Claims (12)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers aus Metall-Keramik-Verbundguss, wobei ein thermisch zersetzbarer Trägerkörper beschichtet und von einem Giessmetall hintergossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Trägerkörpers mit einem feuerfesten Schlicker beschichtet und mit einem körnigen feuerfesten Material be-sandet und getrocknet wird, dass nach der Umgiessung des Trägerkörpers mit dem Giessmetall, zwischen diesem und dem körnigen Material eine Art mechanischer Verzahnung entsteht.1. A method for producing a composite body made of metal-ceramic composite casting, wherein a thermally decomposable carrier body is coated and back-cast by a casting metal, characterized in that the surface of the carrier body is coated with a refractory slip and sanded with a granular refractory material and is dried that after the casting of the carrier body with the casting metal, between this and the granular material is a kind of mechanical interlocking.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein tixotroper Schlicker verwendet wird, dessen Material bis zu Temperaturen von mindestens 1400 °C feuerfest ist.2. The method according to claim 1, characterized in that a thixotropic slip is used, the material of which is refractory up to temperatures of at least 1400 °C.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlicker thermoschockbeständig ist.3. The method according to claim 2, characterized in that the slip is thermal shock resistant.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Körnung des feuerfesten Besandungs-Materials variiert wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the grain size of the refractory sanding material is varied.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlicker durch Tauchen, Pinseln oder Sprühen aufgebracht wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the slip is applied by dipping, brushing or spraying.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf dem Körper bei Temperaturen zwischen 200 bis 300 °C getrocknet und durch den Giessvor-gang keramisch gebrannt wird.6. The method according to claim 1, characterized in that the coating on the body is dried at temperatures between 200 and 300 °C and is ceramically fired by the casting process.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerkörper geformte Kerne aus Cold-Box-Sand, aus Croning- oder Hot-Box-Sanden, oder aus selbsthärtenden Mischungen verwendet werden.7. The method according to claim 1, characterized in that cores formed from cold box sand, from Croning or hot box sand, or from self-hardening mixtures are used as the carrier body.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerkörper ein Kunststoff, z.B. Polystyrol-Schaumstoff verwendet wird.8. The method according to claim 1, characterized in that a plastic, e.g. polystyrene foam, is used as the carrier body.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1,7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass Kerne mit leichtem Zerfall verwendet werden.9. The method according to claims 1, 7 and 8, characterized in that cores with easy decay are used.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1,7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Trägerkerne versiegelt wird.10. The method according to claims 1, 7, 8 and 9, characterized in that the surface of the carrier cores is sealed.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Schlickers und der Besandung in Abhängigkeit von der gewünschten Schichtdicke gewählt werden.11. The method according to claims 1 to 10, characterized in that the composition of the slip and the sanding are selected depending on the desired layer thickness.
12. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 für die Herstellung von innenbeschichteten rohrförmigen Gussstücken, insbesondere Auspuffkrümmern, sowie für Metall-Keramik-Verbundguss mit korrosionsbeständigen oder ver-schleissfesten Massen.12. Application of the method according to claim 1 for the production of internally coated tubular castings, in particular exhaust manifolds, and for metal-ceramic composite casting with corrosion-resistant or wear-resistant masses.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers aus Metall-Keramik-Verbundguss, wobei ein thermisch zersetzbarer Trägerkörper beschichtet und von einem Giessmetall hintergossen wird.The present invention relates to a method for producing a composite body made of metal-ceramic composite casting, a thermally decomposable carrier body being coated and cast metal behind it.
Ein ähnliches Verfahren ist aus der FR-PS 7 821 692 bekannt. Diese Anmeldung beschreibt ein Verfahren bei dem ein Kern verwendet wird, um eine auf diesem Kern aufgetragene Beschichtung auf ein Gussstück zu übertragen.A similar method is known from FR-PS 7,821,692. This application describes a method in which a core is used to transfer a coating applied to this core to a casting.
Die Beschichtung besteht jedoch aus einer zuerst auf den Kern aufgebrachten, 0,5 bis 1 mm dicken Schicht aus rostfreiem Stahl, etc., die mit einer zweiten Schicht aus feuerfestem Material gleicher Dicke überdeckt wird und die nachher zwischen Stahlschicht und Gusskörper zu liegen kommt. Die Beschichtung wird im Plasmaspritzverfahren aufgebracht.However, the coating consists of a 0.5 to 1 mm thick layer of stainless steel, etc., first applied to the core, which is covered with a second layer of refractory material of the same thickness and which is then placed between the steel layer and the cast body. The coating is applied using the plasma spray process.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines innenbeschichteten Gusshohlkörpers oder ähnlicher Verbundteile vorzuschlagen, bei dem die Beschichtung auf einfache und wirtschaftliche Art und Weise erfolgen kann, und das eine gute Haftverbindung zwischen Beschichtungs-material und Gussmasse gewährleistet.Based on this state of the art, it is the object of the present invention to propose a method for producing an internally coated hollow cast body or similar composite parts, in which the coating can be carried out in a simple and economical manner, and which has a good adhesive bond between the coating material and the casting compound guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Lehre des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the teaching of the characterizing part of claim 1.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.Further advantageous configurations emerge from the dependent claims.
Anhand der beigelegten Figur wird das erfindungsgemäs-se Verfahren näher erläutert.The method according to the invention is explained in more detail on the basis of the attached figure.
Die Figur veranschaulicht die einzelnen Stufen des Herstellungsvorganges, ausgehend von einem Positiv-Träger-kern 1. Dieser Trägerkern ist ein organisch gebundener Sandkern und besteht aus Cold-Box-Sand, oder aus Croning- oder Hot-Box-Sanden oder aus selbsthärtenden Mischungen. Besonders vorteilhaft sind Kerne mit leichtem Zerfall. In einer ersten Stufe wird der Trägerkern 1 durch versiegeln mit einem organischen Lack 2 beschichtet. Auf diese Weise kann nach erfolgtem Abguss eine besonders feine Innenwand der Keramikzone erreicht werden. In einem nächsten Verfahrensschritt wird eine Schicht 3 aus einem Schlicker aufgetragen. Der verwendete Schlicker ist tixotrop und zeigt bei Temperaturen bis mindestens 1400 °C keine Veränderung, d.h. er ist feuerfest und thermoschockbeständig. Diese Beschichtung könnte unter Ausnützung der tixo-tropen Eigenschaften durch Tauchen aufgebracht werden. Ein Auftragen mittels Pinseln, oder Sprühen etc. ist auch möglich.The figure illustrates the individual stages of the manufacturing process, starting with a positive carrier core 1. This carrier core is an organically bound sand core and consists of cold box sand, or Croning or hot box sand, or self-hardening mixtures. Kernels with easy decay are particularly advantageous. In a first stage, the carrier core 1 is coated with an organic paint 2 by sealing. In this way, a particularly fine inner wall of the ceramic zone can be achieved after casting has taken place. In a next method step, a layer 3 of slip is applied. The slip used is thixotropic and shows no change at temperatures up to at least 1400 °C, i.e. it is fireproof and resistant to thermal shock. This coating could be applied by dipping, utilizing the thixotropic properties. Application by brush or spraying etc. is also possible.
Die Schlickerschicht 3 wird mit einem körnigen feuerfesten Material einschichtig 4 bzw. zweischichtig 5, vorzugsweise mit niedriger thermischer Ausdehnung besandet. Die Körnung des Besandungsmittels dient zur Erzielung einer bestimmten gewünschten Schichtdicke einerseits, und — ähnlich wie bei Beton — einer hohen Festigkeit andererseits. Die Zusammensetzung des Schlickers und der Besandung kann so gewählt werden, dass Beschichtungen beliebiger Dicke hergestellt werden können, und dass diese der Ausdehnung des Gussstückes bei Betriebstemperaturen entsprechen.The slip layer 3 is sanded with a granular refractory material in one layer 4 or two layers 5, preferably with low thermal expansion. The grain size of the sanding agent serves to achieve a certain desired layer thickness on the one hand and - similar to concrete - a high level of strength on the other. The composition of the slip and the sanding can be chosen so that coatings of any thickness can be produced and that these correspond to the expansion of the casting at operating temperatures.
Die Beschichtung 4 bzw. 4 und 5 wird auf den Kern aufgetrocknet und zwar bei einer Temperatur zwischen 200 bis 300 °C. Danach kann das Umgiessen des beschichteten Trägerkernes erfolgen, wobei auf der körnigen Rückseite eine feste mechanische Verzahnung zwischen Giessmetall 6 und Keramik entsteht.The coating 4 or 4 and 5 is dried onto the core at a temperature between 200 and 300.degree. The coated carrier core can then be cast around, with solid mechanical interlocking between the cast metal 6 and the ceramic being formed on the granular rear side.
Beim Giessen wurden bei den durchgeführten Versuchen keine Gasentwicklungsprobleme festgestellt, obwohl die Ke-ramikummantelung der Kerne bei nur 200 bis 230 °C aufgetrocknet wurde.No gas development problems were found in the tests carried out during casting, although the ceramic coating of the cores was dried at only 200 to 230 °C.
Es wurden, ebenfalls mit Erfolg, Teststücke abgegossen, bei denen als Trägermaterial ein Schaumstoff-Polystyrol-Körper verwendet wurde. Kernsandträgerkörper haben allerdings den Vorteil höherer Festigkeit und sind für den beim Umgiessen stattfindenden Verbundvorgang und den keramischen Rand der Keramikpartie als Stützkörper besser prädestiniert.Test pieces were cast, also with success, in which a foam polystyrene body was used as the carrier material. However, core sand carrier bodies have the advantage of higher strength and are better suited as a support body for the bonding process that takes place during casting and the ceramic edge of the ceramic section.
Das beschriebene Verfahren kann mit Vorteil für die In-nenbeschichtung von Auspuffkrümmern und anderen thermisch hoch beanspruchten Teilen für Automobile verwendet werden, sowie für die Beschichtung beliebiger Gussstücke mit verschleissfesten Massen. Die Herstellung von Metall-Keramik-Verbundguss mit korrosionsbeständigen Massen ist auch möglich.The method described can be used to advantage for the internal coating of exhaust manifolds and other thermally highly stressed parts for automobiles, as well as for the coating of any castings with wear-resistant masses. The production of metal-ceramic composite casting with corrosion-resistant masses is also possible.
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SS
1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings