DE4207993A1 - Joining together two metal surfaces - using adhesive contg. borax and metal dust or turnings - Google Patents
Joining together two metal surfaces - using adhesive contg. borax and metal dust or turningsInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungsmittel zum unlösbaren Ver binden zweier Metallteile.The present invention relates to a connecting means for the insoluble Ver bind two metal parts.
Zur Verbindung zweier, vorzugsweise aus Stahl bestehender Metallteile sind verschiedene Verfahren bekannt.For connecting two metal parts, preferably made of steel known various processes.
So ist zunächst das Schweißen zu nennen, bei dem allerdings sowohl beim Schmelzschweißen als auch beim Preßschweißen eine Gefügeveränderung eintritt, die in bezug auf die Belastbarkeit Nachteile mit sich bringt.For example, welding is to be mentioned first, but in both Fusion welding as well as structural change occurs during pressure welding, which has disadvantages in terms of resilience.
Darüber hinaus ist eine flächige Verbindung der Metallteile durch Schweißen praktisch nicht möglich.In addition, there is a flat connection of the metal parts by welding practically not possible.
Gerade aber dies ist in vielen Bereichen, beispielsweise bei der Herstel lung von metallischen Verbundwerkstoffen notwendig.But this is precisely the case in many areas, for example in the manufacture metal composite materials necessary.
Um flächige Verbindungen bei gleichzeitiger Belastungsfähigkeit herzustel len, werden die Metallteile vielfach durch Hartlöten miteinander verbunden. Abgesehen davon, daß das Hartlot selbst teuer ist, ist das Verfahren sehr aufwendig und kostenintensiv, da beispielsweise die miteinander zu verbin denden Flächen einer besonderen Bearbeitung unterzogen werden müssen. Im übrigen ist das Hartlöten auf relativ kleine Flächen beschränkt, so daß eine universelle Anwendbarkeit nicht möglich ist.To make flat connections with simultaneous resilience len, the metal parts are often connected to each other by brazing. Aside from the fact that the braze itself is expensive, the process is very elaborate and cost-intensive, since, for example, they are interconnected special surfaces. Otherwise, brazing is limited to relatively small areas, so that universal applicability is not possible.
In diesem Zusammenhang ist auch zu sehen, daß eine durch Hartlöten herge stellte Verbindung hinsichtlich ihrer thermischen Beanspruchung nicht in wünschenswertem Male belastbar ist. In this context it can also be seen that one is hard soldering did not establish connection with regard to their thermal stress desirable times is resilient.
Eine weitere Möglichkeit Metallteile unlösbar miteinander zu verbinden be steht durch Kleben. Dabei ist durchaus die Möglichkeit gegeben, die Metall teile auch großflächig miteinander zu verbinden.Another possibility be be permanently connected to metal parts stands by gluing. There is certainly the possibility of the metal to connect parts with each other over a large area.
Allerdings sind derartig miteinander verbundene Metallteile nur beschränkt einsatzfähig, da die Klebverbindung einerseits lediglich bis zu einer Tempe ratur von 150 bis 200°C belastbar ist und andererseits nur geringe Scher kräfte aufnehmen kann.However, metal parts connected to one another in this way are only limited ready for use, because the adhesive connection on the one hand only up to a temperature temperature of 150 to 200 ° C and on the other hand only low shear can absorb forces.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verbin dungsmittel zu schaffen, daß einfach und kostengünstig herstellbar, sowohl thermisch als auch mechanisch hochbelastbar ist und eine einfache und kosten günstige Verarbeitung ermöglicht.The present invention is therefore based on the object of a verb to create means that are simple and inexpensive to produce, both is thermally and mechanically highly resilient and simple and cost enables favorable processing.
Diese Aufgabe wird durch ein Verbindungsmittel gelöst, wie es im Anspruch 1 gekennzeichnet ist.This object is achieved by a connecting means as defined in claim 1 is marked.
Dieses Verbindungsmittel ist überraschend einfach und preiswert herzustellen, da Borax (Dinatriumtetraborat) als vielfach vorkommender Naturrohstoff preis wert im Handel erhältlich ist.This lanyard is surprisingly easy and inexpensive to manufacture, because borax (disodium tetraborate) is a frequently occurring natural raw material value is commercially available.
Die Herstellung des Verbindungsmittels erfolgt in der Weise, daß zunächst das Borax auf ca. 600 bis 700°C erhitzt und das anteilmäßig enthaltene Wasser dadurch entzogen wird. Dabei geht das Borax vom festen, d. h. pulver förmigen, Aggregatzustand in einen breiigen über, wobei der entstandene Brei breitflächig oder in eine im Querschnitt V-förmige Form in einer Schicht dicke von maximal 2 cm gegossen wird.The connection means is produced in such a way that initially the borax heated to approx. 600 to 700 ° C and the proportionally contained Water is withdrawn. The borax goes from the fixed, i.e. H. powder shaped, aggregate state into a mushy, with the resulting mush broad or in a V-shaped cross-section in one layer thickness of maximum 2 cm is poured.
Nach Abkühlen und Erhärten wird die feste Masse fein zu Pulver vermahlen und mit Metallspänen oder -pulver vermischt. Dabei wird einem Teil Borax mindestens ein Teil, vorzugsweise vier bis fünf Teile, Metallstaub oder -späne zugegeben.After cooling and hardening, the solid mass is finely ground to powder and mixed with metal shavings or powder. Part of it is borax at least one part, preferably four to five parts, metal dust or - added chips.
Ein Verfahren zum Verbinden der vorzugsweise aus Stahl bestehenden Metall teile mit dem erfindungsgemäßen Verbindungsmittel sieht vor, daß das Verbin dungsmittel auf wenigstens eine der miteinander zu verbindenen Flächen ge bracht wird und daß dann die Metallteile aufeinandergelegt und fixiert und anschließend bei vorzugsweise 700 bis 1.100°C miteinander verpreßt werden.A method of joining the metal, preferably made of steel parts with the connecting means according to the invention provides that the connection on at least one of the surfaces to be joined together is brought and that the metal parts are then placed on one another and fixed and then pressed together at preferably 700 to 1100 ° C.
Wie Gefügeuntersuchungen gezeigt haben, erfolgt eine homegene Verbindung der im Verbindungsmittel enthaltenen Metallpartikel mit den miteinander zu ver bindenen Metallteilen, wobei gemeinsame Gitterstrukturen entstehen.As structural studies have shown, there is a homogeneous connection of the metal particles contained in the connecting means to ver with each other binding metal parts, creating common lattice structures.
Mechanische und thermische Untersuchungen haben ergeben, daß beiden Belastungs arten für die Verbindungsbereiche keine anderen Werte ergeben als für die Metallteile im übrigen.Mechanical and thermal studies have shown that both stress types for the connection areas do not give any other values than for the Metal parts for the rest.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verbindungsmittels ist es nun möglich, groß flächige Metallteile miteinander zu verbinden.With the aid of the connecting means according to the invention, it is now possible to be large to connect flat metal parts together.
Ein besonders hinsichtlich einer wirtschaftlichen Fertigung hervorzuheben der Vorteil besteht dahin, daß eine aufwendige Vorbereitung der miteinander zu verbindenden Flächen nicht notwendig ist. Grundsätzlich können diese Flächen verschmutzt oder verrostet sein, ohne daß dadurch der Verbindungs prozeß behindert wird.One particularly to be emphasized in terms of economical production The advantage is that a time-consuming preparation of each other surfaces to be connected is not necessary. Basically, these can Surfaces may be dirty or rusted without the connection process is hindered.
Da die aufeinanderliegenden und fixierten Metallteile gleichmäßig erhitzt werden, kommt es nicht, wie beim Schweißen, zu Wärmespannungen, die zu einem Verziehen der Metallteile führen.Because the superimposed and fixed metal parts heated evenly unlike welding, there is no thermal stress that leads to Warp the metal parts.
Der Preßdruck, der letztendlich dazu führt, daß eine innige Verbindung ent steht, kann gering gehalten werden.The pressure that ultimately leads to an intimate connection stands can be kept low.
Die Temperatur, bei der der Preßdruck auf die Metallteile aufgebracht wird, ist abhängig von dem zu verwendenden Material, wobei beispielsweise hoch legierte Stähle auf eine hohe Temperatur erhitzt werden müssen.The temperature at which the pressure is applied to the metal parts depends on the material to be used, for example high alloyed steels must be heated to a high temperature.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Metallstaub bzw. die Metallspäne aus dem gleichen Werkstoff bestehen wie die zu verbindenden Metallteile. Möglich ist es aber auch, für eine Reihe unterschiedlicher miteinander zu verbindender Metallteile eine Art von Metallstaub bzw. -spänen zu verwenden. Dies ist dann sinnvoll, wenn sog. Verbundwerkstoffe hergestellt werden, d. h., wenn auf ein Trägermetall geringerer Güte ein Metall höherer Güte, beispiels weise Hartmetall, aufgebracht wird. It is particularly advantageous if the metal dust or the metal chips are made of are made of the same material as the metal parts to be connected. But it is also possible to work with each other for a number of different purposes connecting metal parts to use a type of metal dust or chips. This makes sense if so-called composite materials are manufactured, i. H., if, on a carrier metal of lower quality, a metal of higher quality, for example as hard metal, is applied.
Die Anwendungsgebiete der Erfindung sind vielfältig. Besondere Vorteile erge ben sich z. B. bei der Werkzeugherstellung, bei der ein verschleißfestes Material auf ein Trägermetall aufgebracht wird und bei dem insbesondere eine hohe Temperaturbeständigkeit vorrangig ist.The fields of application of the invention are diverse. There are special advantages ben z. B. in tool manufacture, in which a wear-resistant Material is applied to a carrier metal and in particular one high temperature resistance is paramount.
Die Verwendungsmöglichkeit des Verbindungsmittels bezieht sich nicht nur auf reine Metallteile, sondern auch auf metallhaltige Teile, wie metall keramische Sintermaterialien o. dgl. Auch hier ist die Herstellung von Ver bundwerkstoffen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens sinnvoll.The possibility of using the lanyard is not only related on pure metal parts, but also on metal-containing parts, such as metal ceramic sintered materials or the like. Here too, the manufacture of Ver bundle materials with the help of the inventive method useful.
Ein Werkstück, das entsprechend der Erfindung durch Verbinden zweier Metall teile hergestellt wurde, kann wie ein einstückiges Teils bearbeitet bzw. behandelt werden. So ist beispielsweise eine Wärmebehandlung zur Oberflächen vergütung denkbar, ohne daß die Verbindung in irgend einer Form Schaden nimmt.A workpiece made according to the invention by joining two metal parts has been manufactured, can be machined or be treated. This is, for example, a heat treatment for surfaces Remuneration is conceivable without the connection being damaged in any way takes.
Desweiteren sind die so hergestellten Metallteile uneingeschränkt bearbeit bar, so daß sie geschmiedet, gepreßt oder gewalzt werden können.Furthermore, the metal parts produced in this way can be processed without restrictions bar so that they can be forged, pressed or rolled.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Herstellung und Verarbeitung des Verbindungsmittels nicht nur sehr einfach, sondern auch ohne einen besonderen apparativen Aufwand möglich ist.Another advantage is that the manufacture and processing of the Lanyard not only very simple, but also without a special one equipment expenditure is possible.
In diesem Zusammenhang muß auch darauf hingewiesen werden, daß bei der Her stellung und Verwendung des Verbindungsmittels, im Gegensatz zu beispiels weise einem Schweißen, Hartlöten oder Kleben, keine gesundheitsschädlichen Ausgasungen erfolgen, die bislang üblicherweise eine geeignete Absaugung erforderlich machten.In this context, it must also be pointed out that the Her position and use of the connection means, in contrast to example a welding, brazing or gluing, no harmful Outgassing takes place, which up to now usually has a suitable extraction system made necessary.
Claims (5)
Priority Applications (1)
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DE4207993A1 true DE4207993A1 (en) | 1993-09-16 |
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DE (1) | DE4207993A1 (en) |
Cited By (1)
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1992
- 1992-03-13 DE DE19924207993 patent/DE4207993A1/en not_active Ceased
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