DE102013200680B4 - Verfahren zur Herstellung eines mit einer Verschleißschutzschicht versehenen Bauteils sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines eine Verschleißschutzschicht aufweisenden Bauteils einer einen Fluidstrom fördernden oder beeinflussenden Vorrichtung, insbesondere Pumpenanordnung oder Armatur, wobei ein die Verschleißschutzschicht bildender Vorformling in einem Formhohlraum (28) einer Gießform (27) für das Bauteil bereitgestellt wird und ein Gusswerkstoff (29) in den Formhohlraum (28) eingegossen wird, wobei beim Eingießen des Gusswerkstoffs (29) in den Formhohlraum (28) ausgewählte, in dem Vorformling vorhandene Komponenten mit dem Gusswerkstoff (29) interagieren, wobei neben der Vielzahl von gegebenenfalls vorhandenen Hohlräumen eine Vielzahl von weiteren Hohlräumen in dem Vorformling erzeugt werden, in die der Gusswerkstoff (29) eindringt, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem ersten Formstoff (2) gefüllter Formunterkasten (1) und ein mit dem ersten Formstoff (2) gefüllter erster Formoberkasten (11) bereitgestellt und zur Gießform (27) zusammengefügt werden, wobei ein zweiter Formstoff (16) zum Herstellen des die Verschleißschutzschicht bildenden Vorformlings bereitgestellt wird und in dem ersten Formstoff (2) des Formunterkastens (1) ein oder mehrere Wärmespeicher (9) vorgesehen werden, mit deren Hilfe sich die Eindringtiefe des Gusswerkstoffs in den zweiten Formstoff steuern lässt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines eine Verschleißschutzschicht aufweisenden Bauteils einer einen Fluidstrom fördernden oder beeinflussenden Vorrichtung, insbesondere Pumpenanordnung oder Armatur und eine mit dem Verfahren hergestellte, einen Fluidstrom fördernden oder beeinflussenden Vorrichtung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Bei Fluidstrom fördernden oder beeinflussenden Vorrichtungen, insbesondere Pumpenanordnungen oder Armaturen, unterliegen einige Bauteile einem besonders hohen Verschleiß, insbesondere bei der Förderung von feststoffhaltigen oder aggressiven Fluiden.
  • Aus der DE 43 26 545 A1 ist bekannt, Schleißwände aus Keramik einzusetzen, die im Schlickergussverfahren hergestellt werden.
  • Die DE 10 2004 059 203 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundgussteils mit einer porösen Substanz auf Eisenbasis und einem Umgussteil, das ein Metall enthält, dessen Hauptbestandteil mindestens einem Bestandteil der aus Aluminium und Magnesium bestehenden Gruppe entspricht und mit dem ein Teil des porösen Substanz auf Eisenbasis umgossen wird.
  • Die DE 28 17 592 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Metallabguss, welches die Aufbereitung einer Gusspaste durch Vermischen von pulverförmigen Legierungselementen mit einem Bindemittel, das Auftragen einer Schicht der Gusspaste auf die Oberfläche der Gießform, die Trocknung dieser Schicht und die darauffolgende Füllung der Gießform mit dem flüssigen Gießmetall vorsieht, wobei in die Gusspaste ein pulverförmiger feuerfester Füllstoff in Verbindung mit einem Flussmittel eingeführt wird, nach der Trocknung der auf die Oberfläche der Gießform aufgetragenen Gusspastenschicht diese dann mit einer Lösung von demselben Flussmittel bedeckt und wiederum getrocknet wird, und die nachfolgende Füllung der Gießform mit flüssigem Metall bei Überhitzung vorgenommen wird, wodurch es in die Schicht der Gusspaste eindringt.
  • Aus der DE 198 00 594 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils in einer Form mittels eines Gießwerkstoffes mittels eines Thixogießverfahrens mit wenigstens einem teilflüssigen Werkstoff oder mittels Thixoschmieden bekannt, bei dem in der Form vor einem Gießen oder Schmieden eine offenporige Struktur mit vorbestimmten Eigenschaften derart angeordnet wird, dass sich diese an wenigstens einer Seite an einem Widerlager abstützt.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines bereichsweise einen erhöhten Verschleißschutz aufweisenden Gusswerkstückes, bei dem keramikhaltiges Material beim Gießen in die Matrix des Gießwerkstoffes eingebettet wird, ist aus der DE 10 2010 013 999 A1 bekannt. Dabei werden Keramikpartikel mit einer bestimmten Korngröße mit mindestens einem Bindemittel vermischt und in einer bestimmten Schichtdicke auf eine hitzebeständige Fasermatte aufgebracht. Nach dem Abbinden des Bindemittels wird aus der zweischichtigen Struktur eine Einlage konfektioniert, deren Form der Form eines zu schützenden Oberflächenbereiches des Gusswerkstückes entspricht, wobei beim Eingießen des Gießwerkstoffes in einen Gießhohlraum die Keramikpartikel in der Einlage in dem Gießwerkstoff eingebettet werden.
  • Die DE 41 07 416 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von partiell verschleißgeschützten Gussstücken unter Verwendung von Hartstoff- oder Hartmetallgranulat, das an der Oberfläche des in einer mehrteiligen Gießform erstarrten Gießmetalls eingebunden ist, wobei die Kontur des Formhohlraumes bildende Trägerkerne in die Gießform eingesetzt werden und die Trägerkerne an der dem Formhohlraum zugewandten Seite eine in den Formhohlraum hineinreichende Hartstoff- und/oder Hartmetallschicht aufweisen, die während des Gießprozesses vom Gießmetall beaufschlagt und durchdrungen wird, wobei gleichzeitig die Hartstoff- und/oder Hartmetallteilchen umflossen werden.
  • Aus der DE 103 32 367 B4 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Modells für das Vollformgießen von Gussstücken bekannt, bei dem zur Herstellung des Modells der Infiltrationskörper ein Kunststoffgranulat in Form von kugeligem Polystyrol verwendet wird, dem in einem ersten Schritt Fasern und/oder Festkörperpartikel zugesetzt werden, das Gemenge in einem folgenden Schritt formgebend verdichtet wird und anschließend zur Bildung des Modells bei der für den Kunststoff verbindlichen Temperatur verbacken wird.
  • Die EP 0 184 864 B1 offenbart gegossene Bauteile für Brennkraftmaschinen aus Leichtmetallwerkstoff, in deren der Beanspruchung durch Verschleiß und/oder durch hohe thermische Belastung unterliegenden Oberflächenbereichen aus ungewebten keramischen Fasern oder Whiskern gebildete Bewehrungskörper eingegossen sind, wobei die offenen Poren der Faser- bzw. Whiskerstruktur im beanspruchungsseitigen Abschnitt mit einer Schicht einer eine geringe Porosität aufweisenden gehärteten keramischen Masse, in einem beanspruchungsabseitigen Abschnitt mit einer Schicht des Leichtmetallwerkstoffs und im Übergangsbereich mit einer aus der keramischen Masse und dem Leichtmetallwerkstoff gebildeten Schicht ausgefüllt sind.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein zuverlässiges und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines mit einer Verschleißschutzschicht versehenen Bauteils sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein die Verschleißschutzschicht bildender Vorformling in einem Formhohlraum einer Gießform für das Bauteil bereitgestellt wird und ein Gusswerkstoff in den Formhohlraum eingegossen wird, wobei beim Eingießen des Gusswerkstoffs in den Formhohlraum ausgewählte, in dem Vorformling vorhandene Komponenten mit dem Gusswerkstoff interagieren, wobei neben der Vielzahl von gegebenenfalls vorhanden Hohlräumen eine Vielzahl von weiteren Hohlräumen in dem Vorformling erzeugt werden, in die der Gusswerkstoff eindringt.
  • Erfindungsgemäß werden die Hohlräume durch Bildung transienter Schmelzen, Sublimation, chemische Zersetzung und/oder Verdampfen in dem Vorformling vorhandener Komponenten erzeugt.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass vor dem Eingießen des Gusswerkstoffs, vorzugsweise ein metallischer Gusswerkstoff auf Fe-, Cu- und/oder Ni-Basis, in den Formhohlraum ein mit einem ersten Formstoff gefüllter Formunterkasten bereitgestellt und mit einem Modell eine vorbestimmte Kontur in einem bestimmten Bereich an der Oberseite des ersten Formstoffs gebildet wird.
  • Zur Steigerung der Effektivität des Gießvorgangs werden in dem ersten Formstoff des Formunterkastens ein oder mehrere Entlüftungsvorrichtungen und/oder ein oder mehrere Wärmespeicher vorgesehen. Über die Entlüftungsvorrichtungen können beim Eingießen des Gusswerkstoffs in den Formhohlraum die dabei entstehenden Gase aus der Gießform ausgeleitet werden. Zudem erwärmen sich die Wärmespeicher und halten die Wärme noch über einen längeren Zeitraum, wodurch das Aushärten des Gusswerkstoffs verzögert wird. Dadurch kann der Gusswerkstoff tiefer in den zweiten Formstoff eindringen. Mit Hilfe der Wärmespeicher lässt sich somit die Eindringtiefe des Gusswerkstoffs in den zweiten Formstoff steuern.
  • Ferner wird ein erster Formoberkasten bereitgestellt und auf dem Formunterkasten angeordnet, wobei in dem ersten Formoberkasten die erforderliche Gießtechnik vorgesehen wird.
  • Zudem wird ein immer wieder verwendbarer Kernkasten, beispielsweise aus Holz, Kunststoff oder Aluminium, bereitgestellt, dessen Kontur in einem Bereich an seiner Oberseite im Wesentlichen der Kontur im ersten Formstoff des Formunterkastens entspricht. Dadurch wird eine reproduzierbare und präzise Herstellung des Vorformlings möglich.
  • Erfindungsgemäß ist außerdem vorgesehen, einen zweiten Formstoff zum Herstellen des die Verschleißschutzschicht bildenden Vorformlings bereitzustellen, der auf den definierten Bereich des Kernkastens oder direkt auf den bestimmten Bereich an der Oberseite des ersten Formstoffs des Formunterkastens aufgebracht wird.
  • Besonders effektiv und kostengünstig ist das Verfahren, wenn der zweite Formstoff auf den definierten Bereich aufgespachtelt wird.
  • Die präzise und einfache Herstellung des Vorformlings wird dadurch möglich, dass in den ersten Formstoff oder den Kernkasten eine Ausnehmung ausgebildet wird, in die eine Schablone eingesetzt wird und durch Drehen der Schablone um eine Drehachse ein Abstreifelement dem zweiten Formstoff die gewünschte Kontur verleiht.
  • Dass der zweite Formstoff durch Gießen auf den definierten Bereich des ersten Formstoffs des Formunterkastens aufgebracht wird, bietet eine alternative, ebenso präzise und einfache Herstellung des Vorformlings.
  • Beim Eingießen des Gusswerkstoffs in den Formhohlraum interagiert der zweite Formstoff mit dem Gusswerkstoff chemisch und/oder physikalisch. Um ein prozesssicheres Verfahren und somit ein mit einer wirkungsvollen Verschleißschutzschicht versehenes Bauteil zu erhalten, wird erfindungsgemäß der zweite Formstoff durch Mischen eines Binders und wenigstens eines Härters mit einem zur Gruppe der Carbide, Boride, Nitride und/oder Oxide gehörenden Stoff und/oder mit einer diesen Stoff umfassenden Verbindung hergestellt. Dadurch ist es möglich, dass durch die hohen Temperaturen des flüssigen Gusswerkstoffs, üblicherweise in einem Bereich von vorzugsweise etwa 1300–1700°C, Binder und Härter teilweise oder vollständig verdampfen.
  • Die Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zur Verfügung.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird zudem durch ein Bauteil, insbesondere für eine als Kraft- und/oder Arbeitsmaschine, als Armatur oder als ein Antriebselement ausgebildete fluidführende Vorrichtung, mit einer Verschleißschutzschicht, gelöst, das nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt wird.
  • Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen die
  • 1 einen für das erfindungsgemäße Verfahren bereitgestellten mit einem ersten Formstoff gefüllten Formunterkasten, die
  • 2 eine alternative Ausgestaltung des Formunterkastens gemäß 1, die
  • 3 den in 1 dargestellten Formunterkasten mit einem Modell und einem aufgesetzten ersten Formoberkasten, die
  • 4 einen Kernkasten mit einem zweiten Formstoff, die
  • 5 den in 1 dargestellten Formunterkasten mit einem in einem definierten Bereich des ersten Formstoffs aufgetragenen zweiten Formstoff, die
  • 6 einen für das erfindungsgemäße Verfahren bereitgestellten, mit dem ersten Formstoff gefüllten und auf den Formunterkasten gemäß 1 aufgesetzten zweiten Formoberkasten, die
  • 7 eine Anordnung gemäß 6 mit eingegossenem zweiten Formstoff, die
  • 8 eine aus Formunterkasten, erstem Formoberkasten und zweitem Formstoff gebildete Gießform, die
  • 9 eine Anordnung gemäß 8 mit eingegossenem Gusswerkstoff, die
  • 10 eine aus erstem Formoberkasten mit zweitem Formstoff und einem Formunterkasten gemäß 2, gebildete Gießform, die
  • 11 ein Schliffbild der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Verbindung und die
  • 12 eine Pumpe mit einem gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bauteil.
  • Die 1 zeigt einen für das erfindungsgemäße Verfahren bereitgestellten Formunterkasten 1, der mit einem üblicherweise verwendeten ersten Formstoff 2, insbesondere dafür geeignete Sande, gefüllt ist. Mit einem Modell 3 wird eine vorbestimmte Kontur mit verschiedenen Erhebungen 4 und Vertiefungen 5 in einem bestimmten Bereich 6 an der Oberseite des ersten Formstoffs 2 gebildet, wobei mittels des Modells 3 und des ersten Formstoffs 2 in dem Formunterkasten 1 ein erstes Gießformteil 7 ausgebildet wird. Das erste Gießformteil 7 ist somit als sogenannte verlorene Form, insbesondere für ein Schwerkraft-Gießverfahren, ausgebildet.
  • Wie die 2 zeigt, können zusätzlich in dem ersten Formstoff 2 des Formunterkastens 1 ein oder mehrere Entlüftungsvorrichtungen 8, insbesondere in Form von schlauchartigen Elementen, und/oder ein oder mehrere Wärmespeicher 9, insbesondere Magnesiumelemente, vorgesehen sein. In dem ersten Formunterkasten 1 sind Öffnungen 10 vorgesehen, in die sich, ausgehend vom Bereich 6, die Entlüftungsvorrichtungen 8 hinein erstrecken, um die beim Gießen entstehenden Gase auszuleiten. Alternativ können sich die Enden der Entlüftungsvorrichtungen 8 bis an die Oberseite des ersten Formstoffs 2 des Formunterkastens 1 erstrecken. Die Entlüftungsvorrichtungen 8 sind vorzugsweise aus Textilgewebe oder dergleichen hergestellt. Die Wärmespeicher 9 sind im Wesentlichen in dem durch den Übergang von Modell 3 und ersten Formstoff 2 gebildeten Bereich 6 angeordnet. In der 2 sind die Wärmespeicher 9 quaderförmig oder als Platten dargestellt. Die Funktion der Entlüftungsvorrichtungen 8 und der Wärmespeicher 9 wird später noch ausführlicher beschrieben.
  • Wie aus 3 ersichtlich, wird ein erster Formoberkasten 11 bereitgestellt, der auf dem Formunterkasten 1 angeordnet wird. In dem ersten Formoberkasten 11 ist die erforderliche Gießtechnik, beispielsweise ein Einguss 12 und/oder wenigstens ein Speiser/Steiger 13 vorgesehen. Der erste Formoberkasten 11 ist vorzugsweise ebenfalls mit dem ersten Formstoff 2 befüllt. Mit der Gießtechnik, dem Modell 3 und dem ersten Formstoff 2 wird in dem ersten Formoberkasten 11 ein zweites Gießformteil 14 ausgebildet.
  • Die 4 zeigt einen bereitgestellten Kernkasten 15 aus Holz, Aluminium oder dergleichen, dessen Kontur mit Erhebungen 4a und Vertiefungen 5a in einem Bereich 6a an seiner Oberseite, unter Berücksichtigung möglicher Schrumpfvorgänge beim Gießvorgang, im Wesentlichen der Kontur im ersten Formstoff 2 des in 2 oder 3 gezeigten Formunterkastens 1 bzw. Gussformteils 7 entspricht. Ein zweiter Formstoff 16 zum Herstellen eines die Verschleißschutzschicht bildenden Vorformlings wird bereitgestellt, der auf den definierten Bereich 6a des Kernkastens 15 aufgebracht wird. Dies kann beispielsweise durch Aufspachteln des zweiten Formstoffs 16 auf den definierten Bereich 6a des Kernkastens 15 geschehen, wobei der zweite Formstoff 16 durch Mischen eines Binders und wenigstens eines Härters mit einem zur Gruppe der Carbide, Boride, Nitride und/oder Oxide gehörenden Stoff, beispielsweise SiC, SiO2, Korund, ZrO2, Mischkeramiken, Eisenoxid usw., und/oder mit einer diesen Stoff umfassenden Verbindung hergestellt wird. Der Binder kann dabei aus wenigstens einem Harz, beispielsweise kalt härtendes, warm härtendes oder bei Raumtemperatur härtendes Harz, insbesondere Zwei-Komponenten-Harz, hergestellt werden. Mit einer über den zweiten Formstoff 16 bewegten Schablone 17 wird der zweite Formstoff 16 in die gewünschte Form gebracht. An der Oberseite des Kernkastens 15, insbesondere an der Erhebung 4a, ist eine trichterartige Ausnehmung 18 vorgesehen, in welche ein an der Schablone 17 ausgebildeter Zapfen 19 mit einer zur Ausnehmung 18 komplementär ausgebildeten Spitze 20 eingesetzt ist. An dem Zapfen 19 ist ein Abstreifelement 21 angeordnet, mit dem beim Drehen der Schablone 17 um eine Drehachse 22 des Zapfens 19 eine gewünschte Außenkontur am zweiten Formstoff 16 erzeugt wird. Nach dem Auftragen des zweiten Formstoffs 16 auf den Kernkasten 15 kann im Bedarfsfall der zweite Formstoff 16 noch gesäubert bzw. geschliffen werden. Dieser Vorgang wird in der Fachsprache verputzen genannt.
  • Wie der 5 zu entnehmen ist, kann alternativ der den Vorformling bildende zweite Formstoff 16, nachdem optional der erste Formstoff 2 des Formunterkastens 1 verputzt und mit einer nicht dargestellten Schlichte angestrichen wurde, direkt auf den Bereich 6 an der Oberseite des ersten Formstoffs 2 des Formunterkastens 1 aufgebracht werden. In dem ersten Formstoff 2 ist an der Erhebung 4 eine trichterartige Ausnehmung 18 ausgebildet, in die der Zapfen 19 mit der zur Ausnehmung 18 komplementär ausgebildeten Spitze 20 eingesetzt ist. Durch Drehen der in die Ausnehmung 18 eingesetzten Schablone 17 um die Drehachse 22 des Zapfens 19 verleiht das Abstreifelement 21 dem zweiten Formstoff 16 die gewünschte Kontur.
  • Die 6 und 7 zeigen, dass der zweite Formstoff 16 auch durch Gießen auf den definierten Bereich 6 des ersten Formstoffs 2 des Formunterkastens 1 bzw. des ersten Gussformteils 7 aufgebracht werden kann.
  • Gemäß 6, wird der bereits vorstehend beschriebene und mit dem ersten Füllstoff 2 gefüllte Formunterkasten 1 bereitgestellt, wobei mit einem zweiten Modell 23, die Konturen in dem vorbestimmten Bereich 6 an der Oberseite des ersten Formstoffs 2 gebildet werden. Ferner wird ein zweiter Formoberkasten 24 bereitgestellt, der auf dem Formunterkasten 1 angeordnet wird. In dem zweiten Formoberkasten 24 ist die erforderliche Gießtechnik, hier nur durch einen Einguss 25 und/oder einen Speiser/Steiger 26 dargestellt, vorgesehen. Der zweite Formoberkasten 24 ist mit dem ersten Formstoff 2 befüllt und liegt somit auch als sogenannte verlorene Form vor. Alternativ kann diese verlorene Form durch eine Dauerform ersetzt werden.
  • Die 7 zeigt, dass, nachdem das zweite Modell 23 aus 6 entfernt wurde und die Konturen im Bereich 6 am Formunterkasten 1 und zweitem Formoberkasten 24 verputzt und/oder mit einer Schlichte versehen wurden, der zweite Formstoff 16 durch Eingießen in den Einguss 25 zu dem Bereich 6 gebracht wird.
  • In 8 sind Formunterkasten 1 und erster Formoberkasten 11 mit einander zugewandten Gießformteilen 7 und 14 zu einer Gießform 27 zusammengefügt dargestellt. Einguss 12 sowie Steiger/Speiser 13 erstrecken sich dabei von der Außenseite des ersten Formoberkastens 11 bis in einen durch das Modell 3 gebildeten Formhohlraum 28, wobei der Formhohlraum 28 unmittelbar an den zweiten Formstoff 16 angrenzend ausgebildet ist und in horizontaler Erstreckung im Wesentlichen dem Bereich 6 entspricht.
  • In der 9 ist der den Formhohlraum 28 und den Einguss 12 füllende Gusswerkstoff 29 gezeigt. Beim Eingießen des Gusswerkstoffs 29 in den Formhohlraum 28 interagieren ausgewählte, in dem Vorformling vorhandene Komponenten, insbesondere Härter und Binder, mit dem Gusswerkstoff 29, wobei eine Vielzahl von Hohlräumen in dem Vorformling erzeugt werden, in die der Gusswerkstoff 29 eindringt. Die Hohlräume werden dabei durch Bildung transienter Schmelzen, Sublimation, chemische Zersetzung und/oder Verdampfen in dem Vorformling vorhandener Komponenten erzeugt. Beispielsweise verdampfen durch die große Hitze beim Eingießen des Gusswerkstoffs 29 sowohl der Binder als auch der Härter im zweiten Formstoff 16 wenigstens an der Berührungsfläche von zweitem Formstoff 16 und Gusswerkstoff 29. Vorzugsweise interagieren Härter und Binder auch in der Tiefe des zweiten Formstoffs 16 mit dem Gusswerkstoff 29, sodass dieser in die dadurch entstehenden Hohlräume penetriert. Falls gewünscht, kann der Gusswerkstoff 29 bis zum ersten Formstoff 2 vordringen. Damit sind der Gusswerkstoff 29 und der als Vorformling dienende zweite Formstoff 16 unlösbar miteinander verbunden.
  • Die 10 zeigt eine ähnliche Darstellung wie die 9, jedoch ist der erste Formoberkasten 11 auf den in 2 dargestellten Formunterkasten 1 mit den Öffnungen 10 und den sich in die Öffnungen 10 erstreckenden Entlüftungsvorrichtungen 8 und den Wärmespeichern 9 aufgesetzt. Beim Eingießen des Gusswerkstoffs 29 in den Formhohlraum 28 können die dabei entstehenden Gase, insbesondere die aus dem Verdampfen der Härter und der Binder entstehenden Gase, über die Entlüftungsvorrichtungen 8 aus der Gießform 27 ausgeleitet werden. Zudem erwärmen sich die Wärmespeicher 9 und halten die Wärme eine gewisse Zeit. Dadurch kann der Gusswerkstoff 29 tiefer in den zweiten Formstoff 16 eindringen. Alternativ kann der Wärmespeicher 9 bzw. mehrere Wärmespeicher 9 direkt in Berührung mit dem zweiten Formstoff 16 angeordnet sein oder eine daran angepasste Kontur aufweisen. Mit Hilfe der Wärmespeicher 9 lässt sich somit die Eindringtiefe des Gusswerkstoffs 29 in den zweiten Formstoff 16 steuern.
  • Die 11 zeigt das Schliffbild der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Verbindung. Der helle Gusswerkstoff 29 ist dabei weit in den dunklen zweiten Formstoff 16, der in der 11 eine Korund umfassenden Verbindung ist, penetriert. Es ist ersichtlich, dass Gusswerkstoff 29 und zweiter Formstoff 16 unlösbar miteinander verbunden sind.
  • Die 12 zeigt ein eine Verschleißschutzschicht aufweisendes Bauteil, das in einer als Pumpe 31 ausgebildeten, einen Fluidstrom fördernden oder beeinflussenden Vorrichtung angeordnet ist. Bei der gezeigten Ausführungsform bildet das Bauteil 30 die Schleißwand der Pumpe 31.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Formunterkasten
    2
    erster Formstoff
    3
    Modell
    4
    Erhebung
    4a
    Erhebung
    5
    Vertiefung
    5a
    Vertiefung
    6
    Bereich
    6a
    Bereich
    7
    erstes Gießformteil
    8
    Entlüftungsvorrichtung
    9
    Wärmespeicher
    10
    Öffnung
    11
    erster Formoberkasten
    12
    Einguss
    13
    Steiger/Speiser
    14
    zweites Gießformteil
    15
    Kernkasten
    16
    zweiter Formstoff
    17
    Schablone
    18
    Ausnehmung
    19
    Zapfen
    20
    Spitze
    21
    Abstreifelement
    22
    Drehachse
    23
    zweites Modell
    24
    zweiter Formoberkasten
    25
    Einguss
    26
    Speiser/Steiger
    27
    Gießform
    28
    Formhohlraum
    29
    Gusswerkstoff
    30
    Bauteil
    31
    Pumpe

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung eines eine Verschleißschutzschicht aufweisenden Bauteils einer einen Fluidstrom fördernden oder beeinflussenden Vorrichtung, insbesondere Pumpenanordnung oder Armatur, wobei ein die Verschleißschutzschicht bildender Vorformling in einem Formhohlraum (28) einer Gießform (27) für das Bauteil bereitgestellt wird und ein Gusswerkstoff (29) in den Formhohlraum (28) eingegossen wird, wobei beim Eingießen des Gusswerkstoffs (29) in den Formhohlraum (28) ausgewählte, in dem Vorformling vorhandene Komponenten mit dem Gusswerkstoff (29) interagieren, wobei neben der Vielzahl von gegebenenfalls vorhandenen Hohlräumen eine Vielzahl von weiteren Hohlräumen in dem Vorformling erzeugt werden, in die der Gusswerkstoff (29) eindringt, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem ersten Formstoff (2) gefüllter Formunterkasten (1) und ein mit dem ersten Formstoff (2) gefüllter erster Formoberkasten (11) bereitgestellt und zur Gießform (27) zusammengefügt werden, wobei ein zweiter Formstoff (16) zum Herstellen des die Verschleißschutzschicht bildenden Vorformlings bereitgestellt wird und in dem ersten Formstoff (2) des Formunterkastens (1) ein oder mehrere Wärmespeicher (9) vorgesehen werden, mit deren Hilfe sich die Eindringtiefe des Gusswerkstoffs in den zweiten Formstoff steuern lässt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Hohlräume durch Bildung transienter Schmelzen, Sublimation, chemische Zersetzung und/oder Verdampfen in dem Vorformling vorhandener Komponenten erzeugt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorbestimmte Kontur in einem bestimmten Bereich (6) an der Oberseite des ersten Formstoffs (2) gebildet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Formstoff (2) des Formunterkastens (1) ein oder mehrere Entlüftungsvorrichtungen (8) vorgesehen werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Formoberkasten (11) bereitgestellt und auf dem Formunterkasten (1) angeordnet wird und dass in dem ersten Formoberkasten (11) die erforderliche Gießtechnik (12, 13) vorgesehen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kernkasten (15) bereitgestellt wird, dessen Kontur in einem Bereich (6a) an seiner Oberseite im Wesentlichen der Kontur im ersten Formstoff (2) des Formunterkastens (1) entspricht.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Formstoff (16) zum Herstellen des die Verschleißschutzschicht bildenden Vorformlings auf den definierten Bereich (6a) des Kernkastens (15) oder direkt auf den bestimmten Bereich (6) an der Oberseite des ersten Formstoffs (2) des Formunterkastens (1) aufgebracht wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Formstoff (16) auf den definierten Bereich (6a, 6) aufgespachtelt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den ersten Formstoff (2) oder den Kernkasten (15) eine Ausnehmung (18) ausgebildet wird, in die eine Schablone (17) eingesetzt wird und durch Drehen der Schablone (17) um eine Drehachse ein Abstreifelement (21) dem zweiten Formstoff (16) die gewünschte Kontur verleiht.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Formstoff (16) durch Gießen auf den definierten Bereich (6) des ersten Formstoffs (2) des Formunterkastens (1) aufgebracht wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Formstoff (16) durch Mischen eines Binders und wenigstens eines Härters mit einem zur Gruppe der Carbide, Boride, Nitride und/oder Oxide gehörenden Stoff und/oder mit einer diesen Stoff umfassenden Verbindung hergestellt wird.
  12. Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein mit einem ersten Formstoff (2) gefüllten Formunterkasten (1) und ein mit dem ersten Formstoff (2) gefüllten ersten Formoberkasten (11), die zu einer Gießform (27) zusammengefügt sind, wobei ein zweiter Formstoff (16) zum Herstellen des die Verschleißschutzschicht bildenden Vorformlings vorgesehen ist, wobei in dem ersten Formstoff (2) des Formunterkastens (1) ein oder mehrere Wärmespeicher (9) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Eindringtiefe des Gusswerkstoffs in den zweiten Formstoff steuerbar ist.
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