DD272429A1 - METHOD FOR PRODUCING WEAR-RESISTANT TORQUE TOOLS FOR BAGGERS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung verschleissfester Grabwerkzeuge fuer Bagger und findet im Giessereiwesen Anwendung, wo Reisszaehne, Schneidecken und andere Grabwerkzeuge fuer Baggerloeffel, -eimer oder -schaufeln gefertigt werden, welche zum Loesen und Abtragen von Foerdergut mit sehr grosser Festigkeit benoetigt werden und deshalb hohem Verschleiss unterliegen. Bei minimalem Material- und Fertigungsaufwand besteht die Aufgabe verschleissfestere Grabwerkzeuge mit laengerer Standzeit herzustellen und die Nebenwirkungen wie Bruchneigung sowie Qualitaetsdifferenzen weitgehend auszuschalten. Dies geschieht erfindungsgemaess dadurch, dass grobes Hartmetallgranulat durch einen sich bei hohen Temperaturen aufloesenden Stoff in den Verschleisszonen positioniert wird und solange Giessmaterial zugegeben wird, bis die Hartmetallstuecke 6 nahezu vollstaendig von Basiswerkstoff umgeben sind und nach der Erstarrung in den Verschleisszonen fest eingefasst sind. Fig. 1The invention relates to a method for producing wear-resistant excavating tools for excavators and is used in foundry applications, where rice teeth, cutting corners and other digging tools for Baggerloeffel, buckets or buckets are made, which are required for Loesen and removal of Foerdergut with very great strength and therefore subject to high wear. With minimal material and production costs, the task is to produce more wear-resistant grave tools with a longer service life and to largely eliminate the side effects such as fracture tendency and quality differences. This is done according to the invention in that coarse cemented carbide granules are positioned in the wear zones by a substance dissolving at high temperatures and as long as casting material is added until the cemented carbide pieces 6 are almost completely surrounded by the base material and firmly fixed in the wear zones after solidification. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die erfindungsgemäße Lösung findet im Gießereiwesen Anwendung, wo Reißzähne, Schneidecken und andere Grabwerkzeuge hergestellt werden, wie sie an Baggerlöffeln, -eimern oder-schaufeln zum Lockern bzw. Lösen und Abtragen von Fördergut mit sehr großer Festigkeit benötigt werden. Insbesondere in Tagebauen kommen die erfindungsgemäßen Grabwerkzeuge zum Fördern vom Abraum, Kohle und anderen Mineralien zur Anwendung.The solution according to the invention is used in foundry applications, where fangs, cutting corners and other digging tools are produced, as they are needed on buckets spoons, buckets or buckets for loosening or loosening and removal of conveyed material with very high strength. Especially in opencast mines grave tools according to the invention for conveying the spoil, coal and other minerals are used.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es sind Lösungen bekannt, wie sie in der DD-PS 70.969, B 22 D19/08 beschrieben sind und wobei verschleißfeste Werkstoffe aus Karbiden pulverförmig und körnig zu auftragbaren Massen verarbeitet, in die Gießform entsprechend eingelegt und aufgeschmolzen werden und sich legieren.There are known solutions, as described in DD-PS 70.969, B 22 D19 / 08 and wherein wear-resistant materials of carbides processed in powdery and granular to be applied masses, inserted accordingly in the mold and melted and alloy themselves.

Neben sehr hohem Vorbereitungsaufwand führt dieses Verfahren außerdem zu Rissen zwischen der verschleißfesten Schicht und dem Basismaterial.In addition to very high preparation effort, this method also leads to cracks between the wear-resistant layer and the base material.

In der DE-AS 2.165.058, B22D19/08 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundgußstückes dargestellt, bei dem eine vorgeformte Platte auf das Basismetall aufgelegt wird, welches zum Einschmelzen der Platte aus Harstoffpulvern unter Schutzgasatmosphäre mindestens zähflüssig gehalten werden muß und dadurch ebenfalls sehr aufwendig ist.In DE-AS 2,165,058, B22D19 / 08, a method for producing a composite casting is shown in which a preformed plate is placed on the base metal, which must be kept at least viscous to melt the plate of Harstoffpulvern under a protective gas atmosphere and thereby also very is expensive.

Gemäß DE-PS 2.817.592, B22 D19/08 wird ein Verfahren zur Herstellung von Gußstücken mit erosionsbeständiger Oberflächenschicht in Sandformen aufgezeigt, bei der die Oberflächenschicht aus bestimmten Pasten zusammengesetzt, mit Nägeln oder einem Drahtgeflecht an der Gußformoberfläche befestigt wird sowie mit einem Flußmittel getrocknet zu einer Korundeinbettung im Guß führt und eine Schichtdicke bis zu 15 mm bildet.According to DE-PS 2,817,592, B22 D19 / 08 a process for the production of castings with erosion-resistant surface layer in sand molds is shown in which the surface layer composed of certain pastes, fixed with nails or a wire mesh on the mold surface and dried with a flux leads to a corundum embedding in the casting and forms a layer thickness up to 15 mm.

Weiterhin beschreibt die DE-OS 2.920.593, B 22 F7/04 eine Lösung zum Einbetten härterer Metallstücke mit höherer Schmelztemperatur als das Grundmittel in eine metallische Fläche durch großen Strom.Furthermore, DE-OS 2,920,593, B 22 F7 / 04 describes a solution for embedding harder metal pieces with a higher melting temperature than the basic agent in a metallic surface by large current.

Alle genannten Lösungen weisen den Mangel auf, daß neben dem umfangreichen Vorbereitungsaufwand zur Zusammenstellung der Ausgangsmaterialien für die verschleißfestere Schicht zusätzliche zeitaufwendige Arbeitsschritte für das Einbringen der verschleißfesteren Materialien in das Basismetall erforderlich sind und darüber hinaus den hohen Anforderungen an die Festigkeit nicht im erforderlichen Maße entsprochen wird, sich Risse bilden, welche zu Ausbrüchen und anderen Zerstörungen führen.All these solutions have the defect that in addition to the extensive preparation effort to put together the starting materials for the wear-resistant layer additional time-consuming steps for the introduction of more wear-resistant materials in the base metal are required and beyond the high demands on the strength is not met to the extent necessary , cracks form which lead to eruptions and other destructions.

In der DE-PS 3.114.177, B22F7/08 ist darüber hinaus ein Verfahren zum Herstellen eines Arbeitswerkzeuges beschrieben, wonach die Verschleißflächen eines Werkzeuges aus Pulvermetall bestehen und vor dem Einsetzen in die Gießform gesintert werden.In DE-PS 3,114,177, B22F7 / 08, a method for producing a working tool is further described, according to which the wear surfaces of a tool made of powder metal and are sintered prior to insertion into the mold.

Auch dies stellt ein Verfahren mit zusätzlichem Aufwand dar, ohne dabei garantieren zu können, daß eine vollständige Verbindung der Hartmetallschicht mit dem Gußwerkstück entsteht, welche den Beanspruchungen des Werkzeuges standhält.This also represents a method with additional effort, without being able to guarantee that a complete connection of the hard metal layer with the cast workpiece is formed, which withstands the stresses of the tool.

Ein Verfahren zur Herstellung von Verschleißteilen ist in der DD-PS 204.636, B22D19/00 beschrieben, bei dem nach dem Verbundguß-Durchfließverfahren, vorzugsweise auf der Basis von Eisenlegierungen verschleißarme Verbund- und Massivgußteile erzeugt werden. Als nachteilig erwiesen sich neben dem Erfordernis eines Grundkörpers die höhere Gießzeit, die vielfache Menge des Verschleißwerkstoffes und der damit verbundene hohe Schmelzenergieaufwand.A method for the production of wearing parts is described in DD Pat. No. 204.636, B22D19 / 00, in which low-wear composite and solid castings are produced by the composite casting flow-through method, preferably based on iron alloys. In addition to the requirement of a basic body proved to be disadvantageous, the higher casting time, the multiple amount of wear material and the associated high melt energy expenditure.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung verschleißfester Grabwerkzeuge insbesondere für Bagger zu entwickeln, bei dem mit minimalem Material- und Fertigungsaufwand und ohne zusätzliche Vorrichtungen bzw. Arbeitsschritte sowie Energieaufwendungen zur Behandlung des Basismaterials aufwenden zu müssen, eine höhere Verschleißfestigkeit erzielt und die Gebrauchsfähigkeit des Grabwerkzeuges verlängert wird.It is the object of the invention to develop a method for producing wear-resistant digging tools, in particular for excavators, in which with minimal material and manufacturing effort and without additional devices or work steps and energy costs for the treatment of the base material to spend, achieves a higher wear resistance and the Serviceability of the grave tool is extended.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Es besteht die Aufgabe, verschleißfestere Grabwerkzeuge mit längerer Standzeit für Bagger oder dergleichen herzustellen, bei denen ohne zusätzliche Vorrichtungen bzw. Arbeitsschritte zur Behandlung des Basismaterials eine Veränderung des Gefüges erzielt wird, und die gewünschten Eigenschaften ohne Nebenwirkungen wie Bruchneigung, Qualitätsdifferenzen und dergleichen erreicht werden und eine exakte Positionierung der Hartmetallkörper in der verschleißfesten Schicht erfolgt. Erfindungsgemäß wird dies gelöst, in dem in die abrasiven Zonen der Grabwerkzeuge Granulat aus Hartmetall oder ähnlichem mit einer vorzugsweisen Kantenlänge von etwa 5-10mm derart eingebracht wird, daß das zum Beispiel aus niedriglegiertem Stahlguß bestehende Basismaterial die Hartmetallstücke fast vollständig umgibt.It is the task of producing wear-resistant grave tools with a longer service life for excavators or the like, in which without additional devices or steps for the treatment of the base material, a change in the structure is achieved, and the desired properties without side effects such as tendency to fracture, quality differences and the like can be achieved and an exact positioning of the hard metal body in the wear-resistant layer takes place. This is achieved according to the invention, in which in the abrasive zones of the digging tools granules of hard metal or the like with a preferred edge length of about 5-10mm is introduced such that the existing example of low-alloy cast steel base material almost completely surrounds the hard metal pieces.

Zum Einbringen in die Gießform ist es erforderlich, das Granulat mittels eines festen, sich bei hohen Temperaturen auflösenden Stoffes derart in den Verschleißzonen zu positionieren, daß das verschleißfeste Granulat einen großen Teil der Oberfläche bei möglichst geringem Materialeinsatz bildet. Durch eine gezielte Eingießtechnik ist für eine ausreichende Durchströmung mit Gießmaterial zu sorgen, so daß die Hartmetallstücke nahezu vollständig vom Basiswerkstoff umgeben sind, ihre Position in den Verschleißzonen beibehalten und nach der Erstarrung fest eingefaßt bzw. umklammert sind.For introduction into the casting mold, it is necessary to position the granules in the wear zones by means of a solid material dissolving at high temperatures in such a way that the wear-resistant granules form a large part of the surface with the least possible use of material. Through a targeted pouring technique is to ensure sufficient flow with casting material, so that the hard metal pieces are almost completely surrounded by the base material, maintain their position in the wear zones and firmly bordered or clenched after solidification.

Betreffs der Beachtung der Strömungsverhältnisse erweist es sich als zweckmäßig, das Grabwerkzeug bezogen auf die Längsachse waagerecht in die Gießform einzubringen, den Einguß im den Verschleißzonen gegenüberliegenden Teil, den Speiser zweckmäßigerweise im materialaufwendigsten Abschnitt sowie für das durchströmende Material möglichst in Richtung der Längsachse an dem Ende, wo das Granulat eingebracht ist, mindestens einen Überlauf anzuordnen. Anschließend erfolgt das Einbringen des Gießmaterials in üblicher Weise. Dabei ist die Durchströmmenge abhängig von der Wanddicke des Gußstückes und von der Menge des einzugießenden Granulates und beträgt nur einen Teil der zum Beispiel für das Verbundgießen mit Einschmelzeffekt erforderliche Menge, da das Granulat nicht aufzuschmelzen ist, sondern lediglich das vorzeitige Erstarren des Gießmaterials zu verhindern ist, bevor die Hartmetallstücke nahezu vollständig vom Basiswerkstoff umgeben sind.With regard to the consideration of the flow conditions, it proves useful to introduce the digging tool horizontally in relation to the longitudinal axis in the mold, the sprue in the wear zone opposite part, the feeder expediently in the materialaufwendigsten section and for the material flowing through as possible in the direction of the longitudinal axis at the end where the granules are introduced to arrange at least one overflow. Subsequently, the introduction of the casting material in the usual manner. The flow rate depends on the wall thickness of the casting and the amount of granules to be infused and is only a part of, for example, the composite casting required with meltdown effect, since the granules are not melt, but only to prevent the premature solidification of the casting material before the carbide pieces are almost completely surrounded by the base material.

Das heißt, daß unter Beibehaltung der vorgesehenen Position des Granulats an den Oberflächen der Verschleißzonen möglichst jeweils eine Seite der Hartmetallstücke diese Verschleißfläche bilden, und der Halt des Granulats im Basiswerkstoff durch den keilförmigen Einschluß (Dübelprinzip) im Grabwerkzeug erfolgt und für den zweckmäßigen Einsatz ohne Nacharbeit die ausreichende Befestigung bildet.That is, while maintaining the intended position of the granules on the surfaces of the wear zones as possible each side of the hard metal pieces form this wear surface, and the maintenance of the granules in the base material by the wedge-shaped inclusion (dowel principle) in the digging tool and for proper use without rework which makes adequate attachment.

Ausführungsbeispielembodiment

Nachfolgend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert und in einer Skizze veranschaulicht. Es zeigt die Fig. 1: Einen Schnitt durch das Gießsystem und das Grabwerkzeug in seiner Längsachse vor dem Einbringen des GießmaterialsThe invention will be explained in more detail in one embodiment and illustrated in a sketch. 1 shows a section through the casting system and the grave tool in its longitudinal axis before the introduction of the casting material

In den Formstoff 1 wird die Gießform eines Reißzahnes 2 in zweckmäßiger Weise mit waagerechter Längsachse eingeformt. In die die Verschleißzonen 3 und 4 des Reißzahnes 2 bildende Spitze wird jeweils ein dieser Form und diesen Zonen angepaßtes Stück Schaumpolystyrol 5 eingelegt, welches an den zu den Verschleißzonen 3 und 4 parallelen Flächen mittels Dispersionskleber mit Hartmetallbruchstücken 6 beklebt ist. Die Hartmetallsbruchstücken 6 sind zweckmäßigerweise so angeordnet, daß deren größte Oberfläche die Klebefläche bildet und sie in Richtung der Verschleißzonen 3 und 4 weitgehend keilförmig eingeschlossen werden können.In the molding material 1, the mold of a Fang 2 is formed in an appropriate manner with horizontal longitudinal axis. In the wear zones 3 and 4 of the Fang 2 forming tip each one of these shape and these zones adapted piece of foam polystyrene 5 is inserted, which is glued to the wear zones 3 and 4 parallel surfaces by means of dispersion adhesive with hard metal fragments 6. The carbide fragments 6 are suitably arranged so that their largest surface forms the adhesive surface and they can be largely wedge-shaped trapped in the direction of the wear zones 3 and 4.

Im Befestigungsteil 7 des Reißzahnes 2 ist in üblicher Weise der Einguß 8 und im materialintensiven Abschnitt der Speiser 9 angeordnet. In der Nähe der Verschleißzonen 3 und 4 befindet sich an der Reißzahnspitze oder seitlich mindestens ein Überlauf 10 zur Aufnahme des Gießmaterials entsprechend der erforderlichen Durchströmmenge.In the attachment part 7 of the Fang 2 is arranged in the usual manner, the sprue 8 and the material-intensive portion of the feeder 9. In the vicinity of the wear zones 3 and 4 is located at the Fangzahnspitze or laterally at least one overflow 10 for receiving the casting material according to the required flow rate.

Nach der anschließenden Aushärtung des Formstoffes 1 kann das Einbringen von flüssigem Gießmaterial, wie z. B.After the subsequent curing of the molding material 1, the introduction of liquid casting material, such as. B.

niedriglegierter Stahlguß, erfolgen.low-alloy cast steel.

Beim Erreichen des Schaumpolystyrolstückes 5 wird dieses vom heißen Gießmetall aufgeschmolzen und ersetzt. Somit bleibt die Trageigenschaft für die Hartmetallbruchstücke 6 beibehalten.Upon reaching the Schaumpolystyrolstückes 5 this is melted and replaced by the hot casting metal. Thus, the carrying property for the hard metal fragments 6 is maintained.

Das Ausfüllen der freien Räume zwischen den Hartmetallbruchstücken 6 erfolgt durch das ausreichend nachfließende Gießmetall, welches infolge der Gewährleistung der erforderlichen Durchströmmenge zum Überlauf 10 ermöglicht wurde.The filling of the free spaces between the hard metal fragments 6 takes place by the sufficiently inflowing casting metal, which was made possible due to the guarantee of the required flow rate to the overflow 10.

Durch die keilförmige Anordnung der Hartmetallbruchstücke 6 auf dem Schaumpolystyrolstück 5 sitzen diese verschleißmindernden Elemente nach dem Erstarren des Basismetalls fest im Reißzahn 2 und dieser kann ohne Nachbearbeitung der Verschleißzonen 3 und 4 seinem Verwendungszweck zugeführt werden.Due to the wedge-shaped arrangement of the hard metal fragments 6 on the Schaumpolystyrolstück 5 these wear-reducing elements sit firmly after the solidification of the base metal in the Fang 2 and this can be supplied without reworking the wear zones 3 and 4 its intended use.

Oben genanntes Verfahren vermeidet sämtliche Aufwendungen zur Nachbearbeitung und mindert diese außerdem bedeutend hinsichtlich Material- und Energieaufwand insbesondere gegenüber den vergleichbaren Möglichkeiten.The above-mentioned method avoids all expenses for post-processing and also reduces these significantly with regard to material and energy expenditure, in particular compared with the comparable possibilities.

Claims (1)

Verfahren zur Herstellung von verschleißfesten Grabwerkzeugen aus Stahlguß und Karbiden in Sandgußformen oder dergleichen mit Einguß, Speiser und Überlauf zur Sicherung einer bestimmten Durchströmmenge an Gießmaterial, gekennzeichnet dadurch, daß in den Verschleißzonen (3 und 4) des Grabwerkzeuges relativ grobes Granulat aus Hartmetall oder ähnlichem mittels eines sich bei hohen Temperaturen auflösenden Stoffes, wie zum Beispiel Schaumpolystyrol, positioniert ist, in dem die Hartmetallstücke (6) vorwiegend an ihrer größten Seitenfläche an den sich auflösenden Stoff zweckmäßigerweise durch Kleben befestigt sind und überwiegend die Verschleißzonen (3 und 4) des Grabwerkzeuges ausbilden und daß solange Gießmaterial eingebracht wird, daß nach einer bestimmten Durchflußmenge bis in den Überlauf (10) genügend flüssiges Basismetall die Hartmetallstücke (6) nahezu vollständig umgibt und nach dem Erstarren diese fest einschließt.A method for producing wear-resistant grave tools made of cast steel and carbides in sand casting molds or the like with sprue, feeder and overflow to secure a certain flow rate of casting material, characterized in that relatively coarse granules of hard metal or the like in the wear zones (3 and 4) of the grave tool a dissolving at high temperatures substance, such as foam polystyrene, is positioned in which the hard metal pieces (6) are attached mainly at its largest side surface of the dissolving substance expediently by gluing and form predominantly the wear zones (3 and 4) of the grave tool and that as long as casting material is introduced, that after a certain flow rate into the overflow (10) enough liquid base metal almost completely surrounds the hard metal pieces (6) and after solidification encloses them firmly. Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing