DE741545C - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Mehrfachmetallen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Mehrfachmetallen Die Hersfiellung von, Doppel- Lind Mehrfachmetallen, die z. B.. ,aus Eiseen oder Stahl und einer aufgeschweißten Auflage eeines edleren Metalles, wie z. B.. Kupfer oder Bronze, bestehen, gewinnt immer mehr an Bedeutung. Es ist dies in erster Linie darauf zurückzuführen, daß derartige Doppel- oder Mehrfachmetalle im: den meisten Fällen dort verwendet werden können, wo bisher lediglich das eedlere Auflagemetall allein zur Anwendung gelangt ist. Infolgedessen bieten die Doppel- :oder Mehrfachmetalle die Möglichkeit ;erheblicher Einsparung au wertvollen Metallen, vorzugsweise Einfuhrmetallen. Andererseits ergibt aber auch die Vereinigung von z. B. Eiseen oder Stahl mit Bronze oder Kupfer einen Werkstoff, der die wertvollen Werkstoffeigenschaften beider Metalle in sich vereinigt und dessen. Verwendung darum vielfach ganz bedeutende technische Vorteile zu bieten vermag. Der Verwendung von Doppel- und Mehrfachmetallen im wünschenswertem Umfang stehen nun leider die mit der Herstellung dvesier Werkstoffe verbundenen Schwierigkeiten entgegen, die sich in erster Linie .daraus ergeben, daß eine verschweißungshindernde Oxydation der zu vereinigenden Metallflächen vor bzw. während der Verschweißung vermieden und darum Sorge getragen werden muß, daß vor der Vereinigung der Metalle kein Luftsauerstoff an die Verschweißungsflächen heräntreten kann, was jedoch in der Regel durch Anwendung komplizierter und kostspieliger Maßnahmen bzw. Mittel möglich ist. Schwierigkeiten. in dieser Hinsicht ergeben sich insbesondere bei der Gußplattierung. Bei dieser muß das Kernmetall. zunächst auf Verschweißungstemperatur erhitzt werden, ehe das Auflagemetall eingegossen werden kann. Diese Erhitzung nimmt selbst bei geringen Wsrkstückabmessungen einige Zeit in Anspruch, während der nach bisheiigerAnschauung schädliche Oxydationen, die bis zur Verzunderung der Verschw:eißungsfläche führen können, ahne Anwendung einer Schutzgasatmosphäre unvermeidlich sind. In besonderem Maße zeigt sich dieser Mangel aber bei der Verarbeitung von großen und schweren Werkstücken, wie z. B. Rohrluppen, die bis zur Erreichung der Verschweißungstemperatur verhältnismäßig lange Zeit erhitzt werden müssen. Schon ein Rohling von nur 3o bis 8o1,-,-, Gewicht muß 2o bis 40 Minuten lang erhitzt werden, bis er beispielsweise die für eine Verschweißung mit Bronze notwendigeTemperatur von etwa goo bis rooo'C erreicht hat.
• Erfindungsgemäß, können Doppel- und Mehrfachmetalle durch Erhitzen :eines Kernwerkstückes auf Verschweißungstemperatur und anschließendes Eingießen des Aufla.gemetalles unter Ausschluß des Luftsauerstoffes auch ohne Anwendung :einer Sr..hutzgasatmosghäre hergestellt werden, -wenn mann die das Kernwerkstück enthaltende Form bzw. don mit Verbundmetall auszugießenden Hohlraum während der Erhitzung auf Verschweißun gstemperatur mit einer leicht entfernbaren Abdeckung verschlossen hält und das Auflagemetall unmittelbar nasch Entfernen der Abdeckung in die Form bnv. in den Hohlraum des Werkstückes eingießt.
• Nach einem bekannten Verfahren uierden Gußstücke in der Weise hergestellt, daß zunächst in eine zum Teil von einem Kern ausgefüllte Kokille (ein Metall :eingegossen, danach der Kern herausgezogen und nach Maßgabe des Herauszieh eis :ein zweites Metall in den frei werdenden Raum. nachgegossen wird: Hierbei löst sich die inzwischen durch oberflächliche Erstarrung entstandene dünne Kruste des ersteingegossenen Metaller wieder auf, so daß die Metalle sich in ihren Grenzzonen vermischen und durch Legierung vereinigen. Erfindungsgemäß wird demgegenüber ein Eisen- oder Stahlrohling in. festem Zustand und abgedeckt auf Verschweißungstemperatur erhitzt und hierauf unmittelbar nach Entfernung der Abdeckung das Auflagemetalleingegossen. Eine Erweiichunig des Eisen- oder Stahlrohlings und damit eine Legierung der beiden Metalle in den Grenzzonen findet nicht statt. Vielmehr tritt lediglich eine Oberfläch@enverschweißung ?ein, so da, die Metalle, am durchschnittenen Block betrachtet, in einer scharfen Linie gegeneinander abgesetzt sind. Zwar -wird b:ei diem bekannten Verfahren ebenfalls :ein Oxydationsschutz angestrebt. Jedoch wird dieses Ziel dort nicht durch Abdeckung und Luftverdrängung durch Erwärmung, sondern mechanisch durch einen luftverdrängenden Kern zu verwirklichen versucht. Nach einem anderen bekannten Verfahren wird zunächst ein in eine Form eingesetztes Werkstück mit dieser auf Schweißtemperatur erhitzt und danach die Form unter die Schmelztemperatur des Gießmetaller abgekühlt, worauf das Gießmetall über einen Gießaufsatz und eine auf das Werkstück aufgesetzte Zentrierhaube in den Zwischenraum zwischen Kern und Formwand eingegossen wird. Auch hier wird das Werkstück nicht in einer Form erhitzt, die während der Erhitzung mit einer leicht entfernbaren Abdeckung verschlossen gehalten wird. Von einem Fernhalten des Luftsauerstoffes von den Verschweißungsflächen kann bei diesem Verfahren keine Rede sein. Durch die schroffe Abkühlung der Form vor dem Einguß werden vielmehr, da die Zentrierhaube nach oben offen ist, Bedingungen geschaffen, die das Eintreten der Luft ganz besonders begünstigen.
• Worauf die bei der Arbeitsweise gemäß Erfindung eintretende Wirkung beruht, ist nicht ohne weiteres erkennbar. Es darf angenommen werden, daß bei der Erhitzung des abgedeckten Rohlings der Sauerstoff durch die Trennfugen zwischen der Abdeckung und dem Rand des Rohlings aus dem Hohlraum entweicht und mit steigender Erhitzung immer weniger wird, so daß sich schon lange vor Erreichung der Verschweißungstemperatur in dem Hohlraum praktisch kein Sauerstoff mehr befindet, der zu schädlicher Oxydation führen könnte.
• Eine besonders zweckmäßige Ausführangsform der Erfindung besteht darin, den Hohlraum mit einem durchbrochenen Behälter abzudecken, der mit Holzkohle oder einem ähnlich wirkenden* Mittel gefüllt ist. Bei dieser Ausbildung kann selbst bei etwaigem Nachlassen der Temperatur im Erhitzungsofen kein schädlicher Sauerstoff in den Hohlraum des Rohlings zurücktreten, da mit dem Sauerstoff zugleich in wesentlich höherem Maße reduzierende Gase als Schutzgase in den Hohlraum eintreten würden. Diese Schutzgaswirkung kann noch :erhöht werden, wenn man einen Abdeckbehälter verwendet, der einen in den Hohlraum mehr oder weniger weit hineinragenden Bodenteil besitzt, aus dessen Holzkohlefüllung ständig reduzierende oder indifferente Gase in dien Hohlraum austreten.
• Der Abdeckbehälter wird zweckmäßig aus einem nicht zundernden Material, wie z. B. Schamotte oder zunderfreien Eisen, hergestellt. Auch kann :er aus einem Material bestehen, dessen Oxydationsprodukte auf die Auflage und auf die Verschweißung keinen schädlichen Einfluß auszuüben vermag. So kann man z. B. bei Herstellung einer Kupferauflage einen Behälter aus Kupfer verwenden. Der eingegossene Metallkern wird üblicherweise durch Ausdrehen bis auf die gewünschte Auflagestärke wieder @entfernt. Zur 'Vierbilligung kann man aber erfindungsgemäß auch so verfahren, daß man das übersc'hüssig'e Auflagemetall anstatt durch Ausbohren durch Ausleeren beseitigt, nachdem sich an der Wand des Eisenrohlings durch Abkühlung eine genügend dicke Schicht des Auiagemetalles ankristallisiert hat. Der Hohlraum des so erhaltenen Blockes kann nun iio,ch ausgedreht werden, ehe der Block z. B. durch Warmpressen auf der Strangpresse gegebenenfalls mit anschließendem Kaltziehen oder in anderer Weise, wie z. B. durch Walzen, zum Rohr weiterverarbeitet wird.
• Die Herstellung einer Rohrluppie nach dem Verfahren der Erfindung ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
• Ein. Eisenrohling von,einem .äußeren Durchmesser von 16o mm und einer Höhe von 3oomm, der eine Bohrung von 9o mm Durchmesser und einen io mm dicken Boden besaß, wurde mit :einem Schamotteplättchen abgedeckt und hierauf in einem Flammofen auf Verschweißungstemperatur erhitzt. Diese liegt zwischen 75o bis i ioo° G, vorzugsweise zwischen etwa 8oo bzw. 84o und iooo bzw. 9oo°. Nach Erreichung der Verschweißungstemperatur wurde die Abdeckung entfernt und der Hohlraum unter möglichst geringem Zeitverlust mit einer warm und kalt knetbaren Zinnbronze ausgegossen. Hiernach wurde der Rohling abgekühlt inddarauf das eingegossene Auflagemetall bis auf die gewünschte Stärke ausgedreht. Das so hergerichtete Werkstück wurde sodann auf der Strangpresse warm vongepreßt und anschließend kalt zu einem nahtlosen Rohr fertiggezogen.
• Die Erfindung, nach der auch andere langgestreckte Körper mit seiner Auflage verschweißt werden können, stellt !eine Abkehr von der seitherigen Anschauung dar, nasch der zur Herstellung von Doppel- und Mehrfachmetallen kostspielige Vorsichtsmaßnahmen zu- Vermeidung von verschweißungshindernden Oxydationen-erforderlich sind.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen von Mehrfachmetallen durch Erhitzen eines Kernwerkstückes auf Verschweißungstemp:eratur und ahschließendes Eingießen des Auflagemetallles unter Auss@chluß des Luftsauerstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kernwerkstück enthaltende Form bzw. der mit Verbundmetall auszugießende Hohlraum während der Erhitzung auf Versrhweißun.gstemperatur mit einer leicht entfernbaren Abdeckung verschlossen und das Auflagemetall unmittelbar nach Entfernen der Abdeckung in die Form bzw. in den Hohlraum des Werkstückes ieingegossen wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen zur Abdeckung des Hohlraumes dienenden durchbrochenen Behälter, der vorteilhaft aus nicht oxydierendem Werkstoff oder solchem Werkstoff besteht, dessen Oxydationsprodukte keine nachteilige Wirkung auf den Verschw.eißungsvorgang ausüben und die Güte der Auflagemetalle nicht beeinträchtigen und der mit Holzkohle oder einem ähnlich wirkenden Stoff gefüllt ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift Nr. 127 930, 544 318, 510497, 607281, 127866, 603797, 625 014; amerikanische Patentschrift Nr. 1 199429-