DE846601C - Verfahren zum Herstellen von Hohlkoerpern mit verschiedenen Werkstoffzonen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern mit verschiedenen Werkstoffzonen Diertiudung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von llohlkürpern rnit verschiedenen der unterschiedlichen Beanspruchung außen und innen entsprechenden Werkstoffzonen durch Verbundgießen.
• 1?s ist bekannt, massive Kiirper, beispielsweise Walzen. mit liartein Mantel und weichem Kern durch Verbundgießen herzustellen, indem aus einem i» einer Kokille befindlichen Block, nachdem seine äußere Zone in gewünschter Stärke erstarrt ist, da, noch flüssige Metall der inneren Zone abgegossen und in den so gebildeten Hohlraum ein anderes Metall eingegossen wird, welches sich mit dem ztterst eingegossenen Metall verbindet. Hohlkörper. die starkem Verschleiß und erhöhter Korrosionseinwirkung @rtt,gesetzt sind. wie auch solche mit großer beispiels«-eise Hochdruckkörper für die chemische Industrie, Zylinder, Geschützrohre und ähnliche Hohlkörper, wurden bislter homogen hergestellt, weil der Verbundguß und die bekannten \-erfahren, wie Plattierung, Zementierung, Oberflächenhärtung und Chromierung, hierfür nicht genügten. Auch die Herstellung derartiger Kiirlrer in Verbundguß mittels Zwischenblechen führten wegen des minder festen Zwischenwerkstoffs und der Nichtvergütbarkeit der Zwiscltenschichten nicht zum gewünschten Ziel. Bislang wurde deshalb in Fällen, in denen die innere und äußere Zone eines Gegenstandes unterschiedlich beansprucht wurden, vielfach ein einheitlicher Werkstoa für den ganzen Querschnitt des Werkstückes genommen, der der höchsten Beanspruchung der einen oder anderen Zone entsprach, oder es wurde ein Werkstoff für eine mittlere Beanspruchung gewählt und gewisse Nachteile in Kauf genommeii.
• Bei (lern Verbundguß gemäß der Erfindung, bei dem eine innige Verbindung der Schichten nicht allein durch Schweißung. sondern auch durch teilweises Ineinanderlösen in breiterer übergangszone und guter Verästelung der einzelnen Kristalle der beiden Werkstoffe vorhanden ist, können für Hochdruckkörper die Innenzonen z. B. gegen Wasserstoffeinwirkung vollkommen korrosionsfest ausgebildet werden, während die Außenzone nur normale Festigkeitseigenschaften aufzuweisen braucht, oder es kann bei Geschützrohren für die Innenzone ein brandrißunempfindlicher, jedoch hochverschleißfester Werkstoff, welcher außerdem auch noch gute Dehnungs- und Zähigkeitseigenschaften aufweist, gewählt «erden, während für die Außenzone ein minderer Werkstofft schwach legiert und mit geringerer Zähigkeit Verwendung finden kann.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für die Ausübung des Verfahrens dargestellt.
• Alb. i bis .I zeigen eine Kokille a, die in der Achse b schwenkbar ist. Die Kokille ruht auf einer abnehmbaren Bodenplatte c, die durch eine Heizvorrichtung il heizbar ist. In der Deckenplatte e ist eine Öffnung j vorgesehen, die durch entsprechende Einsätze h vergrößert oder verkleinert und durch einen Stopfen g ganz geschlossen werden kann. Eine Haube i kann auf die Kokille aufgesetzt werden, und umgekehrt kann die Kokille auf einer entsprechenden Haube i aufgesetzt sein.
• Das \-erfahren wird so durchgeführt, daß der erste Werkstoff, welcher die Außenzone bilden soll, in eine am besten nach oben offene Kokille, auf der eine besondere Haube befestigt ist, eingegossen wird. Nach Ablauf einer gewissen Zeit, deren Dauer je nach Blockgröße, Verschmiedungsgrad und der gewünschten Dicke der Außenschicht verschieden ist und durch auf der Kokillenwand angebrachte Kühlrippen oder Ringe mit Wasserdurchlauf beehiflußt werden kann, wird nach Verschließung der Haube durch eine mit einer Durchlauföffnutig versehrne Abdeckplatte die Kokille um ihre waagerechte Achse geschwenkt, und der noch nicht erstarrte Kern des Blocks fließt durch die in der Abdeckplatte befindliche Öffnung aus. Falls erforderlich, wird hierauf in dem nach oben gekehrten Bodenteil mittels Spülbrenners ein Loch gebrannt, durch das der zweite Werkstoff eingegossen werden kann. Die mit einer auswechselgaren Stopfenöffnung versehene Abdeckplatte dient dazu, (las Ausfließen des zuerst eingegossenen Werkstoffs möglichst lange dauern zu lassen, uni während dieser Zeit sowohl die Eingußöffnung für den zweiten Werkstoff am Boden aufbrennen zu können als auch um zu verhindern, daß bei einem zu schnellen Auslaufen eine zu schwache, die Lufteinströmung in den Innenteil der Kokille verwehrende Schutzgasschicht vorhanden ist. Der ausfließende Werkstoff sowohl als auch der bereits erstarrte Mantel geben nämlich noch so viel gelöstes Gas ab, daß eine Oxydation der Grenzschicht durch dasselbe unterbunden wird. Das in dem Boden eingebrannte Loch hindert durch sein kleines .Ausmaß das Schutzgas am Entweichen. Nach restlosem Auslaufen des noch flüssigen Restes des zuerst eingegossenen Werkstoffs wird die Abdeckplatte durch einen Stopfen verschlossen, worauf auf. das sich jetzt oben befindende frühere Bodenende der Kokille ebenfalls eine Haube aufgesetzt, der zweite Werkstoff mit ziemlich hoher Geschwindigkeit eingegossen und der Block bis oben hin gefüllt wird. Zur Vermeidung einer stärkeren Erstarrung an der Bodenseite nach Eingießen des ersten Werkstoffs und uni das Durchbrennen der zweiten Eingußöffnung nicht zu sehr zu erschweren, hauptsächlich aber, um eine möglichst gleichmäßige durchgehende Mantelschicht von oben bis unten zu erhalten, wird eine beheizte Bodenplatte verwendet, die erst vor (lern Aufsetzen der zweiten Haube entfernt wird.
• Der auf diese Weise hergestellte Verhundguß wird entweder für Hohlkörper in normaler Weise über den Dorn ausgeschmiedet, nachdem er vorher gelocht wurde, oder er wird als Freiformschmiedestück voll ausgeschiniedet und anschließend gebohrt. Wird auch bei dem zweiten Werkstoff nur ein Teil zur Erstarrung gebracht und der noch nicht erstarrte Innenteil ausgegossen, so kann anschließend über den Dorn weiterverschmiedet werden.
• Ein weiterer Vorteil des Verbundstücks gemäß der Erfindung liegt noch darin, daß durch eine gemeinsame Vergütung alle optimalen Eigenschaften für beide Werkstoffe erreicht werden können. cla sich die Legierungen ohne weiteres in dieser lZichtung gegeneinander abstimmen lassen. Durch Zusatz von lieisl)ielsweise Vanaditi kann aber auch ein sich ergebender Unterschied in der Härtetemperatur durch Steigerung der Überhitzungstinetnpfindlichkeit des einen Werkstorts ein entsprechender Ausgleich herbeigeführt werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern mit verschiedenen der unterschiedlichen Beanspruchung agßeti und innen entsprechenden Werkstoffzonen, insbesondere von Hochdruckkörpern, Geschützrohren, Zylindern u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Werkstoffschichten in an sich bekannter Weise nacheinander im Sturzgießverfahren in einer Kokille zu einem Verbundhohlblock verschweißt und dieser dann wie ein homogener Block durch Schmieden, Pressen, Walzen od. dgl. weiterverarbeitet wird.
2. 2. Die Verwendung von drei- oder mehrschichtigen Gußblöcken, die durch Abgießen des überschüssigen Teils des jeweils vorher eingegossenen Werkstoffs und ?Nachgießen eines weiteren Werkstoffs in den so gebildeten Hohlraum hergestellt sind zur Herstellung von Walz-, Schmiede- und Preßerzeugnissen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i zur Verwendung nach Anspruch 2 in um eine waagerechte Achse schwenkbarer Kokille, dadurch gekennzeichnet, <laß der zweite, dritte usw. Werkstoff jeweils nach Schwenkung der Kokille um i8o° @ an dem anderen oder abwechselnd von dem einen und anderen Kokillenende eingegossen rd. .
4. 4. Verfahren nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschaffenheit des zuerst und des hinterher vergossenen Werkstoffs so gewählt wird, daß dieselbe Vergütungsbehandlung für beide Teile zugleich ein Optimum ergibt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 3, 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung der Bodenplatte so geregelt wird, daß nach dem Schwenken der Kokille zum Eingießen des zweiten Werkstoffs ein :Aufbrennen mittels Schweißbrenners unterbleiben kann, wobei aber die Bodenplatte eine nur so große Öffnung erhält, daß ein Entweichen der im Block selbst erzeugten Schutzgasschicht möglichst erschwert wird.
6. 6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 3, 4, gekennzeichnet durch eine auf den Blockkopf aufzusetzende durchlochte Platte mit @-eränderlichenn Ausflußquerschnitt, die das Abfließen des Werkstoffs regelt.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte der Kokille zur Beeinflussung einer günstigen Erstarrung des Werkstoffs heizbar ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 207864, 656 22i . 636707. <,;8212. 673743. 678415.