DE3520182A1

DE3520182A1 - Verbundgussplatten zur verhinderung von abrasionsverschleiss

Info

Publication number: DE3520182A1
Application number: DE19853520182
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: STEIN BECKER GmbH
Current assignee: STEIN BECKER GmbH
Priority date: 1985-06-04
Filing date: 1985-06-04
Publication date: 1986-12-04

Description

Verbundgußplatten zur Verhinderung Abrasionsverschleiß
======================================================== Bei der Förderung von abrasiven Schüttgütern im Bergbau, der Hüttenindustrie und im Bauwesen treten zum Teil erhebliche Verschleißraten an Bauteilen und Auskleidungselementen durch eine kombinierte Verschleißform es Prall-.und Abrasionsverschleißes auf. Grund hierfür sind pneumatisch oder hydraulisch geförderte Feststoffe mit Partikelgrößen zwischen einigen 10 µ bis zu einigen Zentimetern. Ähnliche Verschleißformen findet man an Rutschen oder. F6rderbandübergabestellen, wo derartige GUter (vorzugsweise im größeren' Kornbereich) auf Maschinen-oder Bauteiloberflachen aufprallen und/oder entlagnrutschen.
Bedingt durch die Kombination.zwischen Prallverschleiß und Abrasionsverschleiß sind die Verschleißprobleme mit konventionellen Materialgattungen nur schwer.in den Griff zu bekommen.
So erfordert der Abrasionsverschleiß extrem harte Verschleißschutzelemente, die bedauerlicherweise, dem Ublichen technischen Stand entsprechend, hohe Sprödigkeit aufweisen und.. somit bei Prallbeanspruchung Schaden nehmen. (Keramik/ Hartmetall/ Sondermetalle) Zum Andern ist durch den;Praliverschleiß eine gute Materialzähigkeit gefordert, welche nur mit Zihharten: Metallegierungen (Vergütungsstähle/ Sonderwerkstoffe) erreicht wird.
Die erste Materialgruppe erfüllt die Anforderung in der Schlagfestigkeit durch Prallverschleiß nur unzureichend, während die zweite Materialgruppe den Abrasionsverschleiß oftmals nicht im gewünschten Maß abmindert.
Es wird daher metallurgisch vielfach der Weg beschritten, in metallische Legierungen durch. Ausscheidungshärtung Hartstoffpartikel einzubringen oder zähe metallische Grundwerkstoffe mit harten Schweißlegierungen zu schützen, welche ihrerseits durch hohen'Anteil von Hartstoffen (k'arbidausscheidungen/ unter metallischen Phasen usw.) die Oberflächenhärte erheblich steigern.
Derartig erzeugte Hartstoffdispersionen sind jedoch prinzipiell von relativ feiner Kornstruktur bis max. 1 mm, meist aber deutlich unter 1 mm, sodaß bei auftretendem Abrasionsverschleiß die harten Partikel nach und nach aus der Matrix ausgewaschen werden und das Verhalten insgesamt nicht befriedigend bleibt.
Kermische Werkstoffe, welche wie oben ausgeführt entsprechende Oberflächenhärten für einen günstigen Verschleißwiderstand haben, versagen im Regelfall bei Prallbeanspruchung durch Bruch und damit Totalausfall oder durch mehr oder weniger rasche Gefügeauflösung durch Mlkrorlssbildung. Die Möglichkeiten bei dieser Materialgruppe den E-Modul abzusenken, sind jedoch nur sehr eingeschränkt, sodaß metallische Werte bei Keramiken (zäh) nach dem derzeitigen Stand der Technik nicht eingestellt werden können.
Hier setzt unsere Erfindung ein, die in makroskopischer Verteilung keramische (und damit hoch verschleißfeste Partikel großer Durchmesser) in einer duktilen metallischen Matrix einbettet (FIG 1).
Hierdurch wird erreicht, daß der Abrasionsverschleiß auf den hohen Traganteilen der keramischen Komponenten aufgefangen wird und auftretender Prallverschleiß durch die dazwischen liegende und die keramischen Komponenten verbindende Matrix aufgefangen wird. Die Korngröße von mehreren Millimetern bis über einen Zentimeter verhindert darüber hinaus, daß oben beschriebene Auswaschen durch Abrasionsverschleiß (FIG 2). Ein Auslösen von Hartstoffpartikeln aus der Matrix ist nämlich dann nicht mehr möglich, wenn die Verbindungszone (Matrix) in der Ausdehnung kleiner ist, als die angreifende Abrasionskorngröße.
Auf diesem Stand der Technologie basieren unsere Ansprüche, die im Folgenden aufgelistet sind: Beiblatt zu Zeichnung FIG. I und FIG. II FIG. I Org. Zustand FIG. II nach Verschleiß Gleiche wie oben jedoch rote Begrenzung

Claims

Ansprüche: l.) Verbundgußplatten dadurch gekennzeichnet, daß sie einer metallischen Matrix tGuß) mit keramischen Einlagerungspartikeln, mit Mengenanteilen (Angaben in Volumenprozent) lO - 50 X Matrix, 50 - 90 % Hartstoff bestehen.
2.) Platten nach l) dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Matrix aus Eisen oder Stahlguß die Hartstoffpartikel aus Hartporzellan, Aluminiumoxid und Aluminiumoxid-Varianten sowie Siliziumkarbid besteht.
3.) Platten nach t) und 2) dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße der verteilten Hartstoffe zwischen liMillimeter und 25 Millimeter liegt.
4.) Platten nach l) bis 3) dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Matrix aus zähharten Gußwerkstoffen auf Eisenchrombasis besteht.
5.) Platten nach 1) bis 4) gekennzeichnet dadurch, daß es sich um beliebig formatige Dreieck, Rechteck oder Polygon-Elemente handelt. Plattenstärke zwischen lO und 50 Millimeter.
6.) Platten nach l) bis 5) mit gekrümmter Oberfläche unter schiedlicher Radien. Plattenstärke lO - 50 Millimeter.
7.) Platten nach 1) bis 6) mit rückseitig angebrachten Befestigungsvorrichtungen, Schalbenschwanznuten, T-Nuten, Gewindelöcher oder Schweißbolzen und Gewindestifte.