DE713770C - Verfahren zum Angiessen eines Werkstoffes an einen anderen, insbesondere eines Metalles an einen nichtmetallischen Werkstoff - Google Patents

Description

• Verfahren zum Angießen eines Werkstoffes an einen anderen, insbesondere eines Metalles an einen nichtmetallischen Werkstoff Es ist bekannt, zwei Werkstoffe durch Angießen des einen an den anderen derart miteinander zu verbinden"daß,ein Zweistoffwerkstück ,entsteht. Wenn die Verbindung zwischen. den beiden Werkstoffen, wie es bei. Venvendung zweier Metalleder Fall sein kann, durch Diffusion oder -Verschmelzung entsteht, so spricht man von Verbundgruß. Wenn die Verbindung zwischen den beiden Werkstoffen, wie es bei Verwendung seines Metalls und eines Nichtmetalls die Regel ist, nur durch mechanische Verklammerung der beiden Werkstoffe miteinander unter Anwendung von Schrumpfkräften beispielsweise des angegossenen Metalls erfolgt, so spricht man von Anguß.
• Der Zweck der Schaffung solcher Zweistoffwerkstücke ist bei Anwendung von Verbundguß und Anguß grundsätzlich gleich. Das Zweistoffes erkstück wird bei der Verwendung zwei völlig verschiedenartigen Beanspruchungen ausgesetzt, beispielsweise einer verformenden Beanspruchung durch Biegekräfte und einer Verschleißbeanspruchung durch einen Gleitvorgang. Das Zweistoff-werkstück wird dann aus zwei Werkstoffen zusammengesetzt, von denen der eine zur Aufnahme von Biegekräften und der andere zur Aufnahme von Gleitbeanspruchungen besonders geeignet ist.
• Die Erfindung betrifft ein Angußverfahren, bei dem Nachteile, die den bisher ausgeübten Verfahren anhaften, vermieden werden. Die bisher bekanntgewordenen Verfahren führten oftmals nicht zum gewünschten Erfolg, insbesondere wenn die Erstarrungsschrumpfung des angegossenen Werkstoffes eine unzulässige Verformung des Zweistoffwerkstückes verursacht. Diese Verformung kann bei wenig plastischen Werkstoffen zum Reißen infolge unzulässig hoher Beanspruchung, insbesondere durch Biegung, führen.
• Schwierigkeiten dieser Art bestehen beispielsweise besonders beim Angießen von. Metall an Kunstkohle oder keramische Werk. stofe. Solche Zweistoffwerkstücke dieneh beispielsweise als Kontaktstücke für die Abnahme elektrischer Energie, z. B. in Form von Schleifbügeln für Stromabnehmer elektrischer Lokomotiven. Besonders bei derartigen langgestreckten Körpern treten beim Anguß gemäß dem bisher üblichen Verfahren starke Verformungen und Beanspruchungen infolge der Erstarrungsschrumpfu.ng des Metalls auf, denen der Kohlebügel nicht gewachsen ist. Als Folge treten Brüche und Ein= risse auf, die das Verbindungsgußstück zu Ausschuß machen.
• Man versuchte diese Schwierigkeiten bisfier durch starkes Vorwärmen des ajizugießenden Teiles zu beseitigen. So wurde der obengenannte Kohlebügel auf mehrere hundert Grad vorgewärmt, in eine geeignete Gießform, z. B. eine Kokille, eingesetzt und in üblicher Weise ohne besondere Regelung der Gießgeschwindigkeit angegossen. Bei der Abkühlung der durch Anguß verbundenen Teile ließ sich infolge der unterschiedlichen Wärmedehnung der zusammengeschlossenen Teile die Entstehutig hoher Schrumpfspannungen praktisch nicht vermeiden. Als Folge dieser Spannungen traten unzulässige Verformungen und zum Teil Risse auf.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Angußverfahren, das die oben geschilderten Nachteile und die nachteiligen Auswirkungen der Schrumpfspannungen auf das Zweistoff"verkstück praktisch vermeidet. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird die Gießform nicht mit der bei Formguß sonst allgemein üblichen verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit gefüllt. Der Guß erfolgt vielmehr so langsam, daß die Erstarrung dem Flüssigkeitsspiegel unmittelbar oder fast unmittelbar nachfolgt. Die jeweils. vorhandene sehr kleine Erstarrungszone verursacht nur ganz geringfügige, praktisch einflußlose Spannungen.
• Bei Ausübung des neuen Verfahrens, beispielsweise zum Anguß eines Kohleschleifbügels mit Leichtmetall, wird der Kohlebügel senkrecht in einer Form derart angeordnet, daß die anzugießende Seite des Bügels zunächst bis auf ein kurzes Stück am unteren Ende freiliegt. Nur dieses untere Ende ist also zunächst beim Beginn des Angusses bereits mit der Gießform umgeben. Das Leichtmetall wird langsam steigend angegossen mit einer so geringen Gießgeschwindigkeit, daß jeweils dicht unterhalb des flüssigen Spiegels das Metall bereits erstarrt ist. Die Gießform .-wird an der zunächst freiliegenden Seite . nährend des Gießens schrittweise mit geeiga'ten Formelementen zugebaut. Diese Maßnähme ermöglicht es, den Auslauf des Gießtiegels ständig in unmittelbarer Nähe des flüssigen Spiegels des Angusses zu halten und so einen ruhigen, blasenfreien Guß zu erzielen.
• Statt das flüssige Metall aus einem Gießtiegel in die Form fließen zu lassen, kann span den schichtweisen Aufbau des Angußmetalls auch an der Verbundstelle -mittels örtlicher Erhitzung, z. B. durch einen Brenner, vornehmen. Die Anordnung kann dabei grundsätzlich ebenso gewählt werden wie bei dem oben geschilderten Ausführungsbeispiel, nur bedient man sich statt des Gießtiegels eines Brenners und einer Stange bzw. eines Drahtes des anzugießenden Metalls. Diese Metallstange wird mittels des Brenners niedergeschmolzen und so schichtweise angetragen.
• Eine dritte Ausführungsart besteht darin, den Hauptquerschnitt des anzufügenden Metalls, im obigen Ausführungsbeispiel etwa in Form .einer Leiste, vorab als Formgußstück herzustellen, diese Metalleiste an den Kohlebügel anzulegen und die beiden Bauteile an Verklammerungsstell:en, beispielsweise an durchlaufenden Schivalbenschwanznuten, zu vergießen, wobei die verbindende Metalleiste schichtweise von unten nach oben angetragen wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Angießen eines Werkstoff,es an einen zweiten, insbesondereeines Metalls an einen nichtmetallischen Werkstoff, z. B. Kunstkohle oder keramische Stoffe, zwecks Erzielung einer durch Verklammerung bzw. Schrumpfdruck hergestellten Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß das Angußmetall so langsam angegossen wird, d.aß die Erstarrung dem Flüssigkeitsspiegel unmittelbar oder fast unmittelbar nachfolgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der schichtweise Aufbau des flüssigen anzufügenden Werkstoffes an der Verbundstelle mittels örtlicher Erhitzung, z. B. durch einen Brenner, erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, -daß die beiden zu verbindenden Baubeile vorgeformt, zusammengefügt und lediglich an Verklammerungsstellen nach Art von Nuten o. dgl. vergossen werden.