DE2649834C3

DE2649834C3 - Verfahren zum Herstellen von Teilen aus Stahl mit 12 bis 14 Gew.% Mangan mit schweißbaren Anschlußstücken

Info

Publication number: DE2649834C3
Application number: DE2649834A
Authority: DE
Inventors: Robert Hardelot-Plage Perrot (Frankreich)
Original assignee: Acieries De Paris Et D'outreau Sa Paris Ste
Current assignee: Acieries De Paris Et D'outreau Sa Paris Ste
Priority date: 1975-10-31
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1980-10-09
Also published as: DK492376A; ES453222A1; IE43559B1; GB1545937A; CH604961A5; DE2649834B2; DE2649834A1; IT1075977B; LU76088A1; IE43559L; NL7611648A; US4185773A

Description

Zwar dürfte auch bei einem eingangs genannten, komplizierten Verbundgußverfahren das Gußstück einer nachfolgenden Wärmebehandlung unterzogen worden sein, doch es ist hiervon abweichend Kennzeichen der Erfindung, daß auch das vorgefertigte Manganstahlteil erst nach Fertigstellung des Gusses gemeinsam mit dem angegossenen Anschlußstück einem Wärmeverfahren unterzogen wird.

Die erfindungsgemäße Trapezform der Stirnfläche des Manganstahlteiles kann auch den Sonderfall der Dreiecksform erreichen.

Der Guß eines Anschlußstücks an einem Ende eines Gleisstücks wird vorzugsweise so ausgeführt, daß sich der Schienenkopf unterhalb des Schienenfußes befindet und daher vor diesem gegossen wird. Dadurch ist ein dichter, von Lunkern freier Kopf erzielbar.

Das Gleisstück ist vorzugsweise wenigstens im Bereich der Enden hohl, um die Verbindung mit dem angegossenen Anschlußstück weiter zu verbessern.

Zum Erzielen eines gleichmäßigen Gusses wird der über der Form angeordnete Gußtiegel während des Gießens des Anschlußstücks in Längsrichtung des Gleisstücks fortbewegt

In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens werden die Anschlußstücke unmittelbar nach dem Guß des Gleisstücks an dessen Enden angegossen, bevor dieses abgekühlt ist Zu diesem Zweck hat die für den Guß des Gleisstücks verwendete Form nahe den Enden des Gleisstücks jeweils eine Sperrwand, welche nach dem Guß herausnehmbar ist, so daß eine andere Form für den Guß der Anschlußstücke angebracht werden kann.

Die für den Guß eines Anschlußstücks verwendete Form ist vorzugsweise so ausgeführt, daß das Anschlußstück im Bereich setner Verbindung mit dem Gleisstück ein diesem entsprechendes Vollprofil und an seinem anderen Ende ein Schienenprofil, beispielsweise ein Vignol-Schienenprofil erhält

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Schrägansicht eines Endes eines Gleisstücks für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig.2 eine Schrägansicht eines Endes eines Gleisstücks mit angegossenem Anschlußstück,

F i g. 3 eine Ansteht einer Form für den Guß eines Anschlußstücks im Schnitt entlang der Linie III-III in Fig.5,

Fig. 4 eine Ansicht der Form im Schnitt entlang der Linie IV-IV in F ig. 5 und

F i g. 5 eine Längsschnittansicht der Form und eines Gußtiegel: mit dem Ende eines Gleisstücks und einem angegossenen Anschlußstück in Seitenansicht

In F i g. 1 und 2 erkennt man ein Endstück 1 eines Gleisstücks und ein dazugehöriges Anschlußstück 2. Das" Endstück 1, an welchem das Anschlußstück 2 angegossen werden soll, hat eine um eine waagerechte Querachse 4 geneigte Stirnfläche 3 sowie zwei beiderseits derselben angeordnete, in Richtung auf die Symmetrieebene 6 des Endstücks 1 und nach oben geneigte seitliche Flächen 5a, 5b. Die Stirnfläche 3 hat dadurch die Form eines Dreiecks oder Trapezes, dessen Spitze bzw. kleine Basis 7 an der Lauffläche 8 des Gleisstücks liegt

F i g, 3 zeigt eine Form für den Guß des Anschlußstücks 2 am Ende 1 des Gleisstücks. Die Form ist aus einem waagerechten Bodenteil 9 und zwei autrechtstehenden, symmetrischen Seitenteilen 10a, 10Z> zusammengesetzt Die Trennlinie 11 der beiden Seitenteile 10s, 10Λ verläuft in der mittleren Symmetrieebene 6. Das Ende 1 des Gleisstücks ragt so weit in die Form hinein, daß die Schmelze während des Gießens des Anschlußstücks nicht in Höhe des Schienenfußes J 2 entweichen kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Form so angeordnet, daß der Schienenkopf 13 des Anschlußstücks 2 vor dem Schienenfuß 12, 14 gegossen wird. Das Füllen der Form geschieht über einen Einguß 15, und ein Steiger 16 gewährleistet eine vollständige Füllung. Nach dem Ausformen des nun mit seinem Anschlußstück versehenen üleisstücks werden der Anguß und der Überlauf vom letzteren abgetrennt

Die Form 9, 10a, IQb ist so ausgebildet, daß das Anschlußstück 2 in dem durch die Flächen 3, 5a, 5b gebildeten Bereich der Verbindung ein dem des Gleisst'icks 1 im wesentlichen entsprechendes Vollprofil erhält und an seinem anderen Ende ein Schienenprofil, beispielsweise ein Vignol-Schienenprofil. In einer vorteilhaften Ausführung ist das Ende 1 des Gleisstücks hohl, wie in Fig.3 durch die gestrichelte Linie 17 angedeutet

Gemäß der Erfindung ist ein gleichmäßiger Guß des Anschlußstücks 2 dadurch erzielbar, daß ein oberhalb der Form angeordneter Gießtiegel 18 während des Gusses in Längsrichtung fortbewegt wird, so daß sich seine Gießöffnung 19 von einem senkrecht über der Spitze 7 liegenden Punkt zu einem senkrecht über dem Schienenfuß 12 des Endes des Gleisstücks 1 liegenden Punkt bewegt

In einer abgewandelten Ausführungsform des Verfahrens werden die Anschlußstücke an die Enden des Gleisstücks angegossen, bevor dieses sich nach dem Guß abgekühlt hat Zu diesem Zweck hat die für den Guß des Gleisstücks verwendete Form im Bereich der Enden desselben jeweils eine Sperrward, welche nach dem Guß des Gleisstücks abnehmbar ist, so daß an den Enden die Form 9,10a, 10ό für den Guß des jeweiligen Anschlußstücks anbringbar ist

Die für den Guß der Anschlußstücke 2 notwendige Metallschmelze kann etwa mittels eines Schmelzofens oder unter Anwendung irgend eines anderen Schmelzverfahrens erschmolzen werden.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Auäführungsbeispiel eines Verfahrens für die Fertigung von Gleisstücken beschränkt, sondern erstreckt sich auf die Herstellung der verschiedensten Teile aus Manganstahl mit Anschlußteilen, welche mit anderen Teilen aus verschiedenen Legierungen verschweißbar sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Teilen aus Stahl mit einem Mangangehalt von 12 bis 14 Gew.-% und austenitischem Gefüge, insbesondere von Gleisstücken und vorzugsweise von K.reuzungs-Herzstücken, mit Anschlußstücken aus Stahl von überwiegend austenitischem Gefüge, weiche eine Schweißverbindung mit Teilen aus anderen Legie- '<> rungen ermöglichen, insbesondere mit Fahrschienen, wobei die Anschlußstücke in Formen an die Teile aus Manganstahl unter Bildung einer zur Längsachse des Werkstücks geneigten Verbindungszone angegossen werden, dadurch gekennzeichnet,

— daß jedes Ende der Teile aus Manganstahl derart profiliert ist, daß es zusätzlich zu einer geneigten Stirnfläche zwei in Richtung auf die Mittelebene des Endes sowie nach oben geneigte seitliche Flächen hat und die Stirnfläche dadurch die Form eines Trapezes erhäit, dessen kleine Basis an der Lauffläche des betreffenden Endes des Teils liegt,

— daß an die Enden dieser Teile aus Manganstahl nur für den Guß der Anschlußstücke eingerichtete Formen angesetzt werden und

— daß der Guß der Anschlußstücke vor einer Wärmebehandlung erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllen der Form in der Weise geschieht, daß der Kopf des Anschlußstücks vor dem Fuß desselben gegossec wird.

3. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Teile aus Manganstahl verwendet werden, deren Enden ein hohles Profil haben.

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb der Form angeordnete Gießtiegel während des Füllens der Form in Längsrichtung des Teils aus Manganstahl fortbewegt wird.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstücke nach dem Guß des Teils aus Mangan- ^v' stahl an dessen Enden angegossen werden, bevor das Teil abgekühlt ist.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Guß des Teils aus Manganstahl verwendete Form nahe ihren Enden eine Sperrwand aufweist, welche nach dem Guß des Teils das Freilegen von dessen Enden und das Anbringen einer anderen Form zum Gießen der Anschlußstücke ermöglicht.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprü- " ehe 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Guß der Anschlußstücke verwendete Form so ausgebildet ist, daß die Anschlußstücke an einer Seite ein dem des Gleisstücks im Bereich der Verbindung zwischen ihm und dem Anschlußstück entsprechendes Vollprofil und am anderen Ende ein Schienenprofil, beispielsweise ein Vignol-Schienenprofil erhalten.

Pie Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Gemäß einem derartigen, bekannten Verfahren (DE-PS 12 42 252) werden das Manganstahlteil und das Anschlußstück in einer durch zwei schrägstehende Trennwände unterteilten Gießform in deren jeweiligen Enden gegossen, wobei das jeweilige Gußmaterial die benachbarte Trennwand durchdringt und in den zwischen den beiden Trennwänden ausgesparter Raum eindringt, wo sich eine Legierung bildet.

Dieses Verfahren setzt jedoch eine äußerst genaue Ausbildung der Trennwände sowie eine sorgfältige Steuerung des Gußvorganges voraus, da sonst beispielsweise eines der Gußmaterialien wesentlich rascher seine benachbarte Trennwand durchdringt als das andere, so daß die angestrebte Legierungszone zu kurz, an einer unerwünschten Stelle oder überhaupt nicht gebildet wird.

Obwohl die Legierungszone für einen gewissermaßen kontinuierlichen Übergang vom Manganstahl zum Material des Anschlußstücks sorgen soll, wird dieser Obergang doch bei unsorgfältigem Guß durch stehengebliebene Reste der Trennwände gestört

Schließlich ist es wegen kaum beherrschbarer Randbedingungen wohl nicht möglich, von vornherein die genaue Legierung des Materials in der Legierungszone zu bestimmen, so da/i eine etwa nachfolgende Wärmebehandlung nicht die tatsächliche Zusammensetzung des Materials in dieser Legierungszone berücksichtigen kann.

Um dieses schwierige Verbundverfahren überflüssig zu machen, wurde vorgeschlagen, Anschlußschienen und Teil aus Manganstahl stumpf zusammenzuschweißen (DE-AS 15 34 054).

Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine einfache Verbindung in stumpfem Stoß etwa zwischen den Enden eines Kreuzungs-Herzstücks und seinen Anschlußstücken eine ausreichende Sicherheit und Festigkeit nicht gewährleistet.

Selbst wenn man das Anschlußstück an das Teil aus Manganstahl nicht anschweißt, sondern in Formen gießt, welche an die Enden der Manganstahlteile angesetzt sind, entsteht keine ausreichende Sicherheit und Festigkeit, selbst wenn das derart geschaffene Werkstück nach dem Guß der Wärmebehandlung einer bei Temperaturen zwischen 900 und 1200⁰C durchgeführten Überhärtung unterzogen wird.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Heranziehung des letztgenannten Verfahrens eine gegenüber dessen Ergebnis wesentlich verbesserte Verbindung zwischen einem Anschlußstück und einem Manganstahlteil herzustellen, wobei die Verbindung in wesentlich verringertem Maße der Gefahr von Rissen oder Brüchen ausgesetzt sein soll.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs I gelöst.

Hierbei wird das letztgenannte, im Stand der Technik nicht als bekannt belegbare Verfahren dahingehend modifiziert, daß den Enden des vorgefertigten Manganstählteiles eine genau vorgeschriebene Formgebung verliehen wird; nach dem Anguß des Anschlußstücks wird daher eine eng begrenzte Verbindungszone geschaffen, die derart verläuft, daß bei Belastungen des Werkstücks, das beispielsweise als Gleisstück ausgebildet ist, nicht mehr Scherkräfte, sondern hauptsächlich nur Biegekräfte auftreten, welche von dem Material besser aufgenommen werden können.