DE10333590B4 - Casting chamber for a process for producing a band-shaped composite material - Google Patents
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- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/008—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of clad ingots, i.e. the molten metal being cast against a continuous strip forming part of the cast product
Abstract
Gießkammer (15) zur Herstellung eines bandförmigen Verbundwerkstoffes (4) für die Gleitlagerherstellung durch kontinuierliches Aufgießen einer Flüssigkeit (5), insbesondere einer Metalllegierung, auf ein bandförmiges, als Trägermaterial dienendes Substrat (3), insbesondere aus Stahl, zur Ausbildung einer dünnen Schicht, mit einem Fließer (14) zum Aufbringen der Flüssigkeit (5) auf das Substrat (3), wobei das Substrat (3) und der Fließer (14) relativ zueinander bewegbar sind und der Fließer (14) über mindestens eine Austrittsöffnung (24) zum Vergiessen der Flüssigkeit (5) auf das Substrat (3) verfügt, und mit einem Flüssigkeitszuführkanal (22), über den dem Fließer (14) die Flüssigkeit (5) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Austrittsöffnung (24) an einer Stirnseite (26) des Fließers (14) angeordnet ist, welche im wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung des bandförmigen Substrats (3) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Austrittsöffnung (24) des Fließers (14) in der Art ausgebildet ist, dass die Flüssigkeit (5) an mindestens zwei senkrecht zur Bewegungsrichtung des...casting chamber (15) for producing a band-shaped Composite (4) for the slide bearing production by continuous pouring a liquid (5), in particular a metal alloy, on a band-shaped, as a carrier material serving substrate (3), in particular made of steel, to form a thin layer, with a flower (14) for applying the liquid (5) on the substrate (3), wherein the substrate (3) and the flow (14) relative to each other are movable and the flow (14) via at least one outlet opening (24) for casting the liquid (5) has the substrate (3), and with a liquid supply channel (22), above the flower (14) the liquid (5) supplied is characterized in that the at least one outlet opening (24) is arranged on an end face (26) of the flow (14), which substantially perpendicular to the direction of movement of the belt-shaped substrate (3) is arranged, wherein the at least one outlet opening (24) of the flow (14) is formed in such a way that the liquid (5) at least two perpendicular to the direction of movement of the ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Gießkammer zur Herstellung eines bandförmigen Verbundwerkstoffes für die Gleitlagerherstellung durch kontinuierliches Aufgießen einer Flüssigkeit, insbesondere einer Metalllegierung, auf ein bandförmiges, als Trägermaterial dienendes Substrat, insbesondere aus Stahl, zur Ausbildung einer dünnen Schicht, mit einem Fließer zum Aufbringen der Flüssigkeit auf das Substrat, wobei das Substrat und der Fließer relativ zueinander bewegbar sind und der Fließer über mindestens eine Austrittsöffnung zum Vergießen der Flüssigkeit auf das Substrat verfügt, und mit einem Flüssigkeitszuführkanal, über den dem Fließer die Flüssigkeit zugeführt wird.The The invention relates to a casting chamber for producing a band-shaped Composite for the slide bearing production by continuous pouring a Liquid, in particular a metal alloy, on a band-shaped, as a carrier material serving substrate, in particular of steel, to form a thin Layer, with a flow to the Apply the liquid on the substrate, with the substrate and the flower relative are movable relative to each other and the flow over at least one outlet opening to Shed the liquid has the substrate, and with a liquid supply channel over the the flower the liquid supplied becomes.
Derartige Gießkammern werden beispielsweise bei Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Verbundwerkstoffes für die Gleitlagerherstellung für das kontinuierliche Aufgießen der Metalllegierung auf ein bandförmiges, als Trägermaterial dienendes Substrat, insbesondere aus Stahl, verwendet. Bei diesen Verfahren durchläuft das bandförmige Substrat kontinuierlich eine mehrere Bearbeitungsstationen umfassende Produktionsstraße, wobei das bandförmige Substrat zunächst in einer separaten Aufheizstation vorerwärmt wird, anschließend eine Gießstation d.h. eine Gießkammer durchläuft, in der es vorzugsweise unter Zuhilfenahme eines Fließers mit der Metalllegierung begossen wird, und darauffolgend in einer Abkühlstation abgekühlt wird. Für ein besseres Verständnis des der Erfindung zugrundeliegenden Gegenstandes – nämlich der Gießkammer – soll zunächst näher auf dieses Verfahren eingegangen werden.such Casting chambers For example, in processes for producing a band-shaped composite material for the Plain bearing production for the continuous infusion the metal alloy on a band-shaped, as a carrier material serving substrate, in particular of steel used. In these Process goes through the band-shaped Substrate continuously a multiple processing stations comprehensive Production line, the band-shaped Substrate first is preheated in a separate heating station, then a casting station i.e. a casting chamber goes through in which it preferably with the aid of a flow with the metal alloy is poured, and then in a cooling station chilled becomes. For a better understanding of the subject of the invention - namely the casting chamber - is initially closer this procedure will be taken.
Ein
Verfahren der in Rede stehenden Art wird in der deutschen Patentschrift
Auch
die
An
dieser Stelle sei angemerkt, dass ein Schichtverbundwerkstoff, wie
ihn beispielsweise ein mit einem Gleitlagerwerkstoff beschichtetes Substrat,
das vorzugsweise aus Stahl besteht, darstellt, grundsätzlich auch
im Walzplattierverfahren hergestellt werden kann. Ein derartiges
Verfahren beschreibt beispielsweise die
Bei
den Vergießvorrichtungen
gemäß der
Bei diesen Vergießvorrichtungen wird der Druck, mit dem die Schmelze den Fließer verlässt, über die Höhe der Flüssigkeitssäule in der Zuleitung reguliert.at these potting devices For example, the pressure at which the melt exits the flow is regulated by the height of the liquid column in the feed line.
Ein
Verfahren der in Rede stehenden Art wird ebenfalls in der deutschen
Offenlegungsschrift
Es
sind eine Schneidstation
Vor
dem Erwärmen
des Substrats
Nach
dem Erwärmen
des Substrats
Nach
dem Stand der Technik wird die Metalllegierung
Das
Aufgießen
der Metalllegierung
Im
Anschluss an die Gießstation
Bei
herkömmlichen
Verfahren wird in der Regel Öl
als Kühlmittel
in der Abkühlstation
verwendet, wie dies auch der
Im Anschluss an den Abkühlvorgang wird der Verbundwerkstoff bei herkömmlichen Verfahren mechanisch in der Art nachbearbeitet, dass einerseits die Unterseite des Substrats geschliffen und die Oberseite der Gleitschicht gefräst wird. Das Schleifen der Unterseite des Substrats dient in erster Linie der Reinigung und der Beseitigung von Rückständen infolge Ölkühlung, wohingegen das Fräsen der Oberseite der Gleitschicht das Ziel hat, überschüssiges Gleitschichtmaterial abzutragen und die Dicke der Gleitschicht näher an ihr Sollmaß heranzuführen. Wird eine übliche Gleitschichtdicke des endbearbeiteten Verbundwerkstoffes von 0,35 mm ± 0,15mm zugrundegelegt, beträgt die Gleitschichtdicke des begossenen Substrats nach der Abkühlung und vor der Nachbearbeitung bei den herkömmlichen Verfahren etwa 2 mm. Bei Verfahren nach dem Stand der Technik wird somit ungefähr eine vier- bis zehnmal so große Menge an Gleitschichtmaterial d.h. Metalllegierung auf das Substrat aufgebracht wie letztlich tatsächlich zur Ausbildung einer ausreichenden Gleitschicht benötigt wird. Das überschüssige Material muss wieder abgetragen werden. Dies führt einerseits zur der Notwendigkeit, eine Nachbearbeitungsstation zum Abtrag des überschüssigen Materials vorzusehen und somit zu zusätzlichen Kosten, und andererseits zu einer erheblichen Abfallmenge an Gleitschichtmaterial, was sich ebenfalls kostensteigernd auf den Produktionsprozess auswirkt.in the Connection to the cooling process the composite becomes mechanical in conventional processes reworked in the way that on the one hand the underside of the substrate sanded and the top of the sliding layer is milled. The grinding of the underside of the substrate serves primarily the Cleaning and removal of residues due to oil cooling, whereas the milling the top of the overlay has the goal of excess overlay material remove and bring the thickness of the sliding layer closer to its nominal size. Becomes a common one Sliding layer thickness of the finished composite of 0.35 mm ± 0.15mm is based on the sliding layer thickness of the coated substrate after cooling and before reworking in the conventional method about 2 mm. Thus, in prior art methods, approximately one four to ten times that size Amount of sliding layer material i. Metal alloy on the substrate upset as ultimately to form a sufficient sliding layer is needed. The excess material must be removed again. this leads to on the one hand to the need for a post-processing station for To provide removal of the excess material and thus to additional Cost and, on the other hand, a considerable amount of slipping which also has a cost-increasing effect on the production process.
Ein
besonderes Verfahren zur Herstellung dünner Schichten aus Flüssigkeiten
und die dazugehörigen
Fließer
zur Durchführung
dieser Verfahren offenbaren die beiden deutschen Patentschriften
Entsprechende Auswirkungen hat dies auf die Konstruktion der Fließer. Die Aufgabe, die separate Vorerwärmung zu eliminieren, wird nämlich eben durch die spezielle Ausbildung der Fließer gelöst, indem wesentlich mehr Schmelze auf das Substrat aufgebracht wird, als für die Ausbildung einer Beschichtung erforderlich. Die überschüssig aufgebrachte, überhitzte Schmelze dient lediglich der Aufheizung des Substrats und muss nach erfolgter Aufwärmung wieder abgeführt werden, weshalb der Fließer einen speziellen Abführkanal aufweist, mit dem die überschüssige Schmelze abgeführt werden kann. Einen solchen Abführkanal weist der Fließer der hier beanspruchten Gießkammer gerade nicht auf, da sie für ein Verfahren vorgesehen ist, bei dem eine separate Vorerwärmung vorgenommen wird.Appropriate This has implications for the construction of the flowers. The Task, the separate preheating namely to eliminate just solved by the special training of the flow, adding much more melt is applied to the substrate, as for the formation of a coating required. The excessively applied, overheated Melt serves only to heat the substrate and must after warming up again dissipated that's why the flower a special discharge channel has, with which the excess melt dissipated can be. Such a discharge channel points the flower the here claimed casting chamber just do not get up, as they are for one Method is provided, made in which a separate preheating becomes.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Gießkammer zum kontinuierlichen Aufgießen einer Flüssigkeit, insbesondere einer Metalllegierung, auf ein bandförmiges, als Trägermaterial dienendes Substrat, insbesondere aus Stahl, zur Ausbildung einer dünnen Schicht bereitzustellen, mit der kostengünstiger gefertigt werden kann und die insbesondere Verfahren mit einer höheren Produktivität ermöglicht.In front In this background, it is the object of the present invention a casting chamber for continuous infusion a liquid, in particular a metal alloy, on a band-shaped, as support material serving substrate, in particular of steel, to form a thin To provide layer, can be manufactured with the cheaper and which in particular enables processes with higher productivity.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Gießkammer zur Herstellung eines bandförmigen Verbundwerkstoffes für die Gleitlagerherstellung durch kontinuierliches Aufgießen einer Flüssigkeit, insbesondere einer Metalllegierung, auf ein bandförmiges, als Trägermaterial dienendes Substrat, insbesondere aus Stahl, zur Ausbildung einer dünnen Schicht, mit einem Fließer zum Aufbringen der Flüssigkeit auf das Substrat, wobei das Substrat und der Fließer relativ zueinander bewegbar sind und der Fließer über mindestens eine Austrittsöffnung zum Vergießen der Flüssigkeit auf das Substrat verfügt, und mit einem Flüssigkeitszuführkanal, über den dem Fließer die Flüssigkeit zugeführt wird, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass die mindestens eine Austrittsöffnung an einer Stirnseite des Fließers angeordnet ist, welche im wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung des bandförmigen Substrats angeordnet ist, wobei die mindestens eine Austrittsöffnung des Fließers in der Art ausgebildet ist, dass die Flüssigkeit an mindestens zwei senkrecht zur Bewegungsrichtung des bandförmigen Substrats beabstandeten Stellen auf das Substrat aufbringbar ist.Is solved the task through a casting chamber for producing a band-shaped Composite for the slide bearing production by continuous pouring a Liquid, in particular a metal alloy, on a band-shaped, as support material serving substrate, in particular of steel, to form a thin Layer, with a flower for applying the liquid to the substrate, the substrate and the flower relative to each other are movable and the flow over at least an outlet opening for casting the liquid has the substrate, and with a liquid supply channel over the the flower the liquid supplied is, and which is characterized in that the at least one outlet opening on one end face of the flowmeter is arranged, which is substantially perpendicular to the direction of movement of the band-shaped Substrate is arranged, wherein the at least one outlet opening of the flow applicator is formed in the way that the liquid at least two spaced perpendicular to the direction of movement of the band-shaped substrate Positions on the substrate can be applied.
Dadurch das die Flüssigkeit in der Gießkammer an mindestens zwei senkrecht zur Bewegungsrichtung des bandförmigen Substrats beabstandeten Stellen auf das Substrat aufgebracht wird, kann sich die vergossene Flüssigkeit schneller als bei herkömmlichen Verfahren, bei denen die Schmelze mittig auf das Substrat aufgebracht wird, verteilen, weil die Wegstrecken, die die Schmelze bis zu den Seitenrändern des Trägerbandes zurückzulegen hat, verkleinert und damit die für den Fließprozess d.h. die Benetzung der Substratoberfläche benötigte Zeit verringert wird. Dies führt dazu, dass die Vorschubgeschwindigkeit, mit der das Substratband durch die Anlage gezogen wird, erhöht werden und damit kostengünstiger produziert werden kann. Diese konstruktive Ausgestaltung der Gießkammer trägt also maßgeblich zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe bei, eine Gießkammer bereitzustellen, mit der kostengünstiger gefertigt werden kann und die insbesondere eine höhere Produktivität ermöglicht als bei herkömmlichen Verfahren üblich.This causes the liquid in the casting chamber to be at least two perpendicular to the movement Direction of the band-shaped substrate spaced locations is applied to the substrate, the potted liquid, faster than in conventional methods in which the melt is centrally applied to the substrate, distribute, because the distances that cover the melt to the side edges of the carrier tape has reduced and thus the time required for the flow process, ie the wetting of the substrate surface is reduced. As a result, the feed rate at which the substrate belt is pulled through the system can be increased and thus produced more cheaply. This structural design of the casting chamber thus contributes significantly to the solution of the problem underlying the invention to provide a casting chamber, can be manufactured with the cost and in particular allows a higher productivity than conventional methods.
Dadurch, dass die mindestens eine Austrittsöffnung an einer Stirnseite des Fließers angeordnet ist, welche im wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung des bandförmigen Substrats angeordnet ist, trifft die Flüssigkeit nicht senkrecht von oben auf die Substratoberfläche auf, sondern vorzugsweise in einem spitzen Winkel und in Richtung der Bewegung des bandförmigen Substrats. Unnötige Turbulenzen werden hierdurch vermieden.Thereby, that the at least one outlet opening at an end face of the flow is arranged, which is substantially perpendicular to the direction of movement of the band-shaped Substrate is arranged, does not meet the liquid from perpendicular on top of the substrate surface but preferably at an acute angle and in the direction the movement of the band-shaped Substrate. unnecessary Turbulence is thereby avoided.
Mit der erfindungsgemäßen Gießkammer lassen sich Verfahren realisieren, bei denen die Flüssigkeit zu einer – gegenüber herkömmlichen Verfahren – dünnen Schicht vergossen wird. Dabei wird bereits beim Aufgießen beispielsweise der Gleitschichtlegierung eine Schichtdicke der Gleitschicht angestrebt, die gegenüber der Gleitlagerschicht des endbearbeiteten, bandförmigen Verbundwerkstoffes ein nur geringes Übermaß aufweist, also schon möglichst nahe an dem Sollmaß der Gleitlagerschicht liegt. Im Vergleich zu den nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei denen nicht selten die vier- bis zehnfache Menge an Metallschmelze zur Ausbildung einer Gleitschicht vergossen werden, bedeutet dies eine erhebliche Materialersparnis und damit eine spürbare Kostensenkung.With leave the casting chamber according to the invention Implement procedures in which the liquid to a - compared to conventional Procedure - thin layer is shed. Already during pouring, for example, the sliding layer alloy strived for a layer thickness of the sliding layer, compared to the Plain bearing layer of the finished, band-shaped composite material only has little oversize, So, if possible close to the nominal size of the Plain bearing layer is located. Compared to the state of the Technique known methods, in which not infrequently the four- to ten times the amount of molten metal to form a sliding layer To be shed, this means a considerable saving of material and thus a noticeable Cost reduction.
Die Kosten werden aber nicht nur infolge der reinen Materialersparnis als solcher gesenkt. Dadurch dass wesentlich weniger Material bereitgestellt und vergossen wird, muss auch wesentlich weniger Gleitlagermaterial aufbereitet d.h. geschmolzen werden, was zu einer erheblichen Energieeinsparung im Rahmen des Schmelzprozesses führt. Ebenso muss auch entsprechend weniger Material abgekühlt werden, wodurch die Kühlstrecke verkürzt und/oder die Vorschubgeschwindigkeit erhöht und damit die Produktivität gesteigert werden kann.The Costs are not only due to the pure material savings lowered as such. By providing significantly less material and is cast, must also significantly less plain bearing material processed, i. be melted, resulting in significant energy savings in the context of the melting process. Likewise, less material must be cooled accordingly, causing the cooling section shortened and / or increases the feed rate and thus increases productivity can be.
Zudem entfällt das Abtragen des überschüssigen Materials mittels Fräsen. Das Entfallen dieser Nachbearbeitungsstation verkürzt die Fertigungszeiten weiter und mit dem nicht mehr erforderlichen Bearbeitungsschritt entfallen auch die durch diesen verursachten Kosten.moreover deleted the removal of excess material by milling. The omission of this post-processing station shortens the Production times continue and with the no longer required processing step also accounts for the costs caused by this.
Es lassen sich Bandgeschwindigkeiten vB ≥ 7 m/min erreichen. Dies stellt gegenüber dem Stand der Technik eine Steigerung der Bandgeschwindigkeit und folglich auch der Produktivität von bis zu 100% und mehr dar, wobei die im Stahlband auftretenden Zugkräfte eine vertretbare Größe nicht überschreiten.It is possible to achieve belt speeds v B ≥ 7 m / min. This represents an increase in the belt speed and consequently also in the productivity of up to 100% and more compared to the prior art, wherein the tensile forces occurring in the steel belt do not exceed an acceptable size.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Gießkammer, bei denen der Fließer über mindestens zwei zueinander beabstandete Austrittsöffnungen verfügt, über die die Flüssigkeit jeweils strahlenförmig auf das Substrat aufbringbar ist. Dabei wird der Fließer vorzugsweise in der Art positioniert, dass die Austrittsöffnungen weniger als 50 mm oberhalb der zu benetzenden Substratoberfläche zu liegen kommen, wodurch eine unerwünschte Turbulenz der vergossenen Flüssigkeit vermieden bzw. in vertretbaren Grenzen gehalten wird. Die Turbulenz der durch das Aufgießen erzeugten Schmelzströmung hat Einfluss auf die Qualität der ausgebildeten Gleitschicht und auf deren Oberflächenbeschaffenheit. Je weniger turbulent die Strömung ist, desto weniger variiert die Dicke der Gleitschicht d.h. desto gleichmäßiger kann eine Gleitschicht ausgebildet werden, was sich positiv auf das zu veranschlagende Übermaß an zu vergießender Metalllegierung beim Begießen des Substrats bemerkbar macht und die Nachbearbeitung verringert.Advantageous are embodiments the casting chamber, where the flow is over at least two has spaced outlet openings, over the the liquid each radiating can be applied to the substrate. In this case, the flow is preferably positioned in the way that the outlet openings less than 50 mm come to lie above the substrate surface to be wetted, whereby an undesirable Turbulence of the spilled liquid avoided or kept within reasonable limits. The turbulence by the infusion generated melt stream has an influence on the quality the trained sliding layer and on the surface texture. The less turbulent the flow is, the less the thickness of the sliding layer varies, i. more a uniform one can Slip layer are formed, which has a positive effect on the estimated excess of vergießender Metal alloy while watering makes the substrate noticeable and reduces the post-processing.
Vorteilhafterweise sind bei Ausführungsformen des Fließers mit zwei Austrittsöffnungen diese Austrittsöffnungen um die halbe Breite des Substratbandes beabstandet, so dass sich der maximale Fließweg der Schmelze auf ein Viertel der Substratbreite verkleinert. An dieser Stelle sei auch angemerkt, dass die Schmelze nicht durch das sich relativ zum Fließer bewegende Substratband aus der Einspeisevorrichtung gezogen wird, sondern die Schmelze gezielt durch Einstellung eines Überdruckes gefördert und vergossen wird.advantageously, are in embodiments of the flow with two outlet openings these outlet openings spaced by half the width of the substrate strip, so that the maximum flow path the melt reduced to one quarter of the substrate width. At This point should also be noted that the melt is not through that is relative to the flower moving substrate strip is pulled out of the feed device, but the melt targeted by setting an overpressure promoted and shed.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Gießkammer, bei denen der Fließer über mindestens eine spaltförmige Austrittsöffnungen verfügt, über die die Flüssigkeit in Form eines Schmelzfilms auf das Substrat aufbringbar ist.Advantageous are embodiments the casting chamber, where the flow is over at least one gap-shaped outlet openings has, over which the liquid in the form of a melt film on the substrate can be applied.
Diese Ausbildung des Fließers kommt einem Fließer gleich, der über eine Vielzahl von zueinander beabstandeten Austrittsöffnungen verfügt, die gewissermaßen miteinander in Verbindung stehen.These Training of the flower comes a flower the same, over a plurality of spaced apart outlet openings features, in a sense communicate with each other.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Gießkammer bei denen der Fließer über eine spaltförmige Austrittsöffnung verfügt, die sich über die gesamte Breite des zu begießenden Substrats erstreckt, so dass die geschmolzene Flüssigkeit in Form eines der Breite des bandförmigen Substrats entsprechenden Schmelzfilms auf das Substrat aufgebracht wird.Advantageous embodiments of the Casting chamber in which the flow has a slit-shaped outlet opening which extends over the entire width of the substrate to be coated, so that the molten liquid is applied in the form of a melt film corresponding to the width of the band-shaped substrate on the substrate.
Hierdurch werden die Wegstrecken, die die Schmelze bis zu den Seitenrändern des Trägerbandes zurückzulegen hat, eliminiert und damit die für den Fließprozess d.h. die Benetzung der Substratoberfläche benötigte Zeit weiter verringert, weshalb die Vorschubgeschwindigkeit weiter gesteigert werden kann.hereby the distances that the melt reaches up to the side edges of the carrier tape to cover has, eliminated and thus the for the flow process i.e. the wetting of the substrate surface time further reduced, why the feed rate can be further increased.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Gießkammer, bei denen der Fließer mit einem Kamm ausgestattet ist, der sich unmittelbar an die mindestens eine Austrittsöffnung anschließt und die zu vergießende Flüssigkeit weiterleitet. Dies hat sich als vorteilhaft bei der Ausbildung einer gleichmäßigen Gleitschicht herausgestellt.Advantageous are embodiments the casting chamber, where the flower equipped with a comb, which directly adjoins the at least an outlet opening followed and those to be spilled liquid forwards. This has proven to be beneficial in training one uniform sliding layer exposed.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Gießkammer, bei denen der Fließer aus Keramik, insbesondere Hochleistungskeramik gefertigt ist, wobei als keramische Werkstoffe bevorzugt Karbide, wie SiC und B4C, Oxide, wie Al2O3, BeO und ZrO2, Nitride, wie AlN, BN und Si3N4, oder Boride, wie TiB2, verwendet werden. Derartige Keramiken können bei Temperaturen bis 1300°C eingesetzt werden. Auch die Wände der Gießkammer bestehen vorteilhafterweise aus Keramik.Embodiments of the casting chamber in which the flow cell is made of ceramic, in particular high-performance ceramic, are advantageous, with carbides, such as SiC and B 4 C, oxides, such as Al 2 O 3 , BeO and ZrO 2 , nitrides, such as AlN, being preferred as ceramic materials. BN and Si 3 N 4 , or borides such as TiB 2 are used. Such ceramics can be used at temperatures up to 1300 ° C. The walls of the casting chamber are advantageously made of ceramic.
Darüber hinaus erweist sich die Abriebfestigkeit von Keramik dahingehend als vorteilhaft, dass die Schmelze nicht durch abgeriebene Keramik kontaminiert wird.Furthermore the abrasion resistance of ceramics proves to be advantageous that the melt is not contaminated by abraded ceramic.
Der Herstellungsablauf keramischer Bauteile geht von einem Pulver oder Granulat aus, das zu einem sogenannten Grünling geformt wird, der bei höheren Stückzahlen bereits der Endgeometrie des Bauteils angenähert ist. Der Grünling wird anschließend gesintert, wobei Genauigkeiten in der Geometrie von ungefähr 0,1 mm erzielt werden können. Danach ist eine Endbearbeitung aufgrund der Härte des Materials nur noch mit erhöhtem Aufwand möglich, beispielsweise durch schleifen, läppen und polieren.Of the Manufacturing process of ceramic components is based on a powder or Made of granules, which is formed into a so-called green body, at higher numbers already approximates the final geometry of the component. The green is subsequently sintered, with accuracies in the geometry of about 0.1 mm can be achieved. Thereafter, a finishing is due to the hardness of the material only with elevated Effort possible, for example by grinding, lapping and polish.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Gießkammer, bei denen der Fließer in seinem Fließerkopf über eine Beruhigungskammer verfügt, in der sich die über den Zuführkanal zugeführte Flüssigkeit vor dem Vergießen beruhigen kann. In der Regel wird der Fließer über eine Speiservorrichtung gespeist, die mit einem Schmelzofen in Verbindung steht. Aufgrund der unterschiedlichen geodätischen Höhe der einzelnen Vorrichtungen, herrscht im Fließer ein Überdruck, mit dem die Flüssigkeit gefördert wird. Damit die in den Fließer eingespeiste Flüssigkeit nicht unkontrolliert und damit ungleichmäßig den Fließer über die Austrittsöffnungen verlässt, wird die zu vergießende Flüssigkeit zunächst in eine Kammer geleitet, in der sie sich beruhigen kann und in der nahezu gleiche Bedingungen über den gesamten Gießvorgang herrschen. Von dieser Beruhigungskammer verlässt sie dann kontinuierlich und gleichförmig den Fließerkopf.Advantageous are embodiments the casting chamber, where the flower in his flowhead about one Calming chamber features, in which the over the feed channel supplied liquid before casting calm down. In general, the flow is via a feeder device fed, which communicates with a melting furnace. by virtue of the different geodesic height of the individual Devices prevails in the flow an overpressure, with the liquid is encouraged. So that in the flower fed liquid not uncontrolled and thus unevenly the flow over the outlet openings leaves, will be the to be spilled liquid first directed to a chamber where she can calm down and in the almost equal conditions over the entire casting process to rule. She then leaves this calming chamber continuously and uniform the flowhead.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Gießkammer, bei denen der Fließer direkt beheizbar ist. Insbesondere beim Vergießen von Metallschmelzen ist eine Fließerheizung vorteilhaft, um ein Abkühlen der Schmelze und ein Verstopfen der Austrittsöffnungen zu vermeiden. Die Gefahr, das sich die Austrittsöffnung zusetzt, spielt bei Verfahren nach dem Stand der Technik eine untergeordnete Rolle, da hier die Schmelze über eine einzige breite Austrittsöffnung abgeführt wird. Kommen hingegen Austrittsöffnungen von kleineren Abmessungen, wie bei dem erfindungsgemäßen Fließer zum Einsatz, muss dieser Problematik Rechnung getragen werden, weshalb der Fachmann bisher auch davon abgehalten wurde, andere Austrittsöffnungen als die bekannten zu verwenden.Advantageous are embodiments the casting chamber, where the flower is directly heated. Especially when casting molten metal is a flow heater beneficial to a cooling to avoid the melt and clogging of the outlet openings. The Danger that is the exit opening added plays in prior art methods a subordinate Role, because here the melt over a single wide outlet dissipated becomes. On the other hand come outlets of smaller dimensions, as in the inventive flow to the Use, this problem must be taken into account, which is why the Professional has also been prevented, other outlet openings to use as the known ones.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Gießkammer, bei denen der Fließer aus einer elektrisch leitfähigen oder leitfähig gemachten Keramik gefertigt ist und die Heizung des Fließers durch Stromzufuhr erfolgt. Es besteht die Möglichkeit Keramiken durch Zusätze, die dem Ausgangspulver oder -granulat beigemengt werden, elektrisch leitfähig zu machen und diese elektrische Leitfähigkeit für eine Beheizung des Fließers zu nutzen, indem Stromzugänge am Fließer vorgesehen werden, wobei der eingeleitete Strom in Wärme umgewandelt wird und so den Fließer beheizt. Statt des Fließers oder zusätzlich zum Fließer kann auch das Gehäuse der Gießkammer beheizt sein, um eine konstante Umgebungstemperatur beim Gießen zu gewährleisten. Insbesondere können auch die Wände der Gießkammer aus elastisch leitfähigem Keramik sein.Advantageous are embodiments the casting chamber, where the flower from an electrically conductive or conductive Made ceramic is made and the heater of the flow by power supply he follows. There is a possibility Ceramics through additives, which are added to the starting powder or granules, electrically conductive to make and this electrical conductivity for heating the flow too make use of electricity access at the flower be provided, wherein the introduced stream is converted into heat and so will the flower heated. Instead of the flow or additionally to the flower can also be the case the casting chamber be heated to ensure a constant ambient temperature during casting. In particular, you can also the walls from the casting chamber elastically conductive Be ceramic.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Gießkammer, bei denen die Gießkammer mit Seitenbegrenzern ausgestattet ist, die das bandförmige Substrat seitlich in der Art begrenzen, dass die aufgegossene Flüssigkeit das Substrat seitlich nicht verlassen kann.Advantageous are embodiments the casting chamber, where the casting chamber equipped with side delimiters, which is the band-shaped substrate limit the side in the way that the infused liquid the substrate can not leave the side.
Damit entfällt die nach dem Stand der Technik vorgesehene Bördelung und mit der Bördelung folglich die Vorrichtung zum Einbringen der Bördelung in das Substrat und ebenso die Vorrichtung zur Abtrennung der Bördelung nach der Fertigung. Des Weiteren führt der Einsatz separater und externer Seitenbegrenzer zu einer erheblichen Materialeinsparung und damit zu einer Kostensenkung, was auch zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe beiträgt.This eliminates the provided according to the prior art flanging and thus with the flanging the device for introducing the curl into the substrate and also the device for separating the flange after production. Furthermore, the use of separate and external side limiters leads to a considerable amount of material savings and thus to a reduction in costs, which also contributes to solving the problem underlying the invention.
Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen der Gießkammer, bei denen als Seitenbegrenzer ein sich mit dem Substrat mitbewegendes Band dient, wobei vorzugsweise als Band ein endloses Band oder ein Einwegband eingesetzt wird. Vorzugsweise ist das Band elastisch, um die Breitentoleranzen des Substrats auszugleichen. Außerdem sollte es aus mit der Schmelze schlecht benetzbarem Material bestehen oder damit beschichtet sein.Advantageous are embodiments of the casting, in which as Seitenbegrenzer mitbewegendes with the substrate Band serves, preferably as a band or an endless belt Disposable belt is used. Preferably, the band is elastic, to compensate for the width tolerances of the substrate. In addition, should it consist of poorly wettable with the melt material or be coated with it.
Vorteilhafterweise werden zur Führung des bandförmigen Seitenbegrenzers Spulen bzw. Rollen eingesetzt, wobei auf jeder Seite des Substrats zwei Spulen bzw. Rollen vorgesehen sind, von denn eine vor der Gießkammer und die andere hinter der Abkühlvorrichtung positioniert ist. Die Spulen bzw. Rollen können dabei auch gleichzeitig als Antrieb genutzt werden, wobei sich das Band vorteilhafterweise mit derselben Geschwindigkeit bewegt wie das Substrat. Im Falle eines Endlosbandes wird das Band an den Rollen – ähnlich dem Prinzip einer Kettensäge – jeweils umgelenkt und zurückgeführt, wohingegen beim Einsatz von Einwegband eine Spule, von der das Band abgewickelt wird, zur Bevorratung des Bandes und die andere Spule hinter der Abkühlstation zur Aufnahme des benutzten Bandes d.h. zum Aufwickeln dient.advantageously, become the lead of the band-shaped Side limiter coils or rollers used, with each on Side of the substrate two coils or rollers are provided by because one in front of the casting room and the other behind the chiller is positioned. The coils or rollers can also simultaneously be used as a drive, wherein the band advantageously with moving at the same speed as the substrate. in case of a Endless tape is the tape on the rollers - similar to the principle of a chainsaw - respectively diverted and returned, whereas at Use of disposable tape a spool from which the tape unwound is to stock the tape and the other spool behind the cooling station for receiving the used tape i. serves for winding.
Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen der Gießkammer, bei denen als Band ein keramisches, elastisches Band verwendet wird. Wegen seiner Hochtemperaturfestigkeit, seiner Korrosionsbeständigkeit, seiner schlechten Benetzbarkeit d.h. geringen Klebeneigung mit flüssigem Metall und seiner chemischen Resistenz eignet sich Keramik als Werkstoff im vorliegenden Anwendungsfall besonders. Als keramische Werkstoffe können dabei Karbide, wie SiC und B4C, Oxide, wie Al2O3, BeO und ZrO2, Nitride, wie AlN, BN und Si3N4, oder Boride, wie TiB2, zum Einsatz kommen. Darüber hinaus erweist sich die Abriebfestigkeit von Keramik dahingehend als vorteilhaft, dass die Schmelze nicht durch abgeriebenes Bandmaterial kontaminiert wird.Embodiments of the casting chamber in which a ceramic, elastic band is used as the band are advantageous. Because of its high temperature resistance, its corrosion resistance, its poor wettability ie low tendency to stick with liquid metal and its chemical resistance, ceramic is particularly suitable as a material in the present application. Carbides such as SiC and B 4 C, oxides such as Al 2 O 3 , BeO and ZrO 2 , nitrides such as AlN, BN and Si 3 N 4 , or borides such as TiB 2 can be used as ceramic materials. In addition, the abrasion resistance of ceramic proves to be advantageous in that the melt is not contaminated by abraded strip material.
Vorzugsweise handelt es sich um ein aus Fasern aufgebautes Band, bei dem die Keramik in Form von Fasern in ein faserförmiges Trägermaterial, beispielsweise Titan, eingebracht wird. Derartige Bänder können bei Temperaturen bis 1300°C eingesetzt werden.Preferably it is a built up of fibers band, in which the Ceramics in the form of fibers in a fibrous carrier material, for example Titanium, is introduced. Such bands can be used at temperatures up to 1300 ° C.
Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen der Gießkammer, bei denen als Seitenbegrenzer ein Schild dient. Auch der Schild sollte vorteilhafterweise eine gewisse Elastizität zum Ausgleich der Breitentoleranzen des Substrats aufweisen und eine schlechte Benetzbarkeit durch die Schmelze aufweisen. Die Verwendung des Schildes vereinfacht die Gießkammer dahingehend, daß die Rollen und der Führungsmechanismus wegfallen, die bei Bändern als Seitenbegrenzer benötigt werden.Advantageous are also embodiments the casting chamber, in which serves as a side delimiter a sign. Also the sign should advantageously a certain elasticity to compensate for the width tolerances of the substrate and have a poor wettability by the Have melt. The use of the shield simplifies the casting chamber in that the Rollers and the guide mechanism fall away, those with ribbons needed as a side delimiter become.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von neun Zeichnungsfiguren näher erläutert. Hierbei zeigt:in the Below, the invention will be explained in more detail with reference to nine drawing figures. Hereby shows:
Der
Fließer
In
der Gießstation
Bei
der in
Dabei
zeigt
Zur
Führung
der bandförmigen
Seitenbegrenzer
Gut
zu erkennen ist, wie sich die Metallschmelze
Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen als Band ein keramisches, elastisches Band verwendet wird. Wegen seiner Hochtemperaturfestigkeit, seiner Korrosionsbeständigkeit, seiner schlechten Benetzbarkeit d.h. geringen Klebeneigung mit flüssigem Metall und seiner chemischen Resistenz eignet sich Keramik als Werkstoff im vorliegenden Anwendungsfall besonders.Advantageous are embodiments of the Method in which as a band, a ceramic, elastic band is used. Because of its high temperature resistance, its corrosion resistance, its poor wettability i. low adhesion with liquid metal and its chemical resistance ceramic is suitable as a material especially in the present application.
Vorzugsweise handelt es sich um ein aus Fasern aufgebautes Band, bei dem die Keramik in Form von Fasern in ein faserförmiges Trägermaterial, beispielsweise Titan, eingebracht wird. Derartige Bänder können bei Temperaturen bis 1300°C eingesetzt werden.Preferably it is a built up of fibers band, in which the Ceramics in the form of fibers in a fibrous carrier material, for example Titanium, is introduced. Such bands can be used at temperatures up to 1300 ° C.
Die
Führung
der bandförmigen
Seitenbegrenzer
Die
Schilde
- 11
- Vorrichtung zur Herstellung eines bandförmigencontraption for producing a band-shaped
- VerbundwerkstoffesComposite
- 22
- Rollerole
- 33
- Substratsubstratum
- 44
- VerbundwerkstoffComposite material
- 55
- Flüssigkeit, MetalllegierungLiquid, metal alloy
- 66
- Gleitlagerschichtplain bearing layer
- 77
- Schneidstationcutting station
- 88th
- Schweißstationwelding station
- 99
- Vorrichtung, WalzenwerkContraption, rolling mill
- 1010
- Richtwalzenstraightening rollers
- 1111
- Reinigungsstationcleaning station
- 1212
- Aufheizstationheating station
- 1313
- Gießstationcasting station
- 13'13 '
- Gießkammercasting chamber
- 1414
- FließerFließer
- 1515
- Gießkammercasting chamber
- 15'15 '
- GießkammergehäuseGießkammergehäuse
- 1616
- Abkühlstationcooling station
- 1717
- Nachbearbeitungsstationpost-processing station
- 1818
- Dressierwalzentemper rolling
- 1919
- Schneidstationcutting station
- 2020
- Antriebswalzendrive rollers
- 2121
- Speiservorrichtungfeeder device
- 2222
- Zuführkanalfeed
- 2323
- FließerkopfFließerkopf
- 2424
- Austrittsöffnungoutlet opening
- 2525
- KammComb
- 2626
- Stirnseitefront
- 2727
- Beruhigungskammersettling chamber
- 2828
- Prallplatteflapper
- 2929
- HeizungsanschlüsseHeating connections
- 3030
- Seitenbegrenzerside regulators
- 3131
- Einwegbanddisposable tape
- 3232
- Endlosbandendless belt
- 3333
- SeitenführungsmechanikCornering mechanics
- 3434
- SpuleKitchen sink
- 34a34a
- Rollerole
- 3535
- Schildsign
- 3636
- Halterholder
Claims (15)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE10333590A1 DE10333590A1 (en) | 2005-02-24 |
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DE (1) | DE10333590B4 (en) |
Cited By (1)
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-
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- 2003-07-24 DE DE2003133590 patent/DE10333590B4/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE10333590A1 (en) | 2005-02-24 |
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