DE2413521C3

DE2413521C3 - Verwendung eines ledeburitischen Chromstahles zur Herstellung eines hochverschleißfesten Siebkörpers

Info

Publication number: DE2413521C3
Application number: DE19742413521
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. 7302 Ostfildern Wahl
Original assignee: Verschleiss-Technik Dr-Ing Hans Wahl & Co 7302 Ostfildern De GmbH
Current assignee: Verschleiss-Technik Dr-Ing Hans Wahl & Co 7302 Ostfildern De GmbH
Priority date: 1974-03-21
Filing date: 1974-03-21
Publication date: 1983-01-13
Also published as: DE2413521A1; DE2413521B2

Description

Die Erfindung befaßt sich mn der Verwendung eines ledeburitischen Chromstahles /jr Herstellung eines hochverschleißfesten Siebkörpers zum Absieben körniger Stoffe.

Bekanntlich werden an verschiedenen Stellen der Technik Erze, kalter Sinter oder Mineralien aller Art aas verfahrenstechnischen Gründen abgesiebt. Infolge der Schleißschärfe dieser Mineralien aller Art und infolge der von ihnen auf den Siebkörper ausgeübten reibenden Bewegung bei starken Drücken tritt nicht selten sehr erheblicher V rschleiß an den Siebkörpern, insbesondere diren Lochwandungen auf. Dadurch wird die Körnung des a! gesiebten Gutes unerwünscht verändert. Infolgedessen muß die Siebmaschine öfters abgestellt und der Siebkörper nachgebessert oder ausgewechselt werden; dadurch werden ganze Betriebsteile stillgelegt.

Um diese Mangel zu vermindern, wurde bereits vorgeschlagen, Siebbeläge dadurch herzustellen, daß auf ein an sich wenig verschleißfestes, aber zähes Material eine hochverschleißfeste Auftragsschweißuig automatisch aufgebracht wird, und daß im Anschluß daran die so hergestellten Platten mit einem gewünschten Lochmuster versehen werden.

Es ist weiterhin bereits vorgeschlagen worden, die Löcher eines vorgelochten Bleches mit Stopfen zu verschließen und sodann die ganze Blechoberfläche und Stopfenstirnflächen zu überschweißen; anschließend sollen die Stopfen wieder entfernt und damit die Sieblöcher freigelegt werden. Auch dieses Verfahren ist verhältnismäßig teuer in der Herstellung.

Andere Vorschläge beziehen sich auf das Gießen des ganzen Siebkörpers aus herkömmlichen, naheliegenden Werkstoffen oder auf langwierige Handschv.eißung. Keines der bekannten Verfahren hat bisher restlos befriedigt

Durch die DE-AS 1 IW305 ist es desweiteren bekannt geworden, ein Siebblech aus einem gewalzten Verbundgußstahl herzustellen. Hierbei besteht die eine Lage, die als eigentliches Siebblcch dient, aus einem relativ harten Stahl und die andere Lage aus einem relativ weichen, zähen Stahl. Die bekannte Lösung entspricht dem bisherigen Wissensstand des Diirchschnittsfachmannes (vgl. hierzu auch »Werkstoff-Handbuch Stahl und Eisen«. IWo. Seite H 21--7(,dahingehend.daß nämlich ein Siebkörper nicht aus einem einzigen verschleißfesten Werkstoff bisher hergestellt werden könne, sondern daß man vielmehr auf einen zähen Grundkörper eine hochverschleißfeste Decklage aufbringen müsse. Es handelt sich bei der bekannten Lösung also um eine sowohl in kostenmäßiger als auch in technischer Hinsicht sehr aufwendige Maßnahme zur Herstellung eines Siebkörpers.

Die DE-OS 2129959 lehrt zwar die Verwendung einer hochfesten Stahllegierung mit niedrig-m Kohlenstoffgehalt als Verschleißschutz bei Reib-, Mahl-, Schleif-od. dgl. Scheiben für Zerfaserungs- oder Verfeinerungsmaschinen der Zellstoffindustrie. Bei der Herstellung von Papierbrei oder Zellstoffbrei geht es im wesentlichen um eire rein ritzende Beanspruchung kleiner Gußteile, die so bruchgefährdet sind, daß bei der bekannten Legierung nach DE-OS 2129959 ein niedriger Kohlenstoffgehalt vorgeschlagen worden ist. Der Werkstoff muß also bei derartigen Zerfaserungsscheiben völlig anderen Beanspruchungsarten standhalu-ri als dies beim Gegenstand der Erfindung, nämlich bei einem verschleißbeanspruchten Siebkörper, der FjII ist.

Durch die GB-PS 1 119516 ist es weiterhin bekannt, verschleißfeste Stahllegierungen für Brecheroder Mischerschaufeln zu verwenden. Auch hier handelt es sich aber um eine Beanspruchungsart, die mit der Verschleißbeenspruchung von Siebkörpern nach der Erfindung nicht vergleichbar ist.

Aus der US-PS 3410682 ist ferner die Lehre zu entnehmen, in Kugel- oder Schlagmühlen gegen abrasiven Verschleiß beständige Auskleidungsplatten zu verwenden. Auch diese Beanspruchungsart steht indessen beim Anmeldungsgegenstand (Siebkörper) nicht im Vordergrund. Die DE-PS 564 794 befaßt sich mit der Wärmebehandlung von aus ledeburitischen Stählen hergestellten Walzen für das Warmverformen von heißem Walzgut. Sie ist somit ebenfalls im Verwendungszweck nicht mn dem Gegenstand der Erfindung, die sich auf einen Siebkorper be/ieht. vergleichbar.

Durch die US-PS 3018891 sind schließlich verschleißfeste Siebplatten bekannt geworden, bei denen das gegen Verschleiß beständige Material in einem Gummiträger eingebettet ist. Die beim Absieben körniger Stoffe auftretenden Materialbeanspruchungen sind aber mit diesen aus der US-PS 3018891 zu entnehmenden Beanspruchungsarten nicht vergleichbar, weil bei Siebflächen nicht nur das Problem der Verschleißfestigkeit in den Lochwandungen der Siebkörper, sondern auch das Problem der Stoßunempfindlichkeit der Siebkörper im rauhen Siebb-.-trnb gelost werden muß

Aufgabe der Lrfir. lung isi es. Siebkorper her/us'el len. die mehl nur heu nversihiolWcsi gegen abschleifend wirkende Siebgiitcr sind, sondern ,tuch bei der H<truirt! der Siebkorper und deren spaterem f-.insat/ gut form beständig, d h. eben stoUiincmpfindhch und bruihfesi. sind.

Dieses Problem wird nach der erfindungsgem.ißen Lehre gelöst durch die Verwendung eines ledebuntisGhen Chromstahles, bestehend aus 1,5 bis 3 Gew.-"r C, 8 bis 20Gew.-% Cr. 0,2 bis 1 Gew.- ^r1 Si. < 0,5 Gew-% S, < 0.05 Gew.-% P. zusätzlich von je < 15 Gew.-% Mo. W, V. Ni oder Mn. einzeln oder kombiniert, Rest Eisen und Verunreinigungen, tür die Herstellung eines hochverschleißfestcn Siebkörpers zum Absieben körniger Stoffe, der nach I ochung der weichgeglühtcn Siebplatte auf über 900' C erwärmt

und anschließend durch Abkühlung in einem wassergekühlten Gesenk unter Fornuwang gehärtet ist.

Die hohe Verschleißfestigkeit ledeburitischer Chromstähle ist zwar an sich bekannt; jedoch hat die Fachwelt bisher deren Einsatz dann von vornherein ausgeschlossen, wenn auch die Forderung nach Stnßunemptindliuhkeit des Werkhtoffes bei Rüttelsieben gestellt worden ist. Deshalb sind für derartige Zwecke Siebe entwickelt worden, die aus Gummi mit eingelagerten verschlei2festen Materialien bestehen. Als BeweN hierfür sei nochmals die bereits oben abgehandelte US-PS 3018891 erwähnt.

Auch das Fachbuch »Werkstofftabellen der Metalle« von Wellinger-Gimmel-Bodenstein, belegt mit den Werkstoffen Nr. 12080 und Nr. 12436 ganz eindeutig, daß ledeburitische Chromstähle bisher nicht für Siebbleche, sondern für ganz andere Verwendungszwecke eingesetzt worden sind.

Schließlich lehrt auch das »Werkstoff-Handbuch Stahl und Eisen«, 1965, Seite H 21-7, letzter Absatz, - ebenso wie der in der DE-PS 671819 gewürdigte Stand der Technik - lediglich die Verwendung von Manganhartstählen für die Herstellung von jiebplatten. Dieser Werkstoff ist jedoch mit dem erfi^dungsgemäß zu verwendenden ledeburitischen Chromstahl in keiner Weise im Legierungsaufbau vergleichbar.

Der Erfindung ist es somit vorbehalten gewesen, für speziell wärmebehandelte ledeburitische Chromstähle ein neues Verwendungsgebiet, nämlich die Herstellung von Siebkörpern, erfolgreich zu erschließen.

Die Erfindung ist in Abb. 1 und 2 schematisch dargestellt. Es zeigt

Ab. 1 den Aufblick auf einen erfindungsgemäßen Siebkörper,

Abb. 2 einen Schnitt durch Abb. 1 längs der Linie A-B.

Es bezeichnen 1, 2, 3 drei Siebplatten, die aus Iedeburitischem Chromstahl gefertigt sind mit versetzten Rundlöc'uern 4, 5. 6. Diese Rundlöcher werden aus einer gewalzten, weich geglühten Chromstahlplatte durch Stanzen, Plasmabrennen odsr durch Bohren oder sonstige mechanische Bearbeitung ausgearbeitet. Daran anschließend werden die Bleche in an sich bekannter Art und Weise in einem Wärmeofen auf Härtetemperatur gebracht, wobei diese Abkühlung auf Raumtemperatur anschließend erfindungsgemäß in einem wassergekühlten Gesenk erfolgt. Dabei soll die Abkühlung im wassergekühlten Gesenk bis auf Raumtemperatur trfolgen oder aber das Lochblech bei einer Temperatur von unter 400° aus dem wassergekühlten Gesenk unter eine nicht wassergekühlte Presse kommmen, wobei in beiden Fällen der Pressenstempel eine Fläche von mehr als 75% des gewünschten Siebbelages abdeckt, vorzugsweise jedoch größer als der zu fertigende Siebbelag ist. Auf diese Weise ist eine intensive Härtung des Bleches bei guter Formbeständigkeit (Ebenheit) gewährleistet.

Die so gefertigten Siebplatten 1,2,3 werden mittels Schrauben 7, 8, 9 od. dgl. auf Trägern, z. B. Balken 10,11,12 befestigt, die sich ihrerseits auf Querbalken 13, 14 abstützen.

So hergestellte Siebkörper sind einerseits sehr verschleißest uiKl erreichen hohe Lebensdauern, ohne v.esentlici ι Veränderung der Form der Sieböffnungen, d. h. bei langer, naiezu unverändert bleibender Körnungslini¹- de^s; abge/rbten Siebgutes. Andererseits ist die Herstellung der Sieböffnungen im geglühten, weichen Blech verhältnismäßig einfach und genai-, so sind z. B. die Sieböffnungen 4, 5, 6 leicht von oben nach unten sich konisch erweiternd auszuführen. • Die anschließende Härtung im wassergekühlten Gesenk, d. h unter Formzwang, gewährleistet intensive Härtung einerseits und Freiheit von Verzug andererseits.

Durch entsprechende Lenkung der Abkühlung '" können mittelharte bis sehr harte Siebkörper gewonnen werden, die auch hz\ Stoßen im Siebbetrieb bruchfrei arbeiten.

Die Trägerkörper 10, 11, 12 können durch geeignete andere Einrichtungen, z. B. ebenfalls gelochte i"'> Platten aus weichem Werkstoff oder durch angepaßte Rippenkörper ersetzt werden.

Anstelle der Verschraubungen 7, 8, 9 können die Siebkörper durch Kleben oder Schweißen auf ihren Trägerkörpern befestigt werden. Die Tiägerkörper -'<> erhalten zweckmäßig eine Wandstärke von 50 bis 150% der Wandstärke des Siebkör' rs. Es soll mindesens 30⁶I der Unterfläche des Siebkörpers abgestützt werden.

Der erfinduiigsgemäß zu verwendende Werkstoff

-'"· kann auch für die Herstellung sog. Spalt-Siebbdäge in Frage kommen, wobei dann Löcher im Trägerkör-

per ganz entfallen und dieser neben der Erhöhung der

Zähigkeit zum Anschweißen geeignet ist.

Zweckmäßig wählt man die Länge der Siebkörper, ι» in Richtung der Hauptbewegung des Siebgutes gemessen, zu 50-150% der Breite (quer da/u).

Die Sieböffnungen im Siebkörper werden in an sich bekannter Weise zweckmäßig so ausgebildet, daß sie sich vom Eintritt des Siebgutes in Richtung zu dessen )■> Austritt erweitern. Die öffnungen im Trägerkörper sollen größer sein als die !.ocher am Austritt der Siebkörper. Auch sollen sich die öffnungen im Tragerkörper in Durchfallrichtung stndig erweitern

Die Sieböffnungen im Siebkörper lunnci als »» durchgehende längliche Spalte ausgebildet sein

Der Siebkörper kann freitragend, d. !ι. über einen gröP;ren Teil seiner Unterfläche, ohne Abstutzung durch einen Trägerkörper, ausgebildet sein

Der Siebkörper erhält bei der Härtung zneckmäßig >, eine Härte von etwa 50-M RC

Der Siebkörper kann auch nur oberflächlich gehärtet sein, 7. B. durch Autogenhartungoder Induktionshärtung.

Auch kann der Siebkörper, statt aus gewalztem in Blech herausgearbeitet zu werden, aus einem entsprechenden Werkstoff im Gießverfahren hergestellt werden.

Es handelt sich bei der Auswahl von ledeburitischem Chromstahl keineswegs nur um die Forderung r. der Verschleißfestigkeit Vielmehr geht es sogar überwiegend um die Fr?ge. ob der Werkstoff (der ja nur in hochgeharteten Zustand hochversch'eißfest ist) in diesem hochgehärtetem Zustand auch noch die ausreichende Festigkeit besitzt, um den auf einem Sieb u: auftretenden Stoß .n und Schwingungskräften standzuhalten. Endlich spielt die Bearbeitbarkeit eine Rolle, weil in die Stahlplatte Sieböffnungen meist mechanisch, eingebracht werden müssen, die sich von der Eintrittsseite der Löcher zur Austrittsseite hin koi) nisch erweitern; dabei dürfen keine übermäßigen Abnutzunger, der Wernjxuge auftreten. Der WcrLioiT darf sich bei der Abnutzung im Betrieb nicht aufrauhen, sondern muß spiegelglatt werden. Lr muß, insbc-

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Midere hei heißem Sinter, korrosionsfest sein. Der muß einfach durchführbar sein, wobei nach der AbWerkstoff muß preislich konkurrenzfähig sein, l-'.r kühlung im Gesenk der gehärtete Körper ziemlich muß. auch in gehärtetem Zustand eine gewisse RiIUe- eben sein soll. F^:.s müssen also eine ganze Anzahl \on stigkeit aufweisen; die Stege zwischen ilen Löchern bedingungen gleichzeitig erfüllt sein, was z. H. der sollen nicht durchbrechen Die Wärmebehandlung Stahl-Fiisen-l.istc nicht zu entnehmen ist

Hierzu I Malt Zeidimineen

Claims

Patentanspruch:

Verwendung eines ledeburitischen Chromstahles, bestehend aus 1,5 bis 3 Gew.-% C, 8 bis 20 Gew.-% Ct, 0,2 bis 1 Gew.-% Si, < 0,5 Gew.-%S, < 0,05 Gew.-% P, zusätzlich von je < 15 Gew.-% Mo, W, V, Ni oder Mn, einzeln oder kombiniert, Rest Eisen und Verunreinigungen, für die Herstellung eines hochverschleißfesten Siebkörpers zum Absieben körniger Stoffe, der nach Lochung der weichgeglühten Siebplatte auf über 900° C erwärmt und anschließend durch Abkühlung in einem wassergekühlten Gesenk unter Formzwang gehärtet ist.