DE3803831A1

DE3803831A1 - Verfahren und einrichtung zur herstellung von verbundgusskoerpern

Info

Publication number: DE3803831A1
Application number: DE19883803831
Authority: DE
Inventors: Henry Dr Sc Techn Krause; Peter Von Dr Ing Pokrzywnicki; Holger Dipl Ing Lau; Edmund Dipl Ing Schulz
Original assignee: Schwermaschinenbau Kombinat Ernst Thalmann VEB
Current assignee: SKET Schwermaschinenbau Magdeburg GmbH
Priority date: 1987-09-11
Filing date: 1988-02-09
Publication date: 1989-03-23
Also published as: DD265089A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von Verbundgußkörpern, vorwiegend im Standgießverfahren in verlorene und/oder Dauerformen aus zwei oder mehr unterschiedlichen Werkstoffen mit verschiedenen Eigenschaften und findet Anwendung in der metallurgischen Industrie.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei Herstellung von Verbundgußkörpern gehört zum Stand der Technik, daß die miteinander zu verbindenden Werkstoffe zeitlich nacheinander gegossen werden und der zuerst gegossene Werkstoff jeweils erstarrt, abkühlt, aus der Form entnommen, geputzt und /oder mechanisch bearbeitet und erneut eingeformt wird, bevor der nächste Werkstoff vergossen wird. Dabei muß die zwei- bis fünffache Menge an flüssigem Metall aufgewendet werden, um die Kontaktfläche des Grundkörpers soweit aufzuheizen und oberflächlich zu schmelzen, daß ein metallischer Verbund entsteht.

Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, den zweiten, sogenannten Verbundwerktoff in fester, meist pulverförmiger Form in den Grundkörper einzubringen und ihn dann mittels Brenner zu schmelzen. Dieses Verfahren ist ausschließlich für den speziellen Zweck der Herstellung von Lagern geeignet.

Für das Verbundgießen von zwei- oder mehreren flüssigen Werkstoffen ist das Schleudergießverfahren bekannt, bei dem die unterschiedlichen flüssigen Werkstoffe nacheinander in die rotierende Form gegossen werden. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß durch die Turbulenz und Fliehkräfte häufig eine starke Vermischung der unterschiedlichen Werkstoffe in der Verbundzone auftritt, die die mechanische Bearbeitung der Teile und/oder deren Gebrauchswert erheblich verschlechtert. Darüber hinaus ist es ausschließlich für die Herstellung rotationssymmetrischer Teile anwendbar (DD-PS 2 24 782).

Ein bekanntes, spezielles gießtechnologisches Verfahren ist das Eingießen von Kernsteifen und/oder Kühlelementen in Gußteile; bei diesem Verfahren wird ebenfalls ein metallischer Verbund der unterschiedlichen Werkstoffe erzielt und es dient jedoch nur als technologisches Hilfsmittel zur Erzielung dichter Gußteile bzw. zum Abfangen der Kerne in der Form beim Gießen und nicht zur Herstellung von Gießkörpern mit spezifischen Gebrauchseigen schaften durch die Verbundschichten.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, Verbundgußkörper mit hoher Verschleißfestigkeit herzustellen, damit den Gebrauchswert der Maschinenelemente zu erhöhen und eine Materialeinsparung zu erzielen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effektives Verfahren und eine Einrichtung zu entwickeln, die die Herstellung von Gußkörpern mit unterschiedlichen Geometrien aus zwei oder mehreren verschiedenen Werkstoffen zum Inhalt hat.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der durch eine oder mehrere Trennschichten oder Zwischenwände in zwei oder mehr voneinander getrennte Klammern unterteilte Formhohlraum gleichzeitig oder nacheinander mit unterschiedlichen, geschmolzenen Werkstoffen gefüllt wird.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß der Verbundgußkörper im Druck- oder Niederdruckkokillengießverfahren gefertigt wird.

Einrichtungsseitig wird das Verfahren so ausgestaltet, daß im Formhohlraum Bleche aus Eisen- oder Nichteisenwerkstoffen einschließlich deren Legierungen, vorzugsweise Stahlbleche mit oder ohne Oberflächenbehandlung und/oder Kupferblech, wie auch Nichtmetalle als Trennschichten oder Zwischenwände angeordnet sind. Die Trennschichten oder Zwischenwände, die auch gleichzeitig als technologisches Hilfsmittel zur Vermeidung von Innenlunkern im Gußkörper verwendet werden, werden hinsichtlich ihrer Dicke, ihrer Gestaltung und ihres Werkstoffes, die zu vergießenden Schmelzen und die Gießtechnologie so aufeinander abgestimmt, daß während der Formfüllung keine Vermischung der unterschiedlichen Gußwerkstoffe auftritt, aber nach Gießende ein ausreichender Verbund entsteht.

Ausführungsbeispiel

Die erfinderische Lösung soll anhand von 4 Beispielen dargestellt werden:

1. Ein rotationssymmetrisches, in seiner Längsachse außen konisches und innen zylinderisches Bauteil für Schneckenpressen der Ölindustrie wird aus einem duktilen zähen mechanisch gut bearbeitbaren Grundkörper und einem hochverschleißfesten Außenmantel gleichmäßiger Wanddicke im Standgießverfahren hergestellt, indem der Hohlraum einer üblichen verlorenen Form durch einen der Außenkontur des Gußteiles angepaßten Kegelstumpf aus 0,8 mm dicken verzinnten Stahlblech so in zwei Räume getrennt wird, daß der äußere Raum der späteren Verschleißschicht mit einer gleichmäßigen Wanddicke von 8 mm entspricht.
Beide Hohlräume werden mit einem getrennten Gießsystem versehen, wobei das Gießsystem für den Grundkörper gleichzeitig als Speiser ausgebildet wird.
Die Außenschicht wird mit einem verschleißfesten Gußeisen GX 300 CrMo 15.2 und der Grundkörper mit einem unlegierten Stahl GS 40 oder einem unlegierten GGG gegossen derart, daß die Nettogießzeiten (Gußteil ohne Speiser) und damit die Steigegeschwindigkeit beider Teilgußkörper gleich sind.
2. Ein schneckenförmiges Bauteil mit einem zylindrischen Grundkörper und einem außen liegenden Schneckengang für Schneckenpressen der Ölindustrie wird aus einem duktilen zähen, mechanisch gut bearbeitbaren Grundkörper und einem hochverschleißfesten Außenmantel mit Schneckengang im Standgießverfahren hergestellt, indem der Hohlraum einer üblichen verlorenen Form durch eine der Außenkontur des Gußteiles einschließlich Schneckengang angepaßte Hülse aus 0,75 mm dickem Cu-Blech so in zwei Räume getrennt wird, daß der äußere Raum der späteren Verschleißschicht mit einer annähernd gleichmäßigen Wanddicke von 6 mm entspricht. Beide Hohlräume werden wie im Beispiel 1 mit getrennten Gießsystemen versehen und mit den gleichen Werkstoffen abgegossen. Der Gießablauf wird so vorbereitet, daß die Nettogießzeit für die Außenschicht 6 sec und für den Grundkörper 4 sec beträgt und mit dem Gießen der Außenschicht 2 sec vor dem Gießen des Grundkörpers begonnen wird.
3. Eine rotationssymmetrische Abzugsscheibe für Verseilmaschinen wird im Standgießverfahren in einer verlorenen Form aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt, indem der Formhohlraum durch einen Zylindermantel aus 2,5 mm dickem verzinnten Stahlblech so in zwei Räume geteilt wird, daß die geringste Wanddicke der äußeren Schicht nach dem mechanischen Einarbeiten des Rillenprofils 20 mm beträgt. Der innere Grundkörper wird aus einem unlegierten Gußeisen mit Kugelgraphit und der äußere Mantel aus einem Ni-Mo- legierten GGG gleichzeitig mit gleicher Nettogießzeit gegossen.
4. Ein plattenföriges Gußteil für das Herausarbeiten von Seiherstäben für Ölmaschinen wird im Standgießverfahren in einer verlorenen Form aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen, z. B. einem GGG 50 und einem hochchromlegierten Gußeisen hergestellt, indem der Formhohlraum durch ein 0,75 mm dickes Cu-Blech in zwei Bereiche getrennt und beide Hohlraumteile durch zwei getrennte Anschnittsysteme gleichzeitig mit den unterschiedlichen Werkstoffen gefüllt werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Verbundgußkörpern, vorzugsweise im Standgießverfahren unter Verwendung verlorener und/oder Dauerformen, gekennzeichnet dadurch, daß der durch eine oder mehrere Trennschichten oder Zwischenwände in zwei oder mehr voneinander getrennte Kammern unterteilte Formhohlraum gleichzeitig oder nacheinander mit unterschiedlichen, geschmolzenen Werkstoffen gefüllt wird.

2. Verfahren zur Herstellung von Verbundgußkörpern nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Verbundgußkörper im Druckguß- oder Niederdruckkokillen gießverfahren gefertigt wird.

3. Einrichtung zur Herstellung von Verbundgußkörpern, gekennzeichnet dadurch, daß im Formhohlraum Bleche aus Eisen- oder Nichteisenwerkstoffen, einschließlich deren Legierungen, vorzugsweise Stahlbleche mit oder ohne Oberflächenbehandlung und/oder Kupferblech wie auch Nichtmetalle als Trennschichten oder Zwischenwände angeordnet sind.

4. Einrichtung zur Herstellung von Verbundgußkörpern nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Trennschicht oder Zwischenwand einer speziellen Oberflächenbehandlung, vorzugsweise durch Beschichten zur Konservierung und/oder Bildung eines besseren Verbundes zu den Gießmetallen, unterzogen wird.