DD272429A1 - Verfahren zur herstellung verschleissfester grabwerkzeuge fuer bagger - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung verschleissfester Grabwerkzeuge fuer Bagger und findet im Giessereiwesen Anwendung, wo Reisszaehne, Schneidecken und andere Grabwerkzeuge fuer Baggerloeffel, -eimer oder -schaufeln gefertigt werden, welche zum Loesen und Abtragen von Foerdergut mit sehr grosser Festigkeit benoetigt werden und deshalb hohem Verschleiss unterliegen. Bei minimalem Material- und Fertigungsaufwand besteht die Aufgabe verschleissfestere Grabwerkzeuge mit laengerer Standzeit herzustellen und die Nebenwirkungen wie Bruchneigung sowie Qualitaetsdifferenzen weitgehend auszuschalten. Dies geschieht erfindungsgemaess dadurch, dass grobes Hartmetallgranulat durch einen sich bei hohen Temperaturen aufloesenden Stoff in den Verschleisszonen positioniert wird und solange Giessmaterial zugegeben wird, bis die Hartmetallstuecke 6 nahezu vollstaendig von Basiswerkstoff umgeben sind und nach der Erstarrung in den Verschleisszonen fest eingefasst sind. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die erfindungsgemäße Lösung findet im Gießereiwesen Anwendung, wo Reißzähne, Schneidecken und andere Grabwerkzeuge hergestellt werden, wie sie an Baggerlöffeln, -eimern oder-schaufeln zum Lockern bzw. Lösen und Abtragen von Fördergut mit sehr großer Festigkeit benötigt werden. Insbesondere in Tagebauen kommen die erfindungsgemäßen Grabwerkzeuge zum Fördern vom Abraum, Kohle und anderen Mineralien zur Anwendung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind Lösungen bekannt, wie sie in der DD-PS 70.969, B 22 D19/08 beschrieben sind und wobei verschleißfeste Werkstoffe aus Karbiden pulverförmig und körnig zu auftragbaren Massen verarbeitet, in die Gießform entsprechend eingelegt und aufgeschmolzen werden und sich legieren.

Neben sehr hohem Vorbereitungsaufwand führt dieses Verfahren außerdem zu Rissen zwischen der verschleißfesten Schicht und dem Basismaterial.

In der DE-AS 2.165.058, B22D19/08 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundgußstückes dargestellt, bei dem eine vorgeformte Platte auf das Basismetall aufgelegt wird, welches zum Einschmelzen der Platte aus Harstoffpulvern unter Schutzgasatmosphäre mindestens zähflüssig gehalten werden muß und dadurch ebenfalls sehr aufwendig ist.

Gemäß DE-PS 2.817.592, B22 D19/08 wird ein Verfahren zur Herstellung von Gußstücken mit erosionsbeständiger Oberflächenschicht in Sandformen aufgezeigt, bei der die Oberflächenschicht aus bestimmten Pasten zusammengesetzt, mit Nägeln oder einem Drahtgeflecht an der Gußformoberfläche befestigt wird sowie mit einem Flußmittel getrocknet zu einer Korundeinbettung im Guß führt und eine Schichtdicke bis zu 15 mm bildet.

Weiterhin beschreibt die DE-OS 2.920.593, B 22 F7/04 eine Lösung zum Einbetten härterer Metallstücke mit höherer Schmelztemperatur als das Grundmittel in eine metallische Fläche durch großen Strom.

Alle genannten Lösungen weisen den Mangel auf, daß neben dem umfangreichen Vorbereitungsaufwand zur Zusammenstellung der Ausgangsmaterialien für die verschleißfestere Schicht zusätzliche zeitaufwendige Arbeitsschritte für das Einbringen der verschleißfesteren Materialien in das Basismetall erforderlich sind und darüber hinaus den hohen Anforderungen an die Festigkeit nicht im erforderlichen Maße entsprochen wird, sich Risse bilden, welche zu Ausbrüchen und anderen Zerstörungen führen.

In der DE-PS 3.114.177, B22F7/08 ist darüber hinaus ein Verfahren zum Herstellen eines Arbeitswerkzeuges beschrieben, wonach die Verschleißflächen eines Werkzeuges aus Pulvermetall bestehen und vor dem Einsetzen in die Gießform gesintert werden.

Auch dies stellt ein Verfahren mit zusätzlichem Aufwand dar, ohne dabei garantieren zu können, daß eine vollständige Verbindung der Hartmetallschicht mit dem Gußwerkstück entsteht, welche den Beanspruchungen des Werkzeuges standhält.

Ein Verfahren zur Herstellung von Verschleißteilen ist in der DD-PS 204.636, B22D19/00 beschrieben, bei dem nach dem Verbundguß-Durchfließverfahren, vorzugsweise auf der Basis von Eisenlegierungen verschleißarme Verbund- und Massivgußteile erzeugt werden. Als nachteilig erwiesen sich neben dem Erfordernis eines Grundkörpers die höhere Gießzeit, die vielfache Menge des Verschleißwerkstoffes und der damit verbundene hohe Schmelzenergieaufwand.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung verschleißfester Grabwerkzeuge insbesondere für Bagger zu entwickeln, bei dem mit minimalem Material- und Fertigungsaufwand und ohne zusätzliche Vorrichtungen bzw. Arbeitsschritte sowie Energieaufwendungen zur Behandlung des Basismaterials aufwenden zu müssen, eine höhere Verschleißfestigkeit erzielt und die Gebrauchsfähigkeit des Grabwerkzeuges verlängert wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es besteht die Aufgabe, verschleißfestere Grabwerkzeuge mit längerer Standzeit für Bagger oder dergleichen herzustellen, bei denen ohne zusätzliche Vorrichtungen bzw. Arbeitsschritte zur Behandlung des Basismaterials eine Veränderung des Gefüges erzielt wird, und die gewünschten Eigenschaften ohne Nebenwirkungen wie Bruchneigung, Qualitätsdifferenzen und dergleichen erreicht werden und eine exakte Positionierung der Hartmetallkörper in der verschleißfesten Schicht erfolgt. Erfindungsgemäß wird dies gelöst, in dem in die abrasiven Zonen der Grabwerkzeuge Granulat aus Hartmetall oder ähnlichem mit einer vorzugsweisen Kantenlänge von etwa 5-10mm derart eingebracht wird, daß das zum Beispiel aus niedriglegiertem Stahlguß bestehende Basismaterial die Hartmetallstücke fast vollständig umgibt.

Zum Einbringen in die Gießform ist es erforderlich, das Granulat mittels eines festen, sich bei hohen Temperaturen auflösenden Stoffes derart in den Verschleißzonen zu positionieren, daß das verschleißfeste Granulat einen großen Teil der Oberfläche bei möglichst geringem Materialeinsatz bildet. Durch eine gezielte Eingießtechnik ist für eine ausreichende Durchströmung mit Gießmaterial zu sorgen, so daß die Hartmetallstücke nahezu vollständig vom Basiswerkstoff umgeben sind, ihre Position in den Verschleißzonen beibehalten und nach der Erstarrung fest eingefaßt bzw. umklammert sind.

Betreffs der Beachtung der Strömungsverhältnisse erweist es sich als zweckmäßig, das Grabwerkzeug bezogen auf die Längsachse waagerecht in die Gießform einzubringen, den Einguß im den Verschleißzonen gegenüberliegenden Teil, den Speiser zweckmäßigerweise im materialaufwendigsten Abschnitt sowie für das durchströmende Material möglichst in Richtung der Längsachse an dem Ende, wo das Granulat eingebracht ist, mindestens einen Überlauf anzuordnen. Anschließend erfolgt das Einbringen des Gießmaterials in üblicher Weise. Dabei ist die Durchströmmenge abhängig von der Wanddicke des Gußstückes und von der Menge des einzugießenden Granulates und beträgt nur einen Teil der zum Beispiel für das Verbundgießen mit Einschmelzeffekt erforderliche Menge, da das Granulat nicht aufzuschmelzen ist, sondern lediglich das vorzeitige Erstarren des Gießmaterials zu verhindern ist, bevor die Hartmetallstücke nahezu vollständig vom Basiswerkstoff umgeben sind.

Das heißt, daß unter Beibehaltung der vorgesehenen Position des Granulats an den Oberflächen der Verschleißzonen möglichst jeweils eine Seite der Hartmetallstücke diese Verschleißfläche bilden, und der Halt des Granulats im Basiswerkstoff durch den keilförmigen Einschluß (Dübelprinzip) im Grabwerkzeug erfolgt und für den zweckmäßigen Einsatz ohne Nacharbeit die ausreichende Befestigung bildet.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert und in einer Skizze veranschaulicht. Es zeigt die Fig. 1: Einen Schnitt durch das Gießsystem und das Grabwerkzeug in seiner Längsachse vor dem Einbringen des Gießmaterials

In den Formstoff 1 wird die Gießform eines Reißzahnes 2 in zweckmäßiger Weise mit waagerechter Längsachse eingeformt. In die die Verschleißzonen 3 und 4 des Reißzahnes 2 bildende Spitze wird jeweils ein dieser Form und diesen Zonen angepaßtes Stück Schaumpolystyrol 5 eingelegt, welches an den zu den Verschleißzonen 3 und 4 parallelen Flächen mittels Dispersionskleber mit Hartmetallbruchstücken 6 beklebt ist. Die Hartmetallsbruchstücken 6 sind zweckmäßigerweise so angeordnet, daß deren größte Oberfläche die Klebefläche bildet und sie in Richtung der Verschleißzonen 3 und 4 weitgehend keilförmig eingeschlossen werden können.

Im Befestigungsteil 7 des Reißzahnes 2 ist in üblicher Weise der Einguß 8 und im materialintensiven Abschnitt der Speiser 9 angeordnet. In der Nähe der Verschleißzonen 3 und 4 befindet sich an der Reißzahnspitze oder seitlich mindestens ein Überlauf 10 zur Aufnahme des Gießmaterials entsprechend der erforderlichen Durchströmmenge.

Nach der anschließenden Aushärtung des Formstoffes 1 kann das Einbringen von flüssigem Gießmaterial, wie z. B.

niedriglegierter Stahlguß, erfolgen.

Beim Erreichen des Schaumpolystyrolstückes 5 wird dieses vom heißen Gießmetall aufgeschmolzen und ersetzt. Somit bleibt die Trageigenschaft für die Hartmetallbruchstücke 6 beibehalten.

Das Ausfüllen der freien Räume zwischen den Hartmetallbruchstücken 6 erfolgt durch das ausreichend nachfließende Gießmetall, welches infolge der Gewährleistung der erforderlichen Durchströmmenge zum Überlauf 10 ermöglicht wurde.

Durch die keilförmige Anordnung der Hartmetallbruchstücke 6 auf dem Schaumpolystyrolstück 5 sitzen diese verschleißmindernden Elemente nach dem Erstarren des Basismetalls fest im Reißzahn 2 und dieser kann ohne Nachbearbeitung der Verschleißzonen 3 und 4 seinem Verwendungszweck zugeführt werden.

Oben genanntes Verfahren vermeidet sämtliche Aufwendungen zur Nachbearbeitung und mindert diese außerdem bedeutend hinsichtlich Material- und Energieaufwand insbesondere gegenüber den vergleichbaren Möglichkeiten.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung von verschleißfesten Grabwerkzeugen aus Stahlguß und Karbiden in Sandgußformen oder dergleichen mit Einguß, Speiser und Überlauf zur Sicherung einer bestimmten Durchströmmenge an Gießmaterial, gekennzeichnet dadurch, daß in den Verschleißzonen (3 und 4) des Grabwerkzeuges relativ grobes Granulat aus Hartmetall oder ähnlichem mittels eines sich bei hohen Temperaturen auflösenden Stoffes, wie zum Beispiel Schaumpolystyrol, positioniert ist, in dem die Hartmetallstücke (6) vorwiegend an ihrer größten Seitenfläche an den sich auflösenden Stoff zweckmäßigerweise durch Kleben befestigt sind und überwiegend die Verschleißzonen (3 und 4) des Grabwerkzeuges ausbilden und daß solange Gießmaterial eingebracht wird, daß nach einer bestimmten Durchflußmenge bis in den Überlauf (10) genügend flüssiges Basismetall die Hartmetallstücke (6) nahezu vollständig umgibt und nach dem Erstarren diese fest einschließt.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung