DE2165058C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Verbundgußstückes aus einem Basismetall und einer harten Oberflächenschicht - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Verbundgußstückes aus einem Basismetall und einer harten OberflächenschichtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundgußstückes aus einein Basismetail
und einer harten Oberflächenschicht aus metalikarbidischer.
oder keramischen Hartstoffen. Bf' einem aus der deutschen Offenle^ungsschrift 1 "49 777 bekannten
Verfahren dieser Art werden aus Mc.illteilchen und Karbiden bestehende Gemische in vollständig
verbrennbare, vergasbare, sinternde oder schmelzbare Bindestoffe eingelagert und als vorgefertigte
Platten oder Formlinge in eine Gießform eingebracht, in die anschließend das flüssige Basismetall
eingegossen wird. Versuche haben gezeigt, daß die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Erzeugnisse
keine befriedigende Biegesteifigkeit und Härte besitzen, um sie beispielsweise als Schneidwerkzeuge
einsetzen zu können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung von Verbundgußstücken
mit großer Oberflächenhärte und guter Biegesteifigkeit gestattet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch
gelöst, daß zunächst das geschmolzene Basismetall in eine Gießform eingegossen und darin unter einer
Schutzgasatmosphäre gehalten wird und daß danach eine vorgeformte Platte aus den gepreßten Hartstoffpulvern
auf das in der Gießform befindliche Basismetail aufgelegt und auf dieses aufgepreßt wird, solange
das Basismetail sich noch in zumindest zähflüssigem Zustand befindet, Die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Verbundgußstücke zeichnen sich durch eine homogene Oberfläche großer
Härte und durch eine gute Biegesteifigkeit aus.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist erfindungsgemäß
durch eine metallische Gießform gekennzeichnet, die an ihrer Oberseite eine Rohrleitung mit einer Vielzahl
von auf den Formhohlraum gerichteten Düsen zum Einblasen von Schutzgas besitzt. Durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung wird verhindert, daß das geschmolzene Metall mit der umgebenden Atmosphäre,
beispielsweise durch Oxydation, reagiert und dadurch das Enderzeugnis verschlechtert,
Alisführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In
der Zeichnung zeigt
Fig. I ein Photomikrogramm (>' Vj) mit der Gu!.'-fläche
einer gehärteten Schicht entsprechend der üblichen Pulveraufsprühmethode,
Fig.2 ein Photomikrogramm (x '';] mit eine-
Querschnittsansiclu der Stärkeverteilung einer Metallschicht entsprechend dem erfindungsgemäßen
Verfahren,
Fig.3 eine Querschnittsa:isicht einer Ausführuugsform
der Erfindung und
Fig.4 bis 7 Photomikrogramme und ein Diagramm
der Ausführungsformen entsprechend der Erfindung, wobei Fig.4 ein Photomikrogramm (χ Vj;
der Gußfläche einer verstärkten Schicht ist, Fi ρ "
ein Photumikrogramm (X '';) eines Querschnitts de
Dickeverteilung in einer verstärkten Schicht, F i g. '■■
ein Photomikrogramm (■ 100) der Mikrosirukuu
des gebundenen Teils einer verstärkten Schicht mit dem Basismaterial, F i g. 7 ein Diagramm der Härteverteilung
(Hv) der verstärkten Schicht entsprechend F i g. 6.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 3 erklärt.
Die vorgeformte Platte ist ein 5 mm dickes Stück
aus einer Mischung 1 α von Pulver mit mindestem
900H Wolfram-Karbid, Titan-Karbid, Tantal-Karbid
Keramik usw., wobei jeweils eine gute Affinität mi' dem geschmolzenen Metall gegeben ist und ungefähr
lO°/o eines Bindermaterials, wie z.B. hitzehärtendes
Harz und ein asbestartiges, wärmeundurchlüssige*- Blatt 1 b. das keine Schlacke bildet, wenn es mit dem
geschmolzenen Metall in Berührung kommt.
Und ein beliebiges, geschmolzenes Metall 3 wird dann in die Form 2 eingegossen, di.·; gestalt wird, um
das geschmolzene Metall 3 am Oxydieren zu hindern.
Diesbezüglich sind Düsen 7 an dem oberen Teil der Innenseite der Gußform 2 mit der Zuführungsrohrleitung
für Schutzgas 6 verbunden. Die vorgefertigte Platte 1 wird dann auf die Metalloberfläche 3 aufgebracht,
und nach Verstreichen einer geeigneten Zeit (beispielsweise undgefähr 10 Sekunden) wird ein
Druckstempel 4 zur Anlegung eines Drucks (beispielsweise ungefähr 1 Tonne/cm-' für 30 Sekunden)
abgesenkt. Danach wird der Druck weggenommen, und das Produkt einer vorher bestimmten Form wird
So mittels eines Auswerferkolbeus 5 herausgenommen.
Die Fig. 4 zeigt eine Gußfläche einer verstärkten Oberfläche, die erfindungsgemäß hergestellt wurde,
und F i g. 5 zeigt eine verstärkte Schicht (Z?), wie sie erfindungsgemäß hergestellt wird. Es wurde festgestellt,
daß beide die Vorteile haben, wie sie im folgenden im Vergleich zu der herkömmlichen Aufsprühmethode
dargestellt werden. Wie sich klar aus dem Vergleich von F ι g. 1 mit F i g. 4 ergibt, ist die
Gußfläche im Falle der Erfindung besser. Beispiel.·=-
weise sind Nachteile wie Blaslöcher, Ablösen der verstärkten Schicht usw., die bisher oft auftraten, bemerkenswert
zurückgegangen. Ein Vergleich mit dem Bezugszeichen A der F i g. 2 mit dem Bezugszeichen
B der Fig.5 zeigt klar, daß die verstärkte Schicht mit gleichmäßiger gewünschter Stärke entsprechend
F i g. 5 auch erfindungsgemaß erhalten werden kann.
Außerdem ist bei dem Produkt entsprechend dem
Verfahren der Erfindung die verstärkte Schicht so fest mit dem geschmolzenen Metall verbunden, daß
fcci der Verwendung für einen Amboß o. ä., wo eine große Härte und Festigkeit erforderlich ist, solche
unerwünschten Phänomene, wie z. B. Abnutzen, Recken, Ablösen, wie sie sonst auftreten, hier nichi
auftreten, so daß eine bemerkenswerte Wirkung in form der Verlängerung der Lebensdauer des Produkts
eintritt.
Fig.6 zeigt die MikroStruktur (x 100) des gebundenen
Teils der verstärkten Schicht an dem Basismetall entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren,
pieses Testmaterial wurde vorbereitet durch Verbinden
mit dem geschmolzenen Metall (Kohlenstoffstahl) einer vorgeformten Platte aus Wolfram-Karbid-Pulver,
wobei das genannte Testm-Uerial danach
einem Vergütungsverfahren unterzogen wurde. Aus dieser Figur ergibt sich, daß die Verbindung im Bereich
C perfekt ist und daß keine schädlichen Wirkungen, wie z. B. Gaseinschlüsse, festzustellen sind.
F i g. 7 ist ein Diagramm mit der Verteilung der Vickers-Härte (Hv) in der verstärkten Schicht entsprechend
dem Photomikrogramm der Fig. 6 zum Basismaterial hin. Wie sich aus dem Diagramm klar
ergibt, bleibt die verstärkte Schicht aus Wolfram-Karbid nach der Vergütung ausreichend hart.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zum Herstellen eines Vnrbundgußstückes
aus einem Basismetall und einer harten Oberflächenschicht aus metallkarbidischen
oder keramischen Hartstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das geschmolzene
Basisnietall in eine Gießform eingegossen und darin unter einer Schutzgasatmosphäre gehalten
wird und daß danach eine vorgeformte Platte aus den gepreßten Hartstoffpulvern auf
das in der Gießform befindliche Basismetall aufgelegt und auf dieses aufgepreßt wird, solange das
Basismetall sich noch ir. zumindest zähflüssigem Zustand befindet.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
metallische Gießform, die an ihrer Oberseite eine Rohrleitung (6) mit einer Vielzahl von auf den
Formhohlraum gerichteten Düsen (7) zum Einblasen von Schutzgas besitzt.
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