DD220779A5 - METHOD FOR PRODUCING A COMPOSITE CERAMIC COMPOSITE COMPOSITE BODY - Google Patents
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Abstract
Description
Hierzu 1 Seite Zeichnungen -1 page drawings -
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers aus Metall-Keramik-Verbundguß mit insbesondere korrosionsbeständigen oder verschleißfesten Massen, vorzugsweise innenbeschichteten rohrförmigen Grußstücken wie Auspuffkrümmern, bei dem ein thermisch zersetzbarer Trägerkörper beschichtet und von einem Gießmetall hintergossen wird,The invention relates to a method for producing a composite body of metal-ceramic composite casting with, in particular, corrosion-resistant or wear-resistant masses, preferably internally coated tubular greeting pieces such as exhaust manifolds, in which a thermally decomposable support body is coated and backed by a cast metal,
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es ist ein Verfahren aus der FR-PS 7821692 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 method is known from FR-PS 7821692. 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 aus einer zuerst auf den Kern aufgebrachten, 0,5 bis 1mm 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.The coating consists of a first applied to the core, 0.5 to 1mm thick layer of stainless steel, etc., which is covered with a second layer of refractory material of the same thickness and then comes to rest between the steel layer and cast body. The coating is applied by plasma spraying.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers aus Metall-Keramik-Verbundguß zur Anwendung zu bringen, bei dem die Beschichtung auf einfache und wirtschaftliche Weise erfolgt.It is the object of the invention to use a method for producing a composite body of metal-ceramic composite casting, in which the coating takes place in a simple and economical manner.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers aus Metall-Keramik-Verbundguß zu schaffen, mit dem eine feste Haftverbindung zwischen Beschichtungsmaterial und Gußmasse hergestellt wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Oberfläche des Trägerkörpers mit einem feuerfesten Schlicker beschichtet und mit einem körnigen feuerfesten Material besandet und getrocknet wird, daß nach der Umgießung des Trägerkörpers mit dem Gießmetall, zwischen diesem und dem körnigen Material eine Art mechanischer Verzahnung entsteht, wobei ein tixotroper Schlicker verwendet wird, dessen Material bis zu Temperaturen von mindestens 14000C feuerfest ist, der thermoschockbeständig ist und die Körnung des feuerfesten Besandungs-Materials variiert wird.The invention has for its object to provide a method for producing a composite body of metal-ceramic composite casting, with which a solid adhesive bond between the coating material and casting material is produced. According to the invention the object is achieved in that the surface of the carrier body is coated with a refractory slurry and sanded with a granular refractory material and dried, that after casting the carrier body with the casting metal, between this and the granular material creates a kind of mechanical gearing, wherein a tixotropic slip is used, the material of which is fireproof to temperatures of at least 1400 0 C, which is resistant to thermal shock and the grain size of the refractory Besandungs material is varied.
Es |st im Sinne der Erfindung, daß der Schlicker durch Tauchen, Pinseln oder Sprühen aufgebracht wird und die Beschichtung auf dem Kern bei Temperaturen zwischen 200 bis 3000C getrocknet und durch den Gießvorgang keramisch gebrannt wird, wobei als Trägerkörpergeformte Kerne aus Cold-Box-Sand, aus Croning- oder Hot-Box-Sanden, oder aus selbsthärtenden Mischungen verwendet werden, wozu als Trägerkern ein Kunststoff, z.B. Polystyrol-Schaumstoff, verwendet wird. Eine Ausführungsform der Erfindung ist darin zu sehen, daß Gießerei-Sand-Kerne mit leichtem Zerfall verwendet werden und die Oberfläche der Trägerkerne versiegelt wird, wobei die Zusammensetzung des Schlickers und der Besandung in Abhängigkeit von der gewünschten Schichtdicke gewählt werden. Eine Verwendungsart ist es, wenn das Verfahren für die Herstellung von inrienbeschichteten rohrförmigen Gußstücken, z.B. Auspuffkrümmern, sowie für Metall-Keramik-Verbundguß mit korrosionsbeständigen oder verschleißfesten Massen bewirkt wird. . ,It is in the context of the invention that the slurry is applied by dipping, brushing or spraying and the coating is dried on the core at temperatures between 200 to 300 0 C and ceramics fired by the casting, wherein as carrier body-formed cores cold box Sand, from croning or hot-box sands, or be used from self-curing mixtures, including as the carrier core, a plastic, such as polystyrene foam, is used. One embodiment of the invention is that foundry sand cores are used with easy disintegration and the surface of the carrier cores is sealed, the composition of the slurry and the sanding being chosen depending on the desired layer thickness. One mode of use is when the method is used to produce in-line coated tubular castings, eg, exhaust manifolds, as well as composite metal-ceramic casting with corrosion resistant or wear resistant masses. , .
-3-255 912-3-255 912
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist der Verlauf des Verfahrens dargestellt.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the accompanying drawing, the course of the process is shown.
Fig. 1: den Grundkern; -Fig. 1: the basic core; -
Fig.2: den Grundkern mit einer ersten Beschichtung; Fig.3,4: nach der weiteren Beschichtung;Fig.2: the basic core with a first coating; Fig.3,4: after the further coating;
Fig.5: den Grundkern in der Gießform; ^Fig.5: the basic core in the mold; ^
Fig.6: den Verbundkörper..,Fig.6: the composite body ..,
Die Zeichnung veranschaulicht die einzelnen Stufen des Herstellungsvorganges, ausgehend von einem Positiv-Trägerkern 1. Dieser Trägerkern 1 ist ein organisch gebundener Sandkern und besteht aus 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 aus einem Schlicker 3 aufgetragen. Der verwendete Schlicker 3 ist tixotrop und zeigt bei Temperaturen bis mindestens 1400"C keine Veränderung, d. h., er ist feuerfest und thermoschockbeständig. Diese Beschichtung könnte unter Ausnutzung der tixotropen Eigenschaften durch Tauchen aufgebracht werden. Ein Auftragen mittels Pinseln oder Sprühen etc. ist auch möglich.The drawing illustrates the individual stages of the manufacturing process, starting from a positive carrier core 1. This carrier core 1 is an organically bound sand core and consists of sands or self-hardening mixtures. Particularly advantageous are nuclei with slight decay. In a first stage, the carrier core 1 is coated by sealing with an organic paint 2. In this way, after completion of casting a particularly fine inner wall of the ceramic zone can be achieved. In a next process step, a layer of a slurry 3 is applied. The slip 3 used is tixotropic and shows no change at temperatures up to at least 1400 ° C., ie it is fireproof and thermoshock resistant .This coating could be applied by dipping using the tixotropic properties .Applying by brushing or spraying etc. is also possible ,
Die Schlickerschicht 3 wird mit einem körnigen feuerfesten Material 4 vorzugsweise mit niedriger thermischer Ausdehnung be'sandet. 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 3 und der Besandung 4 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 4, preferably of low thermal expansion. The grain of the Besandungsmittels serves to achieve a certain desired layer thickness on the one hand, and - similar to concrete - high strength on the other. The composition of the slurry 3 and the sanding 4 can be chosen so that coatings of any thickness can be made, and that they correspond to the expansion of the casting at operating temperatures.
Schlickerauftrag und Besandung können nach Zwischentrocknung gemäß Fig.4 wiederholt werden. -Slip application and sanding can be repeated after intermediate drying according to FIG. -
Die Beschichtung wird auf den Kern 1 aufgetrocknet, und zwar bei einer Temperatur zwischen 200 und 300"C. Danach kann das Umgießen des beschichteten Trägerkernes 1 gemäß Fig. 5erfolgeh, wobei auf der körnigen Rückseite 5 eine feste mechanische Verzahnung zwischen Gießmetall 6 und Keramik entsteht.The coating is dried on the core 1, specifically at a temperature between 200 and 300 ° C. Thereafter, the encapsulation of the coated carrier core 1 according to FIG. 5 can be achieved, wherein a solid mechanical interlocking between cast metal 6 and ceramic is formed on the granular back 5 ,
Beim Gießen wurden bei den durchgeführten Versuchen keine Gasentwicklungsprobleme festgestellt, obwohl die Keramikummantelung der Kerrie 1 bei nur 200 bis 2300C aufgetrocknet wurde.When casting in the experiments carried out no gas development problems have been identified, although the ceramic coating of Kerrie 1 was dried at only 200 to 230 0 C.
Es wurden, ebenfalls mit Erfolg, Teststücke abgegossen, bei denen als Trägermaterial ein Schaumstoff-Polystvrol-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. Das beschriebene Verfahren kann mit Vorteil für die Innenbeschichtung von Aüspuffkrümmern 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.It was also successfully cast test pieces in which a foam Polystvrol body was used as the carrier material. However, core sand carrier bodies have the advantage of higher strength and are better predestined for the bonding process taking place during casting and the ceramic edge of the ceramic part as a supporting body. The method described can be used with advantage for the inner coating of Aüas buffing and other high-temperature: 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 materials is also possible.
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