DD279204A1 - Verfahren zur herstellung von formstuecken - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formstuecken spezieller legierungstechnischer Zusammensetzung, wie z. B. den auswechselbaren Dichtflaechen in Diffusor-Lateralventilen. Dazu wird eine Kokille aus schweisszusatzwerkstoffvertraeglichem Material mit einer dem Formstueck entsprechenden Ausarbeitung angefertigt, die Ausarbeitung mit Schweisszusatzwerkstoff im Schmelzschweissverfahren aufgefuellt und das Verbundstueck nachtraeglich einer Waermebehandlung unterzogen. Anschliessend ist das Kokillenmaterial einschliesslich der Randzone spanabhebend abzutragen und das Formstueck fertig zu bearbeiten.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Formstücken spezieller legierungstechnischer Zusammensetzungen, insbesondere den auswechselbaren Dichtflächen in Diffusor-Lateralventilen, dio zur Steuerung des Dampfstromes in Dampfturbinen dienen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Dosierung vorwiegend gasförmiger Hochgeschwindigkeitsströmungen, wie z. B. der Dampfmenge in Dampfturbinenregelungen gelten Diffusor-Lateralventile - siehe DD-PS 223196 - als fortgeschrittenste Bauelemente einer fast druckverlustfreien Regelungsausführung. Ihr Aufbau ähnelt den bekannten Flachschiebern für Dampfleitungen, wobei zur Minderung der Gleitreibung Entlastungstaschen gegen den einseitigen Druck in den Gleitflächen eingearbeitet sind. Bei der schmierstofflosen Gleitreibung entstehen jedoch trotz dieser Maßnahmen Freßriefer. an den Gleitflächen und führen zur Schwergängigkeit, Undichtheit oder dem Ausfall des Ventils.

Um eine bessere Wartung und Reparaturmöglichkeit zu gewährleisten, werden die Dichtflächen der Ventile deshalb auch auswechselbar gestaltet oder bus verschleißfesten Werkstoffen hergestellt. Di 3 hohen physikalischen Belastungen durch den Heißdampf (53O⁰C und 130 bar) erfordern spezielle Legierungen für den Dichtringwerkstoff der Diffusor-Lateralventile, wobei die Reibpaarungen der Dichtringe nur als Sonderfertigung erstellt werden können und somit äußerst kostenaufwendig sind. Aus der DE-AS 2336587 ist für ein solches Problem ein Verfahren zur Herstellung von Formgußstücken mit hervortretenden Teilen und Kokillen zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt. Hierbei wird eine gekühlte Kokille verwendet, in der durch Elektroschlacke-Urnschme'zen einer Abschmelzelektrode das Bauteil gießtechnisch aufgebaut wird.

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in dem Entstehen einer durch Kühlung hervorgerufenen spannungsreichen Mantelzone des Bauteils. Eine spätere hohe Belastung, wie sis in den Diffusor-Lateralventilen vorliegt, würde zur Zerstörung der nach diesem Verfahren gefertigten Dichtringe führen.

in der DE-OS 3421031 wird zum anderen ein Verfahren zur Herstellung eines Konstruktionsteils durch formyebende AuftragsschweilSung beschrieben. Der Aufbau erfolgt durch eine Viellagen-Auftragsschweißung, wobei die Folgelagen die Unterlagen ein- ode^r iTehrfach thermisch so umwandeln, daß eine Zone feinkörnigen Gefü^es entsteht. Die hiermit beschriebene Schweißtechnologie gilt für das Unterpulverschweißen (UP-Verfahren) und stellt direkt die Herstellung großvolumiger Körper heraus, deren Funktion nur durch die orf indungsgemäße spezielle Prozeßführung gesichert werden kann. Ein gezieltes legierungstechnisches Zusammenwirken der einzelnen Zusatzwerkstoffkomponenten Draht und Pulver wird nicht als signifikant angesehen. Einzig die Art der Gefügeausbildung, vorrangig bestimmt durch die thermische Pro^ßführung, wird als die spezielle Zielstellung beeinflussend angesehen.

Der wesentliche Nachteil dieses Verfahrens 'st in den hohen, arbeitsintensiven Schweißleistungen zu sehen, die zur Herstellung des Konstruktionsteils notwendig sind.

Ein weiterer Nachteil des bisherigen im Stand der Technik geschilderten Form-Schweißens ist das Auftreten von grobkörnigen und gußartigen Hestbereichen im Gefüge.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat zum Ziel, kostengünstig verschleißfeste Dichtflächen mit optimaler Reibpaarung zu erstellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Fertigungsverfahren zui Herstellung der Dichtringe mit der gewünschten speziellen Legierung zu vereinfachen und so zu gestalten, daß die Dichtringe ein homogenes, feinkörniges Gefüge bis in die Randzone aufweisen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem in den Kokillenrohling aus schweißzusatzwerkstoffverträglichem Material das Gegenstück des Dichtringkörpers oder Formstückes als Kokille ausgearbeitet wird. Die Ausarbeitung ist dann mit der die gewünschte Legierung ergebenden Schweißzusatzwerkstoffkombination im Schmelzschweißverfahren aufzufüllen. Die Ziellegierung wird dabei aus dem abgeschmolzenen Kerndraht und der Hüllenlegierung bzw. dem Schweißpulver durch gemeinsames Abschmelzen im Schweißlichtbogen legierungsmäßig aufgebaut. Sie unterscheidet sich funktionell voii solchen Legierungen aus Standardmaterial dadurch, daß sie ihre Eigenschaften nur erhält, indem das gezielte Zusammenwirken von Kerndraht und Hülle einen neuen, nicht einzeln darstellbaren Legierungstyp ergibt. Die Herstellung der speziellen Legierung kann in Abhängigkeit vom Volumen ein- oder viellagig vorgenommen werden. Der dabei wirkende thermische Zyklus wird als ohne Einfluß auf die Erfüllung der Zielstellung angesehen.

Nach der folgenden Wärmebehandlung zur riß- und spannungsfreien Vergleichmäßigung des Werkstoffes wird das Kokillenmaterial einschließlich der Randzone spanabhebend abgearbeitet und der Dichtring als Rohling erstellt. Die weitere mechanische Bearbeitung und Wärmebehandlung erfolgt in bekannter Weise.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Formstücken spezieller Legierungen mit einem durchgängig homogenen Gefüge bis in die Randzone und rißfreier innerer Struktur.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung ist die Kokille 1 mit der Ausarbeitung 2, dem Dichtring 3 und der Randzone 4 dargestellt.

In den Kokillenrohling wird die Form des Dichtringes 3 mit Aufmaß eingearbeitet und mit einer Mantelelektrode im Elektroschweißverfahren aufgefüllt. Die Legierungsbestandteile des Kerndrahtes und des Hüllenmaterials ergeben dabei die für den Dichtring 3 gewünschte Materialzusammensetzung.

Das Kokillenmaterial ist zudem so auszuwählen, daß es metallurgisch auch unter Einbeziehung weiterer Maßnahmen, wie z. B.

einer Wärmebehandlung, mit dem ausgewählten Schweißzusatzwerkstoff verträglich ist und keine Grobkorn- oder Rißbildung in der Randzone oder tiefergehend entsteht.

Nach dem Füllschweißen wird die Kokille 1 mit dem Schweißgut spannungsfrei geglüht. In einem anschließenden Zerspanungsprozeß ist dann das Kokillenmaterial als verlorene Form abzutragen. Der Abtrag erfolgt einschließlich dem Mischschweißgut der Verbindungszone, das aus der Verbindung von Kokillenwand und Schweißzusatzwerkstoff entsteht.

Nachfolgend ist der so entstandene Dichtringkörper mechanisch fertig zu bearbeiten und abschließend zu vergüten.

Das Verfahren ist relativ einfach zu beherrschen und insbesondere für kleine Losgrößen oder Einzelanfertigungen kostengünstig anwendbar.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von Formstücken spezieller, legierungstechnischer Zusammensetzung mittels formgleicher Kokille und Schmelzschweißverfahren, gekennzeichnet dadurch, daß die Kokille (1) aus schweißzusatzwerkstoffverträglichem Material besteht, die eingebrachte Ausarbeitung (2) mit den die gewünschte Legierung ergebenden Schweißzusatzwerkstoffen im Schmelzschweißverfahren aufzufüllen ist, nach einer entsprechenden Wärmebehandlung das Kokillenmaterial einschließlich der aufgemischten Randzone (4) spanabhebend abzutragen ist und das Formstück abschließend vergütet und fertig bearbeitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß die Legierung des Formstückwerkstoffes aus den zeitgleich erschmolzenen Bestandteilen des Schweißdrahtes und der Elektrodenhülle bzw. dem Schweißpulver besteht.