DE4414168A1 - Verfahren zum Verbinden von zwei Werkstücken sowie nach dem Verfahren hergestelltes Verbundbauteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von zwei Werkstücken sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes Verbundbauteil.

In vielen Anwendungsfällen muß zwischen zwei oder mehreren getrennt hergestellten Werkstücken eine feste, nicht lösbare Verbindung geschaffen werden, um ein komplexes Verbundbauteil zu erhalten. Zwar gibt es zahlreiche herkömmliche Verbindungsverfahren, wie z. B. durch Schweißen, Vernieten, Verklammern oder ähnliches, jedoch sind diese Verfahren für viele Anwendungszwecke ungeeignet, z. B. weil sie den mechanischen und/oder thermischen Beanspruchungen des Verbundbauteiles nicht gerecht werden, weil sie mit den geometrischen und konstruktiven Gegebenheiten nicht vereinbar sind, weil sie mit den Werkstoffen der zu verbindenden Werkstücke nicht vereinbar sind, oder weil sie zu aufwendig in der Fertigung und damit zu teuer sind.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden von zwei Werkstücken sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes Verbundbauteil zu schaffen, mit dem eine feste Verbindung zwischen zwei Werkstücken auf einfache und kostengünstige Weise realisiert wird.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß von einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie von einem Verbundbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden zwei getrennt hergestellte, aneinanderliegende Werkstücke durch Umgießen mit einem im schmelzflüssigen Zustand befindlichen Werkstoff miteinander verbunden. An den Werkstücken wird dabei jeweils mindestens eine Stoßfläche ausgebildet, an der die Werkstücke aneinanderliegen. Ferner wird angrenzend zu den Stoßflächen jeweils mindestens eine Kontaktfläche gestaltet, die mit dem schmelzflüssigen Werkstoff umgossen wird. Zum Umgießen der miteinander zu verbindenden Werkstücke werden die Werkstücke in eine Gießform eingelegt, die die erforderlichen Eingießkanäle für den Umgießwerkstoff enthält sowie entsprechende Hohlräume zur Formgebung für den Umgießwerkstoff. Das Umgießen erfolgt derart, daß sich aus dem schmelzflüssigen Umgießwerkstoff nach dem Erstarren ein in sich geschlossener Verbindungskörper ergibt, der auf die Kontaktflächen der Werkstücke mit einer Vorspannung derart aufgeschrumpft ist, daß die beiden Werkstücke durch Schrumpfspannung relativ zum Verbindungskörper und zueinander fest verspannt sind. Somit wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein fest zusammengefügter Verbund aus den Werkstücken und dem Verbindungskörper geschaffen.

Das erfindungsgemäße Verbindungsverfahren durch Umgießen der zu verbindenden Werkstücke läßt sich vergleichsweise einfach und kostengünstig realisieren. Das Verfahren kann dabei für unterschiedlichste Werkstoffkombinationen der miteinander zu verbindenden Werkstücke angewendet werden, wobei auch, je nach den Anforderungen, für den Umgießwerkstoff in vorteilhafter Weise verschiedenste Werkstoffe verwendet werden können. Folglich lassen sich so auch mehrere Werkstücke zu einem komplexen Bauteil zusammenfügen, indem die einzelnen Werkstücke untereinander jeweils mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbunden werden. Nachdem der durch Umgießen der Werkstücke geschaffene Verbindungskörper auf die Kontaktflächen aufgeschrumpft ist, wird durch die zwischen dem Verbindungskörper und den Werkstücken vorhandenen Schrumpfspannungen eine feste und sichere Verbindung gewährleistet.

Aufgrund der Vorspannung der Verbindung infolge der Schrumpfspannungen des Verbindungskörpers auf den Werkstücken ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich, eine Formschlußverbindung oder eine metallurgische Verbindung zwischen dem Verbindungskörper und den zu verbindenden Werkstücken vorzusehen. Jedoch werden vorzugsweise die Kontaktflächen derart gestaltet, daß sich zwischen dem Verbindungskörper und den Werkstücken ein Formschluß ausbildet. Die Kontaktflächen können dabei an der Verbindungsstelle in Form von Ausnehmungen derart in die Werkstücke hineinverlaufen, daß sich entsprechende Hinterschneidungen zwischen dem Verbindungskörper und den zu verbindenden Werkstücken ausbilden. Die Kontaktflächen können aber auch an der Verbindungsstelle aus den Werkstücken in Form eines Flansches herausverlaufen, und zwar derart, daß ebenfalls entsprechende Hinterschneidungen zwischen dem Verbindungskörper und den zu verbindenden Werkstücken vorliegen.

Ferner können die Kontaktflächen in ihrer Oberflächengestaltung so ausgebildet sein, daß sich eine zusätzliche mechanische Verankerung zwischen dem Verbindungskörper und den Werkstücken ergibt. Beispielsweise können die Kontaktflächen aufgerauht werden oder mit Verzahnungen, Rillen, Rippen, Nuten und dergleichen versehen werden. Neben einer entsprechenden mechanischen Bearbeitung der Kontaktflächen der zu verbindenden Werkstücke kann die Oberflächenhaftung zwischen Kontaktflächen und Verbindungskörper auch durch Aufbringen von metallischen oder chemischen Schichten verbessert werden. Beispielsweise kann Zink, Zinn, Kupfer oder Silber in einer Schicht von wenigen µm aufgebracht werden, oder die Kontaktflächen können phosphatiert, chromatiert oder mit Flußmittel bildenden Fluoridkomplexsalzen versehen werden.

Weiterhin kann bei Bedarf auch die Trennfuge zwischen dem Verbindungskörper und den Kontaktflächen durch Aufbringen eines flüssigen Lotmetalls oder durch eine Schweißung zusätzlich abgedichtet werden.

Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Werkstücke aus Metall oder Keramik miteinander verbunden, wobei insbesondere auch eine Verbindung zwischen einem Werkstück aus Metall und einem Werkstück aus Keramik in vorteilhafter Weise realisiert werden kann. In einer günstigen Ausführungsform des Verfahrens sind beide zu verbindenden Werkstücke aus Metall und der Umgießwerkstoff ist ebenfalls ein Metall. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, Werkstücke aus Leichtmetall oder Leichtmetallegierungen mittels eines Umgießwerkstoffes aus Schwermetall oder einer Schwermetallegierung zu verbinden.

Überraschenderweise konnte durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Vorurteil in der Fachwelt überwunden werden, wonach es unmöglich sei, eine Schwermetallegierung, die einen deutlich höheren Schmelzpunkt als Leichtmetalle oder Leichtmetallegierungen hat, um vorgefertigte Werkstücke aus Leichtmetall oder Leichtmetallegierungen herumzugießen, ohne dabei gleichzeitig diese Werkstücke durch Aufschmelzen zu zerstören. Überraschenderweise überstehen die Werkstücke das Umgießen mit Schwermetallegierungen dank der hohen Wärmeleitfähigkeit von Al-Legierungen und dank der hohen Festigkeit der Oxidhaut auf Aluminiumoberflächen unbeschadet.

Vorteilhafterweise hat der Umgießwerkstoff eine um mindestens 150°C, vorzugsweise mindestens 200°C höhere Liquidustemperatur als die Werkstoffe der zu verbindenden Werkstücke. Insbesondere ist es bevorzugt, daß der Umgießwerkstoff eine im Vergleich zu den Werkstückwerkstoffen im Bereich von 150°C bis 900°C höhere Liquidustemperatur besitzt. Die Differenz der Liquidustemperaturen des Umgießwerkstoffes zu den Liquidustemperaturen der Werkstoffe der zu verbindenden Werkstücke kann jedoch auch noch höher gewählt werden.

Wie bereits zuvor erwähnt, schrumpft der Umgießwerkstoff bei der Erstarrung und Abkühlung auf die Kontaktflächen der zu verbindenden Werkstücke auf, wobei sich starke Schrumpfspannungen ausbilden, so daß die Verbindungskörper aus dem Umgießwerkstoff auf den Kontaktflächen der Werkstücke durch Kraftschluß fixiert ist. Durch die Wahl einer höheren Liquidustemperatur für den Umgießwerkstoff im Verhältnis zu den Werkstoffen der zu verbindenden Werkstücke wird diese Vorspannung auch bei hohen Betriebstemperaturen der Werkstücke nicht aufgehoben. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann also eine feste Verbindung von Werkstücken realisiert werden, die auch besonderen thermischen Beanspruchungen standhält.

Erfindungsgemäß wird vorzugsweise als Umgießwerkstoff ein Schwermetall, eine Schwermetallegierung oder eine Al- Legierung verwendet. Nachfolgend werden vorteilhafte Schwermetallegierungen auf Cu-, Ni- oder Fe-Basis beschrieben, es können natürlich aber auch andere Schwermetallegierungen verwendet werden.

Als Schwermetallegierung auf Cu-Basis eignet sich gut eine Aluminiumbronze, und insbesondere eine Aluminiumbronze mit folgender Zusammensetzung:
Cu bis 76,0 Gew.-%
Al 8,5 bis 11,0 Gew.-%
Ni 4,0 bis 6,5 Gew.-%
Fe 3,5 bis 5,5 Gew.-%
Mn maximal 3,0 Gew.-%
wobei weitere Verunreinigungen in einer Menge von bis zu 0,8 Gew.-% enthalten sein können.

Weiterhin eignet sich auf Schwermetallbasis gut eine Kupfer-Beryllium-Bronze oder eine Kupfer-Nickel-Silizium- Bronze.

Eine günstige Schwermetallverbindung auf Ni-Basis enthält folgende Bestandteile:
Cu 28 bis 32 Gew.-%
Fe maximal 3,0 Gew.-%
Mn 0,5 bis 1,5 Gew.-%
C 0,1 bis 0,3 Gew.-%
Si 0,5 bis 1,5 Gew.-%
S maximal 0,05 Gew.-%
Mg 0,08 bis 0,12 Gew.-%,
Rest Ni und unvermeidbare Verunreinigungen.

Als Schwermetallegierung auf Fe-Basis eignet sich gut ein austenitischer Grauguß (Ni Resist) mit Lamellengraphit oder Kugelgraphit, und insbesondere eine Schwermetallegierung auf Fe-Basis Ni-Resist Typ 1 mit folgenden Bestandteilen:
C maximal 3,0 Gew.-%
Si 1,0 bis 2,8 Gew.-%
Mn 1,0 bis 1,5 Gew.-%
Ni 13,5 bis 17,5 Gew.-%
Cu 5,5 bis 7,5 Gew.-%
Cr 1,75 bis 2,5 Gew.-%
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.

Günstig ist auch die Verwendung der Schwermetallegierung auf Fe-Basis Ni-Resist Typ D2C mit folgenden Bestandteilen:
C maximal 2,9 Gew.-%
Si 2,0 bis 3,0 Gew.-%
Mn 1,8 bis 2,4 Gew.-%
Ni 21,0 bis 24,0 Gew.-%
Cr maximal 0,5 Gew.-%
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.

Bei einer günstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen die zu verbindenden Werkstücke aus Leichtmetall oder Leichtmetallegierungen mit einer Liquidustemperatur im Bereich von 550 bis 660°C. Je nach den Anforderungen an das Verbundbauteil können die Werkstoffe für die zu verbindenden Werkstücke sowie der Umgießwerkstoff in vielfältiger Weise variiert werden. Falls z. B. für den nach dem Erstarren und Abkühlen aus dem Umgießwerkstoff gebildeten Verbindungskörper spezifische Eigenschaften gewünscht werden, z. B. eine besondere Reibverschleißfestigkeit, eine hohe Warmfestigkeit, eine hohe elastische Dehnfähigkeit, eine gute Thermoschockbeständigkeit oder eine Resistenz gegenüber bestimmenten chemischen Stoffen, kann natürlich die Werkstoffauswahl zusätzlich auch nach solchen Kriterien getroffen werden. Dabei ist es sehr vorteilhaft, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren keine Rücksicht auf die metallurgischen Affinitäten der einzelnen Komponenten des Verbundbauteiles genommen werden muß, da der feste Sitz des Verbindungskörpers in erster Linie durch die vorhandene Schrumpfspannung gewährleistet wird. Das auf einem Umgießen und Aufschrumpfen basierende erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht also eine relativ freie Werkstoffauswahl für das Verbundbauteil.

Für das erfindungsgemäße Verfahren können vorzugsweise Kokillengießverfahren, Sandgießverfahren und Druckgießverfahren zur Anwendung kommen.

Das erfindungsgemäße Verbundbauteil besteht aus zwei oder mehreren, separat hergestellten Einzelwerkstücken, die jeweils über Stoßflächen aneinanderliegen und jeweils durch Verbindungskörper fest verbunden sind, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren um an die Stoßflächen angrenzende Kontaktflächen herumgegossen und aufgeschrumpft sind. Erfindungsgemäße Verbundbauteile können beispielsweise nach dem vorangehend geschilderten Verfahren gefertigte Wellen oder Wellenlageranordnungen sein. Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Verbundbauteile von unterschiedlichster Gestalt und von unterschiedlichsten Querschnitten sein. Es ist lediglich erforderlich, daß sich jeweils zwei miteinander zu verbindende Werkstücke zumindest im Bereich der Verbindungsstelle nach dem zuvor erläuterten Verfahren umgießen lassen.

Ein bevorzugtes Verbundbauteil, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird, ist ein gebauter Kolben für Verbrennungsmotoren, bei dem der Kolbenkopf und der Kolbenschaft durch einen Verbindungskörper verbunden sind. Der Kolbenkopf besteht vorzugsweise aus Keramik, Grauguß oder einer Leichtmetallegierung. Durch die getrennte Herstellung des Kolbenkopfes und des Kolbenschaftes können die im zusammengefügten Zustand aneinandergrenzenden Stoßflächen vorher bearbeitet werden, um z. B. Kühlkanäle oder Ausnehmungen zur Gewichtsverminderung auszubilden. Der Umgießwerkstoff für den Verbindungskörper kann dann sowohl die Funktion einer Verbindungsklammer zwischen Kolbenkopf und Kolbenschaft erfüllen, als auch die Funktion eines Ringträgers, in den dann entsprechende Ringnuten für Kolbenringe eingearbeitet werden. Da der Verbindungskörper durch das Aufschrumpfen unter Vorspannung auf den entsprechenden Kontaktflächen des Kolbenkopfes und des Kolbenschaftes sitzt, ist das Verbundbauteil stets fest zusammengefügt. Auch bei einer hohen Kolbenbetriebstemperatur bleibt der feste Verbund gewährleistet, wenn, wie zuvor erläutert, für den Umgießwerkstoff eine höhere Liquidustemperatur gewählt wird als für die Werkstoffe des Kolbenkopfes und des Kolbenschaftes. Weiterhin kann der Umgießwerkstoff im Hinblick auf seine Funktion als Ringträger auch speziell auf die dort gegebenen Anforderungen hinsichtlich guter Festigkeitseigenschaften und guter Verschleißeigenschaften bei hohen Temperaturen ausgelegt werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ringträgern bei Kolben für Verbrennungsmotoren, die als vorgefertigte Ringträger, z. B. aus Grauguß, in die Gußform für einen einstückigen Kolben, z. B. aus einer Aluminiumlegierung, eingesetzt werden, tritt beim erfindungsgemäßen Verbundbauteil nicht das Problem auf, daß der Kolben nach dem Gießen beim Erstarren und Abkühlen vom Ringträger abschrumpft und dann der Ringträger nicht mehr fest fixiert ist. Vorzugsweise werden bei dem gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten gebauten Kolben die aneinanderliegenden Stoßflächen des Kolbenkopfes und des Kolbenschaftes, sofern diese Komponenten beide aus Metall sind, so ausgebildet, daß sie radial nach außen in einem vorspringenden, relativ dünnwandigen Wulst enden, der dann beim Umgießen schmelzen und sich zusammenlegieren bzw. zusammenschweißen kann, wodurch neben der Bindung durch den Verbindungskörper zusätzlich eine metallurgische, spaltfreie Verbindung zwischen dem Kolbenkopf und dem Kolbenschaft geschaffen wird.

Nachfolgend werden nun zwei Ausführungsbeispiele von Verbundbauteilen, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind, mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Wellen-Verbundbauteils;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kolben- Verbundbauteils.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Wellen-Verbundbauteil liegen zwei separat nach herkömmlichen Fertigungsverfahren hergestellte Wellen 1, 2 an zueinander passenden Stoßflächen 6, 7 aneinander an. An der Welle 1 sind angrenzend an deren Stoßflächen 7 Kontaktflächen 4 ausgebildet, die sich von der Stoßebene bis zum Außendurchmesser der Welle erstrecken. Ebenso sind an der Welle 2 entsprechende Kontaktflächen 5 zwischen deren Stoßflächen 6 und dem Außendurchmesser der Welle gestaltet. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden die beiden aneinanderliegenden Wellen 1, 2 mit einem im schmelzflüssigen Zustand befindlichen Umgießwerkstoff umgossen, der nach der Erstarrung und Abkühlung als mit Vorspannung aufgeschrumpfter, ringförmiger Verbindungskörper 3 vorliegt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, liegt der Verbindungskörper an den Kontaktflächen 4, 5 der Wellen 1, 2 an. Durch die besondere Gestaltung der Kontaktflächen 4, 5, die jeweils zur Verbindungsstelle hin zunächst vom Außendurchmesser der Welle einwärts in Richtung zur Wellenmittelachse und anschließend wieder etwas radial auswärts verlaufen, bildet der Verbindungskörper 3 einen Formschluß mit den beiden zusammengefügten Wellen, da sich in der Umgebung der Stoßfuge zwischen den beiden Wellen das Wellenmaterial in Richtung der Wellenlängsachse mit dem Verbindungskörper 3 hinterschneidet. Mit anderen Worten können die Wellen 1, 2 in Richtung der Wellenlängsachse nicht auseinandergezogen werden. Durch die Schrumpfspannungen, die vom Verbindungskörper 3 auf die benachbart zur Stoßfuge liegenden Bereiche der Kontaktflächen 4, 5 aufgebracht werden, werden die beiden Wellen infolge der Keilwirkung, die durch die geometrische Gestaltung der Kontaktflächen und des Verbindungskörpers gegeben ist, gegeneinander verspannt. Am Außenumfang des Verbindungskörpers 3 sind zwei Dichtringe 8 in entsprechende Ringnuten eingesetzt.

In Fig. 2 ist ein aus drei Teilen aufgebauter Kolben gezeigt. Der Kolben besteht aus einem Kolbenkopf 9, einem Kolbenschaft 10 und einem als Umgußring gefertigten Ringträger 11. Der Kolbenkopf 9 ist z. B. aus Keramik, aus austenitischem Grauguß oder einer hochfesten Al-Legierung hergestellt. Der Kolbenschaft 10 besteht z. B. aus einer üblicherweise verwendeten Aluminium-Kolbenlegierung. Der Ringträger 11, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verbindung des Kolbenkopfes 9 mit dem Kolbenschaft 10 um diese beiden Komponenten herumgegossen ist, besteht aus einer Schwermetallegierung. Analog zum vorher mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Wellen-Verbundbauteil sind am Kolbenkopf 9 und am Kolbenschaft 10 Kontaktflächen 14, 15, angrenzend an die Stoßfuge der aneinanderliegenden Stoßflächen 12, 13 derart gestaltet, daß ein Formschluß zwischen dem Ringträger 11 und dem Kolbenkopf 9 und dem Kolbenschaft 10 gebildet wird und der Kolbenkopf 9 und der Kolbenschaft 10 durch den aufgeschrumpften Ringträger 11 gegeneinander verspannt werden. Die Stoßfläche 13 des Kolbenkopfes 9 und die Stoßfläche 12 des Kolbenschaftes 10 sind so bearbeitet, daß sie zwischen sich im aneinandergefügten Zustand einen Kühlkanal 16 bilden. In den Ringträger 11 werden entsprechende (nicht gezeigte) Ringnuten zur Aufnahme von Kolbenringen eingearbeitet. Falls der Umgießwerkstoff, aus dem der Ringträger 11 besteht, z. B. eine Schmelztemperatur von ca. 1000°C hat und die Betriebstemperatur des Kolbens beispielsweise in kritischen Bereichen bei etwa 300°C liegt, beeinträchtigt die Betriebstemperatur die mechanische Festigkeit des Ringträgers 11 praktisch nicht und die Vorspannung der Verbindung bleibt erhalten. Ein derartiger, aufgrund seiner Zusammensetzung aus mehreren Komponenten als gebauter Kolben bezeichneter Kolben kann in seinen Werkstoffen sehr gut an die unterschiedlichen Anforderungen angepaßt werden, die an die verschiedenen Bereiche des Kolbens gestellt werden.

Claims (20)

1. Verfahren zum Verbinden von zwei Werkstücken, die jeweils mindestens eine Stoßfläche (6, 7; 12, 13) zur Anlage aneinander sowie jeweils mindestens eine daran angrenzende Kontaktfläche (4, 5; 14, 15) aufweisen, durch Umgießen der beiden an den Stoßflächen aneinanderliegenden Werkstücke (1, 2; 9, 10) mit einem im schmelzflüssigen Zustand befindlichen Werkstoff in einer Weise, daß dieser Werkstoff nach dem Erstarren einen in sich geschlossenen, mit Kraftschluß auf die Kontaktflächen aufgeschrumpften Verbindungskörper (3; 11) bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen derart gestaltet werden, daß sich zwischen dem Verbindungskörper (3; 11) und den beiden Werkstücken (1, 2; 9, 10) ein Formschluß ausbildet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke aus Metall sind und der Umgießwerkstoff ebenfalls aus Metall ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke aus Leichtmetall oder Leichtmetallegierungen sind und der Umgießwerkstoff aus Schwermetall, einer Schwermetallegierung oder einer Al-Legierung ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umgießwerkstoff eine um mindestens 150°C höhere Liquidustemperatur als die Werkstoffe der Werkstücke hat.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umgießwerkstoff eine um mindestens 200°C höhere Liquidustemperatur als die Werkstoffe der Werkstücke hat.

7. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umgießwerkstoff eine im Bereich von 150 bis 900°C höhere Liquidustemperatur als die Werkstoffe der Werkstücke hat.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Umgießwerkstoff eine Schwermetallegierung auf Cu-, Ni- oder Fe-Basis verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwermetallegierung auf Cu-Basis eine Aluminiumbronze ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumbronze die folgende Zusammensetzung hat:
Cu bis 76,0 Gew.-%
Al 8,5 bis 11,0 Gew -%
Ni 4,0 bis 6,5 Gew.-%
Fe 3,5 bis 5,5 Gew.-%
Mn maximal 3,0 Gew.-%
wobei weitere Verunreinigungen in einer Menge von bis zu 0,8 Gew.-% enthalten sein können.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwermetallegierung auf Cu-Basis eine Kupfer- Beryllium-Bronze ist.

12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwermetallegierung auf Cu-Basis eine Kupfer- Nickel-Silizium-Bronze ist.

13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwermetallegierung auf Ni-Basis folgende Bestandteile enthält:
Cu 28 bis 32 Gew.-%
Fe maximal 3,0 Gew.-%
Mn 0,5 bis 1,5 Gew.-%
C 0,1 bis 0,3 Gew.-%
Si 0,5 bis 1,5 Gew.-%
S maximal 0,05 Gew.-%
Mg 0,08 bis 0,12 Gew.-%,
Rest Ni und unvermeidbare Verunreinigungen.

14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwermetallegierung auf Fe-Basis ein austenitischer Grauguß (Ni-Resist) mit Lamellengraphit oder Kugelgraphit ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwermetallegierung auf Fe-Basis Ni-Resist Typ 1 mit den folgenden Bestandteilen ist:
C maximal 3,0 Gew.-%
Si 1,0 bis 2,8 Gew.-%
Mn 1,0 bis 1,5 Gew.-%
Ni 13,5 bis 17,5 Gew.-%
Cu 5,5 bis 7,5 Gew.-%
Cr 1,75 bis 2,5 Gew.-%
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwermetallegierung auf Fe-Basis Ni-Resist Typ D2C mit den folgenden Bestandteilen ist:
C maximal 2,9 Gew.-%
Si 2,0 bis 3,0 Gew.-%
Mn 1,8 bis 2,4 Gew.-%
Ni 21,0 bis 24,0 Gew.-%
Cr maximal 0,5 Gew.-%
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kontaktflächen der Werkstücke Aufrauhungen, Verzahnungen, Rillen, Rippen, Nuten oder dergleichen, für eine formschlüssige Verklammerung zwischen den Werkstücken und dem Verbindungskörper vorgesehen sind.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß Maßnahmen zur Schaffung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Umgießwerkstoff und den Werkstoffen der Werkstücke vorgesehen sind.

19. Verbundbauteil, in Form eines gebauten Kolbens, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf (9) und der Kolbenschaft (10) durch einen Verbindungskörper (11) verbunden sind.

20. Verbundbauteil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf aus Keramik, Grauguß oder einer Leichtmetallegierung besteht.