DD265089A1

DD265089A1 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING COMPOSITE CASTORS

Info

Publication number: DD265089A1
Application number: DD30689387A
Authority: DD
Inventors: Henry Krause; Peter Von Pokrzywnicki; Holger Lau; Edmund Schulz
Original assignee: Thaelmann Schwermaschbau Veb
Priority date: 1987-09-11
Filing date: 1987-09-11
Publication date: 1989-02-22
Also published as: DE3803831A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von Verbundgusskoerpern, vorwiegend im Standgiessverfahren in verlorene und/oder Dauerformen aus zwei oder mehr unterschiedlichen Werkstoffen mit verschiedenen Eigenschaften und findet Anwendung in der metallurgischen Industrie. Die erfinderische Loesung zeichnet sich dadurch aus, dass der durch eine oder mehrere Trennschichten oder Zwischenwaende in zwei oder mehr voneinander getrennte Kammern unterteilte Formhohlraum gleichzeitig oder nacheinander mit unterschiedlichen, geschmolzenen Werkstoffen gefuellt wird. Einrichtungsseitig wird das Verfahren so ausgestattet, dass im Formhohlraum Bleche aus Eisen- oder Nichteisenwerkstoffen, einschliesslich deren Legierungen, vorzugsweise Stahlbleche mit oder ohne Oberflaechenbehandlung und/oder Kupferblech, wie auch Nichtmetalle als Trennschichten oder Zwischenwaende angeordnet sind. Die Trennschicht oder Zwischenwand wird einer speziellen Oberflaechenbehandlung, vorzugsweise durch Beschichten zur Konservierung und/oder Bildung eines besseren Verbundes zu den Giessmetallen, unterzogen.The invention relates to a method and a device for producing Verbundgusskoerpern, mainly in the casting method in lost and / or permanent molds of two or more different materials with different properties and has application in the metallurgical industry. The inventive solution is characterized in that the mold cavity divided by one or more separating layers or intermediate walls into two or more separate chambers is filled simultaneously or successively with different, molten materials. On the device side, the method is equipped so that sheets of iron or non-ferrous materials, including their alloys, preferably steel sheets with or without surface treatment and / or copper sheet, as well as non-metals are arranged as separating layers or Zwischenwaende in the mold cavity. The release layer or intermediate wall is subjected to a special surface treatment, preferably by coating for the preservation and / or formation of a better bond to the casting metals.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von Verbundgußkörpern, vorwiegond im Standgießverfahren in verlorene und/oder Dauerformen aus zwei oder mehr unterschiedlichen Werkstoffen mit verschiedenen Eigenschaften und findet Anwendung in der metallurgischen Industrie.The invention relates to a method and a device for producing Verbundgußkörpern vorwiegond in the continuous casting in lost and / or permanent molds of two or more different materials with different properties and has application in the metallurgical industry.

Characteristic of the known state of the art

Bei Herstellung von Verbundgußkörpern gehört zum Stand der Technik, daß die miteinander zu verbindenden Werkstoffe zeitlich nacheinander gegossen werden und der zuerst gegossene Werkstoff jeweils erstarrt, abkühlt, aus der Form entnommen, geputzt und/oder mechanisch bearbeitet und erneut eingeformt wird, bevor der nächste Werkstoff vergossen wird. Dabei muß die zwei bis fünffache Menge an flüssigem Metall aufgewendet werden, um die Kontaktfläche des Grundkörpers soweit aufzuholzen und oberflächlich zu schmelzen, daß ein metallischer Verbund entsteht.In the production of Verbundgußkörpern part of the prior art that the materials to be joined together are poured consecutively and the first cast material each solidified, cooled, removed from the mold, cleaned and / or machined and reformed before the next material is shed. In this case, the two to five times the amount of liquid metal must be expended so far as to complete the contact surface of the body and melt superficially, that a metallic composite is formed.

Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, den zweiten, sogenannten Verbundwerkstoff in fester, meist pulverförmiger Form in den Grundkörper einzubringen und ihn dann mittels Brenner ?u schmelzen. Dieses Verfahren ist ausschließlich für den speziellen Zweck der Herstellung von Lagern geeignet.Furthermore, a method is known to introduce the second, so-called composite material in a solid, usually powdered form in the body and then melt it by means of burner? U. This method is only suitable for the specific purpose of producing bearings.

Für das Verbundgießen von zwei- oder mehreren flüssigen Werkstoffen ist das Schleudergießverfahren bekannt, bei dem die unterschiedlichen flüssigen Werkstoffe nacheinander in die rotierende Form gegossen werden. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß durch die Turbulenz und Fliehkräfte häufig eine starke Vermischung der unterschiedlichen Werkstoffe in der Verbundzone auftritt, die die mechanische Bearbeitung der Teile und/oder deren Gebrauchswert erheblich verschlechtert. Darüber hinaus ist es ausschließlich für die Herstellung rotationssymmetrischer Teile anwendbar (DD-PS 224782). Ein bekanntes, spezielles gießtechnologisches Verfahren ist das Eingießen von Kernsteifen und/oder Kühlelementen in Gußteile; bei diesem Verfahren wird ebenfalls ein metallischer Verbund der unterschiedlichen Werkstoffe erzielt und es dient jedoch nur als technologisches Hilfsmittel zur Erziolung dichter Gußteile bzw. zum Abfangen der Kerne in der Form heim Gießen und nicht zur Herstellung von Gießkörpern mit spezifischen Gebrauchseigenschaften durch die Verbundschichten.For the composite casting of two or more liquid materials, the centrifugal casting process is known, in which the different liquid materials are poured successively into the rotating mold. The disadvantage of this method is that due to the turbulence and centrifugal forces often a strong mixing of different materials in the composite zone occurs, which significantly deteriorates the mechanical processing of the parts and / or their use value. In addition, it is exclusively for the production of rotationally symmetric parts applicable (DD-PS 224782). A known, special casting technology process is the pouring of core stiffeners and / or cooling elements in castings; In this method, a metallic composite of different materials is also achieved and it serves only as a technological tool for Erziolung dense castings or for intercepting the cores in the mold home casting and not for the production of moldings with specific performance characteristics by the composite layers.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, Verbundgußkörper mit hoher Verschleißfestigkeit herzustellen, damit den Gebrauchswert der Maschinenelemente zu erhöhen und eine Materialeinsparung zu erzielen.The object of the invention is to produce composite castings with high wear resistance, thus increasing the usefulness of the machine elements and to achieve a material saving.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effektives Verfahren und eine Einrichtung zu entwickeln, die die Herstellung von Gußkörpern mit unterschiedlichen Geometrien aus zwei oder mehreren verschiedenen Werkstoffen zum Inhalt hat. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, c aß der durch eine oder mehrere Trennschichten oder Zwischenwände in zwei oder mehr voneinander getrennte Kammern untei teilte Formhohlraum gleichzeitig oder nacheinander mit unterschiedlichen, geschmolzenen Werkstoffen gefüllt · vird.The invention has for its object to develop an effective method and a device that has the production of castings with different geometries of two or more different materials to the content. According to the invention, this object is achieved by the fact that the mold cavity which is not divided by one or more separating layers or intermediate walls into two or more separate chambers is filled simultaneously or successively with different, molten materials.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß der Verbundgußkörper im Druck- oder Niederdruckkokillengießverfahren gefertigt wird.A further embodiment of the method according to the invention is that the composite casting is produced by pressure or Niederdruckkokillengießverfahren.

Einrichtungsseitig wird das Verfahren so ausgestaltet, daß im Formhohlraum Bleche aus Eisen- oder Nichteisenwerkstoffen einschließlich deren Legierungen, vorzugsweise Stahlbleche mit oder ohne Oberflächenbehandlung und/odar Kupferblech, wie auch Nichtmetalle als Trennschichten oder Zwischenwände angeordnet sind. Die Trennschichten oder Zwischenwände, die auch gleichzeitig als technologisches Hilfsmittel zur Vermeidung von Innenlunkern im Gußkörper verwendet werden, werden hinsichtlich ihrer Dicke, ihrer Gestaltung und ihres Werkstoffes, die zu vergießenden Schmelzen und die Gießtechnologie so aufeinander abgestimmt, daß während der Formfüllung keine Vermischung der unterschiedlichen Gußwerkstoffe auftritt, aber nach Gießende ein ausreichender Verbund enteteht.On the device side, the method is designed so that sheets of iron or non-ferrous materials including their alloys, preferably steel sheets with or without surface treatment and / or copper sheet, as well as non-metals are arranged as separating layers or partitions in the mold cavity. The separating layers or partitions, which are also used simultaneously as a technological tool to avoid Innenlunkern in the casting, with respect to their thickness, their design and their material to be cast melts and the casting technology coordinated so that during the mold filling no mixing of different Casting occurs, but enteteht after casting a sufficient bond.

Ausfuhrungebeispiel

Die erfinderische Lösung soll anhand von 4 Beispielen dargestellt werden:The inventive solution will be illustrated by four examples:

1. Ein rotationssymmetrisches, in seiner Längsachse außen konisches und innen zylindrisches Bauteil für Schneckenpressen der Ölindustrie wird aus einem duktilen zähen mechanisch gut bearbeitbaren Grundkörper und einem hochverschleißfesten Außenmantel gleichmäßiger Wanddicke im Standgießverfahren hergestellt, indem der Hohlraum einer üblichen verlorenen Form durch einen der Außenkontur des Gußteiles angepaßten Kegelstumpf aus 0,8 mm dicken verzinnten Stahlblech so in zwei Räume getrennt wird, daß der äußere Raum der späteren Verschleißschicht mit einer gleichmäßigen Wanddicke von 8 mm entspricht.1. A rotationally symmetrical, in its longitudinal axis outside conical and inside cylindrical component for screw presses of the oil industry is made of a ductile tough mechanically machinable body and a highly wear-resistant outer shell uniform wall thickness in the die casting produced by the cavity of a conventional lost shape by one of the outer contour of the casting adapted truncated cone of 0.8 mm thick tinned steel sheet is so separated into two spaces that the outer space of the subsequent wear layer corresponds to a uniform wall thickness of 8 mm.

Beide Hohlräume werden mit einem getrennten Gießsystem versehen, wobei das Gießsystem für den Grundkörper gleichzeitig als Speiser ausgebildet wird.Both cavities are provided with a separate casting system, wherein the casting system for the body is simultaneously formed as a feeder.

Die Außenschicht wird mit einem verschleißfesten Gußeisen GX300 CrMo 15.2 und dar Grundkörper mit einem unlegierten Stahl GS40 oder einem unlegierten GGG gegossen derart, daß die Nettogießzeiten (Gußteil ohne Speiser) und damit die Steigegeschwindigkeit beider Teilgußkörper gleich sind.The outer layer is cast with a wear-resistant cast iron GX300 CrMo 15.2 and the base body with a non-alloyed steel GS40 or a non-alloy GGG such that the net casting times (casting without feeder) and thus the rate of rise of both Teilgußkörper are equal.

2. Ein schneckenförmiges Bauteil mit einem zylindrischen Grundkörper und einem außen liegenden Schnackengang für Schneckenpressen der Ölindustrie wird aus oinem duktilen zähen, mechanisch gut bearbeitbaren Grundkörper und einem hochverschleißfesten Außenmantel mit Schneckengang im Standgießverfahren hergestellt, indem der Hohlraum einer üblichen verlorenen Form durch eine der Außenkontur des Gußteiles einschließlich Schneckengang angepaßte Hülse aus 0,75mm dickem Cu-Blech so in zwei Räume getrennt wird, daß der äußere Raum der späteren Verschleißschicht mit einer annähernd gleichmäßigen Wanddicke von 6 mm entspricht.2. A screw-shaped component with a cylindrical base body and an external Schnackengang for screw presses in the oil industry is made of a ductile tough, mechanically machinable body and a highly wear-resistant outer shell with helical flight in the die casting produced by the cavity of a conventional lost shape by one of the outer contour of the Gußteiles including worm gear adapted sleeve of 0.75 mm thick Cu sheet is separated into two spaces so that the outer space of the subsequent wear layer corresponds to an approximately uniform wall thickness of 6 mm.

Beide Hohlräume werden wie im Beispiel 1 mit getrennten Gießsystemen versehen und mit den gleichen Werkstoffen abgegossen. Der Gießabstand wird so vorbereitet, daß die Nettogießzeit für die Außenschicht 6 s und für den Grundkörper 4 s beträgt und mit dem Gießen der Außenschicht 2 s vordem Gießen des Grundkörpers begonnen wird.Both cavities are provided as in Example 1 with separate casting systems and poured with the same materials. The casting distance is prepared so that the net casting time for the outer layer 6 s and for the base body is 4 s and the casting of the outer layer 2 s is started before the base body is cast.

3. (fine rotationssymmetrische Abzugsscheibe für Verseilmaschinen wird im Standgießverfahren in einer verlorenen Form aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt, indem der Formhohlraum durch einen Zylindermantel eus ",5mm dickem verzinnten Stahlblech so in zwei Räume geteilt wird, daß die geringste Wanddicke der äußeren Schicht nach dem mechanischen Einarbeiten des Rillenprofils 20mm beträgt.3. (fine rotationally symmetric pulley for Verseilmaschinen is made in the lost casting of two different materials in the casting method by the mold cavity is divided by a cylinder jacket eus ", 5mm thick tinned steel sheet into two spaces that the smallest wall thickness of the outer layer after the mechanical incorporation of the groove profile is 20mm.

Der innere Grundkörper wird aus einem unlegierten Gußeisen mit Kugelgraphit und der äußere Mantel aus einem Ni-Molegierten GGG gleichzeitig mit gleicher Nettogießzeit gegossen.The inner body is cast from a non-alloyed ductile iron and the outer shell is made from a Ni-molten GGG simultaneously with the same net casting time.

4. Ein plattenförmiges Gußteil für das Herausarbeiten von Seiherstäben für Ölmaschinen wird im Standgießverfahren in einer verlorenen Form aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen, z. B. einem GGG50 und einem hochchromlegierten Gußeisen hergestellt, indem der Formhohlraum durch ein 0,75mm dickes Cu-Blech in zwei Bereiche getrennt und beide Hohlraumteile durch zwei getrennte Anschnittsysteme gleichzeitig mit den unterschiedlichen Werkstoffen gefüllt werden.4. A plate-shaped casting for the working out of Seiherstäben for oil machines is in the casting method in a lost form of two different materials, eg. As a GGG50 and a high chromium-alloyed cast iron by the mold cavity separated by a 0.75 mm thick copper sheet in two areas and both cavity parts are filled by two separate gate systems simultaneously with the different materials.

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Claims

1. A process for the production of composite castings, preferably in the continuous casting process using lost and / or permanent molds, characterized in that the divided by one or more separation layers or partitions in two or more voneir other separate chambers mold cavity simultaneously or sequentially filled with different, molten materials becomes.

2. A method for producing Verbundgußkörpern according to claim 1, characterized dndurch that the composite casting is produced by die casting or Niederdruckkokillengießverfahren.

3. Device for the production of Verbundgußkörpern, characterized in that in the mold cavity sheets of ferrous or non-ferrous materials, including their alloys, preferably steel sheets with or without surface treatment and / or copper sheet as well as non-metals are arranged as separating layers or partitions.

4. Device for the production of Verbundgußkörpern according to claim 3, characterized in that the separating layer or intermediate wall of a special surface treatment, preferably by coating for preservation and / or formation of a better bond to the cast metals, is subjected.