DE415148C

DE415148C - Verbinden von Schnelldrehstahl mit Eisen

Info

Publication number: DE415148C
Application number: DESCH63258D
Authority: DE
Original assignee: SCHNELLWERKZEUG GmbH
Current assignee: SCHNELLWERKZEUG GmbH
Priority date: 1921-10-30
Filing date: 1921-10-30
Publication date: 1925-10-05

Description

Zum Verbinden zweier Metallteile miteineinander gibt es drei verschiedene Verfahren. Das erste dieser Verfahren ist das Löten, bei welchem die beiden Metallteile durch Vermittlung eines dritten miteinander verbunden werden. Beim Löten ist es erforderlich, die vorher sauber gemachten Metallflächen während der Erhitzung gegen Oxydbildung zu schützen. Man benutzt zu diesem Zweck verschiedene Mittel, wie Borax u. dgl. Die Verbindung geschieht bei einer Temperatur, die erheblich unter dem Schmelzpunkt der miteinander zu verbindenden Teile liegt. Da das verbindende Metall leichter schmelzend und im allgemeinen weicher sein muß als das zu verbindende Metall, haben Lötstellen geringere Festigkeit als das durch sie verbundene Metall.

Das zweite Verfahren ist das Schweißverfahren, bei welchem die zu verbindenden Metallteile auf eine Temperatur nahe deren Schmelzpunkte erhitzt und im teigigen Zustande aufeinandergepreßt werden. Hierbei ist eine Oxydbildung nicht zu vermeiden.

Durch das Zusammenpressen wird aber die gebildete Oxydschicht beiseitegequetscht, so daß die reinen Metallteile aufeinanderliegen und miteinander verbunden werden. Eine gute Schweißstelle hat die gleiche Festigkeit wie das Metall, weil zwischen den zu verbindenden Teilen keine Schicht eines weicheren Metalles vorhanden ist.

Schließlich kann man auch ohne Druck ein Schweißen vornehmen. Es findet dann eine Art Zusammenschmelzen statt. Dies geschieht dadurch, daß man an der Stelle, an welcher die Verbindung erfolgen soll, das Metall verflüssigt, so daß ein Ineinanderschmelzen der Teile stattfindet. Die Verbindung entspricht dem Verschweißen, jedoch erfolgt hier die Beseitigung der sich bildenden Oxydschicht dadurch, daß die sich bildende Oxydschicht in der entstehenden Schmelze nach oben steigt und dort abgeschöpft oder abgestrichen werden kann.

Nun gibt es verschiedene Fälle, in denen keine der drei Verbindungsarten anwendbar ist, nämlich dann, wenn einerseits eine feste Verbindung, wie Schweißen oder Verschmelzen erforderlich ist, das Löten also der ge- g₀ ringeren Haltbarkeit wegen ausscheidet, anderseits die miteinander zu verbindenden Teile ihrer äußeren Form oder nach dem Stande ihrer Vorbearbeitung weder ein Zusammenpressen in weißglühendem Zustande noch das Hervorbringen einer Schmelzschicht zulassen oder ermöglichen. Will man z. B. eine Schiene aus Schnelldrehstahl in eine entsprechende Nut eines eisernen oder stählernen Körpers einsetzen und die beiden Teile genau in der eingesetzten Lage miteinander verbinden, so j kann man weder schweißen, weil durch das Zusammenpressen oder Schlagen sich die : gegenseitige Lage der beiden Teile ändert, man kann aber auch keine Schmelze an der Berührungsfläche hervorbringen, weil dieVerbindung innerhalb der allseitig geschlossenen Nut erfolgen muß. Ein Löten genügt infolge der geringen Festigkeit nicht.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Ver-

fahren, welches auch in derartigen Fällen ein Verschweißen oder Verschmelzen der Teile miteinander ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird das Verschweißen durch bloße sehr hohe Erhitzung der miteinander zu verbindenden Teile erzielt, und zwar beträgt die Temperatur bei dem Verschweißen von Schnelldrehstahl mit Eisen etwa 1300⁰C. Bei dieser Temperatur, bilden sich bekanntlieh beim Schnelldrehstahl Bläschen, welche mit dem infolge der Erhitzung fast teigig gewordenen Eisen verschmelzen, so daß ein punktweises Verschweißen der beiden zu verbindenden Teile ohne Druck stattfindet. Um eine Oxydation der zu schweißenden Flächen zu verhindern, wird gemäß der Erfindung ein Mittel verwendet, welches bei der erwähnten hohen Temperatur noch nicht verflüchtigt oder verbrannt wird. Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß man als Mittel zur Verhinderung der Oxydation ein Metall verwendet, dessen Schmelzpunkt unter dem Schmelzpunkt der zu verbindenden Teile liegt, aber bei Erreichung der Schweißtemperatur der zu verbindenden Teile noch nicht verdampft oder verbrannt ist. Bei. der Verbindung von Schnelldrehstahl o. dgl. mit Eisen hat sich Kupfer als besonders geeignet erwiesen. " In der Zeichnung ist als Beispiel der Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung ein Werkzeug dargestellt, welches aus einem eisernen Körper α besteht, in dessen Nuten Stahlschneiden b eingesetzt sind. Auf den Körper wird etwas Kupfer, z. B. von Draht c, aufgelegt und dann die Erhitzung vorgenommen. Sobald das Kupfer schmilzt, überzieht es den ganzen Körper mit einer Schicht einschließlich der Stoßstellen, wodurch eine Oxydation verhindert wird. Die Erhitzung wird aber erheblich weiter getrieben als beim Löten, nämlich bis etwa zu einer Temperatur von 1200⁰ und darüber. Hierbei ,findet die bekannte Bläschenbildung auf der Oberfläche des Stahles statt. Diese Bläschen drängen das flüssige, in der Zwischenschicht befindliche Kupfer, welches eine Oxydation der zu verbindenden Flächen verhindert, beiseite, und es findet eine punktweise Verschweißung der beiden zu verbindenden Teile miteinander statt, wobei natürlich an denjenigen Stellen, wo diese Verschweißung nicht stattgefunden hat, die Kupferzwischenschicht bestehen bleibt. Das Kupfer wirkt hier aber nicht als Verbindungsmittel zwischen den Teilen, sondern lediglich als Desoxydationsmittel. Versuche haben ergeben, daß die auf diese Weise hergestellte Verbindung eine erheblich größere Festigkeit hat als eine Lötung mittels Kupfer.

Bei Verwendung von Kupfer als Desoxydationsmittel wird man vorteilhaft auch noch ein weiteres Mittel vorsehen, um eine Oxydbildung, die vor Erreichung der Schmelzwärme des Kupfers eintreten könnte, zu verhindern. Vorzugsweise verwendet man dazu Borax oder ein anderes bekanntes Mittel.

Je nach den miteinander zu verbindenden Metallen, ihrer Form usw. wird an Stelle des Kupfers auch ein anderes Mittel zur Verhinderung der Oxydation verwendbar sein. Die Erfindung liegt darin, daß zum ersten Mal die Aufgabe gelöst wurde, ein Schweißen oder Verschmelzen, d. h. eine unmittelbare Verbindung zweier Metallteile miteinander ohne Verwendung einer Zwischenschicht aus einem anderen leichter schmelzenden Metall zu erzielen, ohne daß irgendeine Formänderung durch Zusammendrücken der Teile erforderlich ist, und ohne daß zum Zwecke des Ab-Schäumens oder Abstreichens eine offene Schmelze vorhanden zu sein braucht. Erreicht wird dies durch die hohe Erhitzung unter Verwendung eines die zu verbindenden Flächen in Form einer Flüssigkeitsschicht überziehenden Mittels, welches auch noch bei der Schweiß- bzw. Schmelztemperatur der miteinander zu verbindenden Teile flüssig bleibt, ohne 'Schlacken zu bilden, ein Ineinanderfließen der in der Schweißwärme sich bildenden Flächen aber nicht behindert.

In vorstehendem ist nur vom Verbinden von Schnelldrehstahl mit Eisen die Rede. Die Erfindung soll sich aber auch, auf solche anderen Metalle beziehen, die die geschilderte Eigenschaft des Schnelldrehstahls, nämlich die Bläschenbildung bei großer Erhitzung, besitzen.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι. Verfahren zum Verbinden von Schnelldrehstahl mit Eisen, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zu verbindenden Teile unter Einfügung eines auch bei Erreichung ihrer Schweißtemperatur noch nicht verdampfenden oder verbrennenden Desoxydationsmittels so hoch erhitzt werden, daß infolge der Bläschenbildung an dem Schnelldrehstahl eine unmittelbare Verschmelzung oder Verschweißung mit ii_Q_ dem fast teigig gewordenen Eisen unter Beiseitedrängen des Desoxydationsmittels stattfindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Desoxydationsmittel Kupfer benutzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.