DE1608096A1 - Verfahren zum Herstellen von Verbundguss - Google Patents

Description

Anmelder:

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GieSerelausrüstun^en und ■ ■- ■ ■ ι

7034 Leip:.;ic, Gerliard-Ellrodt-Str.24

' Vorfahren zum Herstellen von Verbundguß

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Verbundguß aus zwei oder mehreren.metallischen Werkstoffen, vorzugsweise aus Elsenwerkstoffen., durch. Diffusion der -miteinander zu verbindenden Metalle, ohne daß das zu umgießende Werkstück einer Oberflächenbehandlung unterworfen werden muß. ·

Verbundguß kann auf verscxiiedene Weise hergestellt werden. Fälschlich werden oft metallische Verbindungen, bei denen die Metalle nur mechanisch miteinander verklammert sind, beispielsweise infolge Auf sehr umpfung-, Unterschneidungen oder rauher Oberflächen, mit dem Begriff "Verbundguß" bezeichnet.

Zur Herstellung eines echten Verbundes zwischen Stahlbzw. Gußeiaenteilen und Leichtmetallen ist es bekannt, die zu umgießenden Werksticke unmittelbar nach einer Alfa— nic-rung bzw. Alferierung, d.h. nach einer Tauchbehandlung in einer Aluminiumschraelze oder auch ohne dieselbe in Bädern niedrig schmelzender Metalle einer Tauchbehandlung zu unterziehen und zu einem beliebigen Zeitpunkt mit einer Temperatur von 100° bis 200° G in die Gießform einzulegen und anschließend mit dem Leichtmetall zu umgießen· Zur Erreichung einer einwandfreien Diffusionsschicht muß das zu umgießende Werkstück vor der Tauchbehandlung einer aufwendigen Oberflächenbehandlung unterzogen werden·

Bei einem anderen bekannten Verbundgußverfahren wird zur Herstellung des Verbundes auf dem zu umgießenden Werkstück eiae Zwischenschicht aus einem anderen Metall als das

NeU& Uflterlagöh lAri.', ji;,.i _ ..;vr satz 3 des Anderun(jsfl»e.v; .4.3. Ί067)

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aufzugießende aufgebracht. Dieses Verfahren findet hauptsächlich in der Lasertechnik mit Erfolg Anwendung. So v/erden Leispielsv/eise Eisenstützkörper nach einer Feuerverzinnung mit einem niedrig schmelzenden Weißmetall ausgegossen·

Diese Verfahren haben den gemeinsarcen Mangel, daß sie nur begrenzt angewendet werden können· ilachteilig ist es auch, daß die durch eine Tauchbehandlung erzeugten Diffusionsschichten auf Grund ihrer Sprödigkeit keine Stoß- oder Schlagbeanspruchung vertragen.

Zv/ischenschichten aus einem dritten Metall bzw. aus einer dritten Legierung weisen eine geringe Festigkeit auf, so daß in vielen Fällen ein dauerhafter Verbund in Frage gestellt ist. Solche Zwischenschichten haben zwar ein glattes und ebenes Aneinanderliegen der zu verbindenden Werkstoffe zur Folge, jedoch tritt eine Diffusion und damit ein echter Verbund nur in den wenigsten Fällen ein.

Die Fachwelt ist allgemein der Auffassung, daß bei Vorliegen der Elemente Cr, Al, Mg in einem der zu verbindenden metallischen Werkstoffe kein echter oder dauerhafter Verbundguß möglich ist, da diese Elemente eine zusammenhängende, passivierende Oxydhaut bilden. Es ist außerdem kein Verfahren bekannt, nach dem zwei Eisenwerkstoffβ mittels einer Diffusionsschicht oder durch Aufbringen einer Zwischenschicht aus einem dritten Metall dauerhaft und mit einer den praktischen Anforderungen genügenden Festigkeit miteinander verbunden werden können·

Zweck der Erfindung ist es, Verbundgußteile aus zwei oder mehreren metallischen Werkstoffen, insbesondere aus Eisen-Merkstoffen, ohne Oberflächenbehandlung der zu umgießenden Teile und ohne Rücksicht auf Vorliegen der Elemente Cr₁ Al und Mg durch Diffusion der zu verbindenden metallischen Werkstoffe herzustellen, die eine den praktischen Anforderungen, insbesondere gegen Schlag- und ßtafl1s<R«!nspruchung,

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{ en"i: ende Festigkeit und eine hohe Standzeit aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu sei i.ffen, das es ermöglicht, eine Diffusion der zu verbindenden metallischen Werkstoffe ohne Erwärmung des zu angießenden Werkstückes und ohne "überhitzung des Schmelzfluß sigen Metalles allein durch ein hohes, vom flüssigen Lietall aufzubringendes Wärmeangebot in der Form während des zu erreichen.

wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das i.u umgießende Werkstück in eine Dauerform oder in eine verlorene Form eingelegt und dem in der Fom verbleibenden Formhohlraum dergestalt flüssiges Metall sowohl zugeführt als auch aus deir.selbeii abgeführt wird, daß die pro Zeiteinheit i:ugeführte !.!enge flüssigen Metalles bis zur Formfüliung stets größer ist als die pro Zeiteinheit abgeführte '.'eive· Hach der Formfüllung erfolgt ohne Unterbrechung des Gu3vorganf'es eine weitere Zu- und Abfuhr flüssigen Metalles, bis die Kontolrbflache zwischen den zu uingieienden Werkstück und dor.: Γ .i(;ußi:.:tall eine Temperatur aufweist, bei der eine Diffution der miteinander zu verbindend en 'Merkstoffe eintritt· Das wird dadurch erreicht, daß der mit flüssigem Vr.it ie 3metall auszufüllende Formhohlraum ein Ein- und ein Aas laufsystem aufweist, wobei der Querschnitt des Einlauf— systemes größer ist als der des Auslaufsystenes. Das Ein- und das Auslauf system bewirken, daß der Forinliohlraum von flüssigem 'Jingießnetall durchströmt und auf Grund der unterschiedlichen' (iuerscLnitte gleichzeitig gefüllt wird· Das von den den Formhohlraun durchströüienden flüssigen Metall aufgebrachte hohe Wäraeangebot Lat eine einwandfreie Diffusion der miteinander zu verbindenden metallischen Werkstoffe zur Folge· Das aus dem Auslauf system herausfließende Metall kann entweder in eine bereitstehende Pfanne oder vorteilhaft in eine weitere Gießform geleitet werden. Hs ist auch möglich, beispielsweice nur Erhöhung der Ausbringung, mehrere Formen aneinanderzureihen und in einem Gießvorgang nit flüssigem Metall eu füllen. Zu diesem. Zweck mü3ten die Querschnitte der Ein- und Auslauf systene von ersten

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Einlauf sys torn üis zum letzten Auslauf sys te lt. stufe..}, artig verri"!;-;ert v/erden. In di'eseir Fall sr/icht sich eine übc-rhitsun; des f 1·'.;:;.:i.^en Ure' eß::ietaL~2S notv/eiid' -^. Für die Stand ;:.3:it des Verbünde ε ist ο σ iricL ; nc· vier g Lei hoch be an ;3 r eilten Ve vbund;ju "teilen vorteilhaft, uie κοη-taktfläche des zu unrießenden V7e2V.Gt"cken mit de-a. fl/.lrrrigen ..'lafießrnytall dui-ch Profilierung der Oberfläche des zu um ie !enden Y/erkstüc-res oder Anbr:.:;- ".my von beis ;ielsv/ei.se Ster en auf de..:s.e lter zn verprößern.

Die Erfinduiig; Lot den Vorteil, metallische ^T,7c-:.^r:.7toffe, inn be sondere Ei;:: cir.ver.·: stoffe, ohne ;. ^e:i-f lMche:ii;o^vr-\.d lung durch Diffusion der Lot alle mi te in 73 der zu vcr binden. Dieser Vurbund '.veist eine Festigkeit r;j£, die den ^.-i'a^tisciien Änforderioii';en an die Guuteile voll {_;en"'r;t·

Durch das erfindvn^Sj^e^äße Verfahren ist es ^vberraschend möblier ^ev/ordeu, auch Metallische VierLctoffe dauerii-'ift r.iiteinander durch Diffusion zu verbinden, die Elemente-v/io Or, Al, li{j ei:thalten, die zusammenhängende, ,,asaivierende Oxydhäute bilden·

Das erfind·π!_;·>;- e;.,äße Verfahren soll nach.. xLend &.n einer.i 3eispiel ni'her erläutert vrerden· Die Zeichnung zeig-t einen StahlGte:upel für Brikettpressen, der an den einem, hohen Verschleiß unterworfenen Srellen aus einen harten, versc::ici"ifesten Werkstoff bestehen soll.

Der Stahister.T.el 1, dessen Stempelkopf 2 zur I.:inder';ng des Verschleißes aus einem harten, verschleißfester. V/erkr; i;off bestehen soll, v/ird in eine vortereitete Forn eingelegt. Der dem Stempelkopf 2 entsprechende, verbleibende Form— hohlraum, der in diesem Beispiel außerdem einen einen Keilspeiser 3 entsprechenden Hohlraum, aufv/ei-jt, besitat ein Einlauf system 4-j 5 und ein Ausla-af system 6j 7. Der C^uersciinitt des Einlauf systems ^-:-{ 5- ist größer als der Querschnitt des Auslauf systeme s 6| 7. Beim Gießen fliefit das flüssige Ucui ieSmetall durch das Einlauf system 4-"j 5 in den dem Stempelkopf 2 und dem Keilspeiser 3 entsprechenden goriEhohlraua., durchströmt diesen und fließt durch das Aus lauf system 6? 7 aus dem Formhohlrauni heraus in eine ,.■■>■-;:

009845/0377 BAD OFUSINA!..

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Massel 8 oder einem anderen Gußstück entspreeilende Porn» Infolge des gegenüber dem Querschnitt des Auslaufsystemes 6; 7 größeren Querschnittes des Einlauf systeme s. 4-j 5 ist die Menge des pro Zeiteinheit zufließenden Metalles größer als die des pro Zeiteinheit aufließenden Metalles, so daß der Formliolilraum einschließlich Speiserhohlraum mit flüssigem Het.all gefüllt wird. Zur Vergrößerung der Kontaktfläche des Stahlstempels 1 mit dem flüssigen Metall weist der Stalilstempel 1 einen Steg 9 auf. Das durch den JOrmhohlraum fließende flüssige TJmg-ießmetall heizt diesen Steg in einem solchen ?.!aße auf, ds^ die den Verbund "bewirkende Diffusion der miteinander zu verbindenden Metalle bzw. Metallegierungen eintritt·

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Claims (2)

1. Patentanspruch

   Verfahren zum Herstellen von Verbundguß aus zwei oder mehreren metallischen Werkstoffen, vorzugsweise aus Eisenwerk sto ff en, durch Diffusion der miteinander zu verbindenden Werkstoffe, dadurch gekennzeichnet, daJJ das zu umgießende Werkstück in eine Dauerform oder verlorene Form eingelegt und dem in der Forrn verbleiben« den Formhohlraum dergestalt flüssiges Lietall sowohl zugeführt als auch aus demselben abgeführt wird, daß die pro Zeiteinheit zugeführte Menge flüssigen Metalles bis zur Formfüllung stets größer ist als die pro Zeiteinheit abgeführte Menge und daß nach der Formfüllung eine weitere Menge flüssigen Met alles dem Fonahohlraujn zu- als auch aus demselben abgeführt wird, bis die Kontaktfläche zwischen dem zu umgießenden Werkstück und dem Umgußnetall eine solche Temperatur aufweist, bei der eine Diffusion der miteinander zu verbindenden Werkstoffe eintritt.

   Neue Unterlagen !Art. 7 ■■ ι «=.
2. 2 VT- τ S-'.z 3 d₂s Änderungage«.ν-4.9. Π

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