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Verfahren zum Herstellen von Verbundgußkörpern durch
Schleuderguß Es ist bekannt, im Schleuderguß zwei oder mehrere Materialien zu gießen.
Dabei stellt sich aber sehr häufig heraus, daß infolge der verschiedenen Schrumpfkoeffizienten
und Abkühlungsgeschwindigkeiten der Materialien sowie auch infolge anderer physikalischer
Eigenschaften die angestrebte homogene Verbindung zwischen den Materialien für die
verschiedenen Verwendungszwecke nicht in genügendem Maße eintritt.
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Dieser Übelstand wird durch das Verfahren nach der Erfindung dadurch
vermieden, daß eine besondere Verbindung zwischen den verschiedenen Materialschichten
hergestellt wird. Diese Verbindung kann entweder durch miteingegossene Elemente,
wie Stifte, Keile, Ringe o. dgl., erfolgen oder aber auf chemischem bzw. metallurgischem
Wege, indem man besondere Stoffe zwischen die verschiedenen Materialien bringt und
hier zum Schmelzen bringt, so daß eine besondere Verbindungsschicht zwischen je
zwei Materialschichten entsteht.
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Man hat zwar schon für gewöhnlichen Guß, der nicht geschleudert wird,
vorgeschlagen, zwischen die beiden miteinander zu vergießenden Metalle Stifte oder
Bolzen oder auch eire Zwischenschicht aus Blech einzuschalten. Diese Bolzen dienen
aber dazu, eine vorläufige Befestigung zwischen den beiden zu vergießenden Platten
herzustellen, nicht aber die Verbindung zwischen den einzelnen Materialien zu erhöhen.
Es handelt sich also im wesentlichen nur um Abstandhalter, während bei dem Verfahren
nach der Erfindung die nacheinander im Schleuderguß gegossenen Schichten mechanisch
oder auch chemisch miteinander verbunden werden, damit später beim Schwinden der
Materialien eine Trennung nicht eintritt.
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Dabei ist es erwünscht, die auf den Materialschichten beim Gießen
sich absetzenden Schlacken zu entfernen, bevor die nächste Schicht aufgegossen wird,
damit eine gute metallische Verbindung eintritt. Das geschieht durch einen Abstreifer,
der einerseits die Schlacke nach außen befördert und anderseits auch die Dicke der
Schicht bestimmt. Bekannt ist es, die Oberfläche einer gegossenen Schicht zu reinigen,
um eine zweite Schicht daraufzugießen, aber nur bei Schichten, die in gewöhnlichem
Guß gegossen werden und wobei dann die erste Schicht erstarren muß, bevor die zweite
aufgegossen wird.
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Nach der Erfindung findet die Reinigung der Schicht von der Schlacke
statt, solange die Schicht noch flüssig ist, wobei dann gleich bei dem Abstreifen
auch die Dicke der Schicht durch den Abstreifer begrenzt werden kann.
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In den beiliegenden Zeichnungen ist das Verfahren dargestellt, und
zwar zeigt Abb. Z einen Schnitt durch eine Gußform für Schleuderguß, wobei die Form
mit a bezeichnet ist, die sich um die Achse b dreht. Der seitliche Deckel der Gußform
ist mit c bezeichnet.
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In diese Gußform werden Stifte, Keile oder Ringe d aus beliebigem
Werkstoff eingesetzt, die in entsprechende Löcher e im Boden der Gußform sitzen,
aber auch im Deckel befestigt sein können. Es wird dann zunächst die eine
Materialschicht
f gegossen und darauf die andere g. An der Grenze zwischen den beiden Schichten
liegen die Stifte, Keile oder Ringe d, die in beide Schichten miteingegossen werden
und die Verbindung zwischen beiden herstellen. Die Gußform kann entweder, wie dargestellt,
um eine waagerechte oder auch um eine senkrechte Achse umlaufen, oder es kann beim
Gießen die eine Schicht während der Drehung der Form um die waagerechte Achse, die
andere während der Drehung der Form um die senkrechte Achse gegossen werden. Die
Stifte usw. verbinden die Schichten innig miteinander und nehmen etwaige Spannungen,
die in den Schichten entstehen, auf.
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Bei der Ausführungsform nach den Abb.2 und 3 ist dieselbe Anordnung
getroffen, nur sind die Stifte d ersetzt durch kleine Rähmchen
h
(Abb.3), die zwischen Boden und Deckel der Gußform eingeklemmt oder sonstwie
befestigt werden. Diese Rähmchen können auch andere Gestalt als dargestellt haben,
sie können auch durch Ringe miteinander verbunden sein und reichen zweckmäßig durch
die verschiedenen Metallschichten hindurch. In der Abb. 2 sindvier verschiedene
Metalle in die Gußform nacheinander eingegossen.
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Die zweite Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß die einzelnen
Schichten auf chemischem bzw. metallurgischem Wege miteinander verbunden werden.
Zu diesem Zweck wird zwischen je zwei Schichten ein Material gel)racht, dessen Schmelzpunkt
zwischen den Schmelzpunkten der beiden aufeinanderfolgenden Metalle liegt, während
der Verdampfungspunkt über dem Schmelzpunkt des schwerst schmelzbaren Metalls liegt.
Dadurch werden die verschieden starken Schrumpfungen der Metalle ausgeglichen. Der
zwischen die Schichten gebrachte Stoff bleibt so lange flüssig, bis der Schrumpf
sich ausgewirkt hat, d. h. bis ein fester Aggregatzustand der nacheinander gegossenen
Metalle eingetreten ist.
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Wird beispielsweise zuerst Messing oder Bronze in die Gußform eingebracht
und dann Gußeisen daraufgegossen, so ist der Unterschied im Schrumpfen so groß,
daß, namentlich bei größeren Abmessungen, zwischen dem weniger schrumpfenden Gußeisen
und der stärker schrumpfenden Kupferlegierung, besonders in letzterer Spannungen
entstehen, die unter Umständen eine Gefahr für den gegossenen Gegenstand bilden.
Um diese Spannungen zu vermeiden, bringt man auf die gegossene, aber noch flüssige,
in der Form laufende Kupferlegierung etwas Aluminium oder ein anderes Metall von
ähnlichen Eigenschaften. Dieses schmilzt und bildet eine flüssige Schicht, die so
lange flüssig bleibt, bis auch das nachfolgende Eisen erstarrt ist und zu schrumpfen
anfängt. Schrumpft der äußere Ring stärker als der innere, so- drückt er das flüssige
Aluminium o. dgl. zum größten Teil heraus, wodurch die Spannungen auf ein Mindestmaß
beschränkt werden. Gleichzeitig entsteht eine sehr gute homogene Verbindung durch
die vermittelnde Aluminiumschicht zwischen der Kupferlegierung und dem Gußeisen.
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Würde der äußere Ring des Gußstückes aus Eisen und der innere aus
Bronze gegossen werden, so würde die dazwischenliegende Aluminiumschicht gleichfalls
eine gute Verbindung zwischen den beiden verschieden stark schrumpfenden Metallen
herstellen.
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Bei diesen verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens erscheint
es zweckmäßig, die auf den Schichten entstehende Schlacke vor dem Aufbringen der
nächsten Schicht zu entfernen. Die Schlacke setzt sich als der leichtere Körper
unter der Einwirkung der Fliehkraft auf die Innenseite der Schicht ab und kann hier
beispielsweise durch einen Abstreifer mechanisch entfernt werden.
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In den Abb. q und g ist in Schnitt und Vorderansicht eine Gußform
mit einem derartigen Abstreifer dargestellt. Die Gußform ist wieder mit
a und ihre Drehachse mit b, ihr Deckel mit c bezeichnet. In die Form
ist zunächst eine Metallschicht feingegossen, auf die dann noch eine zweite aus
anderem Stoff aufgegossen werden soll. Bevor diese zweite Schicht aufgegossen wird,
wird durch einen -in die Gußform hineinragenden . Abstreifer i die auf der inneren
Fläche der Schicht f befindliche Schlacke abgestreift und infolge der eigenartigen
Biegung des Abstreifers nach außen entfernt. Dadurch wird die innere Umfläche der
Schicht f gereinigt und gleichzeitig auch, wenn erforderlich, abgeschält, wodurch
namentlich die innen sitzenden, leichteren Teile der Schicht. entfernt werden. Der
Abstreifer kann auch dazu dienen, eine maßhaltige Wandstärke des gegossenen Zylinders
zu erreichen. Anstatt den Abstreifer festzustellen, kann er auch gegen die Drehrichtung
der Form in Bewegung gesetzt werden.
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Die Entfernung der Schlacke kann aber auch auf andere Weise- als mechanisch
durch einen Abstreifer geschehen, und zwar chemisch bzw. metallurgisch, indem man
ein die Schlacke absorbierendes oder desoxydierendes Mittel auf die Schicht aufbringt.
Dadurch wird die Schlacke verbrannt oder sonstwie entfernt bzw. so verflüssigt,
daß sie leicht aus der Form herausgebracht werden kann, bevor die zweite Schicht
aufgegossen wird. Die Benutzung eines derartigen Mittels kann auch zusammen mit
dem Abstreifer erfolgen.