DE1929676A1

DE1929676A1 - Verfahren zum Giessen von Walzen

Info

Publication number: DE1929676A1
Application number: DE19691929676
Authority: DE
Inventors: Jaeques De Vos
Original assignee: Griffin S A
Current assignee: Griffin S A
Priority date: 1968-06-12
Filing date: 1969-06-11
Publication date: 1969-12-18
Also published as: US3670800A; CH503532A; AT310365B; NL6908675A; FR2010791A1; LU58861A1

Description

Verfahren zum Giessen von Walzen

Bei der Herstellung von Walzen ist es notwendig, dass auf ihnen eine für den beabsichtigten Zweck geeignete Arbeitsoberfläche gebildet wird und dass sie innen einen massiven und mit Lagerzapfen ausgestatteten Kern enthalten, der zäh ist und bearbeitet werden kann. Bei der Herstellung solcher Walzen ist es wünschenswert, dass die Arbeiteoberfläche aus einer ersten nnd der Kern aus einer zweiten legierung besteht, dass zwischen den beiden legierungen eine gute metallurgische Verbindung hergestellt wird, dass die Arbeitsoberfläche dicht und blasenfrei ist und eine gleichbleibende Dicke und gleichbleibende Eigenschaften aufweist, dass sich die beiden Legierungen nur wenig vermischen und dass für das Herstellen der Walze ein Minimum von Metall gebraucht wird.

Es ist bekannt, Walzen mit zwei verschiedenen Schichten im Schleudergussverfahren herzustellen. In der USA-Patentschrift 2 008 196 wird das Giessen von Walzen in einer vertikalen Gussform vorgeschlagen, aber die Grössenbegrenzungen und verschiedene mit dem vertikalen Giessen verbundene technische Probleme machen seine Anwendung für das Giessen von Walzen unwünsohenswert _β

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Andrerseits ist es mit dem horizontalen Schleuderguss nicht . möglich, den Hohlraum vollständig auszufüllen, so dass es notwendig ist, die Gussform zwecks vollständiger Füllung der Hohlräume und Bildung eines massiven Kerns in eine vertikale lage anzuheben. Bei "bekannten Verfahren werden die Lagerzapfen der Walze entweder durch Wegschneiden der harten Aussenschicht· von den Enden eines zylindrischen Gusskörpers von gleichbleibendem Durchmesser oder durch die Verwendung von Sandkernen in den Enden der zylindrischen Gussformen zwecks Verringerung des Durchmessers der Endpartien geformt. Im ersten Fall muss überschüssiges Metall zuerst gegossen und dann wieder weggearbeitet werden, während im zweiten Fall bei der Durchführung des Schleudergussverfahrens eine grosse, massige Gussform verwendet werden muss.

Bei allen bekannten Schleudergussverfahren ist die auf der Rotationsvorrichtung gelagerte Gussform lang genug, um ein Gusstück herzustellen, das mindestens bo lang wie die zu giessende Walze mit den Lagerzapfen oder Kupplungszapfen ist. Der Schleudervorgang ist wünschenswert, weil er das Giessen einer gleichbleibend dicken Arbeiteoberfläche von hoher Dichte ermöglicht, aber was den massiven Kern mit den Lagerzapfen betrifft, ist die Anwendung des Schleudergussverfahrene nicht notwendig. Es ist unwirksam derart grosse Schleudergussformen zu verwenden und eine Rotationsmaschine mit einer Giessf orm zu beladen, die gross genug ist, um eine komplette Walze herzustellen, wenn nur durch die Herstellung der Arbeiteoberfläche der Walze durch Schleuderguss ein Vorteil gewonnen wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Giessen von massiven Walzen, z. B. für die Metallbearbeitung, mit einer aus einer ersten Legierung bestehenden Arbeiteoberfläche und einem massiven Kern aus einer anderen Legierung mit zwei an seinen Enden vorgesehenen Lagerzapfen. Zuerst wird in einer horizontalen, zylindrischen Gussform mit wegnehmbaren Endplatten im Schleuder-guss ein zylindrischer, die Arbeitsoberfläche der Walze

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aufweisender Mantel gegossen. Wenn der Mantel sich verfestigt hat und während er noch heiss ist, werden die Endplatten entfernt und die Schleudergussform mit dem Mantel zwischen zwei Lagerzapfengussformen unter Bildung einer kompletten Walzengussform gelagert. Schliesslich wird der massive Kern durch Ausgiessen der verbliebenen Hohlräume mit geschmolzenen Metall hergestellt.. Der Kern ist mit dem Mantel metallurgisch verbunden und weist an seinen "beiden Enden je einen, sich über den Mantel hinaus erstreckenden Lagerzapfen auf.

In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch eine Schleudergussform mit einem darin befindlichen, gegossenen zylindrischen Mantel, der aussen die Arbeitsoberfläche bildet und der bei der Herstellung einer Walze mit einem massiven Kern und zwei Lagerzapfen verwendet wird,

Pig. 2 zeigt den Querschnitt durch eine Schleudergussform mit einem darin befindlichen, gegossenen zylindrischen Mantel, der aussen die Arbeitsoberfläche bildet, mit dessen Innenoberfläche eine Schicht mit einer zweiten Zusammensetzung metallurgisch verbunden ist,

Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch eine von unten beschickte Walzengussform; die Schleudergussform nach der Fig. 1 befindet sich zwischen einer oberen und einer unteren Lagerzapfengussform, wobei letztere mit einem Einströmrohr ausgestattet ist,

Fig. 4 zeigt den Querschnitt durch eine von oben beschickte Walzengussform; die Schleudergussform nach der Fig. 2 befindet sich zwischen einer oberen und einer unteren Lagerzapfengussform, wobei erstere mit einem Einströmbehälter mit einem Bodensieb ausgestattet ist.

Nach der Fig. T wird die Schleudergussform 2 von Hollen 1 getragen und in Rotation versetzt. Die Schleudergussform 2 hat eine Bohrung 3 von passendem Durchmesser und passender Länge,

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die die Arbeitsfläche der Gussform bildet. Dabei sind Bear-, beitungszuschlage vorgesehen. Jedes Ende der Gussform ist aufgebohrt, um Ausweitungen 4 und 5 für die Aufnahme der Gussformendringe 6 während des Schleudergussvorganges und andchliessend Zapfengiessformsegmente zu bilden. Die Endringe werden an ihrem Platz durch zweckmässige bekannte Mittel, z. B. durch Zapfen festgehalten, die in radiale Löcher in dem aufgebohrten- Teil der Gussform gesteckt sind. Die dargestellte Schleudergussform weist ein ringsumlaufendes Band 7 mit diametral zueinander gelegenen Ausnehmungen 8 und 9 auf, in die Tragzapfen gesteckt werden können, wenn die Gussform aufgehoben und zu der V«^ralzengusstation transportiert wird (siehe die Tragzapfen 13 und H in der Pig. 3).

Der Mantel 10 wird in bekannter Weise im Schleuderguss so gegossen, dass er die gewünschten Abmessungen der Arbeitsoberfläche der herzustellenden Walze hat und genügend dick ist, um der fertiggestellten "Walze die gewünschte Dicke zu geben, wobei für ein etwaiges Wegschmelzen während des Giessens des massiven Kerns Zuschläge vorgesehen werden. Vorzugsweise wird an dem einen Ende des Mantels ein kleiner Plansch 11 gebürdet, durch den sicher gestellt wird, dass der Mantel nicht aus der,Giessform herausschlüpft, wenn er in vertikaler lage, mit dem Flansch am oberen Ende, rotiert. ·

Die Pig. 2 gleicht der Pig. 1, mit der Ausnahme, dass der Mantel 10 mit einer inneren Schicht 12 aus einer zweiten Legierung, z. B. der für den Walzenkern verwendeten Legierung, versehen ist. Diese Auflageschicht wird in einem geeigneten Zeitpunkt .nach dem Guss des Mantels 10 und unter geeigneten Bedingungen für die Bildung eines metallurgisch verbundenen Zweimetallgebildes in Übereinstimmung mit bekannten Verfahren gegossen. Diese durch Schleuderguss hergestellte Auflageschicht bildet ein Kissen zwischen dem Mantel und dem inneren Kern und die Durchmischung und das Wiederschmelzen der Auflageschicht kann genau überwacht und niedrig gehalten werden. Manoh-i

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"mal ist es wünschenswert, auf die innere Oberfläche des im Schleudergussverfahren hergestellten Mantels einen Überzug aus einem Flussmittel aufzubringen, um eine Oxidation zu vermeiden und die Bindung mit dem Material des Kerns zu erleichtern.

Wenn der Mantel 10.auf die richtige Temperatur abgekühlt ist, wird die Rotation der Gussform beendet und die Endringe 6 werden von der Gussform abgenommen. Dann werden die Tragzapfen 13 und H in die Ausnehmungen 8 und 9 eingesteckt, die Gussform von den Tragrollen 1 abgehoben und wie dies in der Mg. 3 dargestellt ist, auf die untere Lagerzapfengussform 15 aufgesetzt, die dabei von der Ausweitung 4 aufgenommen wird. Die untere Lagerzapfengussform besteht aus einem metallischen Gusskasten 16, der eine Sandgussform 17 mit einem Hohlraum 18 enthält, der die Form des zu giessenden Lagerzapfens hat. Wenn vom Boden her gegossen wird, ist an der unteren Lagerzapfengussform ein Eingiessrohr 19 befestigt. Wenn sich die Gussform 2 an ihrem Platz befindet, wird in die obere Ausweitung 5 die obere Lagerzapfengussform 20 eingesetzt. Diese besteht aus einem metallischen Gusskasten 21 und einer Sandschicht 22 mit einem Hohlraum 23 von der Form des zu giessenden Lagerzapfens. Sodann ist die Gussformanordnung für die Walze vollständig und durch das Eingiessrohr kann geschmolzenes Metall von geeigneter Zusammensetzung eingegossen werden, um die Hohlräume 18 und 23 und den Hohlraum des Mantels 10 zu füllen.

Nach der Fig. 4ist die in der Fig. 2 dargestellte Schleudergussform in eine Gussformanordnung eingebaut, in die das flüssige Metall von oben eingegossen wird. Bei dieser Anordnung ist auf die Lagerzapfengussform 20 ein Einströmbehälter 24 aufgesetzt. Vorzugsweise ist ein Sieb 25 vorgesehen, das den Eintritt von Schlacke in die Gussform verhindert.

Das beschriebene Verfahren kann angewendet werden, um Rollen

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aus sehr verschiedenen Metallegierungen zu giessen. Z. B. hat eine Walzrolle aus abgeschrecktem, eisengrauem Eisen eine länge von 600 mm, einen Aussendurchmesser von 340 mm und zwei runde, konische Laufzapfen von 600 mm Länge, deren Durchmesser von 200 mm auf 150 mm abnimmt. Diese Walzrolle wird zur Zeit entweder durch Giessen mit gleichzeitigem Abschrecken oder durch ein doppeltes Giessverfahren hergestellt. Im letzteren Pail wird eine erste Legierung in eine Gussform gegossen und dann, wenn sich eine Schicht der ersten Legierung an der Abschreckfläche verfestigt hat, wird diese mit einer zweiten Legierung ausgespritzt. Mit dem-vorliegenden. Verfahren kann eine Walze mit überlegenen Eigenschaften hergestellt werden. Durch Schleuderguss wird ein Mantel aus weissem Eisen mit einer Länge von 600 mm, einem Aussendurchmesser von 355 mm und einem Innendurchmesser von 270 mm gegossen. Die Legierung des Mantels enthält 3,3 $> Kohlenstoff, 0,4 % Silizium, 0,6 $ Mangan, 4,5 ?° Nickel, 1,5 # Chrom und 0,4 # Molybdän. In den Hohlraum dieses Mantels wird ein mit zwei Lagerzapfen ausgestatteter Kern mit folgender Zusammensetzung gegossen: 3 i» Kohlenstoff, 1,5 # Silizium, 0,5 f> Nickel und 0,5 1* Chrom. Der äussere Mantel hat eine gleichbleibende Dicke und gleichbleibende physikalische Eigenschaften, weil die Dicke durch die Menge des vergossenen Metalls bestimmt wird und weil die Legierung so gewählt \irerden kann, dass der Mantel die gewünschten Eigenschaften hat, ohne Rücksicht darauf, ob diese Legierung auch für den Kern geeignet wäre. In gleicher V/eise kann der Kern aus einer Legierung hergestellt werden, die das gewünschte Mass an Zähigkeit und Bearbeitbarkeit aufweist.

Patentansprüche: 909851/1338

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Giessen von V,^ralzen mit einer aus einer ersten Legierung "bestehenden Arbeitsoberfläche und einem massiven Kern aus einer anderen Legierung mit zwei an seinen Enden vorgesehenen Lagerzapfen, gekennzeichnet durch die folgenden einzelnen Verfahrensschritte: Lagerung einer im wesentlichen zylindrischen Gussform (2) mit entfernbaren Endplatten (6) in einer .Schleudergussmaschine; Schleuderguss eines Mantels (10) in der zylindrischen Gussform (2) aus einer ersten Legierung, wobei dieser Mantel den passenden Aussendurchmesser, und die passende Länge und Dicke für die Formung der Arbeitsoberfläche der Walze aufweist; Entfernung der Endplatten (6) von der Giessform (2), wenn sich der Mantel (10) verfestigt hat; Ausbau der den Mantel (10) enthaltenden Gussform (2) aus der Schleudergussmaschine und Lagerung dieser Gussform (2) zwischen zwei Lagerzapfengussformen (15, 20); Ausgiessen der Hohlräume der beiden Lagerzapfengussformen (15, 20) und des Hohlraumes des Mantels (10) mit einer zweiten Legierung zwecks Bildung eines mit Lagerzapfen ausgestatteten, massiven Kerns, der mit dem Mantel (10) metallurgisch verbunden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Mantel (10), noch bevor die Endplatten (6) entfernt sind, durch Schleuderguss eine aus einer zweiten Legierung bestehende Schicht (12) aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Gussform (2) mit ihrer Achse vertikal aufgestellt und die Legierung für den massiven Kern vom Boden her eingegossen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Gussform (2) mit ihrer Achse vertikal aufgestellt und die Legierung für den massiven Kern von oben her eingegossen wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die innere Oberfläche des Mantels (10) ein Überzug aus einem Flussmittel aufgebracht wird, ehe die zylindrische G-ussform (2) aus der Schleudergussmaschine ausgebaut ' wird.

Der Patentanwalt

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