DE2361603A1

DE2361603A1 - Verfahren zur herstellung von verschleissfesten foerderschnecken mit langer lebensdauer

Info

Publication number: DE2361603A1
Application number: DE2361603A
Authority: DE
Inventors: Ferenc Toth
Original assignee: EPITOEGEPGYARTO VALLALAT
Current assignee: EPITOEGEPGYARTO VALLALAT
Priority date: 1972-12-11
Filing date: 1973-12-11
Publication date: 1974-06-12
Also published as: PL89554B1; HU172012B; RO63886A2; CS179994B2; FR2209702A1; AT331051B; ATA1029473A; DD108120A1; IT1009064B; FR2209702B1

Description

Beschreibung zur Patentanmeldung betreffend Verfahren zur Herstellung von verschleißfesten Förderschnecken mit langer Lebensdauer Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von verschleißfesten Förderschnecken mit langer Lebensdauer, Die erfindungsgemäß hergestellten Förderschnecken werden besonders vorteilhaft in Schraubenpumpen, welche zur Förderung beziehungsweise Fortleitung von silikathaltigem Mörtel oder ähnlichen Materialien mit erhöhter Verschleißwirkung eingesetzt werden, verwendet.
In der Bauindustrie finden zur Zeit zur Förderung von Mörtel gewöhnliche Eolbenpumpen Anwendung. Diese Pumpen weisen aber mehrere Nachteile auf. So ist zum Beispiel die Förderung mit ihnen diskontinuierlich und in Abhängigkeit von der Zahl der Kolben und deren Kupplung stoßartig. Ferner ist das Pumpengewicht zu hoch; außerdem sind sie mit einer großen Zahl von Maschinenteilen, die als Fehlerquellen gelten, ausgerüstet. Demzufolge ist ihre Wartung und Instandsetzung ziemlich erschwert und kompliziert.
In der Lebensmittel industrie ist die Anwendung der einfachen Schraubenpumpen schon längst verbreitet. Diese Pumpen können aber nur dort eingesetzt werden, wo Materialien mit minimaler Verschleißwirkung gefördert beziehungsweise fortgeleitet werden.
Die Förderschnecke der Schraubenpumpe, die ein zwei- oder mehrgängiges Rundgewindeprofil mit großem Hub aufweist, dreht sich in einer Planetenbewegung im Gummigehäuse. Das Gummigehäuse lenkt mitunter auch die Pumpenwelle.
Die Schraubenpumpe fördert die zu transportierende Menge mit hohem Druck in die jeweilige Transportrichtung.
Die zur Zeit üblichen Schraubenpumpen können bisher für die Mörtelförderung beziehungsweise -fortleitung nicht eingesetzt werden, da die Förderschnecken in äußerst kurzer Zeit verschleißen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von verschleißfesten Förderschnecken vorzusehen und so deren Anwendung zur Förderung beziehungsweise Fortleitung von Materialien mit starker Verschleißwirkung, wie Mörtel, zu ermöglichen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von verschleißfesten Förderschnecken mit langer Lebensdauer, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß auf eine Förderschnecke aus gegossenem oder zerspantem Stahl nach deren Entfetten beziehungsweise unmittelbar nach deren Sandstrahlen, jedoch mindestens nach 2 Stunden ein ueberzug, bestehend aus etwa 0,3 bis 0,5 Gew.-% C, etwa 14,5 bis 17,5 Gew.-O/o Cr, etwa 3,6 bis 4,4 Gew.4c B, etwa 3,6 bis 4,4 Gew.-% Si, etwa 2,7 bis 3,3 Gew.-% Be, etwa 2,2 bis 2,8 Gew.-% Cu, etwa 2,2 bis 2,8 Ges.-% Mo, etwa 2,2 bis 5,5 Gew.-% W und Ni als Rest mit Hilfe von Flammspritz- oder Plasmastrahlverfahren aufgebracht wird, wobei in der ersten Stufe-die während des ganzen Verfahrens kontinuierlich gedrehte Förderschnecke auf eine Temperatur von etwa 160 bis 2000C erwärmt und bei dieser Temperatur auf ihre Oberfläche eine Grundschicht mit einer Dicke von etwa 50 bis 100 um aufgespritzt beziehungsweise aufgestreut wird, in der nächsten Stufe die aufgespritzte Schicht auf etwa 1 100 bis 1 2500C erhitzt und bei dieser Temperatur eine Zwischenschicht mit einer Gesamtdicke von etwa 0,3 bis 2,0 mm in etwa 0,2 bis 0,25 mm dicken Teilschichten aufgebracht wird, in der dritten Stufe erneut bei etwa 160 bis 2000C, auf die vorzugsweise mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von höchstens etwa 5 bis 1000/Minute abgekühlt wird, eine Deckschicht mit einer Dicke von etwa 50 bis 100 r aufgespritzt wird und schließlich mit einer Abkuhlungsgeschwindigkeit von höchstens etwa 5 bis 1000/Minute abgekühlt wird.
Es ist zweckmäßig, das AuSspritzen der etwa 50 bis IQOftin dicken Grundschicht in einer Breite von etwa 4 bis 40 mm in einem Arbeitsgang bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit der Förderschnecke von etwa 20 bis 28 Umirehungen/Minute durchzuführen. Ferner ist es vorteilhaft, das Aufbringen der Zwischenschicht in einer Breite von etwa 2 bis 20 mm bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit der Förderschnecke von etwa 2 bis 6 Umdrehungen/Minute durchzuführen. Weiterhin ist es bevorzugt, das Aufbringen der Deckschicht in einer Breite von etwa 4 bis 40 mm bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit der Förderschnecke von etwa 20 bis 30 Umdrehungen/Minute durchzuführen.
Es ist auch zweckmäßig, bei der Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrens die Spritzdüse beziehungsweise Streudüse in einem Abstand von etwa 30 bis 80 mm Von der Förderschnecke zu führen und fast senkrecht zu ihrer Oberfläche zu halten sowie ferner die Steuerung mit einer Kopiereinrichtung vorzunehmen. Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird daher die Spritzdüse in einen der Supports einer Kopierdrehbank eingespannt und mit Hilfe einer Matrize geführt. Der Abstand der Spritzdüse von der Förderschnecke kann aber gegebenenfalls auf bis zu 300 mm erhöht werden.
Die Erfindung wird an Hand des folgenden nicht als Beschränkung aufzufassenden Beispieles näher erläutert.
Beispiel Es wurde eine Förderschnecke mit Abmessungen von 300 x 40 mm für eine Schraubenpumpe vom Typ VCS 2 hergestellt. Der Durchmesser des gegossenen Stahles wurde um 4,3 mm kleiner als der des Fertigstückes gewählt. Nach dem Sandstrahlen wurde die vorbearbeitete Förderschnecke in das Spannfutter einer Kopierdrehbank eingesetzt und mit einem Reitstock abgespreizt. Das überziehen erfolgte mit einer Acetylen/Sauerstoff-Flamme. Die Matrize wurde gegen eine Förderschnecke mit Endabmessungen, das heißt den Abmessungen des Fertigstückes ausgetauscht und die Spritzdüse wurde in einen der Supports eingespannt. Die Förderschnecke wurde zunächst bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Stückes von etwa 20 bis 28 Umdrehungen/Minute mit neutraler (das heißt weder reduzierender noch oxydierender) Flamme (beispielsweise gemäß IN Taschenbuch 8, Schweißtechnische Normen") auf 160 bis 20000 erwärmt und bei dieser Temperatur wurde ein erfindungsgemäß festgelegtes Metallpulver der folgenden Zusammensetzung 0,4 Gew.-% C, 16,0 Gew.-% Cr, 4,0 Gew.-% B, 4,0 Gew.-% Si, 3,0 Gew0-Vo Fe, 2,5 Gew.-% Cu, 2,5 Gew.4'o Mo, 2,5 Gew.-% W und als Rest Ni aufgespritzt. Dabei bewegte sich die Spritzdüse mit einer Vorschubgeschwindigkeit der Maschine von bis bis 10 mm/Minute durch die Matrize geführt in einem Abstand von 50 mm von der Förderschnecke. Das Metallpulver wurde in einer Breite von etwa 20 mm und einer Dicke von etwa 100 Mm aufgebracht.
Nach dem Aufbringen der Grundschicht wurde die Börderschnecke in der zweiten Stufe wahrend zweier Hin- und Rückgange auf 1 150°C erhitzt. Danach erfolgte das Aufspritzen der eigentlichen verschleißfesten Zwischenschicht. Sie wurde in einer Breite von 10 mm und einer Dicke von 2 mm aufgebracht, wobei die Förderschnecke mit einer Geschwindigkeit von 4 Umdrehungen/Minute gedreht wurde. Der optimale Brandfleck wurde durch Aufbringen einer 0,25 mm dicken Schicht je Vorschub erreicht. Die Förderschnecke hatte bis zum Ende des Vorganges eine Temperatur von etwa 1 150°C.
Dabei mußte darauf geachtet werden, daß die Temperatur 1 250°C nicht überstieg, damit kein Schmelzen des Grundmateriales der Stahlschnecke erfolgen konnte und ferner einer eventuellen Änderung in der Kornstruktur des Grundmateriales vorgebeugt wurde.
Es ist zweckmäßig, das überziehen mit gasreicher reduzierender Flamme durchzuführen.
Nach dem Erstarren und Abkühlen der aufgebrachten Schichten wurde eine Deckschicht bei etwa 160 bis 2000C in einer Dicke von 50 Fm aufgespritzt. Dabei war die Zahl der Umdrehungen 20 Umdrehungen/Minute und der Vorschub der Spritzdüse wurde auf den kleinsten Wert eingestellt. Diese Schicht hatte eine Breite von 20 mm, Die Deckschicht hat die Aufgabe, die Unebenheiten auszugleichen.
Die fertige Förderschnecke wurde bei Zimmertemperatur, vorteilhaft mit Luft, mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von höchstens 100C/Minute abgekühlt.
Die Oberflächenhärte der erfindungsgemäß hergestellten Spritzschichten der Förderschnecke beträgt 58 bis 62 Rockwell-Härte. Sie sind durch ihre Oberflächenqualität zur Anwendung geeignet.
Die so hergestellten Förderschnecken können sofort nach dem Abkuh.len eingebaut werden.
Die erfindungsgemäß hergestellten Förderschnecken arbeiten, wenn sie in Schraubenpumpen vom Typ VCS-2 eingebaut werden, bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 400 Umdrehungen/Minute, einer Förderleistung von 2 m³ Stunde und einem Druck von 15 atm 250 bis 350 Betriebsstunden. Bei Senken der Umdrehungsgeschwindigkeit auf einen Wert von 200 Umdrehungen/?ute steigt ihre Lebensdauer bei der obigen Förderleistung und anderen geometrischen Abmessungen auf 500 bis 700 Betriebsstunden.
Die zur Zeit im Gebrauch befindlichen verschleißfest ausgerüsteten (durch Hartverchromung) Förderschnecken, die in Schraubenpumpen, welche silikathaltige Mörtel fördern beziehungsweise fortleiten, eingebaut sind, arbeiten auch unter günstigen Betriebsbedingungen nur höchstens 40 Betriebsstunden. Demzufolge ist ihre Anwendung für diese technische Aufgabe nicht wirtschaftlich.
Selbstverständlich können die mit erfindungsgemäßen Förderschnecken ausgerüsteten Schraubenpumpen nicht nur in der Bauindustrie, sondern auch sonstwo auf solchen Anwendungsgebieten eingesetzt werden, bei welchen Materialien mit erhöhter Verschleißwirkung gefördert beziehungsweise fortgeleitet werden müssen.
Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1.) Verfahren zur Herstellung von verschleißfesten Förderschnecken mit langer Lebensdauer, dadurch gekennzeichnet, daß man auf eine Förderschnecke aus gegossenem oder zerspantem Stahl nach deren Entfetten beziehungsweise unmittelbar nach deren Sandstrahlen, jedoch mindestens nach 2 Stunden einen Überzug, bestehend aus etwa 0,3 bis 0,5 Gew.-% C, etwa 14,5 bis 17,5 Gew.-% Or, etwa 3,6 bis 4,4 Gew.-/% B, etwa 3,6 bis 4,4 Gew.-%> Si, etwa 2,7 bis 3,3 Gew.Vo Fe, etwa 2,2 bis 2,8 Gew.-% Cu, etwa 2,2 bis 2,8 Gew.-% Mo, etwa 2,2 bis 5,5 Gew.-% W und Ni als Rest mit Hilfe von Flammspritz- oder Plasmastrahlverfahren aufbringt, wobei man in der ersten Stufe die während des ganzen Verfahrens kontinuierlich gedrehte Förderschnecke auf eine Temperatur von etwa 160 bis 20000 erwärmt und bei dieser Temperatur auf ihre Oberfläche eine Grundschicht mit einer Dicke von etwa 50 bis 100 jum aufspritzt, in der nächsten Stufe die aufgespritzte Schicht auf etwa 1 100 bis 1 2500C erhitzt und bei dieser Temperatur eine Zwischenschicht mit einer Gesamtdicke von etwa 0,3 bis 2,0 mm in etwa 0,2 bis 0,25 mm dicken Teilschichten aufbringt, in der dritten Stufe erneut bei etwa 160 bis 2000C, auf die man vorzugsweise mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von höchstens etwa 5 bis 10°C/Minute abkühlt, eine Deckschicht mit einer Dicke von etwa 50 bis 100 um aufspritzt und schließlich mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von höchstens etwa 5 bis 10°C/Minute abkühlt.
2.) Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß man das Aufspritzen der etwa 50 bis 100 am dicken Grundschicht in einer Breite von etwa 4 bis 40 mm in einem Arbeitsgang bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit der Förderschnecke von etwa 20 bis 28 Umdrehungen/Minute durchführt.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Aufbringen der Zwischenschicht in einer Breite von etwa 2 bis 20 mm bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit der Förderschnecke von etwa 2 bis 6 Umdrehungen/Minute durchführt.
4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Aufbringen der Deckschicht in einer Breite von etwa 4 bis 40 mm bei einer Umirehungsgeschwindigkeit der Förderschnecke von etwa 20 bis 30 Umdrehungen/Minute durchführt.
5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Spritzdüse in einem Abstand von etwa 70 bis 80 mm von der Förderschnecke führt.
6.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Spritzdüse in einen der Supports einer Kopierdrehbank einspannt und mit Hilfe einer Matrize Suhrto