AT410426B

AT410426B - Verschleissteil

Info

Publication number: AT410426B
Application number: AT132398A
Authority: AT
Original assignee: Wahl Verschleiss Tech
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2003-04-25
Also published as: DE19733273C2; FR2766744A1; JPH11115078A; ATA132398A; DE19733273A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verschleissteil mit a) einem Grundkörper, b) einer den Grundkörper grossflächig bedeckenden Beschichtung aus verschleissfestem Mate- rial
Es ist bekannt, die verschiedensten Verschleissteile aus zwei Komponenten herzustellen: Über einen Grundkörper, häufig aus zähem Material, wird eine verschleissbeständige Schicht, z. B. durch Auftragschweissen, aufgebracht, die im allgemeinen verhältnismässig spröde ist. Durch die Kombi- nation der unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften des Grundkörpers und der Beschich- tung wird insgesamt ein Verbundkörper geschaffen, der einerseits hohen mechanischen Belastun- gen, z. B. auch Stössen, gewachsen ist und der andererseits hoch verschleissbeständig ist.

Bei bekannten Verschleissteilen dieser Art ist der Grundkörper einstückig. Die Aufbringung der Beschichtung auf diesen Grundkörper erfolgt bei allen Verfahren, handele es sich nun um die bereits erwähnte Auftragschweissung oder auch um ein Umschmelzen oder ein Aufsintern, bei höheren Temperaturen Kühlt sich das Verschleissteil nach dem Beschichtungsvorgang ab, so ergeben sich wegen der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten in der Beschichtung Span- nungen, die zu Rissbildung führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verschleissteil der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass die Beschichtung im wesentlichen rissfrei bleibt
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass c) der Grundkörper aus einer Mehrzahl von Einzelkörpern besteht, die unter Wahrung eines
Spaltes nebeneinander angeordnet sind, wobei d) die Abmessungen der Einzelkörper und der Spalte so gewählt sind, dass die Beschichtung im wesentlichen rissfrei ist.

Erfindungsgemäss wird also der Grundkörper in eine Vielzahl von Einzelkörpern unterteilt, die durch Spalte voneinander getrennt sind Sofern die Abmessungen der Einzelkörper klein genug gewählt sind (was ggf. durch einfache Versuche ermittelt werden kann), dienen die erwähnten Spalte als "Dehnfugen" und verhindern einen Aufbau von hohen Spannungen in der Beschichtung.

Beim Abkühlen kann sich somit der im allgemeinen einen grösseren Ausdehnungskoeffizient auf- weisende Grundkörper in gewissem Umfange gegenüber der den kleineren Ausdehnungskoeffi- zient aufweisenden Beschichtung bewegen, ohne dass es in letzterer dabei zu Rissen käme.

Besonders bewährt hat sich dieses Konzept dort, wo das Verschleissteil eine Betonmischer- schaufel ist.

Die Beschichtung kann insbesondere durch Sintern hergestellt sein. Unter dem Begriff des "Sinterns" wird hier nicht nur die herkömmliche pulvermetallurgische Art des Sinterns oder die Art des Sinterns bei Keramikwerkstoffen verstanden Mit umfasst soll durch diesen Begriff auch eine Herstellungsart sein, bei welcher grössere Teilchen in einen Binder eingebunden sind. Hierbei kommt besonders eine Beschichtung in Frage, die aus in einem Binder eingebundenen Hartteil- chen besteht. Bei dem Binder kann es sich insbesondere um ein Metall-Lot, um eine Ni-Cr-B-Si- Legierung, um Kupfer oder um Nickel handeln.

Die Hartteilchen sind vorzugsweise um Metallkarbide. Derartige Beschichtungen sind, sowohl hinsichtlich der Kosten des verwendeten Materials als auch hinsichtlich des Herstellungsverfahrens besonders preiswert.

Als Alternative zum Sintern kommt insbesondere, eine Beschichtung in Frage, die aus der Schmelze erstarrt (Verbundguss) oder durch Auftragschweissen hergestellt ist. In beiden Fällen besteht sie vorteilhafterweise aus einer hochlegierten Eisen-Chrom-Kohle-Legierung, welche die notwendigen Verschleisseigenschaften aufweist.

Für die meisten Anwendungsfälle kommt diejenige Ausführungsform der Erfindung in Frage, bei welcher die Einzelkörper des Grundkörpers aus zähem Stahl bestehen. Dieser weist nicht nur die erforderliche mechanische Beständigkeit sondern auch eine gute Bearbeitbarkeit und zudem Lötbarkeit und Schweissbarkeit auf.

Alternativ sind jedoch auch Ausführungsformen der Erfindung möglich, bei denen die Einzel- körper des Grundkörpers aus Gusseisen mit Kugelgraphit, aus Temperguss, aus Hartguss, aus Kupfer, Nickel oder Messing bestehen Besteht der Grundkörper aus Kupfer oder Messing und wird die Beschichtung mit einem Binder in der oben erwähnten Weise hergestellt, so empfiehlt sich ein

niedrig schmelzendes Lot als Binder.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch eine Betonmischerschaufel.

Die dargestellte Betonmischerschaufel umfasst einen Grundkörper 1, auf welchen im Wege des Sinterns eine verschleissbeständige Beschichtung 2 aufgebracht ist. Die "Sinterschicht" 2 umfasst in einem metallischem Lot eingebettete Hartteilchen aus Metallkarbiden.

Der Grundkörper 1 ist in eine Mehrzahl von Einzelkörpern 1a, 1b, 1c aufgeteilt, die nicht unmit- telbar aneinander anstossen sondern durch Spalte 3a, 3b voneinander getrennt sind. Das Material, aus welchem die Einzelkörper 1a, 1b, 1c besteht, ist niedriglegierter, zäher Stahl.

Zur Herstellung des in der Zeichnung dargestellten Verschleissteiles werden die Einzelkörper 1 a, 1 b, 1c in der dargestellten, die Spalte 3a, 3b wahrenden Anordnung in einem Formwerkzeug fixiert, welche zumindest im unteren Bereich der Aussenform des fertiggestellten Werkstückes entspricht. Die Hartteilchen und das Metallot werden in das Formwerkzeug in entsprechender Menge eingegeben. Danach wird das gesamte Formwerkzeug einschliesslich Füllung auf eine Temperatur erhitzt, bei welcher das Lot zum Schmelzen kommt. Ggf. unter Zuhilfenahme eines Pressstempels wird die Beschichtung 2 in die dargestellte Form gebracht.

Das so hergestellte Verschleissteil wird innerhalb des Formwerkzeugs so weit abgekühlt, bis das Lot ausreichend erhärtet ist. Dann kann das Verschleissteil dem Formwerkzeug entnommen werden. Bei der weiteren Abkühlung auf Raumtemperatur entstehen, wie bereits oben geschildert, trotz der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Beschichtung 2 und des Grundkörpers 1, in der Beschichtung 2 keinerlei Risse, da die Spannungen von den Spalten 3a und 3b zwischen den Einzelkörpern 1a, 1b, 1c aufgefangen werden.

Bei der obigen Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass die verschleissfeste Beschich- tung 2 durch ein "Sinterverfahren" im weiteren Sinne hergestellt wurde. In entsprechender Weise kann diese Beschichtung 2 jedoch auch durch einen Giessvorgang oder durch Auftragschweissen hergestellt werden, beides Verfahren, die an und für sich bekannt sind.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verschleissteil mit a) einem Grundkörper, b) einer den Grundkörper grossflächig bedeckenden Beschichtung aus verschleissfestem
Material; dadurch gekennzeichnet, dass c) der Grundkörper (1) aus einer Mehrzahl von Einzelkörpern (1a, 1b, 1c) besteht, die un- ter Wahrung eines Spaltes (3a, 3b) nebeneinander angeordnet sind. wobei d) die Abmessungen der Einzelkörper (1a, 1b, 1c) und der Spalte (3a, 3b) so gewählt sind, dass die Beschichtung (2) im wesentlichen rissfrei ist.

Claims

2. Verschleissteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Betonmischer- schaufel ist.

3. Verschleissteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2) durch Sintern hergestellt ist.

4. Verschleissteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine pul- vermetallurgische Sinterschicht ist.

5. Verschleissteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus in ei- nem Binder eingebetteten Hartteilchen besteht.

6. Verschleissteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder ein Metall-Lot ist.

7. Verschleissteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder eine Ni-Cr-B-Si- Legierung ist.

8. Verschleissteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder Kupfer ist.

9. Verschleissteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder Nickel ist.

10. Verschleissteil nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hart- teilchen Metallkarbide sind. <Desc/Clms Page number 3>

11. Verschleissteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus Ke- ramik besteht.

12. Verschleissteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2) aus der Schmelze erstarrt ist.

13. Verschleissteil nach Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2) durch Auftragschweissen hergestellt ist.

14. Verschleissteil nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus einer hochwertigen Eisen-Chrom-Kohle-Legierung besteht.

15. Verschleissteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelkörper (1a, 1b, 1c) des Grundkörpers (1) aus zähem Stahl bestehen.

16. Verschleissteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- zelkörper (1a, 1b, 1c) des Grundkörpers (1) aus Gusseisen mit Kugelgraphit bestehen.

17. Verschleissteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- zelkörper (1 a, 1 b, 1 c) des Grundkörpers (1) aus Temperguss bestehen.

18. Verschleissteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- zelkörper (1a, 1b, 1c) des Grundkörpers (1) aus Hartguss bestehen.

19. Verschleissteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- zelkörper (1a, 1b, 1c) des Grundkörpers (1) aus Kupfer bestehen.

20. Verschleissteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- zelkörper (1 a, 1 b, 1 c) des Grundkörpers (1) aus Nickel bestehen.

21. Verschleissteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- zelkörper (1 a, 1 b, 1 c) des Grundkörpers (1) aus Messing bestehen.

HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNG