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Verfahren zum Auftragen von Stelliten Die Erfindung bezieht sich auf
das Aufschmelzen von Stelliten auf Träger aus Stahl, wobei unter Stelliten jene
Gruppe von Hartmetallen verstanden wird, die im Gegensatz zum gesinterten: Hartmetall,
z. B. Widia, in schmelzflüssigem Zustand auf den jeweiligen. Träger aufgetragen.
werden.
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Es -ist allgemein bekannt, daß man zur Panzerung von Hochleistungswerkzeugen,
Triebwerksteilen, Meßwerkzeugen, Ventilsitzen usw. an den hochbeanspruchten Verschleißstellen
Stellite zur Erhöhung der Standfestigkeit und Lebensdauer aufträgt. Die bisher bekannten
Verfahren arbeiten in der Hauptsache nach dem Prinzip der autogenen Gasschmelzschweißung
bzw. der elektrischen Lichtbogenschweißung und gegebenenfalls auch nach dem elektrischen
Metallspritzverfahren, z. B. von Schoop. Die Güte der aufgetragenen Stellitschicht
ist bei diesen Verfahren selbst bei sorgfältigster Arbeitsvorbereitung immer sehr
stark vom persönlichen Können des: Schweißers abhängig. Auch ist es bei diesen Verfahren
schwierig, große Schichtdicken an größeren Werkstücken einwandfrei anzubringen.
Da die meisten. Verfahren unter atmosphärischen Bedingungen stattfinden., ist eine
Reaktion des Luftsauerstoffes mit der Schmelze nicht vermeidbar. Diese Reaktion
bedingt aber unter Umständen schlechte Haftung der Schmelze am. Träger durch etwaige
Oxydationsschichten: bei unvorsichtigem Arbeiten sowie auch Poren in der aufgetragenen
Schicht, die .zur Unbrauchbarkeit der herzustellenden Aufschmelzung führen könnten.
Alle diese grundlegenden Nachteile der eben geschilderten Verfahren werden beseitigt
bzw. treten überhaupt
nicht in Erscheinung, wenn man sich der Verfa_hren_sweise
nachstehender Erfindung bedient.
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Zu diesem Zweck wird der mit Stellit zu-panzernde Grundkörper unter
Freilassung der auszufüllendem Hohlräume in eine Form aus reiner oxydlcerami.seher
Masse gebracht. Form und zu panzernder Grundkörper werden in einem luftdicht abgeschlossenen.
Behälter aufgestellt, in welchem außer der Möglichkeit für das Aufheizen der Form
mit dem Träger eine zusätzliche Schmelzwanne: vorhanden ist, in der das zu schmelzende
Stellit unabhängig von der eigentlichen Ofenheizung erschmolzen werden kann. Bei,
Erreichen, einer bestimmten Ofen- und Formtemperatur kommt das Stellit zur Auftragung.
Während .des ganzen Prozesses wird der luftdicht abgeschlossene Behälter entweder
evakuiert oder mit Schutzgmatmosphäre versehen. Wesentlich ist die Möglichkeit,
Schmelze und Trägerkörper auf verschiedene Temperaturen zu bringen, welches am leichtesten
in der oben geschilderten Weise vor sich geht, indem für beide Funktionen getrennte
Heizwicklung oder elektrisch beheizte Stäbe vorhanden sind, die die versehiedenen
Temperaturen herbeiführen. Es..ist aber auch möglich, die verschiedenen Temperaturen
dadurch zu erreichen, daß man sowohl. Träger als auch Aufschmelznietall mit, einer
Wicklung bzw. einer Stabreihe auf Temperatur bringt und durch entsprechende Isolation
dafür sorgt, daß der Träger auf entsprechend niedriger Temperatur gehalten wird.
Um mit Sicherheit Gasblasen aus der Schmelze zu vertreiben, wird diese weitgehend
unter Hochvakuum entgast, gegebenenfalls durch bekannte Verfahren mit Ultraschall
behandelt, wobei. auch die Form auf einem Rütteltisch sich befindet, der ein Zusammenballen
und Hochsteigen noch vorhandener Gase bewirkt.
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Die nach diesem Verfahren hergestellten Erzeugnisse weisen gegenüber
der bisher angewandten :Methode folgende Vorteile auf : Der Verbrauch der sehr teuren
Stellite ist gering, da diese in formtreuer Abbildung aufgeschmolzen werden können.
Parallel hiermit geitet die große Ersparnis an Nacharbeit, die wesentlich ins Gewicht
fällt, da es sich j a um verschleißfeste Legierungen handelt, die auch von Schleifscheiben
wenig angegriffen werden. Hervorzuheben ist ferner die Homogenität der Stellitschicht
sowie die innige Verbindung mit dem Träger. Zum Schluß darf nicht unerwähnt bleiben,
,daß durch die langsame Abkühlung im Ofen, die bei großen Stricken durch Zuschaltung
von elektrischer Energie gesteuert werden kann, eine weitgehende Spannungsverminderung
im Werkstück erreicht wird.
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Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme
auf die schematische Zeichnung in .der Abb. i näher beschrieben.
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Auf ein Gestell i ist ein Vakuumofen 2 mit dem Deckel 3 um 9o° drehbar
gelagert. c-b zeigt den Kippweg des Ofens. Das Innere des Vakuumofens ist mit einem
keramischen Futter q. ausgekleidet. Dieses nimmt die Widerstandswicklung 5 mit ihrer
isolierten, Elektrodendurchführung 6 auf. Auf einer keramischen Grundplatte 7 liegt
die Form 8 aus reinem hochfeuerfestere Oxyd, darin eingebettet das Werkstück 9,
welches dem. Hohlraum io in der Form 8 nach der aufzuschmelzenden Seite hin abgrenzt;
der Einguß. i i der Form 8 liegt hinter dem Tiegelausguß 12 des Tiegels 13 mit dem
Hartmetall 1q.. Der Tiegel trägt außen die Heizwicklung 15 mit ihrer Elektrodendurchführung
16. Tiege@löffnung 17 -liegt unter dem Schauglas 18.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Anlage ist folgende: Naeh Schließen
des Deckels 3 und dem vorausgegangenen Einsetzen der Form 8 mit dem Werkstück 9
sowie der Beschickung des Tiegels 13 mit Stellit 14 wird der Ofen evakuiert und
aufgeheizt. Die Ofenatmosphäre kann durch zusätzliche Apparatur den jeweils erforderlichen
Betriebsbedingungen angepaßt werden. Der Schmelzvorgang des HaxtnIetalls kann durch
das Schauloch i@8 und die Tregelöffnung 17 beobachtet werden. Die Temperatur des
übrigen Ofenraumes sowie der darin stehenden Form wird mit einer entsprechend ausgeführten
Meßvorrichtung festgestellt. Haben Form mitWerkstück und Schmelze die jeweils erforderliche,
jedoch voneinander verschiedene Reaktionstemperatur erreicht, wird der ganze Ofen
gekippt (ganzer Kippweg = 9o°). Das flüssige Stellit füllt .den Hohlraum io der
Form aus und verschweißt bzw. legiert sich über die ganze freie Fläche .des Werkstückes
zu einem einheitlichen -Ganzen.
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Sinngemä.B läßt sich dieses Verfahren auch zum Befestigen von gesinterten
Hartmetal:lkörpern an Werkzeugschäften und ähnlichem anwenden. Es ist .bekannt,
daß .man gesinterte Hartmetalle in Stellite eingegossen hat, z. B. bei Erdbohrmeißeln
und ähnlichen hoohbeanspruchtenWerkzeugen. Es ist ferner bekannt, Träger und Hartmetall
durch einen artgleichen Stoff miteinander durch Gießen zu verbinden. Man setzt -die
Hartmetallkörper ohne den Träger vorzubeanbeiten in die Lage, die nachher der Hartmetallkörper
am Träger haben soll, umgibt beide mit einer Form aus Stahl, Graphit oder Metall
und gießt den dem Träger artverwandten Stoff als Verbindung zwischen Hartmetall
und Träger auf. Der ganze Vorgang geht bei normaler Atmosphäre vor sich.
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Die Nachteile dieses Verfahrens liegen auf der Hand. Der Vorgang des
Gießens geschieht .in normaler Atmosphäre.. Die sauerstoffempfindlichen Metalle,
wie z. B. Wolfram, Tontal oder Titan, sind dabei starker Oxydation ausgesetzt. Die
Gießformen müssen außerdem durch schnelles Abkühlen daran gehindert werden, sich
mit dem auszugießenden Metall zu verbinden. Diese schnelle Abkühlung ist nachteilig,
-da sie sowohl im Träger wie in -der neu geschlossenen; Verbindung Spannungen erzeugt
und zu Rissera führen kann. Hingegen vermeidet das Verfahren, nach der Erfindung
diese Nachteile. Da der Aufschmelzvorgarng .in. Schutzatmosphäre stattfindet, werden
schädliche Oxydationen vermieden. Die aus Oxydkeramik gebrannte oder gestampfte
Form zeigt keinerlei Neigung, sich mit dem aufzugießenden Metall zu verbinden. Es
ist.
daher nicht notwendig, für schnelles Abkühlen zu sorgen. Dadurch
wird aber die Gefahr der Rißbildung weitgehend vermieden. Im übrigen geht der Prozeß
fast in derselben Form vor sich, -wie es oben beim Aufschmelzen: von: Stelliten,
beschrieben wurde,.
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Die Abb. 2 zeigt die Ansicht eines fertig aufgeschmolzenen Werkzeuges
von der Schneidseite her. Im Trägerkörper 1g liegt in einer Verbundschicht 2o ,die
Hartmetallschneide 21.
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Die Abb.3 zeigt die Einbettung eines Werkzeuges mit Hartmetallstück
in eine oxydkeramische Form. In einem oxydkeramischen Tiegel 22 ist der Werkzeugschaft
26 mit dem Hartmetallstück 23 derartig in eine oxydlceramische Masse 24 gestampft,
daß durch den Ei.ngießkana125 das Verbindungsmetall eingegossen oder eingesenkt
werden kann.