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Werkzeug mit aufgeschweisster Verschleissschicht
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug, insbesondere ein Maschinenmesser, mit einer auf einen Grundkörper aus Stahl aufgeschweissten Verschleissschicht.
Es ist bekannt, abgenutzte und verbrauchte Teile von Werkzeugen durch Aufschweissen wieder ge- brauchsfähig zu machen. So werden z. B. abgenutzte Baggerzähne durch Aufschweissen mit Schweissstäben aus Hartmanganstahl wieder instand gesetzt.
Es wurde ferner gefunden, dass gegossene Schnellstahlwerkzeuge eine grössere Standzeit haben als aus warmverformten Stählen hergestellte. Man war nun bestrebt, diesen Vorteil bei der Herstellung von Werkzeugen durch Verwendung von Schweissgut aus Schnellstahl auszunutzen. So wurden Versuche unternommen, Werkzeuge aus einem Grundkörper, beispielsweise aus zähem Stahl, herzustellen und beim Arbeitsteil, bei Messern z. B. bei den schneidenden Teilen, eine oder mehrere Lagen eines Schnellar- beitsstahlesmitden Üblichen Schweissstäben oder Schweissdrähten aufzuschweissen. Dabei ergaben sich jedoch grosse Schwierigkeiten.
Bei Verwendung von Schweissstäben oder Schweissdrähten ist der Einbrand relativ gross und unregelmässig. Dies hat zur Folge, dass die Aufmischung, d. h. die Verdünnung des Schweissgutes durch das Grundmaterial gross, aber nicht an allen Stellen gleich gross war. Die Eigenschaften des Elektrodenwerkstoffes wurden somit stark, aber im unterschiedlichen Ausmass verändert. Die starke Aufmischung zwang dazu, Elektroden zu verwenden, die einen wesentlich höheren Gehalt an den gewünschten Legierungskomponenten hatten als die fertige Verschleissschicht.
Diese Überlegierung der Schweisselektroden führte vielfach zu Schwierigkeiten bei der Herstellung der Elektroden, insbesondere beim Ziehen der Schweissdrähte fur die automatische Schweissung. So ist z. B. die Herstellung von relativ dünnen Drähten aus Schnellarbeitsstahl äusserst schwierig. Die ungleich- mässige Auf mischung des Schweissgutes durch das Grundmaterial war ein weiterer Nachteil. Einerseits war es nur schwer möglich, eine bestimmte Zusammensetzung der Elektrode vorzusehen, um die gewünschte Zusammensetzung der Aufschweissung zu erhalten. Anderseits hatte die Aufschweissung nicht an allen Punkten die gleiche Zusammensetzung und folglich auch nicht die gleichen physikalischen und mechanischen Eigenschaften.
Bei Verwendung der üblichen Schweissstäbe oder Schweissdrähte war die Oberfläche überdies nicht glatt und musste in vielen Fällen nachbearbeitet werden. Die Nachbearbeitung einer aus einem Spezialstahl, z. B. einem Schnellarbeitsstahl, bestehenden Oberfläche ist aufwendig und schwierig, da dieser Stahl ja einen geringen Verschleiss haben soll und daher äusserst schwer zu bearbeiten ist.
Ein grosser Nachteil bestand auch in der Gefahr des Auftretens von Warmrissen in der Aufschweissung.
Bei Verwendung von Schweissstäben oder Drähten wird das Schweissgut etwa raupenförmig niedergelegt.
Die Oberfläche der Schweissraupe ist dabei mehr oder weniger gewölbt. Durch den relativ tiefen Einbrand hat die Schweissraupe im Querschnitt eine angenähert kreisförmige Gestalt. Bei der Erstarrung liegen die Vorzugsrichtungen der Kristallachsen etwa senkrecht zur Oberfläche. Die Verunreinigungen im Schweissgut, die eine der wesentlichen Ursachen für das Auftreten von Warmrissen sind, sammeln sich in dem zuletzt erstarrenden Teil des Schweissgutes, also im Inneren der Schweissraupe an. Es besteht daher die Gefahr des Auftretens von Warmrissen im Inneren der einzelnen Schweissraupen.
Man war nun bestrebt,
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diese Nachteile zu vermeiden und versuchte, die hochlegierten Schweissstäbe oder Schweissdrähte durch
Elektroden zu ersetzen, bei denen das Schweissgut über eine Umhüllung der Elektrode oder über ein Schweisspulver legiert wurde. Es wurde auch vorgeschlagen, Röhrchenelektroden zu verwenden, deren Mantel beispielsweise aus Eisen besteht, wobei die Legierungselemente in pulveriger oder grobkörniger Form in dem Eisenröhrchen enthalten waren.
Alle diese und auch ähnliche Vorschläge wiesen jedoch die genannten Mängel in mehr oder weniger grossem Masse auf und waren durchaus nicht zufriedenstellend. Dazu kam noch, dass die Verteilung der Legierungsbestandteile im Schweissgut auch nicht annähernd so homogen war, wie bei Verwendung von hochlegierten Schweissstäben oder Schweissdrähten. Bei der Auflegierung über die Hülle oder über ein Schweisspulver war die Zusammensetzung des Schweissgutes überdies von den jeweiligen Schweissbedingungen abhängig.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass diese Nachteile vermieden werden können, wenn bei Werkzeugen der eingangs genannten Art die Verschleissschicht erfindungsgemäss durch Aufschweissen von legierten Bandelektroden aufgebracht ist.
Bei der Verwendung von Bandelektroden entsteht ein flacher und regelmässiger Einbrand, daher auch nur eine geringe und gleichmässige Vermischung mit dem Grundwerkstoff.
Die durch diese geringe Vermischung und den Abbrand nötige Überlegierung der Bandelektroden kann recht genau erfasst werden. Die legierten Bandelektroden lassen sich wesentlich einfacher herstellen als gleichartige Schweissdrähte. DiemitBandelektroden aufgeschweisste Oberfläche ist glatt und bedarf keiner mechanischen Nachbearbeitung.
Da das mit einer Bandelektrode niedergelegte Schweissgut infolge des geringen Einbrandes flach ist, scheiden sich etwaige Verunreinigungen an der Oberfläche der flachen Raupe ab. Eine Gefahr für das Auftreten von Warmrissen besteht somit nicht.
Darüber hinaus besitzt die Verwendung legierter Randelektroden gegenüber der Verwendung unlegierter Bandelektroden, bei denen die gewunschten Legierungskomponenten z. B. nur über ein Schweisspulver zugeführt werden, den Vorteil einer homogeneren Verteilung dieser Bestandteile im Schweissgut. Weiters istman bei Verwendung der legierten Bandelektroden nicht von den Schweissbedingungen abhängig, während bei der Verwendung eines Schweisspulvers bestimmte vorgegebene Schweissbedingungen hinsichtlich Stromstärke, Schweissspannung, Schweissgeschwindigkeit, Korngrösse und Schutthöhe des Schweisspulvers usw. eingehalten werden müssen, wenn das Schweissgut einen bestimmten Anteil von aus dem Pulver aufzunehmenden Legierungskomponenten erhalten soll.
Je nach dem Verwendungszweck der erfindungsgemässen Werkzeuge hat es sich als vorteilhaft erwie-
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mit 0, 2-1,'7% C, 0, 1-l, 5% Si, 0, 2-l, 5% Mn,warmverformten Werkstoffen gleicher Zusammensetzung hergestellt wurden. Die Leistungssteigerung kann bis zu 100% und mehr betragen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Werkzeug, insbesondere Maschinenmesser, mit einer auf einem Grundkörper aus Stahl aufge- schweissten Verschleissschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleissschicht durch Aufschweissen von legierten Bandelektroden aufgebracht ist.