Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Verhundmetallkörpern. Für das Herstellen von metallischen Zwei stoffkörpern, wie Metallbändern oder Metall profilen aus Eisen, Stahl oder Metallegierun- @rcn der verschiedensten Zusammensetzung, insbesondere Kupferlegierungen, Aluminium legierungen, 1lagnesiumlegierungen, Zinklegie- rungen usw., wurden bisher die beiden Mate rialien, soweit sie walzbar sind, nach bekann ten Plattierverfahren aufeinandergewalzt. Es hat sieh aber gezeigt,
dass die Verbindung hei den plattierten Materialien nicht. so innig ist, alts bei Verbundgusssehiehten, z. B. beim schmelzflüssigen Anguss von Metallschichten an die noch festen, aber auf Diffusionstempe raturen erhitzten, höher schmelzenden Stütz materialien, wie beispielsweise Stahlbleche oder höher schmelzende Metallegierungen.
Durch die Erwärmung des Stützmetalles auf Diffusionstemperaturen und das Angiessen der zweiten schmelzflüssigen Metallegierungen wird an den Grenzschichten von beiden Metall legierungen bz < v. deren Hauptbestandteilen eine neue Legierung gebildet, so dass also die Verbindung nicht. nur einem engen Anhaften, wie beim Plattieren gleichkommt, sondern tat sächlich eine metallische Verbindung entsteht. Viele Metallegierungen lassen sieh auch wegen ihrer Zusammensetzung nicht, aufeinander walzen.
Beispielsweise würde bei Bleibronzen das Blei aus der Legierung herausgewalzt wer den, denn auch beim Plattierverfahren treten durch den Walzpr ozess Temperaturerhöhungen auf, die bei Bleibronzen ausreichen würden, um (las Bei, das in der Bleibronze ja nur als Gemenge eingelagert ist, zu erweichen und herauszuwalzen. Andere Metallegierungen er halten durch die beim Plattieren auftretenden Temperaturen Wärmerisse.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Her- . stellen von Verbundmetallkörpern, ohne die geschilderten Nachteile des Platt.ierverfahrens. Die Verbundmetallkörper können z. B. für Verbundgussgleitlager, Verbundgussgleitschie- nen oder dergleichen verwendet werden. Die . eine Schicht. kann aus Eisen- oder Stahl legierungen, die andere aus Kupfer- und andern Nichteisen-Metallegierungen bestehen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Herstellen von Verbundgusskörpern durch An giessen einer Metallegierung an einen Körper mit höherem Schmelzpunkt besteht darin, dass die Legierung in eine durch den Körper ge bildete schmale Rinne mit zueinander par allelen Seitenwänden eingebracht, unter Ver meidung der Oxydation auf die Diffusions temperatur erwärmt, auf dieser Temperatur bis zur Diffusion beider Materialien gehalten und alsdann abgekühlt wird, und dass das Werkstück schliesslich entlang der Mittelebene parallel zu den Seitenwänden getrennt wird. An Hand der Zeichnung werden im folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Rinne in Perspektiv er Stirn ansicht, Fig.2 die gleiche Rinne im Querschnitt, Fug. 3 eine weitere Rinne in perspektiv er Sicht im Querschnitt, Fig. 4 die schematische Darstellung einer Abkühlvor richtung, Fig. 5 den Querschnitt der Abkühlvorrieh- tung nach Fig. 4 in grösserem Massstab,
Fig.6 eine weitere Ausbildungsform der Abkühlvorriehtung in schematischer Darstel lung und Fig. 7 ebenfalls schematisch, eine Vorrich tung zum Aufheizen der Rinnen durch elek trischen Strom.
In Fig.1 ist. der Körper a zti U-förmigem Querschnitt gebogen und an den beiden Enden durch Bleche b abgeschlossen, so dass dadurch ein abgeschlossenes Gefäss entsteht, das nur an der obern Längsseite offen ist.
In Fig. \? ist ein Querschnitt durch eine ausgegossene Rinne nach Fig.1 gezeigt. Das CTiessgut c füllt den Innenraum der U-förnii. gen Rinne aus. Zur genauen Einhaltung der Abstände zwischen den beiden Seitenwänden sind auf der obern Längsseite in entsprechen den Abständen Distanzblecbe e1 eingesehoben oder angeschweisst.
In Fig. 3 ist eine allseitig geschlossene Rinne dargestellt, die nur an der obern sehma- len Längsseite eine Eingussöffnung f für das Giessgut c aufweist. Während hier nur schmelz flüssige Ausgusslegierungen Verwendung fin den können, ist es bei Rinnen nach Fig. 1 und \3 möglich, die Legierung in Form von Pulver. Spänen oder Metallbändern einzufüllen und die Rinnen mit. ihrer festen Füllung anschlie ssend auf die Diffusionstemperaturen aufzu heizen.
In Fig. 4 ist im Horizontalschnitt und in Fig. 5 im Vertikalschnitt eine Abkühlvorrich- tung dargestellt. Die in dein Ofen g aufge heizte Rinne h wird nach dem Eingiessen des Metalles mittels der Eingiessvorrichtung i aus dem Ofen herausgezogen und in die Abkühl- vorriehtung eingeführt.
Diese Abkühlvorrich- tung selbst besteht aus zwei wassergekühlten Hohlkörpern k:1 und k.. sowie einer obern Druckschiene o. In dem-gezeigten Beispiel ist ler eine Kühlkörper k. fest angeordnet, wäh rend der andere Kühlkörper k.1 durch eine Vorrichtung 1i gegen die Rinne h. gepresst werden kann.
Die Kühlkörper k1 und \k., sind von Wasser 1 durehflossen, das bei den Öff nungen in eintreten und bei den Öffnungen ii austreten kann, so dass die Kühlkörper stets eine gute Abkühlung erfahren. Die genalte seitliche Verschiebung des Kühlkörpers k1 ist durch Bolzen s gesichert. Zusiitzlich kann die Rinne 1i, noch durch Pressluft, die durch Öff nungen i- iin Boden der Kühlvorrichtung ein geführt wird, gekühlt werden.
Zweckmässig wird diese Pressluftkühlunals erste einge leitet und danach erst die weitere Abkühlum, durch die Kühlkörper k:1 und k.,. Die gleich zeitige Abkühlung der Rinnen auf ihre ge samte Länge hat sieh als besonders zweek- mässig erwiesen, da hierdurch das Verziehen, Verbiegen und Verwinden der Rinnen wäh rend der Abkühlung vermieden wird.
Die obere Druckseliiene o hat atieli den Zweck, das Durchbiegen der Rinnen h wMi- rend der Abkühlung zii verhindern.
In Fig.6 ist eine weitere Abkühlvorrieli- tung dargestellt, welche sich besonders für all seitig ;gesehlossene Rinnen gemäss Fig.3 be währt hat.
Bei dieser Abkühlvorrichtung wird die iin Ofen g aufgeheizte Rinne 3i, nach dem Eingiessen des Metalles, schematisch durch den Tiegel t dargestellt., in die Kühlvorrichtung eingeführt. Diese besteht in ähnlicher Weise, wie zu Fig. .1 und Fig. :> ausgeführt ist, eben falls aus zwei seitlichen Körpern k:
1 und k., die aber um einen Zapfen a. schwenkbar ange ordnet. sind, so dass die Rinne von ihrer hori zontalen Lage in eine vertikale Lage #o-ebraelit werden kann.
Die Rinnen 1i können in diesem Fall zuvor durch Einblasen von Pressluft durch Öffnun gen v vorgekühlt werden. Es besteht auch noch die Möglichkeit, sie nach der Abkühlung durch die Pressluft und die Kühlkörper k1 und k2 durch Absenken in einen Wasserbehäl- ter 1 zusätzlich abzukühlen.
Werden an die Porenfreiheit der Ausgüsse besondere Anforderungen gestellt, so hat. es sich als zweckmässig erwiesen, die Rinnen vor dein Abkühlungsprözess einer Rüttelbewegung zu unterwerfen. Selbstverständlich können die Rinnen nachträglich noch einem Walzprozess unterzo@-en werden, wobei sie dann auf grö ssere Längen ausgewalzt werden können. Er folgt dieser Walzprozess vor Trennen der Rin nen entlang der Längsachse, können auch Materialien ausgewalzt werden, deren Auswal- zung im Plattierverfahren nicht. möglich ist.
Bei allseitig geschlossenen Rinnen ist. beispiels weise das Herauswalzen von Blei aus der Bleibronze nielit möglich, da ja die Rinnen (las Atifgul:)niaterial vollkommen umschliessen. Es besteht auch die Möglichkeit, die U-förmi- gen Rinnen aus Bändern gewissermassen in unendlichen Längen zu formen und danach in einem kontinuierlichen Prozess aufzuheizen und auszugiessen oder zuvor mit festem Auf- nussinaterial zu beschicken,
wobei diese Rinnen dureli die Heiz-, Ausgiess- und Abkühlvorrieli- tung lgleichförmig oder abschnittweise hin- durelig;esehoben oder hindurchgezogen werden.
In Fig. 7 ist die elektrische Aufheizung der Rinne in schematischer Darstellung ge zeigt. Dabei wird die Rinne h,. in zwei Spann backen iei und ir. eingespannt, wobei die eine Spaiinbaeke ii-l fest angeordnet sein kann, während die andere Spannbacke ic., in Längs richtung verseliiebbar ist.
Beide Spannbacken sind gleichzeitig die Zuführungspole des elek trischen Stromes und können zur Vermeidung ihrer Überhitzung wassergekühlt werden, wie mit Pfeilen angedeutet ist.
Die Spannbacke i < -., wird durch eine entsprechende Vorrich tung unter Zugspannung in Lä.ngsaclise der Rinne h durch ein Grewieht <I>x</I> oder auch durch Federn oder sonstige Vorrichtungen gehalten, so dass dann die Rinne fz bei ihrer Aufhei- zung ebenfalls unter Zugspannung gehalten wird.
Selbstverständlich könnte die Rinne auch durch eine Hochfrequenzspule aufgeheizt wer- den, die um die Rinne h gelegt ist.
Das Aufheizen der Rinnen erfolgt bei den Ausführungen nach Fig.4 und 6 in einem Ofen, der elektrisch-, gras-, koks- oder ölgeheizt sein kann.
Die Verhinderung der Oxydation kann ent weder durch Anwendung von Schutzgasen oder Auftragen von Seliutzseliiehten, wie Hartlötpasten, Schweisspasten oder auch gal vanischen Metallschichten erfolgen. Meistens ist es ausreichend, wenn der Oxydationsschutz auf die Innenfläche der Rinnen, also diejenigen Flächen beschränkt wird, welche mit dem Ver- bi.ndgussnietall in Berührung kommen.
Die gesamten Vorrichtungen können auch so aus gestaltet werden, dass nicht nur eine Rinne, sondern gleichzeitig mehrere Rinnen aufge heizt, ausgegossen und abgekühlt werden kön- n en.