DE2254705A1

DE2254705A1 - Schleudergussverfahren

Info

Publication number: DE2254705A1
Application number: DE19722254705
Authority: DE
Inventors: Detlev Dr Ing Fuchs; Hans Dr Preisendanz; Peter Dr Ing Schueler
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke GmbH
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke GmbH
Priority date: 1972-11-09
Filing date: 1972-11-09
Publication date: 1974-05-22
Also published as: DE2254705B2

Description

Schleudergußverfahren .
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schleudergußverfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen metallischen Eohlkörpern durch Eingießen flüssiger Metallschmelze in eine sich drehende Schleudergußkokille.
Es ist bekannt, rotationssymmetrische Teile dadurch herzustellen, daß man in eine um ihre Achse sich drehende, meist rohrförmige mit einer feuerfesten Auskleidung versehene Kokille flüssige Metallschmelze eingießt . Die eingegossene Metallschmelze fließt auf die rnnenwandung der Kokille, verteilt sich auf ihr gleichmäßig sowohl in Achs- als auch Umfangsrichtung. Nach dem Abguß wird die Schleudergußkokille noch so lange weitergedreht, bis die eingeschleuderte Lage erstarrt ist. Infolge der hohen Zentrifugalkraft, die in der sich drehenden Kokille auf das eingeschleuderte flüssige Metall ausgeübt wird, entstehen sehr dichte Gußteile. Bei Auskleidung der Schleudergußkokille mit sehr feinkörniger Schlichte kann das Schleudergußteil mit sehr sauberer Außenumfangsfläche hergestellt werden.
Für die Herstellung von Schleudergußteilen mit sauberer und glatter Innenoberfläche ist es auch bekannt, nach dem Abguß der Metallschmelze in die Kokille flüssige Schlacke nachzugieûen, die sich auf der Irmenoberfläche der zuvor -gesciiieuderten Metallage verteilt, diese abdeckt, vor Oxydation schützt und evtl. mit der Metallschmelze mitgerissene Schlackenbestandteile, die sich aufgrund ihrer meist niedrigeren Dichte an der Innenoberfläche der Metallage ansammelt, aufnimmt. Da die nach dem Abguß der Metallage eingeschleuderte flüssige Schlacke geringere Dichte hat als das Metall oder die Metallegierung der Schleudergußlage, bleibt sie auf der Innenoberfläche der Metallgußlage und dringt nicht in diese ein. Durch die Zentrifugalkraft trennen sich nämlich die Stoffe nach ihrer Dichte, wobei sich die dichteren Stoffe, hier das Metall, in radialer Richtung der Kokille weiter außen anlagern als die Stoffe mit geringerer Dichte, hier also die Schlacke. Dies wird auch beim sogenannten Schlackedurchgießen ausgenutzt. Bei diesem bekannten Verfahren wird zunächst flüssige Schlacke in die sich drehende Schleudergußkokille eingefüllt und anschließend Metallschrnelze nachgegossen, die dann aufgrund ihrer höheren Dichte die zuvor geschleuderte flüssige Schlackenschicht durchdringt und sich an der Kokilleninnenwand zur Bildung der Schleudergußlage ansammelt, während die Schlackenschicht nach erfolgtem Abguß auf der Innenoberfläche des Schleudergußteils liegt und nach der Erstarrung mechanisch von dem Schleudergußteil entfernt werden kann.
Es ist außerdem bekannt, nach dem Schleudergußverfahren Verbundteile herzustellen. Es sind dies z. B. Rohre, die aus zwei verschiedenen Metallagen bestehen, von denen beispielsweise die äußere äus niedrig-und die innere aus hochlegiertem Stahl oder die äußere aus zähem und die innere aus verschleißfestem Material bestehen. Durch Paarung entsprechender Werkstoffe kann verschiedenen Anforderungen Rechnung getragen werden, die in vielen Fällen von einem einzigen Werkstoff nicht zu erfüllen wären. Die Herstellung solcher Verbundteile im Schleudergußverfahren geschieht derart, daß nach erfolgtem Abguß der äußeren Lage die Schmelze für die zweite innere Lage in die Kokille eingeschleudert wird, wobei sich die beiden Lagen an ihrer Kontaktfläche durch Diffusionsvorgänge miteinander verbinden.
Bei der Herstellung von Schleuderguß- oder Verbundschleudergußteilen wird mit der Erfindung nun ein völlig neuer Weg beschritten. Ausgehend von dem bekannten Eingießen flüssiger Metallschmelze in eine sich drehende Kokille wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, auf die flüssige, mindestens aber noch teigige Schleudergußlage pulverförmige oder körnige Feststoffe von höherer Dichte als die der zuvor eingeschleuderten Metallschmelze in ihrem noch flüssigen oder teigigen Zustand aufzustreuen und bei fortgesetzter Drehung der Kokille durch die dabei auf die Feststoffkörner ausgeübte Zentrifugalkraft in die Schleudergußlage hinein zu zwingen.
Das Aufstreuen von pulverförmigen Feststoffen auf drehende Teile zur Bildung von Überzugsschichten ist an sich bekannt. So wird z. B. in der CH-PS 189 883 ein Verfahren zum Verzinnen von Kesseln beschrieben, bei dem auf die Innenwand eines in Umdrehung versetzten Kessels Zinnpulver aufgestreut wird. Durch Zufuhr von Wärme wird das Zinnpulver aufgeschmolzen, wodurch die Kesseiwand mit einer- Zinnschicht überzogen wird. Dieses bekannte Aufstreuen von pulverförmigen Feststoffen unterscheidet sich von der Erfindung grundsätzlich dadurch, daß wie beim Verbundschleuderguß das aufgeschmolzene Pulver eine eigene Lage bildet und nicht wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Feststoffpartikel in eine noch flüssige oder teigige Schleudergußlage eindringen.
Durch Wahl des Zeitpunkts, zu dem man den Feststoff auf die Schleudergußlage aufgestreut, hat man es in der Hand, wieweit die Feststoffpartikel in die Schleudergußlage eindringen. Streut man die Feststoffpartikel unmittelbar nach Beendigung des Abgusses der Metallschmelze, wenn diese noch flüssig ist, auf, dann lagern sich die Feststoffpartikel, gleichmäßig über den ganzen Wandquerschnitt der Schleudergußlage verteilt, ein. Wartet man dagegen, bis die Schleudergußlage schon in den teigigen Zustand übergegangen und in der Außenzone im Bereich der Kokillenwand erstarrt ist, kann gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht werden, daß die Feststoffpartikel nur bis zu einer begrenzten Tiefe in die Innenoberfläche der Schleudergußlage eindringen.
Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann folgendes erreicht werden. Wenn auf die Innenoberfläche der flüssigen oder teigigen Schleudergußlage keimbildende, die Kristallisation beeinflussende pulverförmige oder körnige Fntstoffe aus einem artgleichen oder anderen Material als die Schleudergußlage aufgestreut werden, entsteht ein über den ganzen Querschnitt des Schleudergußteils feinkörniges Gefüge. Streut man nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens pulverförmige oder körnige, mit dem Metall oder der Metallegierung der Schleudergußlage legierungsfähige Stoffe auf die Innenoberfläche der zuvor eingeschleuderten Lage auf, so kann die Zusammensetzung des Schleudergußteils in beliebiger Weise beeinflußt werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können auf die Innenoberfläche der flüssigen oder teigigen Schleudergußlage pulverförmige oder körnige Hartstoffe, die ggf. mit artgleichen oder -fremden Metallen oder Metallegierungen umhüllt sind, aufgestreut werden. Die Hartstoffpartikel werden wegen ihrer größeren Dichte durch den Einfluß der Zentrifugalkraft unter partiellen Auflösungserscheinungen bis an den Rand der Erstarrungsfront durch die Schleudergußlage geschoben. Dabei beeinflussen sie einmal den Erstarrungsvorgang im Hinblick auf eine feinkörnige Kristallisation und außerdem entsteht ein Feststoff-dotierter Verbundwerkstoff mit höherer Härte und Verschleißfestigkeit, als sie das Metall oder die Metallegierung der Schleudergußlage besitzt. Wie gesagt, kann die Einlagerung der Hartstoffkörn-er durch entsprechende Bestimmung des Zeitpunkts, zu dem sie auf die Innenoberfläche der Schleudergußlage aufgestreut werden, auf eine dünne Randzone der Innenoberfläche der Schleudergußlage beschränkt werden, so daß diese innere Randzone verschleißfester als die Außenschicht der Schleudergußlage wird.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können z. B. Extruderrohre, Rohre oder Buchsen für hydraulische oder pneumatische Förderung von Feststoffen, z. 3. Sandstrahlrohre, Liftrohre, Betonförderrohre, Pumpenzylinder und -gehäuse, hergestellt werden. Auch eine Beeinflussung des Gefügezustandes der Schleudergußteile, z. B. die Erweiterung der globulitischen Gefügezone innerhalb der Rohrwandung bei Crackrohren für die Erdölchemie, wird durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht.

Claims

Patentansprüche

1. Schleudergußverfahren zur Herstellung von rotations symmetrischen metallischen Hohlkörpern durch Eingießen flüssiger Metallschmelze in eine sich drehende Schleudergußkokille' dadurch gekennzeichnet, daß auf die flüssige, mindestens aber noch teigige Sçhleudergußlage pulverförmige oder körnige Feststoffe von höherer Dichte als die der zuvor eingeschleuderten Metallschmelze in ihrem noch flüssigen oder teigigen Zustand aufgestreut und bei fortgesetzter Drehung der Kokille durch die dabei auf die Feststoffkörner ausgeübte Zentrifugalkraft in die Schleudergußlage hineingezwungen werden.

2. Schleudergußverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffpartikel nur bis zu einer begrenzten Tiefe in die Innenoberfläche der Schleudergußlage eindringen.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Innenoberfläche der flüssigen oder teigigen Schleudergußlage keimbildende, die Kristallisation beeinflussende pulverförmige oder körnige Feststoffe aus einem artgleichen oder anderen Material als die Schleudergußlage aufgestreut werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmige oder körnige, mit dem Metall oder der Metalllegierung der Schleudergußlage legierungsfähige Stoffe auf die Innenoberfläche der zuvor eingeschleuderten Lage aufgestreut werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Innenoberfläche der flüssigen oder teigigen Schleudergußlage pulverförmige oder körnige Hartstoffe, die ggf. mit artgleichen oder -fremden Metallen oder Metallegierungen umhüllt sind, aufgestreut werden.