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DE2408500A1 - Verfahren zur herstellung von aus gusseisen mit kugelgraphit bestehenden bauteilen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von aus gusseisen mit kugelgraphit bestehenden bauteilen

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Publication number
DE2408500A1
DE2408500A1 DE19742408500 DE2408500A DE2408500A1 DE 2408500 A1 DE2408500 A1 DE 2408500A1 DE 19742408500 DE19742408500 DE 19742408500 DE 2408500 A DE2408500 A DE 2408500A DE 2408500 A1 DE2408500 A1 DE 2408500A1
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DE
Germany
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iron
cast iron
cast
spheroidal graphite
components
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Application number
DE19742408500
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English (en)
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DE2408500B2 (de
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Kurt Dipl Ing Dr Anderko
Horst Dipl Ing Dr Moebus
Franz Dipl Ing Dr Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Karl Schmidt GmbH
Original Assignee
Karl Schmidt GmbH
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Publication date
Application filed by Karl Schmidt GmbH filed Critical Karl Schmidt GmbH
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Priority to FR7504646A priority patent/FR2261827A1/fr
Priority to JP50020828A priority patent/JPS50119720A/ja
Priority to SE7501997A priority patent/SE397779B/xx
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Publication of DE2408500B2 publication Critical patent/DE2408500B2/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/10Pistons  having surface coverings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B23K35/004Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

KARL SCHMIDT GMBH 6 'FfHi0, 20.2.1974
7107 Neckarsulm DrQ/GKp
Christian-Schmidt-Straße 8/12
Prov. Nr. 7364 KS
Verfahren zur Herstellung von aus Gußeisen mit Kugelgraphit bestehenden Bauteilen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von aus Gußeisen mit Kugelgraphit bestehenden Bauteilen des Maschinen- und Motorbaues, die lokal mit einem anderen hochfesten Werkstoff, der aus einer eisenarmen oder eisenfreien Legierung auf Kobalt-Basis oder warmfesten Legierungen auf Nickel-Chrom-Silizium-Basis besteht, bewehrt sind.
Die Sonderstellung, die Gußeisen mit Kugelgraphit unter den Eisen-Kohlenstoff-Gußwerkstoffen einnimmt, ist auf seine ausgezeichneten mechanischen und technologischen Eigenschaften sowie auf den hohen Verschleißwiderstand bei gleichzeitig guter Bearbeitbarkeit zurückzuführen. Infolge seiner hohen Festigkeit und Zähigkeit bietet das Gußeisen mit Kugelgraphit gegenüber den herkömmlichen Gußwerkstoffen wie Grauguß, Temperguß und Stahlguß für viele Verwendungszwecke wirtschaftliche Vorteile„ Die sehr gute Vergießbarkeit dieses Werkstoffes führt zu einwandfreier konturengenauigkeit und nahezu glatten Oberflächen der Gußteile. Me mechanischen Eigenschaften sind je nach Anwendungszweck durch Unterschiede im Grundgefüge, nämlich ob dieses ferritisch, ferritischperlitisch oder perlitisch ausgebildet ist, in gewissen Grenzen einstellbar. So lassen sich z.B» durch Legieren mit Nickel, Kupfer, Mangan oder Zinn das Perlitgefüge
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stabilisierende Effekte erzielen. Daher werden u.a. Kurbelwellen und alle Arten von Zahnrädern, die besonders verschleißfest sein müssen, unter Zufügung der genannten Elemente erschmolzen. Das Resultat einer solchen Behandlung sind hohe Festigkeiten von beispielsweise 60 bis 80 kp/:
weise 4 bis 6
60 bis 80 kp/mm bei ausreichender Dehnung von beispiels-
Bei thermisch, mechanisch oder auf Verschleiß und Korrosion beanspruchten Bauteilen aus Gußeisen mit Kugelgraphit, insbesondere jedoch bei Kolben für Brennkraftmaschinen, besteht im Zuge der Leistungssteigerung in wachsendem Maße die Notwendigkeit, besonders extrem belastete Bereiche solcher Bauteile mit einer lokal angeordneten, aus einem hochfesten Werkstoff bestehenden Bewehrung zu versehen. Als Bewehrungswerkstoffe sind hierfür insbesondere eisenfreie oder eisenarme Legierungen auf Kobalt-Basis, wie z.B. Stellite, in Anwendung. Ferner sind auch für den gleichen Zweck warmfeste Legierungen auf Nickel-Chrom-Silizium-Basis brauchbar.
Die aus den genannten hochfesten Legierungen bestehenden Formteile werden in aller Regel in der Weise an den örtlich hochbeanspruchten Stellen der Bauteile aus Gußeisen mit Kugelgraphit angebracht, daß sie entweder aufgeschraubt oder durch Auftragschweißen aufgebracht werden. Diese Maßnahmen sind im Hinblick auf eine zeitgemäße Fertigung von bewehrten Bauteilen aus Gußeisen mit Kugelgraphit als nicht optimal anzusprechen.
Es ist deshalb bereits versucht worden, die für die Bewehrung vorgesehenen Formteile in die aus Gußeisen mit Kugelgraphit bestehenden Bauteile unter mechanischer
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Verklammerung ein- oder anzugießen. Hierbei ist es von Nachteil, daß es infolge der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der "beiden Metalle zu einer Lockerung der an- oder eingegossenen Formteile kommt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine feste Verbindung zwischen den aus Gußeisen mit Kugelgraphit bestehenden Bauteilen und den an- oder eingegossenen Formteilen herzustellen.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das ein- oder anzugießende Formteil in dem ein- oder anzugießenden Bereich mit einer galvanisch aufge-, brachten Schicht aus Zinn, Indium oder Cadmium überzogen und anschließend in oder an das Bauteil- gegossen wird. . :
Die galvanisch aufgebrachte Schicht ist 2 bis 20 /Jim, vorzugsweise 2 bis 10 um, dick. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird zwischen dem Gußeisen mit Kugelgraphit und dem aus einer eisenfreien oder eisenarmen Legierung auf Kobalt-Basis oder einer Legierung auf Nickel-Chrom-Silizium-Basis bestehenden Formteile eine metallurgische Verbundschicht erzeugt, die einen guten Wärmeübergang zwischen dem Formteil und dem Gußeisen ermöglicht. -
Das Verfahren ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert;
Ein aus Stellit bestehender, in den Kopf eines aus Gußeisen mit Kugelgraphit bestehenden Kolbens für Brennkraftmaschinen mit Vorkammer einzugießender Verdrängungs-
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körper wird zunächst entfettet und dann in einer 10 Salzsäure gebeizt. Danach wird der Verdrändungskörper mit dem in den Kolbenkopf einzugießenden Teil in einem 800C heißen Kalium-Stannat-Bad bei einer Stromstärke von 0,5 A mit einer Zinnschicht von 10 pm Dicke galvanisch überzogene Der Verdrängungskörper wird anschließend zusammen mit einem Kühleisen, das entsprechend dem nicht einzugießenden Teil des Verdrändungskörpers ausgebildet ist, in eine Sandgießform eingeformt. Das Umgießen des Verdrängungskörpers erfolgt mit einer 1 400°C heißen Schmelze. Der so hergestellte Kolben wird noch einer das Gußeisen mit Kugelgraphit perlitisierenden Glühbehandlung unterzogen.
In der Zeichnung ist der in den aus Gußeisen mit Kugelgraphit einzugießende Verdrängungskörper dargestellt, der auf seinem unteren, rotationssymmetrischen, stempelkopfartig ausgebildeten Teil 1 mit einer Zinnschicht 2 überzogen ist.
Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß durch die Herstellung einer metallurgischen Verbindung zwischen einem Bauteil aus Gußeisen #mit Kugelgraphit und einem darin an-'oder eingegossenen Formkörper eine feste Verbindung erreicht wird.
- 5 Patentansprüche
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Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE
1) Verfahren zur Herstellung von aus Gußeisen mit Kugelgraphit bestehenden Bauteilen des Maschinen- und Motorbaues, die lokal mit einem anderen hochfesten Werkstoff, der aus einer eisenarmen oder eisenfreien Legierung auf Kobalt-Basis oder warmfesten Legierungen auf Nickel-Chrom-Silizium-Basis besteht, bewehrt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper auf seinem an- oder einzugießenden Bereich mit einer Schicht aus Zinn, Cadmium oder Indium galvanisch überzogen und dann in einer Gußform von der aus Gußeisen mit Kugelgraphit bestehenden Schmelze umgössen wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper in seinem an- oder einzugießenden Bereich mit einer 2 bis 20 pm, vorzugsweise 2 bis 10 um, dicken Schicht galvanisch überzogen wird«,
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L e e r s e i t e
DE19742408500 1974-02-22 1974-02-22 Verfahren zur herstellung von aus gusseisen mit kugelgraphit bestehenden bauteilen Ceased DE2408500B2 (de)

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FR7504646A FR2261827A1 (en) 1974-02-22 1975-02-14 Casting inserts into nodular cast iron - the alloy insert having been electroplated to make a good bond with the iron
JP50020828A JPS50119720A (de) 1974-02-22 1975-02-19
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FR2261827B1 (de) 1981-06-12
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