DEP0000594DA - Verfahren zur Herstellung von Verbundmetallkörpern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von VerbundmetallkörpernInfo
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Description
Als Verbundmetall sind Metallkörper bekannt, welche aus zwei Metallen bestehen, die an der Berührungsfläche innig miteinander verbunden sind. Derartige Verbundmetalle haben den Vorteil, dass man der Oberfläche oder einem Teil des Metallkörpers andere Eigenschaften geben kann, als der Masse des Körpers. So werden Verbundmetalle insbesondere häufig für Metallkörper verwendet, bei denen an der Oberfläche gleitende Reibung auftritt. Wenn man aus Ersparnis- oder Festigkeitsgründen nicht den ganzen Körper aus dem für Reibung günstigsten Werkstoff herstellen will oder kann, z.B. bei Gleitlagern, Gleitplatten, Muttern oder Zahnrädern. Meist besteht dabei der Grundkörper aus Flusseisen, zuweilen aus Stahlguss, während Grauguss wegen der schlechten Verbindung mit dem Auflagemetall nur sehr wenig verwandt wurde; als Auflage wird im allgemeinen ein Nichteisenmetall verwendet.
Zur Herstellung von Verbundmetallen sind folgende Arbeitsverfahren bekannt:
a) Aufspritzen,
b) Aufschweißen durch autogene, elektrische oder Press-Schweißung,
c) Aufschleudern,
d) Aufgießen;
1) Tauchverfahren
2) Kokillenguss
3) Diffusions-Glühverfahren
4) Zinkzwischenschichtverfahren
5) Bandverfahren,
e) elektrolytische Verfahren,
f) Aufdampfverfahren.
Das Aufspritzen, das autogene und elektrische Aufschweißen, das Aufbringen zu praktischer Bedeutung nicht gelangt.
Bei den angeführten Verfahren wird zuerst ein Grundkörper hergestellt, der meist aus Gussmetall oder Flussstahl besteht, wobei die Herstellung dieses Grundkörpers einen hohen Arbeits- und meist auch Wärmeaufwand erfordert. Zum Aufbringen der Auflage aus einem anderen Metall ist dann nicht nur ein weiterer, beträchtlicher Arbeitsaufwand erforderlich, meist muss auch die unter bestimmten Umständen sehr große Metallmasse des Grundkörpers, um eine feste Verbindung des Grundkörpers mit der Auflage zu erzielen, nochmals auf eine hohe Temperatur bis 1000° und darüber erhitzt werden.
Durch den großen Arbeits- und Wärmeaufwand werden die Verbundmetalle sehr teuer.
Bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei schneller Arbeitsweise, geringem Arbeitsaufwand und stark vermindertem Wärmeaufwand eine feste Verbindung von Grundkörper und Auflage dadurch erzielt, dass Grundkörper und Auflage gleichzeitig oder in kurzer zeitlicher Aufeinanderfolge gegossen werden. Die Reihenfolge, in der die Güsse aufeinander folgen, ist dabei beliebig bzw. kann den jeweiligen Verhältnissen entsprechend gewählt werden. Es kann also zuerst der Grundkörper und dann die Auflage oder auch umgekehrt gegossen werden, ohne dass eine erneute Wärmezufuhr erforderlich ist.
Um ein Zusammenlaufen der beiden Metalle, insbesondere bei gleichzeitigem Guss, zu vermeiden, kann in die Gussform an der Stelle, an der der Grundkörper und Auflage aneinander grenzen sollen, eine Zwischenwand aus Blech eingefügt werden, wobei für das Blech ein Metall zu wählen ist, das sich mit beiden Gussmetallen gut verbindet.
Besonders wertvoll ist das erfindungsgemäße Verfahren für Verbundkörper, bei denen der Grundkörper aus Grau- oder Stahlguss, die Auflage aus einem Nichteisenmetall besteht, wie sie insbesondere für Gleitlager Verwendung finden. Um eine gute Verbindung zu erreichen, musste für solche Verbundkörper bisher als Grundkörper ein kohlenstoffarmes Eisen verwendet werden, da bei kohlenstoffreichem Eisen eine zuverlässige Verbindung nicht zu erzielen war. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Grundkörper aus kohlenstoffreichem Eisen gegossen werden, wobei vorteilhaft eine Zwischenwand aus kohlenstoffarmem Eisen Verwendung findet, die mit dem kohlenstoffreichem Grundkörper einwandfrei eine auf Diffusion beruhende Verbindung eingeht und sich auch mit der Auflage gut verbindet.
Die Blechdicke der Zwischenwand wird je nach Stärke der herzustellenden Verbundteile gewählt. Durch ein geeignetes Desoxydationsmittel oder Entrostungsmittel kann die Blechwand oxydfrei gemacht werden und zur Verhinderung des Oxydierens einen Metallüberzug erhalten, z.B. verzinkt werden. Das Ausgießen selbst kann nach irgend einem bekannten Verfahren erfolgen, z.B. im Sandguss, Kokillenguss oder Schleuderguss. Da das Gießen der beiden Metalle gleichzeitig oder je nach Bedarf oder Erfahrung kurzzeitig hintereinander in beliebiger Reihenfolge geschieht, genügt die beim Gießen frei werdende Wärme vollkommen, um eine ausreichende Diffusion hervorzurufen, zumal Temperatur und Zeit für die Diffusion sich bei diesem Verfahren durch früheres oder späteres Auspacken der Form genau regulieren lassen. Bei diesem Verfahren bleibt es sich auch gleich, an welcher Stelle des Grundkörpers die Auflageschicht aufgebracht wird, so kann z.B. bei einem Hohlkörper diese Schicht sowohl im Innern des Grundkörpers als auch auf der
Außenseite oder auf beiden Seiten zugleich aufgebracht werden. Außer der Herstellung der gemeinsamen Gussform und den beiden Güssen ist Arbeitsaufwand nur für die Herstellung der Blechwand erforderlich, die auf einfache Weise in einer Blechbearbeitungswerkstätte erfolgt.
Claims (6)
1) Verfahren zur Herstellung von Verbundmetallkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass Grundkörper und Auflage gleichzeitig oder in kurzer zeitlicher Aufeinanderfolge in beliebiger Reihenfolge gegossen werden.
2) Verbundmetallkörper, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper aus Grau- oder Stahlguss besteht.
3) Verbundmetallkörper, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage aus Nichteisenmetall besteht.
4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung des Zusammenlaufens beider Metalle eine Zwischenwand aus Blech in der Gießform vorgesehen wird.
5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenwand aus kohlenstoffarmem Eisenblech vorgesehen wird.
6) Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand durch ein an sich bekanntes Verfahren oxydfrei gemacht und/oder gegebenenfalls durch einen Metallüberzug, z.B. durch Verzinken, vor Oxydation geschützt wird.
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