DE1921568C3

DE1921568C3 - Verfahren zum Erzeugen scharfer Kanten beim Panzern von Werkstücken

Info

Publication number: DE1921568C3
Application number: DE19691921568
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6370 Oberursel Kruske
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1968-06-04
Filing date: 1969-04-28
Publication date: 1979-06-07
Also published as: DE1921568B2; DE1921568A1; AT282213B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen scharfer Kanten beim Panzern von Werkstücken mit Hartmetall-Legierungen oder Gemischen aus Hartmetall-Legierungen mit Hartstoffen, indem um die zu panzernden Werkstücke in einem der jeweiligen gewünschten Panzerschichtdicke entsprechenden Abstand eine aus anorganischem Material oder Metall bestehende Form herumgelegt wird, in den zwischen Werkstück und Form gebildeten Hohlraum die sum Panzern bestimmte Masse aufgegeben und im Vakuum oder unter Anwendung von Schutzgas gesintert sowie anschließend die Form weggeschliffen wird.

Es ist bekannt, Werkzeuge, z. B. Schneidwerkzeuge zu panzern, indem ein Stahlblech um das Werkstück gelegt und das ganze in eine Form gebracht wird. Das Panzermaterial wird zwischen Stahlblech und Werkstück eingefüllt und unter Anwendung von Druck und hoher Temperatur gesintert. Hierbei verbindet sich das schmelzflüssige Material einerseits mit dem zu panzernden Werkstück, andererseits mit dem Stahlblech. Dieses Stahlblech hat die Aufgabe, die Form zu schützen, damit diese wiederholt verwendet werden kann. Es dient gewissermaßen als Abschirmung und kann nach dein Sintervorgang wieder entfernt werden (US-¹PS 50 355).

Ferner ist bekannt, Metallpulver in Formen aus Gummi, Kunststoff oder elastischen Metallteilen zu füllen, in ein Druckgefäß einzuschließen und unter Zuhilfenahme von Gas als Druckübeftragungsmittel in der Wärme isostatisch zu sintern und zu verpressen (Werkstatt und Betrieb, 98, (1965), H. 6. S. 400).

Die DE-PS 6 66 720 und das Zusatzpatent 6 75 290 befassen sich ebenfalls mit der Herstellung von Hartmelallwerkzeugen, wie z. B. Ziehringen und Ziehsteinen, durch Sintern. Das Ausgangsmaterial wird pulverförmig in eine als Form dienende metallische Bandage eingefüllt und in dieser Bandage in einem Ofen, vorzugsweise einem Induktionsofen, auf Sintertemperatür erhitzt. Zwecks Herstellung anderer Werkstücke, wie Bohrkronen, kann auch so gearbeitet werden, daß das zum Gebrauch bestimmte Hartmetall von einem sogenannten HaJtermetall umgeben ist und gegebenenfalls aus diesem herausragt. Um dies zu bewirken, kann der Halter nach dem hinsintern des Hartmetalls teilweise auf mechanischem oder chemischem Weg entfernt werden.

Die Panzerung von dem Verschleiß unterworfenen Werkstücken mit Hartmetall- Legierungen, wie Chrom-Nickel-Bor oder Kobalt-Chrom-Wolfram, macht immer dann Schwierigkeiten, wenn es sich um Werkstücke handelt, deren gepanzerte Kanten scharf sein müssen und bei denen die Panzerung bestimmte Dicken mit sehr kleinem Fehlerbereich haben soll. Dies ist beispielsweise bei den dem Verschleiß unterworfenen Maschinenteilen von Zentrifugen und Dekanterschnecken der Fall. In der Praxis ist man dazu übergegangen, auf das zu panzernde Werkstück eine Zwischenschicht in mehreren Lagen aus beispielsweise einer Cr-Ni-B-Legierung im Verschleißbereich der Flanken aufzuschweißen und darauf eine Schicht aus beispielsweise in Stahl oder einer Hartmetall-Legierung eingebettetem Hartstoff, wie Wolframkarbid, aufzubringen. Von dieser Kantenverdickung ausgehend, wird dann durch Pulverauftragsschweißen eine weitere Schicht einer Hartmetall- Legierung auf die übrigen Flächenteile des zu panzernden Werkstückes aufgetragen. Anschließend müssen die relativ unregelmäßig ausgebildeten Schichten einem sehr aufwendigen Schleifvorgang unterworfen werden, wodurch die

■w Schichldicken nach vorgegebenen Mußen und die scharfen Kanten gebildet werden. Ks liegt auf der Hand, daß einerseits dieser Schleifvorgang sehr aufwendig ist, da gerade die Schichten behandelt werden, die sich durch hohe Härte auszeichnen und die durch die Panzerung gewollt erzeugt worden sind. Andererseits erfordert die Mehrlagcnschweißung einen erheblichen Aufwand an Zeit, zumal die beispielsweise mit Wolframkarbid als Hartstoff gefüllten Röhrenschweiß· stäbe sehr schwierig und mit geringer Schweißgeschwindigkeit zu verarbeiten sind. Ein Panzern von Werkstücken mit präzisen Panzerschichten hinsichtlich ihrer Abmessungen ist deshalb sehr mühevoll und teuer. Dazu kommt noch, daß beispielsweise bei der Verwendung von Wolframkarbid, eingebettet in Stahl, beim Schleifen die Wolframkarbidteilchen aus dem Verbund herausgebrochen werden, so daß die Panzerschicht nach der Schleifbehandlung nicht mehr den Ansprüchen gerecht wird, Löcher aufweist und als unverwendbares Werkstück ausgesondert werden muß.

Außerdem garantiert das manuelle Auftragsschweißen mit Röhrenschweißsläben keine gleichmäßige Verteilung der Hartstoffe, beispielsweise der Karbide, Infolgedessen liegt stellenweise bei hoher Karbidkonzentration zu wenig Einbettmasse vor, während die an Karbiden Verarmten Stellen vorzeitigem betrieblichem Verschleiß ausgesetzt sind.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, diese Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hartmetall-Legierungen oder Gemische aus Hartmetall-Legierungen mit Hartstoffen unter Zusatz eines Bindemittels als Paste auf das mittels einer Schweißnaht oder eines Bindemittels mit der Form aus Keramik oder Graphit verbundene Werkstück aufgegeben werden, daß der Abstand zwischen Form und zu panzerndem Werkstück bei allseitiger Panzerung durch Abstandhalter gewährleistet und daß die Form nach dem Sintern ganz oder teilweise abgeschliffen wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden Abstandhalter aus dem gleichen Material wie das des zu panzernden Werkstückes eingesetzt

Im Rahmen der Erfindung können auch Abstandhalter aus dem gleichen Material wie das der Panzerschicht eingesetzt werden.

Ferner ist es nach der Erfindung möglich, Abstandhalter aus dem gleichen Material wie das der Form einzusetzen.

Bei nicht allseitiger Panzerung eines Werkstückes ist es möglich, die Form beispielsweise an der nicht zu panzernden Seite des Werkstückes auf diesem Werkstück direkt am befestigen. Die Form, beispielswei.'^ das Formblech, kann aus form- und hitzebeständigen, jedoch vorzugsweise weichen Metallen oder Legierungen hergestellt sein.

Die Form kann auch beispielsweise aus keramischem Material oder Graphit bestehen.

Die Form oder die Fomibleche können entsprechend der Konturen der zu panzernden Werkstücke die verschiedensten Formen aufweisen, die vom einfachen glatten Blech bis zu speziell verformten Winkeleisen und abgerundeten Gebilden reichen.

Die Vorteile des erfindungsgemäBen Verfahrens liegen auf der Hand:

Die im Gegensatz zur harten Panzerung weichen Formen, z. B. Formbleche, lassen sich sehr leicht ohne großen Aufwand abschleifen und bei einigermaßen präziser Ausbildung der Form bzw. der Fomibleche werden scharfe Konturen und Kanten bei der Panzerung erreii ht und darüber hinaus eine vorgegebene Dicke gewährleistet.

Das beispielsweise aus einem Gemisch von Hartmetall-Legierungen, z. B. Chrom-Nickel-Bor oder Kobalt-Chrom-Wolfram als Matrix und Harlstoffen, z. B. Karbiden, Oxiden, bestehende pulverförmige Gemisch, wird sehr gleichmäßig gemischt und aufgetragen. Es verändert auch während des Sinterns seine Struktur nur unwesentlich. Die Nachteile des ungleichmäßigen Verschleißes in betrieblichem Einsatz sind daher ausgeschaltet.

ZweckmäCigerweise wird das pulverförmige Gemisch mit einen. Bindemittel, z. B. einem flüssigen Harz auf Basis Polyacrylat, zu einer Paste angerührt und mit herkömmlichen Druckluftpistolen auf die zu panzernden Werkstücke aufgegeben. Die dazu erforderliche Zeit ist wesentlich kurzer als beispielsweise beim AuftragsschweiQen. Beispielsweise reduziert sich die Auftragszeit um das etwa Zehnfache gegenüber einer Mehrlagenschweißung.

Das Aufbringen der Paste geschieht völlig verlustfrei. Unter Berücksichtigung der sehr teuren Zusatzwerkstoffe ist dies im Vergleich zum Spritzschweißen von besonderer wirtschaftlicher Bedeutung. Bezüglich der teuren Hartmetall-Legierungen ist die durch die Erfindung mögliche genaue Formgebung der Panzerung und der damit nur gering zu zerspanende Panzerwerkstoff von großem Vorteil.

Anhand eines Ausfühiungsbeispicls wird die Erfindung näher erläutert. Die Figuren zeigen im wesentlichen schematische Schnittdarstellungen, durch die das erfindungsgemäße Verfahren und die Formteile nach der Erfindung erläutert werden.

>u F i g. 1 zeigt das Werkstück 1 und den Formteil 2 nach Art eines Winkeleisens, die beide mitp^: -,ander durch eins Schweißnaht Ϊ an einer Seite direkt verbünden sind. Mit dem Bezugszeichen -I ist der zum Panzern dienende Stoff bezeichnet. Er besteht aus einem Hartmetall-Le-

.H gierungspulver, aus CrNiB, dem Hartstoffe, vwe Karbide, Boride, Nitride oder Oxyde, beigemischt sein können und das gegebenenfalls mit einem Bindemittel versetzt worden ist.

Nach dem Sintervorgang, vgl. Fig. 2, ergibt sich im

ίο wesentlichen das gleiche Bild, jedoch mit dem Unterschied, daß das zum Panzern verwendete Pulver nunmehr zusammengesintert ist und einen Panzerüberzug 5 bildet, der an den gewünschten Stellen 6 und 6' die gewünschten scharfen Kanten aufweist Wird zwischen

r. Werkstück und Form ein Lötspalt eingeplant, füllt sich dieser während des Sinterns infolge der Kapillarkraft mit der nun flüssig gewordenen Hartmetall-Legierung.

F i g. 3 zeigt im wesentlichen den gleichen Sachverhalt nach Abschleifen des Formbleches Z

in F i g. 4 zeigt verschiedenartig geformte Ausbildungen der Formbleche bzw. der Form 2, bei denen es nötig wird, 7 :r Erzeugung des gewünschten Effektes mit Absfandhaltern zu arbeiten. Auch hierbei ist auf die Ausbildung harter Kanten an bestimmten Stellen des

4"> Formkörpers Wert gelegt. Die Abstandhalter sind mit dem Bezugszeichen 7 versehen. Der Einfachheit der Darstellung halber sind die Werkstücke nicht als heraustretende, fortlaufende Maschinenteile anzusehen, wie beispielsweise Förderschnecken u. dgl.

V) Fig. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung die Anordnung einer Form 2, die in diesem Fall auch aus Graphit bestehen kann und um ein Werkstück gelegt und am unteren Teil desselben mit diesem, beispielsweise durch ein Klebe- oder Bindemittel, verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1.Verfahren zum Erzeugen scharfer Kanten beim Panzern von Werkstücken mit Hartmetall-Legierungen oder Gemischen aus Hartmetall-Legierungen mit Hartstoffen, indem um die zu panzernden Werkstücke in einem der jeweiligen gewünschten Panzerschichtdicke entsprechenden Abstand eine aus anorganischem Material oder Metall bestehende Form herumgelegt wird, in den zwischen W&rkstiück und Form gebildeten Hohlraum die zum P'anzern bestimmte Masse aufgegeben und im Vakuum oder unter Anwendung von Schutzgas gesintert sowie anschließend die Form weggeschliffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetall-Legierungen oder Gemische aus Hartmetall-Legierungen mit Hartstoffen unter Zusatz eines Bindemittels als Paste auf das mittels einer Schweißnaht ader eines Bindemittels mit der Form aus Keramik oder Graphit verbundene Werkstück aufgegeben werdeh, daß der Abstasd zwischen Form und zu panzerndem Werkstück bei abseitiger Panzerung durch Abstandhalter gewährleistet und daß die Form nach de:r. Sintern ganz oder teilweise abgeschliffen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abstandhalter aus dem gleichen Material wie das des zu panzernden Werkstückes eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abstandhalter aus dem gleichen Material wie das der Panzerschicht eingeüetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abstandhalter aus dem gleichen Material wie das der Form eingesetzt werden.