DE2254705C3

DE2254705C3 - Centrifugal process

Info

Publication number: DE2254705C3
Application number: DE19722254705
Authority: DE
Inventors: Hans Dr. 4156 Willich; Schüler Peter Dr.-Ing. 4150Krefeld; Fuchs Detlev Dr.-Ing. 4630 Bochum Preisendanz
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Filing date: 1972-11-09
Publication date: 1977-06-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleudergußverfahren zur Herstellung vDn rotationssymmetrischen metallischen Hohlkörpern, die in bestimmten Bereichen eingelagerte pulverformige oder körnige Hartstoffe enthalten.The invention relates to a centrifugal casting process for the production of rotationally symmetrical ones metallic hollow bodies, the powdery or granular hard materials embedded in certain areas contain.

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 Innenwandung 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 hoher Zentrifugalkraft, die in der sich drehenden Kokille auf das eingeschleuderte flüssige Metall ausgeübt wird, entstehen sehr dichte Gußtei-Ie. Bei Auskleidung der Schleudergußkokille mit sehr feinkörniger Schlichte kann das Schleudergußteil mit sehr sauberer Außenumfangsfläche hergestellt werden.It is known to produce rotationally symmetrical parts to produce that one turns into a rotating about its axis. mostly tubular with a refractory lining provided mold pours liquid metal melt. The poured metal melt flows onto the Inner wall of the mold is distributed evenly on it both in the axial and circumferential direction. After the casting process, the centrifugal casting mold will last for so long continued to turn until the centrifuged layer has solidified. Due to the high centrifugal force in the When the rotating mold is applied to the injected liquid metal, very dense castings are created. If the centrifugal casting mold is lined with a very fine-grain size, the centrifugal casting can also very clean outer peripheral surface can be produced.

Für die Herstellung von Schleudergußteilen mit sauberer und glatter Innenoberfläche ist es auch bekannt, nach dem Abguß der Metallschmelze in die Kokille flüssige Schlacke nachzugießen, die sich auf den Innenoberfläche der zuvor geschleuderten Metallage verteilt, diese abdeckt, vor Oxydation schützt und eventuell mit der Metallschmelze mitgerissene Schlackenbestandtei-Ie, 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 enngefüllt und anschließend *>■> Metallschmelze 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 kanaFor the production of centrifugally cast parts with a clean and smooth inner surface, it is also known After the molten metal has been poured into the mold, liquid slag is poured in, which is on the inner surface distributed over the previously spun metal layer, covering it, protecting it from oxidation and possibly with it Slag constituents entrained by the molten metal, which are due to their mostly lower density accumulates on the inner surface of the metal layer. Because that was thrown in after the metal layer was cast liquid slag has a lower density than the metal or metal alloy of the centrifugally cast layer, it remains on the inner surface of the cast metal layer and does not penetrate into it. Because of the centrifugal force, the substances separate according to theirs Density, whereby the denser substances, here the metal, are deposited further outside in the radial direction of the mold than the substances with a lower density, in this case the slag. This is also the case with so-called slag pouring exploited. In this known method, liquid slag is first in the rotating Centrifugal casting mold ennfilled and then *> ■> Molten metal is then poured in, which then, due to its higher density, becomes the previously hurled liquid Slag layer penetrates and attaches to the inner wall of the mold to form the centrifugal cast layer accumulates, while the slag layer after the casting has taken place lies on the inner surface of the centrifugal casting and after solidification mechanically from the Centrifugal casting can be removed kana

Aus der deutschen Patentanmeldung B 2734, Kl. 31c, Gr 18/01 ist es bekannt beim Eingießen von flüssigem Stahl in die Schleudergußkokille gleichzeitig Lösungs- und/oder Reaktions- bzw. Desoxydationsmittel gesondert zuzugeben, die sich mit dem einfließenden Stahl zunächst innig vermischen. Nach Ablauf der Reaktionen entmischen sich die zugegebenen Stovfe dann aber von der Stahlschmelze und wandern infolge ihrer niedrigeren Dichte nach innen und lagern sich auf der Innenoberfläche des erstarrenden Schleudergußrohres ab.From the German patent application B 2734, class 31c, Gr 18/01 it is known when pouring liquid Steel in the centrifugal casting mold at the same time solvent and / or reaction or deoxidizing agent separately admit, which initially mix intimately with the steel flowing in. After the reactions have expired However, the added substances separate from the molten steel and migrate as a result of their lower levels Dense inwards and are deposited on the inner surface of the solidifying centrifugal cast pipe away.

Es ist außerdem bekannt, nach dem Schleudergußverfahren Verbundteile herzustellen. Es sind dies z. B. Rohre, die aus zwei verschiedenen Metallager! bestehen, von denen beispielsweise die äußere aus 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 Diffusionsvorgange miteinander verbinden.It is also known to use the centrifugal casting process Manufacture composite parts. There are z. B. Pipes made from two different metal bearings! exist, of which, for example, the outer made of low-alloy steel and the inner made of high-alloy steel or the outer made of tough and the inner made of wear-resistant material. By pairing appropriate materials Various requirements can be met, in many cases from a single one Material would not be able to be met. The production of such composite parts takes place in a centrifugal casting process such that after the outer layer has been poured, the melt for the second inner layer into the Mold is thrown in, the two layers at their contact surface by diffusion processes connect with each other.

So ist z. B. das Aufstreuen von pulverförmigen Feststoffen auf drehende Teile zur Bildung von Überzugsschichten bekannt. In der CH-PS 189 883 wird 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 Kesselwand mit einer Zinnschicht überzogen wird. Wie beim Verbundschleuderguß bildet das aufgeschmolzene Pulver eine eigene mit der Innenoberfläche des Schleudergußteils verbundene Lage.So is z. B. the sprinkling of powdery solids known on rotating parts for the formation of coating layers. In the CH-PS 189 883 a procedure for the tinning of boilers described, in which on the inner wall of a set in rotation Tin powder is sprinkled on the boiler. The tin powder is melted by supplying heat, whereby the boiler wall is coated with a layer of tin. As with composite centrifugal casting, the melted Powder a separate layer connected to the inner surface of the centrifugally cast part.

Bei der Herstellung von Schleuderguß- oder Veibundschleudergußteilen 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 Haristoffe von höherer Dichte als die der zuvor eir.geschleuderten Metallschmelze in ihrem noch flüssige! oder teigigen Zustand bei fortgesetzter Drehung der Kokille aufzustreuen. Durch die in der sich drehenden Kokille auf die Hartstoffkörner ausgeübte Zentrifugalkraft werden sie in die Schleudergußlage hineingezwungen, lagern sich also in dem Schleudergußteil ein.In the manufacture of centrifugal cast or composite centrifugal cast parts a completely new path is now being embarked upon with the invention. Starting from the known Pouring liquid metal melt into a rotating mold is proposed according to the invention, on the liquid, but at least still doughy, centrifugally cast layer, powdery or granular urine of higher density than that of the molten metal that was previously ejected in its still liquid! or doughy state to sprinkle with continued rotation of the mold. By in the spinning Centrifugal force exerted on the hard material grains in the mold, they are forced into the centrifugal casting position, So are stored in the centrifugally cast part.

Wesentlich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß der Hartstoff erst nach dem Eingießen der Metallschmelze in die Schleudergußkokille durch Aulstreuen auf die Innenoberfläche der Schleudergußlage zugegeben wird.It is essential in the method according to the invention that the hard material is only added after the molten metal has been poured in into the centrifugal casting mold by sprinkling on the inner surface of the centrifugal casting layer is admitted.

Durch Wahl des Zeitpunkts, zu dem man den Hartstoff auf die Schleudergußlage aufstreut, hat man es in der Hand, wie weit die Hartstoffpartikeln in die Schleudergußlage eindringen. Streut man die Hartsioffpartikeln unmittelbar nach Beendigung des Abgusses der Metallschmelze auf, wenn diese noch flüssig ist,By choosing the point in time at which the hard material is sprinkled onto the centrifugal cast layer, you have it in how far the hard material particles penetrate into the centrifugal cast layer. One sprinkles the Hartsioffpartikel Immediately after the end of the pouring of the molten metal, if it is still liquid,

dann lagern sich die Hartstoffpartikeln 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, dringen die Kartstoffpartikeln nur bis zu einer begrenzten Tiefe in die Innenoberfläche der Schleudergußlage ein und lagern sich ausschließlich dort ein.then the hard material particles are deposited evenly over the entire wall cross-section of the centrifugally cast layer distributed, a. On the other hand, you wait until the centrifugal casting position already passed into the doughy state and in the outer zone in the area of the mold wall solidified, the cardboard particles only penetrate up to a limited depth into the inner surface of the centrifugal cast layer and are stored exclusively there a.

Von dem aus der DT-PS 891 324 bekannten Verfahren unterscheidet sich das erfindungsgemäße grundsätzlich schon dadurch, daß es zur Herstellung von rotationssymmetrischen Hohlkörpern wie Rohren dient und nicht wie das bekannte zur Herstellung von hartmetallbestückten Werkzeugen. Darüberhinaus wird bei dem bekannten Verfahren das Hartmetall schon vor dem Abguß mit der Schmelze vermischt und nicht wie bei der Erfindung nach dem Abguß zugegeben. Dadurch läßt sich bei Durchführung des bekannten Verfahrens die Entmischung und Einlagerung der Hartsioffpartikeln nicht beliebig beeinflussen, was bei dem Verfahren gemäß der Erfindung möglich ist.The method according to the invention differs fundamentally from the method known from DT-PS 891 324 because it is used to manufacture rotationally symmetrical hollow bodies such as pipes and not like the well-known for the production of carbide-tipped Tools. In addition, the hard metal is already used in the known method the casting mixed with the melt and not added after the casting as in the invention. Through this When the known method is carried out, the separation and storage of the Hartsioff particles can be achieved do not influence arbitrarily what is possible with the method according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet außerdem die Möglichkeit gleichzeitig oder nacheinander verschiedene Hartstoffe mit unterschiedlicher Dichte zuzusetzen, wobei sich die Hartstoffpartikeln mit höherer Dichte im äußeren Randbezirk des Schleudergußteils und die mit niedrigerer Dichte im inneren Randbezirk an- bzw. einlagern.The method according to the invention also offers the possibility of different ones at the same time or one after the other Add hard materials with different densities, the hard material particles with higher Density in the outer periphery of the centrifugal casting and the lower density in the inner periphery store or store.

Nach einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können auf die innenoberfläche der flüssigen oder teigigen Schleudergußlage pulverförmige oder kömige, mit artgleichen oder -fremden Metallen oder Metallegierungen umhüllte Hartstoffe verwendet werden. Die Hartstoffpartikeln werden wegen ihrerAccording to one embodiment of the method according to the invention, the inner surface of the liquid or doughy centrifugal cast layer, powdery or granular, with metals of the same type or of dissimilar metals or hard materials coated with metal alloys are used. The hard material particles are because of their

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 Kristal-greater density due to the influence of centrifugal force with partial dissolution phenomena up to the edge of the solidification front through the centrifugal casting layer pushed. On the one hand, they influence the solidification process with regard to a fine-grained crystal

(isation und außerdem entsteht ein Feststoffdotierter Verbundwerkstoff mit höherer Härte und Verschleißfestigkeit, als sie das Metall oder die Metallegierung der Schleudergußlage besitzt Wie gesagt, kann die Einlagerung der Hartstoffkörner durch entsprechende Be-(ionization and, moreover, a solid-doped one is formed Composite material with higher hardness and wear resistance than the metal or metal alloy of the As I said, it can be embedded in a centrifugal cast layer the hard material grains by appropriate

is Stimmung des Zeitpunkts, zu dem sie auf die Innenoberfläche der Schleudergußlage aufgestreut werden, auf eine dünne Randzone der Innenoberfläche der Schleuderguölage beschränkt werden, so daß diese innere Randzone verschließfester als die Außenschichtis mood of the moment when they hit the inner surface the centrifugal cast layer are sprinkled on a thin edge zone of the inner surface of the Schleuderguölage be limited, so that this inner Edge zone more wear-resistant than the outer layer

ίο der Schleudergußlage wird.ίο the centrifugal casting position is.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können ί. B. Extruderrohre, Rohre oder Buchsen für hydraulische oder pneumatische Förderung von Feststoffen. z. B. Sandstrahlrohre, Liftrohre. Betonförderrohrc.According to the method according to the invention can ί. B. extruder tubes, pipes or sockets for hydraulic or pneumatic conveying of solids. z. B. sandblasting pipes, lift pipes. Concrete delivery pipe c.

Pumpenzylinder und -gehäuse, hergestellt werden. Audi eine Beeinflussung des Gefügezustandes der Schleudergußteile, z. B. die Erweiterung der globulitischen Gefügezone innerhalb der Rohrwandung bei Crackrohren für die Erdölchemie, wird durch Anwen-Pump cylinder and housing. Audi influencing the structural condition of the centrifugally cast parts, z. B. the extension of the globulitic Structural zone within the pipe wall of crack pipes for the petrochemical industry, is

dung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht.tion of the method according to the invention allows.

Claims

Patent claims:

1. Schleudergußvtrfahren for the production of rotationally symmetrical metallic hollow bodies, which contain embedded powdery or granular hard materials in certain areas, characterized in that the liquid, at least; but still doughy centrifugal cast layer powdery or granular hard materials ν ya higher density than that of the previously einleudei th molten metal in their still liquid or doughy state are sprinkled with continued rotation of the mold.

2. The method according to claim 1, characterized in that that powdery or granular hard materials are used that are of the same type or - foreign metals or metal alloys are encased.

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