DD279204A1

DD279204A1 - METHOD FOR PRODUCING MOLDED PIECES

Info

Publication number: DD279204A1
Application number: DD32460888A
Authority: DD
Inventors: Wilfried Storch; Helmut Pfennig; Rainer Bittner; Richard Greulich; Gunter Proehl
Original assignee: Bergmann Borsig Veb
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1988-12-30
Publication date: 1990-05-30

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.The invention relates to a method for the production of molded pieces of special alloy composition, such. B. the interchangeable Dichtflaechen in diffuser lateral valves. For this purpose, a mold made of welding material-compatible material is made with a work-up corresponding to the molding, the work-up with welding additive material filled in the fusion welding process and subjected the composite after a heat treatment. Subsequently, the mold material, including the edge zone, is to be removed by cutting and the molding is finished.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

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.The invention relates to the production of fittings of special alloy compositions, in particular the replaceable sealing surfaces in diffuser lateral valves, dio serve to control the steam flow in steam turbines.

Characteristic of the known state of the art

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.For metering predominantly gaseous high-speed flows, such. B. the amount of steam in steam turbine controls apply lateral diffuser valves - see DD-PS 223196 - as the most advanced components of almost lossless control design. Their structure is similar to the known flat slides for steam pipes, wherein to reduce the sliding friction relief pockets are incorporated against the one-sided pressure in the sliding surfaces. In the lubricant-free sliding friction arise, however, despite these measures Freßriefer. on the sliding surfaces and lead to stiffness, leakage or failure of the valve.

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.To ensure better maintenance and repair, the sealing surfaces of the valves are therefore designed to be interchangeable or bus-wear resistant materials. Di 3 high physical loads from the superheated steam (53O ⁰ C and 130 bar) require special alloys for the sealing ring material of the diffuser lateral valves, the friction pairings of the sealing rings can be created only as a special production and therefore extremely expensive. From DE-AS 2336587 a method for the production of molded castings with protruding parts and dies for performing this method is known for such a problem. In this case, a cooled mold is used, in which the component is constructed by casting by electro-slag Urnschme'zen a Abschmelzelektrode.

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.The disadvantage of this method is the emergence of an exciting caused by cooling tense jacket zone of the component. A later high load, as is present in the diffuser lateral valves, would lead to the destruction of the sealing rings produced by this method.

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.in DE-OS 3421031, on the other hand, a method for producing a structural part by formyebende AuftragschweilSung is described. The construction is carried out by a multi-layer build-up welding, wherein the following documents, the documents one ode ^r iTehrfach convert thermally so that a zone of fine-grained emotional experiences ^ it arises. The welding technology described here applies to submerged arc welding (UP process) and directly issues the production of bulky bodies whose function can only be ensured by the orf indungsgemäße special process control. A targeted alloying interaction of the individual filler material components wire and powder is not considered significant. Only the type of structure formation, primarily determined by the thermal pro fi le, is regarded as influencing the specific objective.

Der wesentliche Nachteil dieses Verfahrens 'st in den hohen, arbeitsintensiven Schweißleistungen zu sehen, die zur Herstellung des Konstruktionsteils notwendig sind.The main disadvantage of this method is to be seen in the high, labor-intensive welding performance required to make the structural part.

Ein weiterer Nachteil des bisherigen im Stand der Technik geschilderten Form-Schweißens ist das Auftreten von grobkörnigen und gußartigen Hestbereichen im Gefüge.Another disadvantage of the previous form welding described in the prior art is the occurrence of coarse-grained and casting-like regions in the structure.

Object of the invention

Die Erfindung hat zum Ziel, kostengünstig verschleißfeste Dichtflächen mit optimaler Reibpaarung zu erstellen.The aim of the invention is to produce cost-effective wear-resistant sealing surfaces with optimum friction pairing.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to simplify the manufacturing process zui manufacture of the sealing rings with the desired special alloy and to make so that the sealing rings have a homogeneous, fine-grained structure into the edge zone.

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.According to the invention the object is achieved by the counterpart of the sealing ring body or fitting is worked out as a mold in the Kokillenrohling from welding material compatible material. The work-up is then filled with the welding alloy combination resulting in the desired alloy by fusion welding. In this case, the target alloy is made up of alloy from the melted core wire and the jacket alloy or the welding powder by joint melting in the welding arc. It differs functionally from such alloys of standard material in that it only preserves its properties by the targeted interaction of core wire and sheath results in a new, not individually representable type of alloy. The production of the special alloy can be carried out in one or more layers depending on the volume. The thermal cycle involved is considered as having no influence on the achievement of the objective.

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.After the following heat treatment for crack-free and stress-free homogenization of the material, the mold material, including the edge zone, is machined and the sealing ring is produced as a blank. The further mechanical treatment and heat treatment takes place in a known manner.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Formstücken spezieller Legierungen mit einem durchgängig homogenen Gefüge bis in die Randzone und rißfreier innerer Struktur.The inventive method allows the production of molded pieces of special alloys with a consistently homogeneous structure to the edge zone and crack-free inner structure.

Ausführungsbeispielembodiment

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.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the drawing, the mold 1 with the elaboration 2, the sealing ring 3 and the edge zone 4 is shown.

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.In the Kokillenrohling the shape of the sealing ring 3 is incorporated with allowance and filled with a jacket electrode in the electric welding. The alloy components of the core wire and the shell material thereby yield the desired material composition for the sealing ring 3.

Das Kokillenmaterial ist zudem so auszuwählen, daß es metallurgisch auch unter Einbeziehung weiterer Maßnahmen, wie z. B.The mold material is also to be selected so that it metallurgically including other measures, such. B.

einer Wärmebehandlung, mit dem ausgewählten Schweißzusatzwerkstoff verträglich ist und keine Grobkorn- oder Rißbildung in der Randzone oder tiefergehend entsteht.a heat treatment that is compatible with the selected filler material and that no coarse grain or crack formation occurs in the edge zone or deeper.

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.After the filler welding, the mold 1 is annealed stress-free with the weld metal. In a subsequent cutting process, the mold material is then removed as a lost form. The removal takes place including the mixed weld material of the connection zone, which results from the combination of die wall and filler metal.

Nachfolgend ist der so entstandene Dichtringkörper mechanisch fertig zu bearbeiten und abschließend zu vergüten.Subsequently, the resulting sealing ring body is mechanically finished to process and finally reward.

Das Verfahren ist relativ einfach zu beherrschen und insbesondere für kleine Losgrößen oder Einzelanfertigungen kostengünstig anwendbar.The method is relatively easy to master and cost effective especially for small batches or custom-made.

Claims

1. A process for the production of molded pieces of special, alloy composition by means of the same shape mold and fusion welding method, characterized in that the mold (1) consists of welding material compatible material, the introduced elaboration (2) is filled with the desired alloy resulting welding consumables by fusion welding after a corresponding heat treatment, the mold material including the mixed edge zone (4) is removed by machining and the fitting is finally quenched and finished.

2. The method according to claim!, Characterized in that the alloy of the molding material consists of the simultaneously melted components of the welding wire and the electrode sheath or the welding powder.