DE102006055304B4 - Cylinder heads and cylinder crankcases with complex fluid ducts and their manufacture - Google Patents
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Abstract
Gegossener Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse, der/das mehrere eingegossene Kanäle umfasst, welche als Führungskanäle für Flüssigkeiten, insbesondere Kraftstoff, Kühlmittel oder Öl, ausgebildet sind, wobei Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse aus Gusseisen und die Führungskanäle (1) aus Stahlrohren gebildet sind, wobei die Führungskanäle (1) spaltfrei vom Umguss (3) umgeben und aus Mischphasen aus Stahl und Gusseisen metallurgisch an den Umguss (3) angebunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer oder alle der Führungskanäle (1) in mehrere getrennte Segmente (1a, 1b, 1c) aus Stahlrohr unterteilt sind.Cast cylinder head and / or cylinder crankcase, which comprises several cast-in channels, which are designed as guide channels for liquids, in particular fuel, coolant or oil, the cylinder head and / or cylinder crankcase being made of cast iron and the guide channels (1) being made of steel pipes, wherein the guide channels (1) are surrounded by the encapsulation (3) without any gaps and are metallurgically connected to the encapsulation (3) from mixed phases of steel and cast iron, characterized in that at least one or all of the guide channels (1) are divided into several separate segments (1a, 1b, 1c) are divided from steel pipe.
Description
Die Erfindung betrifft in Gusstechnik hergestellte Zylinderköpfe oder Zylinderkurbelgehäuse, die mehrere Führungskanäle für Flüssigkeiten, wie Kraftstoff, Kühlmittel oder Öl aufweisen, wobei die Führungskanäle beim Guss der Bauteile mit eingegossen werden.The invention relates to cylinder heads or cylinder crankcases produced in casting technology, which have a plurality of guide channels for liquids, such as fuel, coolant or oil, wherein the guide channels are cast during the casting of the components.
Es ist gängige Praxis die zahlreichen Führungs- und Versorgungskanäle, bspw. zum Kraftstoff- und Öltransport, in Zylinderköpfen (ZK) und Zylinderkurbelgehäusen (ZKG) durch Tieflochbohrtechnik in die gegossenen Bauteile herzustellen. Das Bohren der ausschließlich geraden Segmente und deren Verbindung steilen hohe Beschränkungen bei der geometrischen Auslegung der Gussteile dar. Dies führt zu Kompromissen hinsichtlich der funktionalen Optimierung von Zylinderkopf oder Zylinderkurbelgehäuse. Das Bohren von Kanälen ist beispielsweise aus der
Insbesondere bei Kraftstoffrücklaufkanälen in Zylinderköpfen, welche bei Nutzfahrzeugmotoren über eine Gesamtlänge von bis zu 1 m gebohrt werden, muss rund um die Kanäle genug Material vorhanden sein, um den richtigen Verlauf des Bohrers während des Tieflochbohr-Vorgangs zu ermöglichen und ihn zu stabilisieren. Dieses Material wird im Betrieb des Motors nicht benötigt und stellt somit eine unnötige Gewichtserhöhung dar. Ähnlich aufwändig ist das Bohren des Hauptölkanals, mit den einzelnen Abzweigungen zu den einzelnen Bedarfstellen im Zylinderkurbelgehäuse.In particular, in fuel return passages in cylinder heads, which are drilled in commercial vehicle engines over a total length of up to 1 meter, there must be enough material around the channels to allow and stabilize the proper course of the drill during the downhole drilling operation. This material is not needed in the operation of the engine and thus represents an unnecessary increase in weight. Similarly, the drilling of the main oil channel, with the individual branches to the individual needs in the cylinder crankcase.
Die
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Beim Eingießen von Rohren als Führungskanal ergibt sich das Problem, dass sich die Rohre beim Umgießen mit der Metallschmelze durch thermische Ausdehnung aus ihrer Position verschieben oder verziehen. Dies ist insbesondere bei den relativ langen Medienversorgungen der Fall, die sich über die gesamte Längesachse des Motorblocks erstrecken. Häufig kommt es zu mangelhafter Anbindung des eingegossenen Rohrs zum Umgussmetall. Besonders nachteilig ist dabei die Bildung von Spalten, da hier der Wärmefluss behindert wird, oder potentielle Lecks für im Zylinderkurbelgehäuse oder Zylinderkopf geführte Flüssigkeiten entstehen.When pouring pipes as a guide channel, there is the problem that move the pipes during casting with the molten metal by thermal expansion of their position or forgiven. This is the case in particular for the relatively long media supplies, which extend over the entire longitudinal axis of the engine block. Often there is a lack of connection of the cast-in pipe to the casting metal. Particularly disadvantageous is the formation of gaps, as here the heat flow is hindered, or potential leaks arise for guided in the cylinder crankcase or cylinder head fluids.
Es ist Aufgabe der Erfindung Zylinderköpfe und/oder Zylinderkurbelgehäuse mit komplex verlaufenden Führungskanälen für Flüssigkeiten mit guter stoff- und formschlüssiger Anbindung bereit zu stellen, sowie ein Verfahren zur kostengünstigen und fehlerfreien Herstellung dieser Führungskanäle aufzuzeigen.It is an object of the invention to provide cylinder heads and / or cylinder crankcases with complex running guide channels for liquids with good material and positive connection, as well as to provide a method for cost-effective and error-free production of these guide channels.
Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe ein gegossener Zylinderkopf und/oder ein Zylinderkurbelgehäuse vorgesehen, der/das mehrere eingegossene Kanäle umfasst, welche als Führungskanäle für Flüssigkeiten, wie Kraftstoff, Kühlmittel oder Öl, ausgebildet sind, wobei Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse aus Gusseisen und die Führungskanäle (
Eine weitere erfindungsgemäße Lösung ist ein Verfahren zur Herstellung von Führungskanälen für Flüssigkeiten, insbesondere für Kraftstoff, Kühlmittel oder Öl, in gegossenen Zylinderköpfen und/oder Zylinderkurbelgehäusen, umfassend die Schritte
- – Herstellung von Gießkernpaketen (
6 ) aus Sandkernen (7 ) und Stahlrohr in der Form zu bildender Führungskanäle (1 ) - – Einbringen der Gießkernpakete (
6 ) in die Gießform für Zylinderköpfe und/oder Zylinderkurbelgehäuse - – Abgießen der Zylinderköpfe und/oder Zylinderkurbelgehäuse mit Gusseisen,
- – geregeltes Abkühlen des Gusstückes
- - manufacture of core packages (
6 ) from sand cores (7 ) and steel pipe in the form of forming guide channels (1 ) - - introduction of the core packages (
6 ) in the mold for cylinder heads and / or cylinder crankcases - Casting the cylinder heads and / or cylinder crankcases with cast iron,
- - controlled cooling of the cast piece
Für die erfindungsgemäßen Zylinderköpfe oder Zylinderkurbelgehäuse ist es dabei wesentlich, dass die Werkstoffe des eingegossenen Führungskanals und der Umgusswerkstoff von Zylinderkurbelgehäuse oder Zylinderkopf aufeinander abgestimmt sind. Somit ist vorgesehen, dass der Zylinderkopf oder das Zylinderkurbelgehäuse aus Gusseisen und die Führungskanäle aus Stahlrohren gebildet sind. Babel sind die Führungskanäle erfindungsgemäß spaltfrei vom Umguss umgeben. Die Anbindung der eingegossenen Führungskanäle erfolgt metallurgisch form- und stoffschlüssig über Mischphasen aus Stahl und Gusseisen.It is essential for the cylinder heads or cylinder crankcases according to the invention that the materials of the cast-in guide channel and the encircling material of the cylinder crankcase or cylinder head are matched to one another. Thus, it is provided that the cylinder head or the cylinder crankcase made of cast iron and the guide channels are made of steel pipes. Babel are the guide channels according to the invention without a gap surrounded by the Umguss. The connection of the cast-in guide channels is metallurgically positive and cohesive via mixed phases of steel and cast iron.
Unter spaltfrei ist dabei zu verstehen, dass keine zusammenhängenden Bereiche der Ablösung, von Stahlrohr-Führungskanal und Gusseisen-Umguss auftreten. Dabei sind die bei Gießprozessen mitunter auftretenden Lunker oder Poren im Übergangsbereich zwischen Führungskanal und Umguss nicht als Spalt anzusehen. Lunker oder Poren unterhalb einer Fläche von 5 mm2 oder einer maximalen lateralen Ausdehnung unterhalb von 5 mm zählen in jedem Fall nicht zu Spalten im Sinne der Erfindung.Cleavage-free is to be understood as meaning that there are no contiguous areas of detachment, steel tube guide channel and cast iron encapsulation. The voids or pores that sometimes occur during casting processes in the transitional area between the guide channel and the encapsulation should not be regarded as a gap. Voids or pores below an area of 5 mm 2 or a maximum lateral extent below 5 mm count in each case not to columns in the sense of the invention.
Der Stahl des Stahlrohrs hat den Vorteil, dass Stahl unter den als eingegossener Führungskanal geeigneten Metalllegierungen eine vergleichsweise geringe thermische Ausdehnung unter den Gebrauchsmetallen aufweist. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass der Stahl eine geringere thermische Ausdehnung als das umgebende Gusseisen aufweist. Hierdurch wird beim Eingießen des Stahlrohrs erreicht, dass bei der Abkühlung nach dem Guss kein Wegschwinden der erhitzten Stahlrohre von dem umgebenden Gusseisen stattfindet. Stahl und Gusseisen weisen eine hervorragende chemische und physikalische Kompatibilität auf. Dabei ist durch den gegenüber dem Gusseisen höheren Schmelzpunkt des Stahls die Gefahr des Durchschmelzens beziehungsweise des vollständigen Aufschmelzens der Stahlrohre beim Eingießen verringert. Dennoch ist der Schmelzpunkt des Stahl nicht so hoch, dass ein oberflächliches Anschmelzen des Stahlrohrs verhindert würde.The steel of the steel tube has the advantage that steel has a comparatively low thermal expansion among the useful metals among the metal alloys suitable as a cast-in guide channel. It is particularly advantageous that the steel has a lower thermal expansion than the surrounding cast iron. As a result, during the pouring of the steel pipe is achieved that takes place during the cooling after casting no disappearance of the heated steel pipes from the surrounding cast iron. Steel and cast iron have excellent chemical and physical compatibility. In this case, the risk of melting through or the complete melting of the steel pipes during pouring is reduced by the opposite of the cast iron higher melting point of the steel. Nevertheless, the melting point of the steel is not so high that a superficial melting of the steel pipe would be prevented.
Es ist somit vorgesehen, dass beim Gießen ein geringer Teil des Stahls aufschmilzt und mit flüssigem Eisen ohne Spaltbildung dicht verschmilzt. So wird auch eine Spaltbildung während des Abkühlens auf Raumtemperatur vermieden. Die Geometrie des Gussteils weist im Bereich des Stahlrohres eine gleichmäßige Materialanhäufung auf, um lokales Erweichen oder Aufschmelzen des Stahls oder zu schnelles Abkühlen (Abschrecken) der Schmelze an der Stahlrohroberfläche zu vermeiden. Auch bei zu schnellem Abkühlen des schmelzflüssigen Gusseisens im Bereich des kalten Stahlrohrs kann es zu einer Spaltbildung oder zu einer unerwunschten Weißerstarrung des Gusseisens kommen. Eine genaue Abstimmung der Materialanhäufung des Umgusses im Bereich der Stahlrohre, mit der Stahlrohrgeometrie, beziehungsweise deren Durchmesser und Wanddicke und mit der Gießtemperatur ist erforderlich.It is thus envisaged that during casting a small portion of the steel melts and fuses tightly with liquid iron without formation of gaps. Thus, a gap formation during cooling to room temperature is avoided. The geometry of the casting has a uniform accumulation of material in the region of the steel tube to avoid local softening or melting of the steel or too rapid cooling (quenching) of the melt on the steel tube surface. Even if the molten cast iron cools down too quickly in the area of the cold steel pipe, a gap formation or an undesired white solidification of the cast iron may occur. An exact coordination of the material accumulation of the encapsulation in the area of the steel tubes, with the steel tube geometry, or their diameter and wall thickness and with the casting temperature is required.
Fur einen besonders festen Stoffschluss ist die Bildung von Mischphasen aus Stahl und Gusseisen von Vorteil. Dabei muss sichergestellt werden, dass ein teilweises Aufschmelzen des Stahl stattfindet. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird das Stahlrohr vor dem Einguss mit Sn oder einer Sn-Legierung behandelt, welche Schmelzpunkt-absenkend wirkt, so dass sich nach dem Guss Sn-haltige Mischphasen ausbilden.For a particularly strong material connection, the formation of mixed phases of steel and cast iron is advantageous. It must be ensured that a partial melting of the steel takes place. In a preferred embodiment of the invention, the steel pipe is treated before the sprue with Sn or a Sn alloy, which acts melting point-lowering, so that form after the casting Sn-containing mixed phases.
Die Erfindung wird anhand von schematischen Zeichnungen und Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to schematic drawings and exemplary embodiments.
Dabei zeigen:Showing:
Die thermische Ausdehnung des Stahls muss bei der Auslegung von den Stahlrohren für die Führungskanäle berücksichtigt werden. Beim Einguss beträgt die thermische Ausdehnung unmittelbar nach der Formfüllung ca. 11,5 mm/m, bei Annahme einer mittleren Temperatur des Stahlrohres von 1000°C. Die Temperaturverteilung über das gesamte Stahlrohr ist während des Gießens sehr unterschiedlich, so dass räumlich und zeitlich unterschiedliche Ausdehnungen und Spannungsverteilungen vorliegen. Um diese Ausdehnungen der Stahlrohre ohne Verformung aufzunehmen, sind besondere Vorkehrungen zu treffen.The thermal expansion of the steel must be taken into account when designing the steel pipes for the guide channels. At the pouring, the thermal expansion immediately after the mold filling is approx. 11.5 mm / m, assuming a mean temperature of the steel pipe of 1000 ° C. The temperature distribution over the entire steel tube is very different during casting, so that there are spatially and temporally different expansions and stress distributions. To accommodate these expansions of the steel tubes without deformation, special precautions must be taken.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung werden für den Einguss des Stahlrohrs Dehnfugen vorgesehen indem zumindest einer oder alle der Führungskanäle (
Bevorzugt werden die Segmente (
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass mehrere benachbart verlaufende eingegossene Führungskanäle (
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Trennstellen zwischen benachbarten Segmenten sieht kurze Rohrmanschetten oder Hülsen aus Stahl vor, die beidseitig die jeweiligen zu verbindenden Enden der Segmente überlappen. Vor dem Guss sind die benachbarten Stahlrohr-Segmente in die jeweilige Rohrmanschette eingeschoben. Die Rohrmanschette bildet dabei eine äußere Umhüllung der Trennstelle oder Dehnungsfuge zwischen den benachbarten Segmenten. Die Passung ist dabei lediglich so dicht bzw. fest, dass ein Eindringen der Schmelze aus Gusseisen verhindert wird, aber ein Verschieben der Stahlrohr-Segmente durch die thermische Ausdehnung beim Guss innerhalb der Rohrmanschette noch möglich ist. Durch diese Anordnung können die thermischen Spannungen beim Einguss des Stahlrohrs wirkungsvoll abgebaut werden. Da auf die Verwendung von Sandkernen oder dergleichen verzichtet wird, entfällt auch das spätere unter Umständen diffizile Entfernen von Kernsand aus dem Führungskanal- bzw. Rohrinneren. Durch den Umguss wird die Rohrmanschette metallurgisch an den Umguss angebunden und die zuvor verschiebbare Verbindungsstelle fest fixiert. Bevorzugt sind Rohrmanschette und Stahlrohr aus demselben Material.A further preferred embodiment of the separation points between adjacent segments provides short tube sleeves or sleeves made of steel, which overlap on both sides of the respective ends of the segments to be joined. Before casting, the adjacent steel tube segments are inserted into the respective tube sleeve. The pipe sleeve thereby forms an outer envelope of the separation point or expansion joint between the adjacent segments. The fit is only so tight or firm that penetration of the melt is prevented from cast iron, but a displacement of the steel tube segments by the thermal expansion during casting within the pipe sleeve is still possible. By this arrangement, the thermal stresses at the gate of the steel pipe can be effectively reduced. Since it is dispensed with the use of sand cores or the like, also eliminates the eventual under certain circumstances difficult removal of core sand from the Führungskanal- or tube interior. By the Umguss the pipe sleeve is metallurgically connected to the Umguss and fixes the previously displaceable connection point. Preference is given to pipe sleeve and steel pipe made of the same material.
Der Platzbedarf für die thermische Ausdehnung ist abhängig von der Länge des jeweiligen Segments. Die Länge der Dehnungsfugen sowie der Rohrmanschetten ist dementsprechend auszulegen.The space requirement for the thermal expansion depends on the length of the respective segment. The length of the expansion joints and the pipe collars must be interpreted accordingly.
Gegebenenfalls können an die Rohrmanschetten Anschlussöffnungen oder Anschlussstutzen für Verzweigungen, wie Querkanäle zu den entsprechenden Bedarfsstellen vorgesehen sein. Es ist ebenso möglich, dass die Rohrmanschetten als Querverbindungsteile für zwei parallel verlaufende Stahlrohre ausgebildet sind, wodurch ein Verbindungskanal zwischen zwei parallel verlaufenden Führungskanälen gebildet wird.Optionally, connecting openings or connecting branches for branches, such as cross channels to the corresponding demand points, may be provided on the pipe collars. It is also possible that the pipe collars are formed as cross-connection parts for two parallel steel tubes, whereby a connection channel between two parallel guide channels is formed.
In den Zylinderköpfen oder Zylinderkurbelgehäusen verlaufen die Fuhrungskanäle (
Bevorzugt weisen die Führungskanäle (
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung verläuft mindestens ein Teil der Führungskanäle (
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der mindestens eine Führungskanal (
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Führungskanälen für Flüssigkeiten, insbesondere für Kraftstoff, Kühlmittel oder Öl, in gegossenen Zylinderköpfen und/oder Zylinderkurbelgehäusen, sieht zumindest die folgenden Verfahrensschritte vor:
- – Herstellung von Gießkernpaketen (
6 ) aus Sandkernen (7 ) und Stahlrohr in der Form zu bildender Führungskanäle (1 ) - – Einbringen der Gießkernpakete (
6 ) in die Gießform für Zylinderköpfe und/oder Zylinderkurbelgehäuse - – Abgießen der Zylinderköpfe und/oder Zylinderkurbelgehäuse mit Gusseisen,
- – geregeltes Abkühlen des Gusstückes
die Führungskanäle (
- - manufacture of core packages (
6 ) from sand cores (7 ) and steel pipe in the form of forming guide channels (1 ) - - introduction of the core packages (
6 ) in the mold for cylinder heads and / or cylinder crankcases - Casting the cylinder heads and / or cylinder crankcases with cast iron,
- - controlled cooling of the cast piece
the guide channels (
Die Herstellung der Gießkernpakete erfolgt zweckmäßigerweise in mehreren Schritten, wobei zunächst das Stahlrohr, bzw. die Rohrsegmente mit Verbindungs- oder Stützkernen versehen werden. Um die richtige Positionierung von Stahlrohren zu ermöglichen und sie während des Giessens zu fixieren, werden sie somit in Sand eingebettet oder vor dem Schiessen von Sandkernen in die Kernbüchse eingelegt. So kann eine optimale Positionierung und Stabilität der Stahlrohre während des Gießens gewährleistet werden.The production of the Gießkernpakete is advantageously carried out in several steps, initially the steel pipe, or the pipe segments are provided with connecting or supporting cores. In order to enable the correct positioning of steel pipes and to fix them during casting, they are thus embedded in sand or inserted into the core bushing before shooting sand cores. This ensures optimal positioning and stability of the steel pipes during casting.
Hierbei erfolgt erforderlichenfalls auch das Zusammenschieben oder -stecken der Rohrsegmente mithilfe von Rohrmanschetten (
Es ist ebenfalls möglich Segmente (
Die Distanzhalter sind aus leicht deformierbarem Material, so dass sie beim Guss der thermischen Ausdehnung der Stahlrohr-Segmente nachgeben können. Darüber hinaus muss das Material so weit feuerfest und dicht sein, dass es das Eindringen der Schmelze an Gusseisen verhindert. Geeignete Materialien sind beispielsweise Filze aus anorganischen Fasern, spezielle elastische Sandkerne oder dergleichen.The spacers are made of easily deformable material so that they can yield during casting of the thermal expansion of the steel tube segments. In addition, the material must be sufficiently refractory and dense to prevent the melt from infiltrating cast iron. Suitable materials include felts of inorganic fibers, special elastic sand cores or the like.
Die Dicke der Stahlrohrwandung, die Materialanhäufung von Umguss im Bereich der Führungskanäle, beziehungsweise die Geometrie des Gussteils, sowie der Gießprozess werden bevorzugt so aufeinander abgestimmt, dass die Wandung des Stahlrohrs beim Umgießen bis maximal 40% ihrer Dicke aufschmilzt. Besonders bevorzugt liegt diese Dicke im Bereich von 5 bis 25%. Der aufgeschmolzene Bereich entspricht im Wesentlichen einem Bereich veränderten Gefüges und von Mischphasen.The thickness of the steel tube wall, the accumulation of material of encapsulation in the region of the guide channels, or the geometry of the casting, as well as the casting process are preferably coordinated so that the wall of the steel tube melts during transfusion to a maximum of 40% of its thickness. More preferably, this thickness is in the range of 5 to 25%. The melted area corresponds essentially to a range of altered microstructure and mixed phases.
Die fertig zusammengebauten Gießkernpakete werden in die Gießform für Zylinderköpfe und/oder Zylinderkurbelgehäuse eingebracht und hierauf mit Gusseisen abgegossen.The finished assembled core packages are introduced into the mold for cylinder heads and / or cylinder crankcases and then poured with cast iron.
Die Abkühlung des Gussteils ist geregelt und langsam durchzuführen.The cooling of the casting is regulated and carried out slowly.
Einen mit einem Kernpaket gemäß
Der Vergleich der Anbindung von Stahlrohr zu Umguss zwischen einem erfindungsgemäß eingegossenen Führungskanal und einem nach herkömmlichen Methoden eingegossenen Führungskanal zeigt
Für einen zuverlässigen Dauerbetrieb und eine hohe Durchsastzleistung der Führungskanäle ist eine glatte und korrosions- bzw. zunderfreie innere Oberfläche der eingegossenen Stahlrohre von Bedeutung. Im Falle der Herstellung von Führungskanälen durch Umguss von Sandkernen verbleiben auf der Oberfläche in der Regel eine Zunderschicht und eine anhaftende Sandschicht. Diese wird üblicherweise durch Sandstrahlen entfernt. Dieser Prozessschritt soll aber bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise eingespart werden. Dabei ergibt sich beim Einguss der Stahlrohre dennoch das Problem, der Zunderbildung bzw. der Entfernung der Zunderschicht.For a reliable continuous operation and a high Durchsastzleistung the guide channels is a smooth and corrosion or scale-free inner surface of the cast steel pipes of importance. In the case of the production of guide channels by casting sand cores usually remain on the surface of a scale layer and an adherent layer of sand. This is usually removed by sandblasting. However, this process step should be saved in the procedure according to the invention. Nevertheless, the problem of the formation of scale or the removal of the scale layer occurs when the steel tubes are sprinkled.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher vorgesehen, dass die Stahlrohre beim Guss evakuiert oder unter einem leichten Überdruck aus sauerstofffreier Atmosphäre gehalten werden. Hierdurch wird der Zutritt von Luftsauerstoff unterbunden.In a further embodiment of the method according to the invention it is therefore provided that the steel pipes are evacuated during casting or kept under a slight overpressure from an oxygen-free atmosphere. As a result, the access of atmospheric oxygen is prevented.
Dies kann beispielsweise durch Evakuierung oder Schutzgas-Spülung beim Gießen erfolgen. Bevorzugt wird die entsprechende Atmosphäre jedoch vor dem Gießen eingestellt und dann nur noch gehalten. So werden die Stahlrohre bevorzugt vor dem Guss evakuiert oder unter einen leichten Überdruck aus sauerstofffreier Atmosphäre gesetzt und hieruaf gasdicht verschlossen.This can be done, for example, by evacuation or inert gas flushing during casting. Preferably, however, the corresponding atmosphere is adjusted before pouring and then held only. Thus, the steel tubes are preferably evacuated prior to casting or placed under a slight overpressure from an oxygen-free atmosphere and hermetically sealed gas-tight.
Eine weitere Variante zur Verhinderung der Zunderbildung sieht vor die innere Oberfläche der Stahlrohre vor dem Guss mit Reduktionsmitteln zu beschichten. Dabei können die beschichteten Stahlrohre beim Umguss offen oder auch gasdicht verschlossen werden. Die Reduktionsmittel sind bevorzugt ausgewählt aus Metalllegierungen auf der Basis von Al, Mg und/oder Zn und/oder organischen Amin-, Harnstoff- oder Hyrdazin-Verbindungen. Die Beschichtung enthält ferner gegebenenfalls Beschichtungshilfsstoffe, die insbesondere eine gute Haftung sicherstellen sollen.Another variant for preventing scale formation envisages coating the inner surface of the steel pipes with reducing agents before casting. The coated steel tubes can be closed open or gas-tight during encapsulation. The reducing agents are preferably selected from metal alloys based on Al, Mg and / or Zn and / or organic amine, urea or hyrdazine compounds. The coating also optionally contains coating aids, which in particular should ensure good adhesion.
Auch die Außenseite der Stahlrohre kann eine Beschichtung erhalten, welche die Ausbildung der metallurgischen Verbindung verbessern soll. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Oberfläche der Stahlrohre vor dem Einguss mit Sn oder einer Sn-Legierung und/oder mit einer Schlichte umfassend Na-Borat, K-Al-Fluorid und/oder Zr-Fluorid zu beschichten.Also, the outside of the steel pipes can receive a coating which should improve the formation of the metallurgical bond. A further embodiment of the invention provides for coating the surface of the steel pipes before casting with Sn or a Sn alloy and / or with a size comprising Na borate, K-Al fluoride and / or Zr fluoride.
Diese Stoffe wirken teils als Flussmittel und verbessern die Benetzung des Stahls durch das flüssige Gusseisen und teils als Schmelzpunkt-erniedrigend für Stahl.These substances act partly as fluxes and improve the wetting of the steel by the molten cast iron and partly as melting point depressing for steel.
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