plurality of one above the other stacked individual elements, each consisting of a duk tile base plate and an overlay welded on persist. The various individual elements are held together by a separate connecting element. So here is considered necessary for every tank layer to provide a separate ductile base layer, because the immediate joining of armored layers is considered impossible. In this way however in a certain volume of the machine part only relatively little high-alloy, carbide-containing Place material.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verschleiß schutz-Segment der eingangs genannten Art so auszugestal ten, daß es einerseits mit Hochleistungsschweißverfahren preiswert herstellbar ist, daß andererseits aber keine unnötigen Zwischenschichten aus duktilem Material und zusätzliche Verbindungselemente erforderlich sind.The object of the present invention is wear protection segment of the type mentioned at the beginning ten that there is one hand with high-performance welding processes is inexpensive to produce, but on the other hand none unnecessary intermediate layers of ductile material and additional fasteners are required.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
This object is achieved in that

a) the overall dimensions of the wear protection segment Do not exceed 50 mm by 500 mm;
b) the following layers are applied in the following order over the base plate:

ba) a buffer layer ( 4 ; 104 ; 204 ) made of a self-hardening alloy with manganese steel character or an 18/8/6 alloy or an alloy with approx. 29% Cr, 9% Ni, 0.2% C (rest iron) ;

bb) a build-up layer ( 5 ; 105 ; 205 ) made of a sweat-hard or impact-hardenable alloy with a hardness between 300 and 600 Brinell;

bc) at least one armor layer.

Die Erfindung fußt auf der Erkenntnis, daß unter Einhal tung bestimmter Bedingungen mehrere Panzerschichten übereinander auf einer einzigen duktilen Grundschicht aufgebracht werden können: Zum einen dürfen die Abmessun gen des so erhaltenen Verschleißschutz-Segmentes bestimmte Maximalwerte nicht übersteigen, da sonst die inneren Spannungen zu hoch würden. Diese Grenzen liegen erfindungs gemäß bei Gesamtabmessungen von ungefähr 50 mm mal 500 mm. Darüber hinaus ist eine bestimmte Schichtabfolge erforderlich, welche die sehr unterschiedlichen mecha nischen Eigenschaften der duktilen Grundplatte und der Panzerschicht miteinander in Einklang bringt.The invention is based on the knowledge that under Einhal certain armor layers on top of each other on a single ductile base layer can be applied: On the one hand, the dimensions determined the wear protection segment thus obtained Do not exceed maximum values, otherwise the inner ones Tensions would be too high. These limits are fiction according to overall dimensions of approximately 50 mm by 500 mm. In addition, there is a certain shift sequence required which the very different mecha niche properties of the ductile base plate and the Armor layer in harmony.

Die Pufferschicht kann vorzugsweise aus einer Legierung mit ca. 0,8 bis 1,4% C, 8 bis 20% Mn, 0 bis 3% Cr, 0 bis 3% Ni, 0 bis 3% Mo (Rest Eisen) oder aus einer Legierung mit ca. 0,1% C, bis 6% Mn, ca. 18% Cr, ca. 8% Ni (Rest Eisen) bestehen.The buffer layer can preferably be made of an alloy with approx. 0.8 to 1.4% C, 8 to 20% Mn, 0 to 3% Cr, 0 to 3% Ni, 0 to 3% Mo (balance iron) or from an alloy with approx.0.1% C, up to 6% Mn, approx. 18% Cr, approx. 8% Ni (rest Iron).

Die Aufbauschicht wiederum besteht vorteilhafterweise 105; 205) aus einer Legierung mit ca. 0,5% C, ca. 3% Mn, ca. 7% Cr, ca. 1% Mo, ca. 0,4% Va (Rest Eisen) oder aus einer Legierung mit ca. 1,8% C, ca. 2% Mn, ca. 7% Cr, ca. 0,6% Mo, ca. 5% Ti (Rest Eisen).The build-up layer in turn advantageously consists 105; 205) made of an alloy with approx. 0.5% C, approx. 3% Mn, approx. 7% Cr, approx. 1% Mo, approx. 0.4% Va (rest of iron) or from an alloy with approx.1.8% C, approx. 2% Mn, approx. 7% Cr, approx. 0.6% Mo, approx. 5% Ti (rest of iron).

Am einfachsten besitzt der Schichtaufbau der erfindungs gemäßen Verschleißschutz-Segmente einen quadratischen Querschnitt. Durch sogenanntes "formgebendes Auftrag schweißen" lassen sich jedoch grundsätzlich beliebige Querschnittsformen erzielen, je nach den spezifischen Anforderungen, die für den konkreten Einsatzzweck an die Verschleißschutz-Segmente gestellt werden.The simplest is the layer structure of the invention appropriate wear protection segments a square Cross-section. Through a so-called "shaping order welding "can basically be any Achieve cross-sectional shapes depending on the specific ones Requirements for the specific application the wear protection segments are provided.

Zweckmäßig ist, wenn die Grundplatte jeden Verschleiß schutz-Segmentes eine Befestigungseinrichtung zur Be festigung am Maschinenelement trägt. Die eigentliche Befestigungsstelle liegt dann nach der Montage am Ma schinenelement außerhalb des Verschleißangriffes, so daß ein verschleißbedingtes Lösen des Verschleißschutz- Segmentes nicht zu befürchten ist. It is useful if the base plate shows any wear protection segment a fastening device for loading attachment to the machine element. The real one Fastening point is then on the Ma after assembly machine element outside the wear attack, so that a wear-related loosening of the wear protection Segment is not to be feared.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verschleißschutz-Segmentes zeichnet sich dadurch aus, daß es um eine Längsachse rotationssymetrisch ist und als Befestigungselement einen zu der Längsachse koaxialen Gewindebolzen aufweist, der in eine Gewindebohrung des Maschinenteils einschraubbar ist. Durch die rotations symetrische Ausgestaltung des Verschleißschutz-Segmentes ist die Drehposition, in welcher das Verschleißschutz- Segment sich nach dem Festziehen im Maschinenteil be findet, ohne Bedeutung.A preferred embodiment of an inventive Wear protection segment is characterized by that it is rotationally symmetrical about a longitudinal axis and as a fastening element coaxial to the longitudinal axis Has threaded bolt which in a threaded bore of the Machine part can be screwed in. Through the rotations symmetrical design of the wear protection segment is the rotational position in which the wear protection Segment after being tightened in the machine part finds no meaning.

Besonders bevorzugt wird diejenige Ausgestaltung erfin dungsgemäßer Verschleißschutz-Segmente, bei welcher dieses mehrere übereinanderliegende karbidhaltige Pan zerschichten umfaßt, wobei der Karbidgehalt der Panzer schichten mit zunehmendem Abstand von der Grundplatte wächst. Auch diese Form der "Gradierung" des mehrere Schichten umfassenden Panzeraufbaues hat ihren Sinn im wesentlichen darin, zwischen benachbarten Schichten keinen zu krassen Übergang mechanischer Eigenschaften zuzulassen.That configuration is particularly preferred wear protection segments according to the invention, in which this several superimposed carbide-containing pan layered, the carbide content of the tanks layers with increasing distance from the base plate grows. This form of "grading" of several Layers of extensive tank structures make sense essentially in between adjacent layers no blatant transition of mechanical properties allow.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ferner, ein verschleißgeschütztes Maschinenteil zu schaffen, bei welchem der Verschleißschutz auf preiswerte Art zu be werkstel1igen ist.The object of the present invention is also a to create wear-protected machine parts at which the wear protection to be inexpensive is at work.

Diese Aufgabe wird durch ein verschleißgeschütztes Ma schinenteil gelöst, welches eine Vielzahl von Verschleiß schutz-Segmenten nach einem der Ansprüche 1 bis 5 trägt. Die Vorteile dieses verschleißgeschützten Maschinenele mentes ergeben sich sinngemäß aus den oben erläuterten Vorteilen des erfindungsgemäßen Verschleißschutz-Seg mentes. This task is carried out by a wear-protected Ma solved part of the rail, which a variety of wear protection segments according to any one of claims 1 to 5. The advantages of this wear-protected machine element mentes result from the above Advantages of the wear protection seg according to the invention mentes.

Die Verschleißschutz-Segmente können durchaus in Abstand voneinander angeordnet sein. Für viele Anwendungszwecke ist ein vollflächiges Abdecken der Oberfläche des Maschi nenteiles durch Verschleißschutz-Segmente nicht erforder lich. Hierdurch werden verständlicherweise Kosten einge spart.The wear protection segments can well be spaced be arranged from each other. For many purposes is a full coverage of the surface of the machine Part due to wear protection segments not required Lich. This understandably saves costs saves.

Grundsätzlich ist es aber selbstverständlich auch mög lich, daß die Verschleißschutz-Segmente auf dem Maschinen teil unmittelbar aneinander anstoßen. Diese Form des Verschleißschutzes wird insbesondere dann gewählt, wenn das verschleißgeschützte Maschinenelement nicht mit einem starren Körper sondern mit kleinteiligem Material zusammenwirkt, welches in die Zwischenräume zwischen benachbarte Verschleißschutz-Segmente eindringen könnte.Basically, of course, it is also possible Lich that the wear protection segments on the machine abut part immediately. This form of Wear protection is chosen in particular if the wear-protected machine element is not included a rigid body but with small-scale material which interacts in the spaces between neighboring wear protection segments could penetrate.

Wenn eine bündige oder zumindest annähernd bündige Ober fläche des verschleißgeschützten Maschinenteiles ge wünscht wird, kann eine Ausgestaltung zum Einsatz kommen, bei der das verschleißgeschützte Maschinenteil eine Vielzahl von Ausnehmungen aufweist, in denen jeweils ein komplementär geformtes Verschleißschutz-Segment auf genommen ist.If a flush or at least approximately flush top surface of the wear-protected machine part if a configuration is desired, where the wear-protected machine part is one Has a plurality of recesses, each in a complementarily shaped wear protection segment is taken.

Dabei ist es wiederum in vielen Fällen zweckmäßig, wenn die Ausnehmungen nicht in dem "nackten", zu schützen den Maschinenteil selbst sondern in einer gesonderten Aufnahmeplatte vorgesehen sind, die auf dem nackten Maschinenteil aufliegt. Werden in einem solchen Falle die Zwischenräume der Aufnahmeplatte, die zwischen den einzelnen Verschleißschutz-Segmenten verbleiben, durch das Schleißgut ausgewaschen, kann auch die Aufnahme platte leicht ausgetauscht werden. Again, it is useful in many cases if not to protect the recesses in the "bare" the machine part itself but in a separate one Mounting plate are provided on the bare Machine part rests. In such a case the gaps of the receiving plate, which between the individual wear protection segments remain through washed out the wear and tear, can also the recording plate can be easily replaced.

Wenn die Aufnahmeplatte mit Hilfe der Befestigungsmittel der Verschleißschutz-Segmente zwischen den Verschleiß schutz-Segmenten und dem "nackten" Maschinenteil ver spannt ist, werden für sie keine gesonderten Befestigungs mittel benötigt.If the mounting plate using the fasteners the wear protection segments between the wear protection segments and the "bare" machine part ver is taut, no separate attachment for them medium needed.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigenEmbodiments of the invention are as follows explained in more detail with reference to the drawing; show it

Fig. 1 ein Maschinenelement mit daran in unterschied licher Weise befestigten Verschleißschutz-Seg menten; Fig. 1 segments a machine element with attached in different ways Licher antiwear Seg;

Fig. 1a und 1b zwei weitere Ausführungsformen von Verschleiß schutz-Segmenten, die an dem Maschinenelement von Fig. 1 befestigt werden können; Fig. 1a and 1b two further embodiments of wear protection segments that can be attached to the machine element of Fig. 1;

Fig. 2 ebenfalls ein Maschinenelement mit einem Ver schleißschutz, der eine Aufnahmeplatte mit hierin angeordneten Verschleißschutz-Segmenten umfaßt. Fig. 2 also shows a machine element with a wear protection, which includes a mounting plate with wear protection segments arranged therein.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein plattenförmiges Maschinenelement bezeichnet, welches durch mehrere an ihm angeordnete Verschleißschutzsegmente 2a, 2b, 2c bzw. 2d an seiner nach oben gerichteten Fläche gegen Verschleiß geschützt ist. In dem oberhalb des Maschinen elementes 1 gelegenen Bereich unterscheiden sich die verschiedenen dargestellten Verschleißschutz-Segmente 2a bis 2d nicht. Sie umfassen alle eine Grundplatte 3a bis 3d aus verhältnismäßig zähem, duktilem Material, deren Werkstoff der Gruppe "unlegierter oder legier ter Stahlguß" angehört. Direkt überhalb der Grundplatte 3a bis 3d ist eine Pufferschicht 4a bis 4c aufgebracht, die aus einer der oben angegebenen Legierungen hergestellt ist und deren Zweck in erster Linie darin besteht, die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften der Grundplat te 3a bis 3d mit denjenigen der weiter unten zu beschrei benden, darüber aufgebrachten weiteren Schichten verträg lich zu machen.In Fig. 1, the reference numeral 1 designates a plate-shaped machine element which is protected against wear by a plurality of wear protection segments 2 a, 2 b, 2 c and 2 d arranged on its upward-facing surface. In the element above the machine 1 located region, the various anti-wear segments 2a shown not differ to 2 d. They all include a base plate 3 a to 3 d made of relatively tough, ductile material, the material of which belongs to the group "unalloyed or alloyed steel casting". Directly above the base plate 3 a to 3 d, a buffer layer 4 a to 4 c is applied, which is made of one of the alloys specified above and whose primary purpose is to use the different mechanical properties of the base plate 3 a to 3 d to make it compatible with those of the further layers applied below, which are described above.

Oberhalb der Pufferschicht 4a bis 4d befindet sich eine Aufbauschicht 5a bis 5d, zu deren Material ebenfalls oben schon nähere Angaben gemacht worden sind und deren Sinn ebenfalls darin zu erblicken ist, einen verträglichen Übergang zwischen den verschiedenen Schichten unterschied licher mechanischer Eigenschaften zu gewährleisten. Über der Aufbauschicht 5a bis 5d befindet sich eine schwachle gierte Panzerschicht 6a bis 6d, in der sich bereits Karbide, wenn auch noch mit verhältnismäßig geringem Gehalt, befinden. Die schwachlegierte Panzerschicht 6a bis 6d ihrerseits wird von einer mittellegierten Panzerschicht 7a bis 7d abgedeckt, über der sich schließlich eine Hartpanzerschicht 8a bis 8d mit hohem Karbidgehalt befindet. Das Material der drei Panzerschichten 6, 7, 8 ist also so gewählt, daß der Karbidgehalt und damit die Härte, gleichzeitig aber auch die Sprödigkeit, von unten nach oben anwächst.Above the buffer layer 4 a to 4 d there is a build-up layer 5 a to 5 d, the material of which has also already been given above and the meaning of which can also be seen in the fact that there is a compatible transition between the different layers of different mechanical properties guarantee. Above the build-up layer 5 a to 5 d there is a weakly alloyed armored layer 6 a to 6 d in which carbides are already present, albeit with a relatively low content. The weakly alloyed armor layer 6 a to 6 d is in turn covered by a middle alloy armor layer 7 a to 7 d, over which there is finally a hard armor layer 8 a to 8 d with a high carbide content. The material of the three armor layers 6 , 7 , 8 is thus chosen so that the carbide content and thus the hardness, but at the same time the brittleness, increases from the bottom up.

Die insoweit übereinstimmenden Verschleißschutz-Segmente 2a bis 2d sind in Fig. 1 zu Darstellungszwecken in unterschiedlicher Weise an dem Maschinenelement 1 befestigt. In der Praxis wird normalerweise an einem bestimmten Maschinenelement 1 immer dieselbe Befestigungsart für die eingesetzten Verschleißschutz-Segmente 2a bis 2d gewählt werden.The extent matching wear protection segments 2 a to 2 d in Fig. 1 for purposes of illustration mounted in different ways on the machine element 1. In practice, the same type of fastening for the wear protection segments 2 a to 2 d will normally always be selected on a certain machine element 1 .

Das in Fig. 1 linke Verschleißschutz-Segment 2a weist einen Stehbolzen 9 auf, der sich durch eine Durchgangs bohrung 10 des Maschinenelementes 1 hindurch erstreckt und auf den gegen die Rückseite des Maschinenelementes 1 unter Zwischenschaltung einer Beilagscheibe 11 eine Mutter 12 aufgedreht ist.The left in Fig. 1 wear protection segment 2 a has a stud 9 , which extends through a through bore 10 of the machine element 1 and on which against the back of the machine element 1 with the interposition of a washer 11, a nut 12 is screwed.

Bei dem zweiten Verschleißschutz-Segment 2b ist an die duktile Grundplatte 3b ein Stift 13 angeformt, der sich ebenfalls durch eine Durchgangsbohrung 14 des Maschinen elementes 1 hindurch erstreckt, jedoch kein Gewinde aufweist. Auf den Stift 13 ist eine ein Mittelloch auf weisende Ringscheibe 15 aufgeschoben und in einer Position an dem Stift 13 angeschweißt, in welcher sie an der Rückseite des Maschinenelementes 1 anliegt.In the second wear protection segment 2 b, a pin 13 is formed on the ductile base plate 3 b, which also extends through a through hole 14 of the machine element 1 , but has no thread. On the pin 13 a a center hole is pushed onto facing annular disk 15 and welded in position on the pin 13, in which it rests on the back of the machine element. 1

Das dritte Verschleißschutz-Segment 2c ist mit einem sich von der duktilen Grundplatte 3c wegerstreckenden Schaft 16 versehen, der ebenfalls durch eine Durchgangs bohrung 17 des Maschinenelementes 1 hindurchgeführt ist und einen Längsschlitz 18 aufweist. Zur Fixierung des Verschleißschutz-Segmentes 2c wird durch den Schlitz 18 im Schaft 16 ein Keil (in der Zeichnung nicht darge stellt) hindurchgetrieben, der sich an der Rückseite des Maschinenelementes 1 abstützt.The third wear protection segment 2 c is provided with a shaft 16 extending from the ductile base plate 3 c, which is also passed through a through bore 17 of the machine element 1 and has a longitudinal slot 18 . To fix the wear protection segment 2 c, a wedge (not shown in the drawing) is driven through the slot 18 in the shaft 16 , which is supported on the back of the machine element 1 .

Das vierte Verschleißschutz-Segment 2d ist einfach durch an der Grundplatte 3d angebrachte Schweißungen 19 mit der nach oben zeigenden Fläche des Maschinenelementes 1 verbunden.The fourth wear protection segment 2 d is simply connected to the upward-facing surface of the machine element 1 by welds 19 attached to the base plate 3 d.

Die Befestigungsarten der Verschleißschutz-Segmente 2a und 2c sind also lösbar, während die Befestigungen der Verschleißschutz-Segmente 2b und 2d nicht zerstö rungsfrei gelöst werden können.The types of attachment of the wear protection segments 2 a and 2 c are therefore releasable, while the attachments of the wear protection segments 2 b and 2 d cannot be undone without destruction.

Alle Verschleißschutz-Segmente 2a bis 2d dürfen nicht breiter als etwa 50 mm und nicht länger als 500 mm sein. All wear protection segments 2 a to 2 d must not be wider than about 50 mm and no longer than 500 mm.

Andernfalls werden die Spannungen in den verschiedenen Schichten 3 bis 9 zu groß.Otherwise the tensions in the different layers 3 to 9 become too great.

Die Schichten 4 bis 8 der verschiedenen Verschleißschutz- Segmente 2a bis 2d werden alle in einem automatisierten Hochleistungs-Schweißverfahren auf der duktilen Grundplatte 3 aufgebracht. Auf diese Weise lassen sich die einzelnen Verschleißschutz-Segmente preiswert herstellen; Handarbeit wird weitgehend erübrigt.The layers 4 to 8 of the different wear protection segments 2 a to 2 d are all applied to the ductile base plate 3 in an automated high-performance welding process. In this way, the individual wear protection segments can be manufactured inexpensively; Manual work is largely unnecessary.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Verschleißschutz-Segmente 2a bis 2d in gegenseitigem Abstand voneinander auf dem Maschi nenelement 1 aufgebracht. Sie sind im Querschnitt recht eckig. Beide Merkmale sind jedoch nicht notwendig.In the embodiment shown in Fig. 1, the individual wear protection segments 2 a to 2 d are spaced apart from one another on the machine NEN element 1 . They are quite angular in cross section. However, both features are not necessary.

So zeigt etwa Fig. 1a ein Verschleißschutz-Segment 102b, welches anstelle des Verschleißschutz-Segmentes 2b in das Maschinenelement 1 von Fig. 1 eingesetzt werden könnte. Es unterscheidet sich von dem oben be schriebenen Verschleißschutz-Segment 2b im wesentlichen dadurch, daß die auf der Grundplatte 103b aufgebrachten Schichten 104b bis 109b durch "formgebende" Auftrag schweißung entstanden sind, derart, daß der Querschnitt dieses Schichtaufbaus trapezförmig ist. Ein zweiter Unter schied liegt darin, daß in dem Verschleißschutz-Segment 102b zwei Hartpanzerschichten 108b, 109b im obersten Bereich vorhanden sind.For example, Fig. 1a, a wear protection segment 102 b, which is b in place of the anti-wear segment 2 in the machine element 1 of FIG. 1 could be used. It differs from the wear protection segment 2 b described above essentially in that the layers 104 b to 109 b applied to the base plate 103 b are formed by "shaping" application welding, such that the cross section of this layer structure is trapezoidal. A second difference is that two wear-resistant layers 108 b, 109 b are present in the uppermost region in the wear protection segment 102 b.

Das in Fig. 1b dargestellte Verschleißschutz-Segment 102c könnte grundsätzlich anstelle des Verschleißschutz- Segmentes 2c in das Maschinenelement 1 von Fig. 1 ein gebaut werden. Es unterscheidet sich von diesem in drei erlei Hinsicht:
Zunächst ist die Basisabmessung der Grundplatte 103c so groß, daß, identische Verschleißschutzsegmente 102c in das Maschinenelement 1 eingesetzt, zwischen diesen kein Abstand mehr verbliebe. Zum zweiten ist das Ver schleißschutz-Segment 102c ähnlich wie das Verschleiß schutz-Segment 102b formgebend aufgebaut und zwar dies mal in einer Weise, daß der oberhalb des Maschinenelemen tes 1 zu liegen kommende Schichtaufbau den Querschnitt eines Dreiecks aufweist. Schließlich und drittens ist auch das Verschleißschutz-Segment 102c nicht nur mit einer sondern mit zwei Hartpanzerschichten 108c und 109c versehen.In Fig. Antiwear segment shown 1b 102 could in principle, instead of the c-wear segment 2 c in the machine element 1 of Fig. 1, a built. It differs from this in three ways:
First of all, the base dimension of the base plate 103 c is so large that, if identical wear protection segments 102 c are inserted into the machine element 1 , there is no longer any distance between them. Secondly, the wear protection segment 102 c is shaped similarly to the wear protection segment 102 b and this time in such a way that the layer structure coming to lie above the machine elements 1 has the cross section of a triangle. Finally and thirdly, the wear protection segment 102 c is not only provided with one but with two hard armor layers 108 c and 109 c.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Verschleiß schutz-Einrichtung dargestellt, welche sich etwas stärker von der Art des in Fig. 1 gezeigten Verschleißschutzes unterscheidet.In Fig. 2, an embodiment of a wear protection device is shown, which differs somewhat more from the type of wear protection shown in Fig. 1.

Das vor Verschleiß zu schützende Maschinenelement ist in Fig. 2 mit den Bezugszeichen 201 gekennzeichnet. Es besteht wiederum aus einem verhältnismäßig weichen, duktilen Material. Auf der oberen Oberfläche des Maschi nenelementes 201 ist, parallel hierzu, eine Aufnahme platte 220 aufgelegt, die ebenfalls aus weichem, duktilem Material besteht. Sie weist an ihrer oberen, vom Maschi nenelement 201 abgewandten Fläche eine Vielzahl halbku geliger Ausnehmungen 221 auf. Vom tiefsten Punkt dieser halbkugelförmigen Ausnehmungen 221 führt eine Durchgangs bohrung 222 durch die Aufnahmeplatte 222 und, hierzu koaxial, eine Gewindebohrung 223 durch das Maschinen element 201 hindurch.The machine element to be protected against wear is identified in FIG. 2 by the reference number 201 . It again consists of a relatively soft, ductile material. On the upper surface of the machine NEN element 201 , parallel to this, a receiving plate 220 is placed, which is also made of soft, ductile material. It has a plurality of hemispherical recesses 221 on its upper surface facing away from the machine element 201 . From the deepest point of these hemispherical recesses 221 a passage leads bore 222 through the receiving plate 222 and, for this purpose coaxially with a threaded bore 223 through the machine element 201 therethrough.

In jeder Ausnehmung 221 der Aufnahmeplatte 220 ist ein Verschleißschutz-Segment 202 eingesetzt, das in seiner Form komplementär zu der Ausnehmung 221, im dargestell ten Ausführungsbeispiel also ebenfalls ungefähr halb kugelförmig ist. Das Verschleißschutz-Segment 202 um faßt insgesamt 5 Schichten 203 bis 208, die den Schichten 3 bis 8 des Ausführungsbeispieles von Fig. 1 in jeder Hinsicht entsprechen. Insoweit kann auf die obigen Aus führungen verwiesen werden.In each recess 221 of the receiving plate 220 , a wear protection segment 202 is used, which is complementary to the recess 221 in its shape, that is also approximately semi-spherical in the embodiment shown. The wear protection segment 202 comprises a total of 5 layers 203 to 208 , which correspond to layers 3 to 8 of the embodiment of FIG. 1 in all respects. In this regard, reference can be made to the above statements.

An die nach unten weisende Fläche der duktilen Schicht 203 der Verschleißschutz-Segmente 202 ist jeweils ein Gewindebolzen 209 angeformt, der sich durch die Durchgangs bohrung 222 der Aufnahmeplatte 220 hindurch erstreckt und der in die Gewindebohrung 223 des Maschinenelementes 201 eingedreht ist. Auf diese Weise findet nicht nur das jeweilige Verschleißschutz-Segment 202 seinen Halt inner halb der Ausnehmung 221 der Aufnahmeplatte 220. Vielmehr wird gleichzeitig die Aufnahmeplatte 220 gegen das Maschi nenelement 201 geklemmt.On the downward-facing surface of the ductile layer 203 of the wear protection segments 202 , a threaded bolt 209 is formed, which extends through the through hole 222 of the receiving plate 220 and which is screwed into the threaded bore 223 of the machine element 201 . In this way, not only the respective wear protection segment 202 finds its hold within the recess 221 of the mounting plate 220. Rather, the mounting plate 220 is clamped against the machine element 201 at the same time.

Alle oben beschriebenen Verschleißschutz-Segmente zeich nen sich dadurch aus, daß aufgrund der Verbundlösung, dem gradierten Schichtaufbau und der bestimmte Obergren zen nicht übersteigenden Abmessungen die Bruchgefahr erheblich reduziert ist. Sollen höchst abriebfeste Ver schleißschutz-Segmente erzielt werden, können die be schriebenen Verschleißschutz-Segmente mittels des WIG- Verfahrens oberflächlich aufgeschmolzen und in die so erhaltene Oberflächenschmelze Wolframkarbide eingebracht werden.Draw all wear protection segments described above NEN characterized by the fact that due to the composite solution, the graded layer structure and the certain upper limit zen not exceeding dimensions the risk of breakage is significantly reduced. Highly abrasion-resistant ver wear protection segments can be achieved, the be wear protection segments using the TIG Process melted superficially and into the so obtained surface melt tungsten carbide introduced become.

Claims

1. Wear protection segment for attachment to a machine element to be protected against wear with a ductile base plate and at least one armor layer carried by the base plate made of carbide-containing, high-alloy material, characterized in that

a) the overall dimensions do not exceed 50 mm by 500 mm;
b) the following layers are applied in the following order over the base plate ( 3 ; 103 ; 203 ):
- ba) a buffer layer ( 4 ; 104 ; 204 ) made of a self-hardening alloy with manganese steel character or an 18/8/6 alloy or made of an alloy with approx. 29% Cr, 9% Ni, 0.2% C (rest iron );
- bb) a build-up layer ( 5 ; 105 ; 205 ) made of a sweat-hard or impact-hardenable alloy with a hardness between 300 and 600 Brinell;
- bc) at least one armor layer ( 6 , 7 , 8 ; 106 , 107 , 108 , 109 ; 206 , 207 ).

2. Wear protection segment according to claim 1, characterized in that the buffer layer ( 4 ; 104 ; 204 ) made of an alloy with about 0.8 to 1.4% C, 8 to 20% Mn, 0 to 3% Cr, 0 to 3% Ni, 0 to 3% Mo (balance iron).

3. Verschheißschutz segment according to claim 1, characterized in that the buffer layer ( 4 ; 104 ; 204 ) made of an alloy with about 0.1% C, up to 6% Mn, about 18% Cr, about 8% Ni (Rest of iron).

4. Wear protection segment according to one of claims 1 to 3, characterized in that the build-up layer ( 5 ; 105 ; 205 ) made of an alloy with approx. 0.5% C, approx. 3% Mn, approx. 7% Cr, approx. 1% Mo, approx.0.4% Va (rest iron).

5. Wear protection segment according to one of claims 1 to 3, characterized in that the build-up layer ( 5 ; 105 ; 205 ) made of an alloy with approximately 1.8% C, approximately 2% Mn, approximately 7% Cr, approx. 0.6% Mo, approx. 5% Ti (rest iron).

6. Wear protection segment according to one of the preceding claims, characterized in that the various layers above the base plate ( 3 ; 103 ; 203 ) layers ( 4 , 5 , 6 , 7 , 8 ; 104 , 105 , 106 , 107 , 108 , 109 ; 205 , 206 , 207 ) are applied by shaping build-up welding.

7. Wear protection segment according to one of the preceding claims, characterized in that the base plate ( 3 ; 103 ; 203 ) has a fastening device ( 9 , 11 , 12 ; 13 , 15 ; 16 , 18 ; 113 ; 116 ; 209 ) for fastening on Machine element ( 1 ; 201 ) carries.

8. Wear protection segment according to one of the preceding claims, characterized in that it is rotationally symmetrical about a longitudinal axis and as a fastening supply element has a coaxial to the longitudinal axis threaded bolt ( 209 ) which in a threaded bore ( 223 ) of the machine part ( 201 ) can be screwed in.

9. Wear protection segment according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of superposed carbide-containing armor layers ( 6 , 7 , 8 ; 106 , 107 , 108 , 109 ; 206 , 207 ), the carbide content of the armor layers ( 6 , 7 , 8 ; 106 , 107 , 108 , 109 ; 206 , 207 ) grows with increasing distance from the base plate ( 3 ; 103 ; 203 ).

10. Wear-protected machine part, characterized in that it carries a plurality of wear protection segments ( 2 ; 102 ; 202 ) according to one of claims 1 to 9.

11. Wear-protected machine part according to claim 10, characterized in that the wear protection segments ( 2 a, 2 b, 2 c, 2 d; 102 b; 202 ) have a distance from one another.

12. Wear-protected machine part according to claim 10, characterized in that the wear protection segments ( 102 c) abut each other directly.

13. Wear-protected machine part according to one of claims 6 to 8, characterized in that it has a plurality of recesses ( 221 ), in each of which a complementarily shaped wear protection segment ( 202 ) is received.

14. Wear-protected machine part according to claim 13, characterized in that the recesses ( 221 ) in a separate mounting plate ( 220 ) are easily seen, which rests on the bare machine part ( 201 ).

15. Wear-protected machine part according to claim 14, characterized in that the mounting plate ( 220 ) with the aid of the fastening means ( 209 ) of the wear protection segments ( 202 ) between the wear protection segments ( 202 ) and the bare machine part ( 201 ) is clamped .