DE2649834C3 - Verfahren zum Herstellen von Teilen aus Stahl mit 12 bis 14 Gew.% Mangan mit schweißbaren Anschlußstücken - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Teilen aus Stahl mit 12 bis 14 Gew.% Mangan mit schweißbaren AnschlußstückenInfo
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Description
Zwar dürfte auch bei einem eingangs genannten, komplizierten Verbundgußverfahren das Gußstück
einer nachfolgenden Wärmebehandlung unterzogen worden sein, doch es ist hiervon abweichend Kennzeichen der Erfindung, daß auch das vorgefertigte
Manganstahlteil erst nach Fertigstellung des Gusses gemeinsam mit dem angegossenen Anschlußstück
einem Wärmeverfahren unterzogen wird.
Die erfindungsgemäße Trapezform der Stirnfläche des Manganstahlteiles kann auch den Sonderfall der
Dreiecksform erreichen.
Der Guß eines Anschlußstücks an einem Ende eines Gleisstücks wird vorzugsweise so ausgeführt, daß sich
der Schienenkopf unterhalb des Schienenfußes befindet und daher vor diesem gegossen wird. Dadurch ist ein
dichter, von Lunkern freier Kopf erzielbar.
Das Gleisstück ist vorzugsweise wenigstens im Bereich der Enden hohl, um die Verbindung mit dem
angegossenen Anschlußstück weiter zu verbessern.
Zum Erzielen eines gleichmäßigen Gusses wird der
über der Form angeordnete Gußtiegel während des Gießens des Anschlußstücks in Längsrichtung des
Gleisstücks fortbewegt
In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens werden die Anschlußstücke unmittelbar nach dem Guß
des Gleisstücks an dessen Enden angegossen, bevor dieses abgekühlt ist Zu diesem Zweck hat die für den
Guß des Gleisstücks verwendete Form nahe den Enden des Gleisstücks jeweils eine Sperrwand, welche nach
dem Guß herausnehmbar ist, so daß eine andere Form für den Guß der Anschlußstücke angebracht werden
kann.
Die für den Guß eines Anschlußstücks verwendete Form ist vorzugsweise so ausgeführt, daß das
Anschlußstück im Bereich setner Verbindung mit dem Gleisstück ein diesem entsprechendes Vollprofil und an
seinem anderen Ende ein Schienenprofil, beispielsweise ein Vignol-Schienenprofil erhält
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine Schrägansicht eines Endes eines Gleisstücks für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens,
Fig.2 eine Schrägansicht eines Endes eines Gleisstücks mit angegossenem Anschlußstück,
F i g. 3 eine Ansteht einer Form für den Guß eines
Anschlußstücks im Schnitt entlang der Linie III-III in
Fig.5,
Fig. 4 eine Ansicht der Form im Schnitt entlang der
Linie IV-IV in F ig. 5 und
F i g. 5 eine Längsschnittansicht der Form und eines Gußtiegel: mit dem Ende eines Gleisstücks und einem
angegossenen Anschlußstück in Seitenansicht
In F i g. 1 und 2 erkennt man ein Endstück 1 eines
Gleisstücks und ein dazugehöriges Anschlußstück 2. Das"
Endstück 1, an welchem das Anschlußstück 2 angegossen werden soll, hat eine um eine waagerechte
Querachse 4 geneigte Stirnfläche 3 sowie zwei beiderseits derselben angeordnete, in Richtung auf die
Symmetrieebene 6 des Endstücks 1 und nach oben
geneigte seitliche Flächen 5a, 5b. Die Stirnfläche 3 hat
dadurch die Form eines Dreiecks oder Trapezes, dessen Spitze bzw. kleine Basis 7 an der Lauffläche 8 des
Gleisstücks liegt
F i g, 3 zeigt eine Form für den Guß des Anschlußstücks 2 am Ende 1 des Gleisstücks. Die Form ist aus
einem waagerechten Bodenteil 9 und zwei autrechtstehenden, symmetrischen Seitenteilen 10a, 10Z>
zusammengesetzt Die Trennlinie 11 der beiden Seitenteile 10s, 10Λ verläuft in der mittleren Symmetrieebene 6.
Das Ende 1 des Gleisstücks ragt so weit in die Form hinein, daß die Schmelze während des Gießens des
Anschlußstücks nicht in Höhe des Schienenfußes J 2 entweichen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Form so angeordnet, daß der Schienenkopf 13
des Anschlußstücks 2 vor dem Schienenfuß 12, 14 gegossen wird. Das Füllen der Form geschieht über
einen Einguß 15, und ein Steiger 16 gewährleistet eine vollständige Füllung. Nach dem Ausformen des nun mit
seinem Anschlußstück versehenen üleisstücks werden der Anguß und der Überlauf vom letzteren abgetrennt
Die Form 9, 10a, IQb ist so ausgebildet, daß das
Anschlußstück 2 in dem durch die Flächen 3, 5a, 5b
gebildeten Bereich der Verbindung ein dem des Gleisst'icks 1 im wesentlichen entsprechendes Vollprofil
erhält und an seinem anderen Ende ein Schienenprofil, beispielsweise ein Vignol-Schienenprofil. In einer
vorteilhaften Ausführung ist das Ende 1 des Gleisstücks hohl, wie in Fig.3 durch die gestrichelte Linie 17
angedeutet
Gemäß der Erfindung ist ein gleichmäßiger Guß des
Anschlußstücks 2 dadurch erzielbar, daß ein oberhalb der Form angeordneter Gießtiegel 18 während des
Gusses in Längsrichtung fortbewegt wird, so daß sich seine Gießöffnung 19 von einem senkrecht über der
Spitze 7 liegenden Punkt zu einem senkrecht über dem Schienenfuß 12 des Endes des Gleisstücks 1 liegenden
Punkt bewegt
In einer abgewandelten Ausführungsform des Verfahrens werden die Anschlußstücke an die Enden des
Gleisstücks angegossen, bevor dieses sich nach dem Guß abgekühlt hat Zu diesem Zweck hat die für den
Guß des Gleisstücks verwendete Form im Bereich der Enden desselben jeweils eine Sperrward, welche nach
dem Guß des Gleisstücks abnehmbar ist, so daß an den Enden die Form 9,10a, 10ό für den Guß des jeweiligen
Anschlußstücks anbringbar ist
Die für den Guß der Anschlußstücke 2 notwendige Metallschmelze kann etwa mittels eines Schmelzofens
oder unter Anwendung irgend eines anderen Schmelzverfahrens erschmolzen werden.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Auäführungsbeispiel eines Verfahrens für die
Fertigung von Gleisstücken beschränkt, sondern erstreckt sich auf die Herstellung der verschiedensten
Teile aus Manganstahl mit Anschlußteilen, welche mit anderen Teilen aus verschiedenen Legierungen verschweißbar sind.
Claims (7)
1. Verfahren zum Herstellen von Teilen aus Stahl mit einem Mangangehalt von 12 bis 14 Gew.-% und
austenitischem Gefüge, insbesondere von Gleisstücken und vorzugsweise von K.reuzungs-Herzstücken,
mit Anschlußstücken aus Stahl von überwiegend austenitischem Gefüge, weiche eine
Schweißverbindung mit Teilen aus anderen Legie- '<> rungen ermöglichen, insbesondere mit Fahrschienen,
wobei die Anschlußstücke in Formen an die Teile aus Manganstahl unter Bildung einer zur
Längsachse des Werkstücks geneigten Verbindungszone angegossen werden, dadurch gekennzeichnet,
— daß jedes Ende der Teile aus Manganstahl derart profiliert ist, daß es zusätzlich zu einer geneigten
Stirnfläche zwei in Richtung auf die Mittelebene des Endes sowie nach oben geneigte
seitliche Flächen hat und die Stirnfläche dadurch die Form eines Trapezes erhäit, dessen
kleine Basis an der Lauffläche des betreffenden Endes des Teils liegt,
— daß an die Enden dieser Teile aus Manganstahl nur für den Guß der Anschlußstücke eingerichtete
Formen angesetzt werden und
— daß der Guß der Anschlußstücke vor einer Wärmebehandlung erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllen der Form in der Weise geschieht,
daß der Kopf des Anschlußstücks vor dem Fuß desselben gegossec wird.
3. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Teile aus
Manganstahl verwendet werden, deren Enden ein hohles Profil haben.
4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb
der Form angeordnete Gießtiegel während des Füllens der Form in Längsrichtung des Teils aus
Manganstahl fortbewegt wird.
5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstücke
nach dem Guß des Teils aus Mangan- v'
stahl an dessen Enden angegossen werden, bevor das Teil abgekühlt ist.
6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zum
Guß des Teils aus Manganstahl verwendete Form nahe ihren Enden eine Sperrwand aufweist, welche
nach dem Guß des Teils das Freilegen von dessen Enden und das Anbringen einer anderen Form zum
Gießen der Anschlußstücke ermöglicht.
7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprü- " ehe 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die für den
Guß der Anschlußstücke verwendete Form so ausgebildet ist, daß die Anschlußstücke an einer Seite
ein dem des Gleisstücks im Bereich der Verbindung zwischen ihm und dem Anschlußstück entsprechendes
Vollprofil und am anderen Ende ein Schienenprofil, beispielsweise ein Vignol-Schienenprofil erhalten.
Pie Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.
Gemäß einem derartigen, bekannten Verfahren (DE-PS 12 42 252) werden das Manganstahlteil und das
Anschlußstück in einer durch zwei schrägstehende Trennwände unterteilten Gießform in deren jeweiligen
Enden gegossen, wobei das jeweilige Gußmaterial die benachbarte Trennwand durchdringt und in den zwischen
den beiden Trennwänden ausgesparter Raum eindringt, wo sich eine Legierung bildet.
Dieses Verfahren setzt jedoch eine äußerst genaue Ausbildung der Trennwände sowie eine sorgfältige
Steuerung des Gußvorganges voraus, da sonst beispielsweise eines der Gußmaterialien wesentlich rascher
seine benachbarte Trennwand durchdringt als das andere, so daß die angestrebte Legierungszone zu
kurz, an einer unerwünschten Stelle oder überhaupt nicht gebildet wird.
Obwohl die Legierungszone für einen gewissermaßen kontinuierlichen Übergang vom Manganstahl zum
Material des Anschlußstücks sorgen soll, wird dieser Obergang doch bei unsorgfältigem Guß durch stehengebliebene
Reste der Trennwände gestört
Schließlich ist es wegen kaum beherrschbarer Randbedingungen wohl nicht möglich, von vornherein die
genaue Legierung des Materials in der Legierungszone zu bestimmen, so da/i eine etwa nachfolgende Wärmebehandlung
nicht die tatsächliche Zusammensetzung des Materials in dieser Legierungszone berücksichtigen
kann.
Um dieses schwierige Verbundverfahren überflüssig zu machen, wurde vorgeschlagen, Anschlußschienen
und Teil aus Manganstahl stumpf zusammenzuschweißen (DE-AS 15 34 054).
Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine einfache Verbindung in stumpfem Stoß etwa zwischen den Enden eines
Kreuzungs-Herzstücks und seinen Anschlußstücken eine ausreichende Sicherheit und Festigkeit nicht gewährleistet.
Selbst wenn man das Anschlußstück an das Teil aus Manganstahl nicht anschweißt, sondern in Formen
gießt, welche an die Enden der Manganstahlteile angesetzt sind, entsteht keine ausreichende Sicherheit und
Festigkeit, selbst wenn das derart geschaffene Werkstück nach dem Guß der Wärmebehandlung einer bei
Temperaturen zwischen 900 und 12000C durchgeführten
Überhärtung unterzogen wird.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Heranziehung
des letztgenannten Verfahrens eine gegenüber dessen Ergebnis wesentlich verbesserte Verbindung zwischen
einem Anschlußstück und einem Manganstahlteil herzustellen, wobei die Verbindung in wesentlich verringertem
Maße der Gefahr von Rissen oder Brüchen ausgesetzt sein soll.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs I gelöst.
Hierbei wird das letztgenannte, im Stand der Technik nicht als bekannt belegbare Verfahren dahingehend
modifiziert, daß den Enden des vorgefertigten Manganstählteiles eine genau vorgeschriebene Formgebung
verliehen wird; nach dem Anguß des Anschlußstücks wird daher eine eng begrenzte Verbindungszone geschaffen,
die derart verläuft, daß bei Belastungen des Werkstücks, das beispielsweise als Gleisstück ausgebildet
ist, nicht mehr Scherkräfte, sondern hauptsächlich nur Biegekräfte auftreten, welche von dem Material
besser aufgenommen werden können.
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