DE1752672C3

DE1752672C3 - Composite casting

Info

Publication number: DE1752672C3
Application number: DE19681752672
Authority: DE
Inventors: Raymond Sceaux Ravenel (Frankreich)
Original assignee: S A Automobiles Citroen, Paris
Priority date: 1967-06-30
Filing date: 1968-07-01
Publication date: 1977-09-29

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundgußstück, bestehend aus einem leicht bearbeitbaren Teil und einem Teil mit hervorragender Verschleißfestigkeit.The invention relates to a composite casting, consisting from an easily machinable part and a part with excellent wear resistance.

Aus der US-PS 31 89 958 ist ein Verbundgußstück bekannt, das einen Kern aus einem verschleißfesten Karbid, insbesondere Wolframkarbid, innerhalb eines Stahlgußstückes aufweist. Zur Herstellung dieses Verbundgußstückes wird der Kern in eine Aussparung eines porösen Körpers, welcher beispielsweise aus geschäumtem Kunststoff besteht, gebracht, der sich bei Berührung mit der Gußschmelze, aus der das Stahlgußstück gebildet wird, zersetzt. Da die verwendeten Kerne aus Karbid kostspielig sind und bei der Herstellung auf umständliche Maßnahmen zurückgegriffen wird, sind diese Verbundgußstücke verhältnismäßig teuer.From US-PS 31 89 958 a composite casting is known which has a core made of a wear-resistant Has carbide, in particular tungsten carbide, within a steel casting. To make this Composite casting is the core in a recess of a porous body, which for example foamed plastic is brought, which is in contact with the molten cast from which the steel casting is formed, decomposed. Because the cores used are made of carbide and are expensive to manufacture cumbersome measures are used, these composite castings are relatively expensive.

Ein weiteres Verbundgußslück, das ein schwer schmelzbares Teil, beispielsweise aus Wolfram, Molybdän, Vanadium oder Niob, enthält, geht aus der US-PS 32 79 006 als bekannt hervor. Dieses Verbundgußstück wird dadurch hergestellt, daß das schwer schmelzbare Teil unter völligem Sauerstoffausschluß mit einem geschmolzenen Metall in Berührung gebracht wird. Der hohe Preis der genannten Metalle und die erforderlichen Einrichtungen und Maßnahmen zur Erzielung eines völligen Sauerstoffausschlusses bewirken, daß auch diese Verbundgußstücke teuer sind.Another composite casting gap that contains a difficult-to-melt part, for example made of tungsten, molybdenum, Vanadium or niobium, is known from US Pat. No. 3,279,006. This composite casting is produced by the difficult-to-melt part with a molten metal is brought into contact. The high price of the metals mentioned and the necessary Facilities and measures to achieve a complete exclusion of oxygen have the effect that these composite castings are also expensive.

Ferner ist es bekannt, Stahl- oder Eisenoberflächen hoher Brinellhärte dadurch zu bedecken, daß ein nickel/chromhaltiger Schweißdraht auf die Oberfläche aufgebracht und einer Acetylen-Schweißung oder elektrischen Bogenschweißung unterworfen wird (US-PS 2184 518). Insbesondere das Aufbringen des Schweißdrahtes auf die Stahl- oder Eisenoberflächen sowie der anschließende Schweißvorgang sind mit einem beträchtlichen Zeitaufwand verbunden.It is also known to cover steel or iron surfaces of high Brinell hardness in that a nickel / chromium-containing welding wire applied to the surface and an acetylene weld or electric arc welding is subjected (US-PS 2184 518). In particular, the application of the Welding wire on the steel or iron surfaces as well as the subsequent welding process are included associated with a considerable expenditure of time.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbundgußstück der eingangs angegebenen Art zu schaffen, das zufriedenstellende mechanische Eigenschaften aufweist und auf einfachem Wege herstellbar ist.The object of the invention is to provide a composite casting of the type specified above, which has satisfactory mechanical properties and is easy to manufacture.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das leicht bearbeitbare Teil aus einer Kugeigraphit-Gußeisenschmelze hergestellt ist, die 3,3% bis 3,8% Kohlenstoff, 2,0% bis 3,0% Silicium und 0,4% bis 0,8% Mangan enthält, und diesem das andere Teil mit der hervorragenden Verschleißfestigkeit aus einer selbsthärtenden Gußeisenschmelze, die 3,0% bis 3,2% Kohlenstoff, 1,9% bis 2,2% Silicium, 0,7% bis 0,9% Mangan, höchstens 0,2% Phosphor, höchstens 0,1% Schwefel sowie zusätzlich entweder 1,1% bis 1,3% Chrom, 0,3% bis 0,8% Molybdän und 1,0% bis 1,6% Kupfer oder 0,6% bis 0,8% Chrom, 0,3% bis 0,8% Molybdän, 1,0% bis 1,6% Nickel und 0,1% Bor oder 1,1% bis 1,3% Chrom, 1,4% bis 1,6% Nickel und 0,6% bis 1,8% Wolfram oder 1,1% bis 1,3% Chrom, 0,3% bis 0,8% Molybdän, 0,6% bis 1,2% Kupfer und 0,3% bis 0,8% Nickel oder 1,1% bis 1,3% Chrom, 0,3% bis 0,8% Molybdän und 1,0% bis 1,6% Nickel enthält, angegossen ist und daß das gesamte Verbundgußstück 1 bis 2 Stunden auf 880 bis 920⁰C erhitzt, auf 780 bis 820°C abgekühlt, auf dieser Temperatur gehalten und an Luft abschließend abgekühlt ist.According to the invention, this is achieved in that the easily machinable part is made from a Kugeigraphite cast iron melt containing 3.3% to 3.8% carbon, 2.0% to 3.0% silicon and 0.4% to 0.8% % Manganese, and this the other part with the excellent wear resistance from a self-hardening cast iron melt, which contains 3.0% to 3.2% carbon, 1.9% to 2.2% silicon, 0.7% to 0.9% Manganese, a maximum of 0.2% phosphorus, a maximum of 0.1% sulfur and additionally either 1.1% to 1.3% chromium, 0.3% to 0.8% molybdenum and 1.0% to 1.6% copper or 0.6% to 0.8% chromium, 0.3% to 0.8% molybdenum, 1.0% to 1.6% nickel and 0.1% boron, or 1.1% to 1.3% chromium , 1.4% to 1.6% nickel and 0.6% to 1.8% tungsten or 1.1% to 1.3% chromium, 0.3% to 0.8% molybdenum, 0.6% to Contains 1.2% copper and 0.3% to 0.8% nickel or 1.1% to 1.3% chromium, 0.3% to 0.8% molybdenum and 1.0% to 1.6% nickel , is cast and that the entire composite casting is ^{heated to 880 to 920 °} C. for 1 to 2 hours, to 780 bi s cooled to 820 ° C, kept at this temperature and finally cooled in air.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verbundgußstükkes ist insbesondere darin zu sehen, daß sowohl das leicht bearbeitbare Teil wie auch das Teil mit hervorragender Verschleißfestigkeit aus preiswerten Eisenlegierungen herstellbar ist und durch die nachträgliche gleiche Wärmebehandlung beider Teile die Bearbeitbarkeit und Zähigkeit des einen Teils verbessert sowie die Verschleißfestigkeit des anderen Teils erhöht wird.The advantage of the composite casting according to the invention can be seen in particular in the fact that both easily machinable part as well as the part with excellent wear resistance from inexpensive Iron alloys can be produced and the subsequent equal heat treatment of both parts Machinability and toughness of one part improved and the wear resistance of the other part is increased.

Die erfindungsgemäßen Verbundgußstücke haben sich insbesondere als Kipphebel an der Ventilsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine mit hohem Drehzahlbereich als vorteilhaft erwiesen, ferner als Getriebeschaltgabeln. The composite castings according to the invention have proven particularly useful as rocker arms on the valve control an internal combustion engine with a high speed range proved to be advantageous, furthermore as gear shift forks.

Nachstehend ist die Herstellung eines erfindungsgemäßen Verbundgußstückes am Beispiel des in der Zeichnung dargestellten Kipphebels beschrieben, der einen leicht bearbeitbaren Körper 1 und einen Schuheinsatz 2 mit hoher Verschleißfestigkeit aufweisen muß.The following is the production of a composite casting according to the invention using the example of the Description of the rocker arm shown in the drawing, which has an easily machinable body 1 and a Must have shoe insert 2 with high wear resistance.

Der Schuheinsatz 2 wird aus Guß in einer verlorenen Wachsform hergestellt, wobei die Schmelze die nachfolgenden Zusammensetzungen hat:The shoe insert 2 is made of cast in a lost wax mold, the melt the has the following compositions:

33 f Mf M 52 67252 672 44th Schmelze EMelt E Schmelze ΛMelt Λ Schmelze BMelt B Schmelze DMelt D 3,0-3,203.0-3.20 3,0-3,203.0-3.20 3,0-3,203.0-3.20 Schmelze CMelt C 3,0-3,203.0-3.20 1,9-2,201.9-2.20 CC. 1,9-2,201.9-2.20 1,9-2,201.9-2.20 3,0-3,203.0-3.20 1,9-2,201.9-2.20 0,70-0,900.70-0.90 SiSi 0,70-0,900.70-0.90 0,70-0,900.70-0.90 1,9-2,201.9-2.20 0,70-0,900.70-0.90 1,10-1,301.10-1.30 MnMn 1,10-1,301.10-1.30 0,60-0,800.60-0.80 0,70-0,900.70-0.90 1,10-1,301.10-1.30 0,30-0,800.30-0.80 CrCr 0,30-0,800.30-0.80 0,30-0,800.30-0.80 1,10-1,301.10-1.30 0,30-0,800.30-0.80 —- MoMon 1-1,61-1.6 —- —- 0,60-1,200.60-1.20 1-1,61-1.6 CuCu —- 1-1,61-1.6 —- 0,3-0,80.3-0.8 —- NiNi —- 0,100.10 1,4-1,61.4-1.6 —- —- BB. —- —- —- —- <0,20<0.20 WW. <0,20<0.20 <0,20<0.20 0,6-1,80.6-1.8 <0,20<0.20 <O,IO<O, OK PP. <0,10<0.10 <0,10<0.10 <0,20<0.20 <0,10<0.10 Restrest SS. Restrest Restrest <0J0<0J0 Restrest FeFe Restrest

Der Gehalt an Kohlenstoff und Silicium wird in der Schmelze so abgeändert, daß eine abwechselnd laminare Struktur von Karbid und Graphit entsteht. Der Schuheinsatz 2 weist einen Schwanz 3 auf, der in einer Verankerungsöffnung 4 befestigt ist. Daraufhin wird das Schuhstück in eine Form eingesetzt, mit der das Teil 1 hergestellt wird, worauf in diese Gußform eine Kugelgraphit-Gußeisenschmelze mit einer Temperatur von 1400 bis 1450⁰C eingegossen wird, die folgende Zusammensetzung hat:The content of carbon and silicon is changed in the melt in such a way that an alternating laminar structure of carbide and graphite is created. The shoe insert 2 has a tail 3 which is fastened in an anchoring opening 4. Then, the shoe piece is inserted into a mold, with which the part on which a spheroidal graphite cast iron melt-is poured at a temperature of 1400-1450 ⁰ C in this mold 1 is manufactured, has the following composition:

C = 3,3-3,8%, Si = 2,0-3,0%, Mn = 0,4-0,8%.C = 3.3-3.8%, Si = 2.0-3.0%, Mn = 0.4-0.8%.

Das rohe Gußstück wird daraufhin 1 bis 2 Stunden auf 900±20°C erhitzt und im Ofen auf etwa 800±20°C abgekühlt, wobei das Gußstück auf dieser Temperatur für die Zeit von etwa 15 Minuten gehalten und anschließend ruhiger oder bewegter Luft ausgesetzt wird.The raw casting is then heated to 900 ± 20 ° C for 1 to 2 hours and to around 800 ± 20 ° C in the furnace cooled, the casting being held at this temperature for a period of about 15 minutes and is then exposed to calm or moving air.

Das Teil 1 des Kipphebels weist eine untere oder gleichmäßige Härte von 100 HRb auf, während der Schuheinsatz 2 eine obere Härte von etwa 55 bis 56 HRc aufweist.Part 1 of the rocker arm has a lower or even hardness of 100 HRb, while the Shoe insert 2 has an upper hardness of about 55 to 56 HRc.

Hicmi 1 Blatt ZeichnungenHicmi 1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Composite casting, consisting of an easily machinable part and a part with excellent Wear resistance, characterized that the easily machinable part is made from a spheroidal graphite cast iron melt containing 3.3% to 3.8% carbon,?, 0% to 3.0% silicon and 0.4% to 0.8% manganese, and this the other part with the excellent wear resistance from a self-hardening cast iron melt, the 3.0% to 3.2% carbon, 1.9% to 2.2% silicon, 0.7% to 09% manganese, at most 0.2% phosphorus, a maximum of 0.1% sulfur as well as additional

either 1.1% to 1.3% chromium, 0.3% to 0.8% molybdenum and 1.0% to 1.6% copper,

or 0.6% to 0.8% chromium, 0.3% to 0.8% molybdenum, 1 0% to 1.6% nickel and 0.1% boron,
or 1.1% to 1.3% chromium, 1.4% to 1.6% nickel and 0.6% to 1.8% tungsten,
or 1.1% to 1.3% chromium, 0.3% to 0.8% molybdenum, 0 6% to 1.2% copper and 0.3% to 0.8% nickel,
or 1.1% to 1.3% chromium, 0.3% to 0.8% molybdenum and 1.0% to 1.6% nickel is cast on and that the entire composite casting is for 1 to 2 hours at 880 to 920 ⁰ C, cooled to 780 to 820 ⁰ C, kept at this temperature and finally cooled in air.

2. Use of a composite casting according to claim 1 as a rocker arm on the valve control an internal combustion engine.

3. Use of a composite casting. According to claim 1 as a gear shift fork.