DE672257C - Verfahren zum Herstellen von Werkstuecken, die mit Hartmetallauflagen oder -einlagen versehen sind - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen von Werkstücken, die mit Hartmetallauflagen oder -einlagen Werkstücke, die mit Hartmetallauflagen oder -einlagenversehen werden sollen, wurden bisher im allgemeinen in der Weise hergestellt, daß Plättchen der gebräuchlichen Hartmetalle, die vorzugsweise auf der Basis der Schwermetallcarbide, -boride, -nitride usw. hergestellt werden, auf den betreffenden Metallkörper aufgelötet wurden. Hierbei ist man auf verhältnismäßig kleineAbmessungen beschränkt, weil es schwierig ist, größere Hartinetallkörper oder -plättchen spannungsfrei herzustellen und aufzulöten. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Hartmetallauflagen mittels Schweißstäbchen punktweise aufzuschweißen. Hierbei ergibt sich aber eine unebene, ungleichmäßige Oberfläche, die erst einer schwierigen Bearbeitung durch Schleifen unterzogen werden muß. Auch ergeben sich vielfach. Spannungsrisse.
• Es ist nun auch bereits bekannt, das Hartinetall in Pulverform in eine dem herzustellenden Gegenstand entsprechende Gießform einzubringen und diese Gießform alsdann mit dem Trägermetall auszufüllen. Um das pulv erförurige Hartmetall an den Stellen, an denen diel-lartmetallauflagen an dein fertigen Stück vorhanden sein sollen, zum Haften zu bringen, hat man das Hartmetallpulver mit einem Bindemittel zu einemBrei gemischt und diesen Brei auf die betreffenden Stellen der Gießform aufgetragen. Um diesen Brei nach außen hin abzuschließen, hat man ihn auch schon mit einem Schutzüberzug aus einem Textil- oder auch Drahtgewebe überzogen. Auch dieser Vorschlag führt zu keinem praktischen Ergebnis, da infolge des Ausbrennens des Bindemittels die Hartmetallauflage porös oder blasig wird.
• Die vorliegende Erfindung beseitigt die Nachteile der bekannten Verfahren dadurch, daß das Hartmetall als Pulver ohne Bindemittel durch ein Schutzgitter, z. B. aus Drahtgeflecht oder gelochtem Blech, in der Form gehalten wird, durch das hindurch ein Teil des Trägermetalls in das Hartmetall einseigert.
• In gewissen Fällen kann es auch zweckmäßig sein, das Hartmetall in gepreßter oder vorgesinterter Form in die Gießform einzubringen. Da man bei der Anwendung des Verfahrens an Höchstgrenzen in der Ausdehnung der SChwermetallauflagen nicht gebunden ist, kann man auch Gegenstände mit Hartmetallauflagen versehen, die sehr große Verschleißflächen besitzen und die man bisher wegen der Schwierigkeit des Aufschweißens nicht mit Hartmetallauflagen versehen konnte.

  Die Zeichnung zeigt als Beispiel' meliperr@,3=

  Ausführungsformen der Erfindung, ünd'

  ist Abb. i ein Schnitt durch eine Gießform' zur Herstellung eines Ziehringes gemäß der Erfindung.
• Abb. 2 ist ein Schnitt durch eine Gießform zur Herstellung einer Unterlagplatte für eine Braunkohlenbrikettpresse.
• Abb. 3 ist ein Querschnitt durch eine Gießform zur Herstellung eines Baggerzahnes. Abb. q. zeigt einen Querschnitt durch eine Form zur Herstellung eines Fräserkopfes. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i ist z eine Gießform aus einem hitzebeständigen Baustoff, vorzugsweise aus Retortenkohle. Die Form kann in beliebiger Form ausgeführt, also einteilig oder mehrteilig sein. Sie ist, da es sich um einen Ziehstein handelt, zylindrisch und weist in der :Mitte einen Zapfen 5 auf, der der Bohrung des fertigen Ziehringes im Durchmesser etwa entspricht. Das Innere des Hohlraumes der Form ist durch einen mit einem Deckel versehenen Zylinder 3 aus einem durchlochten Metallblech oder Metallgaze o. dgl. in zwei Teile geteilt. Der um den Kern 5 herumliegende Teil e soll aus Hartmetall bestehen, der außenliegende Teil 6 dagegen aus Gußeisen, Stahlguß o. dgl. Es wird nun der innere Raum :2 mit dem in Frage stehenden Hartmetall in Kornform angefüllt, z. B. verwendet man Metallcarbide, deren Körnung dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt ist.
• Es kann gemäß der Erfindung jede beliebige Körnung verwendet werden. Wenn der innere Raum mit Carbiden ausgefüllt und das das Hartmetall abgrenzende Gitter, das vorzugsweise aus einem dem äußeren Metall, also dem Gußeisen oder dem Stahlguß, verwandten Werkstoff, z. B. aus Stahlblech oder Stahldraht, besteht, eingesetzt ist, wird das Gitter 3 z. B. mittels eines Metallstiftes 4 in der Gießform befestigt. Alsdann wird der freie Raum 6 mit dem betreffenden Werkstoff, also z. B. mit Stahl, Eisen oder auch einem anderen geeigneten Metall, wie Nickel, Kupfer, oder auch einer Metallegierung, ausgegossen. Vorzugsweise wird man die Form vorwärmen. Es ist aber auch möglich, das Metall, mit dem der Raum 6 der Form ausgegossen werden soll, kalt in die Form einzubringen und dann die Form so weit zu erhitzen, daß das . Metall niederschmilzt und den Raum ausfüllt. Die flüssige Metallmasse dringt dann durch die Bohrungen in dem Gitter 3 hindurch und seigert, wie an sich bei der Herstellung von Hartmetallkörpern bekannt, in das Metallpulver 2 ein.
• Der Werkstoff, aus dem das Gitter 3 be-,steht, schmilzt entweder ebenfalls nieder, oder ,:itan verwendet vorzugsweise einen Stofft, der ei der Schmelztemperatur des zum Ausgielen verwendeten Metalls noch eine gewisse Festigkeit hat, damit durch ihn die Hartinetallkörner zusammengehalten «erden.
• Nach dem Abkühlen wird die Form auseinandergenommen oder zerschlagen, und es ergibt sich ein Ziehring, der mechanisch wie ein Ziehring wirkt, der aus einem inneren, aus Hartmetall hergestellten Teil und einem darumgeschrumpften Halter aus Gußeisen oder Gußstahl besteht. Es ist aber hier der Vorteil vorhanden, daß keinerlei innere Spannungen vorhanden sind und daß auch bei einer Erwärmung innerhalb der vorkommenden Teinperaturgrenzen keinerlei innere Spannungen entstehen; der Ziehring wirkt wie ein Ganzes.
• Die weitere Behandlung des fertigen Stükkes nach dem Gießen richtet sich nach dem jeweiligen Verwendungszweck. Es kann in gewissen Fällen erforderlich sein, die Werkstücke nach dem Fertigstellen längere Zeit warmzuhalten oder sie nach Art des Temperns besonders zu behandeln oder aber auch sie sofort abzuschrecken.
• Zweckmäßig ist es, die Form während des Gießens etwas zu erschüttern, damit sich die Körner der Metallcaxbide innerhalb des durch das Gitter abgegrenzten Raumes dicht aneinanderlegen. Die Korngröße richtet sich nach der gewünschten Dichte und Verschleißfestigkeit des herzustellenden Gegenstandes.
• Abb. z zeigt eine. Form für die Unterlagplatte einer Braunkohlenpreßform. Es ist hier das Innere der Form durch eine Blechplatte 7, die sich in ihrer Form der Außenform des herzustellenden Gegenstandes anpaßt, in zwei Räume geteilt. Der untere Raum 8 dient zur Aufnahme des Hartinetatlpulvers, also z. B. der Wolframcarbidkörner. Die Höhe dieses Raumes entspricht der Dicke der herzustellenden Hartmetallauflage. Das Blech 7 wird durch Metallstifte 9 in der wiederum aus Kohle o. dgl. bestehenden Form io gehalten, und es wird dann das Gußeisen o. dgl. in den oberen Raum i i eingegossen. Das Gußeisen dringt durch die Löcher des Bleches 7 hindurch und wird in das Hartmetall eingeseigert. Es ergibt sich dann wiederum ein spannungsfreier Körper mit einer Metallauflage, ohne daß man bezüglich der Größe oder Form dieser Auflage in irgendeiner Weise beschränkt ist.
• Abb. 3 zeigt eine Gießform 12 wiederum aus einem wärmebeständigen Stoff, vorzugsweise Kohle oder Magnesiumsilicat, die zur Herstellung eines Baggerzahnes dient. Das gekörnte Hartmetall wird in den Raum i,1 eingefüllt und dieser durch ein aus Blech oder aus Drahtgewebe bestehendes Gitter i-1 von dem übrigen Inhalt der Gießform getrennt. Das Gitter 1q. wird durch Stifte i y gehalten. Hier ist die Form dürch eine Querwand 16 in zwei Teile geteilt. In den oberen Teil wird das einzuschmelzende Metall 17, z. B. in Stangenform, eingebracht und die Form alsdann in den Ofen gelegt. Das Metall schmilzt nieder und fließt in den Raum 18 hinein und dringt dabei durch das Blech 1.4 hindurch in das Hartmetallpulver 13 ein.
• Die Erfindung ist auch dann besonders gut anwendbar, wenn es sich um die Herstellung verwickelterer Gegenstände handelt, z. B. eines Fräserkopfes. Die hierzu verwendete Gießform ist in einem Schnitt in Abb.4 gezeigt. In der inneren Form sind durch gelochte Bleche 2o die Räume 21 abgeteilt, die mit dem Hartmetallpulver ausgefüllt werden. Die Bleche können auch hier durch Stifte 22 o. dgl., an der Form gehalten werden. Der innere Raum 23 wird alsdann mit Gußeisen, Stahlguß o. dgl. ausgefüllt, und es ergibt sich nach Zerschlagen der Form der fertige Fräserkopf.
• Zum Trennen des Hartinetallpulvers von dem eingegossenen Metall kann man, wie bereits gesagt, vorzugsweise einen Werkstoff wählen, der einen etwas höheren Schmelzpunkt hat als das einzugießende Metall'. Man kann Metalle wählen, die sich mit dem Trägermetall legieren, oder auch solche, die eine derartige Legierung nicht eingehen. So kann man beispielsweise bei der Verwendung von Eisen oder Stahl, als Trägermetall zweckmäßig für die Sieb- oder Trennbleche Molvbdän o. dgl. verwenden, das nicht niederschmilzt, sich aber gut sowohl mit dem Trägermetall als auch mit dem Hartmetall verbindet.
• Der Gießvorgang selbst kann in beliebiger, an sich bekannter Weise vor sich :gehen. Man kann das Metall außerhalb der Form schmelzen und dann in die kalte oder auch in die vorgewärmte Form eingießen oder das Schmelzen in der Form vornehmen, wobei man entweder die ganze Form mit dem gleichen Werkstoff ausfüllt oder aber an den der Hartmetallauflage benachbarten Stellen zunächst einen wertvolleren Werkstoff, z. B. einen zähen Stahlguß, eingießt und den übrigen Teil der Form dann mit einem billigeren Werkstoff, z. B. Gußei.sen, ausgießt.
• Ein besonderer Vorteil des Verfahrens ist, claß man in nur einem einzigen Arbeitsvorgang das Werkstück vollständig fertig herstellt, so daß, abgesehen davon, daß sich ein spannungsfreies Werkstück ergibt, sieh beliebige Formen des Einsatzes an beliebigen Stellen und von beliebigem Querschnitt herstellen lassen, auch die Herstellungskosten selbst außerordentlich niedrig werden.
• Handelt es sich um die Herstellung von Werkstücken besonders verwickelter Form, bei denen sich das Hartmetall schlecht in Pulverform an diejenigen Stellen der Gußform bringen läßt, an denen später die Hartmetallauflagen oder Hartmetalleinlagen vorhanden sein sollen, so kann man in solchen Fällen das Hartmetallpulver in einer besonderen, der Gestalt der fertigen Einlage entsprechenden Form kalt pressen und dadurch verfestigen oder auch in der @\Tärine vorsintern und dann den durch Pressen oder Vorsi;ntern hergestellten Einsatz in die Gießform für den Gegenstand einführen und an den erforderlichen Stellen befestigen. Der fertige Gegenstand hat dann die gleichen Eigenschaften, als wenn das Hartmetallpulver lose eingebracht worden wäre, da auch der gepreßte oder vorgesinterte Hartmetallkörper das Trägermetall aufsaugt.
• Es ist bereits erwähnt worden, daß das Trägermetall nicht in flüssigem Zustand in die Form eingebracht zu werden braucht, sondern auch in der Form selbst geschmolzen werden kann. Bei besonders verwickelten Formen kann man auch einen der endgültigen Form entsprechenden gegossenen Körper in die Form einsetzen und dann die Form so weit erhitzen, daß der Körper wieder schmilzt und das geschmolzene Metall in die an den in Frage kommenden Stellen eingelegten Hartmetallteile einseigert.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung ist für Werkstücke der verschiedensten Form und für die verschiedensten Verevendungszwecke anwendbar, also nicht nur für Werkzeuge, sondern auch für Maschinenteile, z. B. Motorzvlinder, Ventilsitze an Maschinenteilen, Laufflächen von Rädern, Zahnrädern u. dgl. m.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen von Werkstücken, die mit Hartmetallauflagen oder -einlagen versehen' sind und bei denen das Hartmetall in Pulverform in eine Gießform eingebracht wird, die alsdann mit dem Trägermetall ausgefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmetall als Pulver ohne Bindemittel durch ein Schutzgitter, z. B. aus Drahtgeflecht oder gelochtem Blech, in der Form gehalten wird, durch das hindurch ein Teil des Trägermetalls in das Hartmetall eiriseigert.
2. 2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Hartmetall in gepreßtem Zustande in die Gießform eingebracht wird.
3. 3. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmetall in vorgesintertem Zustand in die Form eingebracht wird. q..
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermetall in der Gießform selbst niedergeschmolzen wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzgitter aus einem Metall, z. B. Molybdän, verwendet wird, dessen Schmelzpunkt höher ist als der des Trägermetalls.