EP0495835A1

EP0495835A1 - Verfahren zum verbinden eines ersten metallischen körpers mit einem zweiten metallischen körper

Info

Publication number: EP0495835A1
Application number: EP19900915083
Authority: EP
Inventors: Peter Bour
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-13
Filing date: 1990-10-12
Publication date: 1992-07-29
Also published as: DE3934659C2; AU6507790A; WO1991005628A1; DE3934659A1

Description

Verfahren zum Verbinden eines ersten metallischen Körpers mit einem zweiten metallischen Körper

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbin¬ den eines ersten metallischen Körpers mit einem zweiten metallischen Körper durch Schmelzen.

Es sind die verschiedensten Verfahren dieser Art, wie Schweißen, Löten, bekannt. Diese haben jedoch den Nach¬ teil, daß die Verbindung der beiden Körper nicht optimal ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Verfahren derart durchzuführen, daß eine bessere Verbindung zwischen den beiden Körpern als in den bekann¬ ten Fällen entsteht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter Portfall von Löt- und Schweißmaterial Material, aus dem der zweite Körper durch Erhitzen und Schmelzen ent¬ steht, durch hochfrequente Schwingungen, die durch eine Induktionsspule erzeugt werden, mindestens bis zum Solidus¬ punkt bzw. Schmelzpunkt erhitzt wird und daß der erste Körper nur in dem Oberflächenbereich, in dem er mit dem zweiten Körper verbunden werden soll, bis zum Soliduspunkt bzw. Schmelzpunkt bzw. kurz davor erhitzt wird.

Es ist bereits bekannt, per Induktionsspule und Hochfrequen Metalle zu schmelzen und auf diese Weise Metallkörper her¬ zustellen. So werden beispielsweise im zahntechnisehen Be¬ reich Gegenstände wie Zahnkronen, Gaumenplatten usw. auf diese Weise hergestellt. Auf die erfindungsgemäße Art und Weise wird erreicht, daß die beiden Körper im Verbindungsbereich eine homogene (also nicht heterogene) Verbindung eingehen und insofern außerordentlich fest miteinander verbunden sind.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be¬ steht darin, daß der Verbindungsvorgang relativ schnell erfolgt.

Das wiederum bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß der erste Körper in Bereichen, die entfernt von den Ober¬ flächenbereichen sind, die mit dem zweiten Körper zu ver¬ binden sind, fest bleibt, vorausgesetzt natürlich, daß das hochfrequente Feld diese nicht oder kaum erhitzt.

Als erste Körper kommen primär in Frage: Körper, die ver¬ schlissen sind, wie Bohrköpfe, Baggerschaufeln, Körper, bei denen Eckenaufbauten erforderlich sind. Das Material, aus dem der erste Körper besteht, ist primär Stahl.

Als zweite Körper kommen primär in Frage: Schichten, die auf verschlissene erste Körper aufzubringen sind. Die Materialien sind primär Legierungen, z.B. Kobalt-Chrom- Nickel-Legierungen insbesondere mit Einschlüssen von hoch¬ festen, nicht metallischen Partikeln.

Häufig wird man das Material vor dem Schmelzvorgang in eine schmelzfeste Form bringen, die dem zweiten Körper seine gewünschte Form gibt.

In diesem Falle ist es zweckmäßig, daß der erste Körper bei Verflüssigung des Materials in dieses oberflächlich eingetaucht wird derart, daß sein zu beschichtender Ober- flächenbereich, aber nicht oder kaum sein diesem gegenüber¬ liegender Bereich dem hochfrequenten Feld ausgesetzt wird.

Es ist aber auch beispielsweise folgender Beschichtungs- vorgang möglich: Ein Körper (als erster Körper), z.B. eine Schraube, deren Kopf auf der Stirnseite verschlissen ist, wird oben mit dem Material versehen, z.B. dadurch, daß sich dieses in Pulverform oder auch als Platte auf dem Körper befindet. Dann wird das Ganze im hochfrequenten Feld erhitzt (z.B. dadurch, daß die Induktionsspule über das Ganze entsprechend weit gestülpt wird) derart, daß das Material vollständig schmilzt und der Körper nur ober¬ flächlich anschmilzt. Auf diese Weise könnte man auch Schleif- und Trennkörper, insbesondere Schleif- und Trenn¬ scheiben erneuern bzw. herstellen.

Eine Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, daß als Material eine hochverschleißfeste Legierung mit Wolfram- carbidstückchen in der Größenordnung zwischen 1 und 10 mm verwendet wird. Das Besondere hieran sind die relativ klei¬ nen Wolframcarbidstückchen, die bewirken, daß einerseits der Gesamtgegenstand im Bereich des zweiten Körpers außer¬ ordentlich verschleißfest ist und andererseits als Werkzeug außerordentlich wirksam ist. Der erfindungsgemä e Aufbau kommt insofern besonders bei Bohrköpfen in Frage.

Eine Weiterentwicklung der Erfindung besteht ferner darin, daß der Verbindungsbereich mit einem Antioxidationsmittel versehen wird.

Sodann wird vorgeschlagen, daß die Schmelze mit einem Schmelzhilfsmittel, wie Borax, versetzt wird.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der einzigen Figur der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht ist. Darin ist mit 1 ein schmelzfester Tiegel, mit 2 eine In¬ duktionsspule, mit 3 ein Material, das zu schmelzen ist, und mit 4 ein Gegenstand, der mit dem Material 3 auf der Unterseite zu beschichten ist, bezeichnet.

In dem Tiegel 1 befindet sich das Material 3 zunächst in Form von Pulver oder Stückchen. Dann wird mittels der In¬ duktionsspule 2 das hochfrequente Feld eingeschaltet, wel¬ ches das Material 3 zum Schmelzen bringt. Sodann wird der Körper 4 so weit in die Schmelze 3 eingetaucht, wie es er¬ wünscht ist. Durch Steuerung der verschiedenen Parameter kann erreicht werden, daß der Körper 4 in dem eingetauch¬ ten Bereich nur oberflächlich anschmilzt. In diesem Mo¬ ment gehen die beiden Materialien, nämlich das Material, aus dem der Körper 4 besteht, und das Material 3, eine ho¬ mogene Verbindung in dem zu beschichtenden Bereich ein. Der Körper 4 wird dann herausgezogen und nach Erkalten ent¬ sprechend bearbeitet.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbinden eines ersten metallischen Körpers (4) mit einem zweiten metallischen Körper durch Schmelzen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß unter Fortfall von Löt- und Schweißmaterial Ma¬ terial (3), aus dem der zweite Körper durch Erhitzen und Schmelzen entsteht, durch hochfrequente Schwin¬ gungen, die durch eine Induktionsspule (2) erzeugt werden, mindestens bis zum Soliduspunkt bzw. Schmelz¬ punkt erhitzt wird und daß der erste Körper (4) nur in dem Oberflächenbereich, in dem er mit dem zweiten Körper verbunden werden soll, bis zum Soliduspunkt bzw. Schmelzpunkt bzw. kurz davor erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n ¬ z e i c h n e t, daß das Material (3) vor dem Schmelz¬ vorgang in eine schmelzfeste Form (1) gebracht wird, die dem zweiten Körper seine gewünschte Form gibt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t, daß der erste Körper (4) bei Ver¬ flüssigung des Materials (3) in dieses oberflächlich eingetaucht wird derart, daß sein zu beschichtender Oberflächenbereich, aber nicht oder kaum sein diesem gegenüberliegender Bereich dem hochfrequenten Feld ausgesetzt wird,

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß als Material (3) eine -hochverschleißfeste Legierung mit Wolframcarbid- stückchen in der Größenordnung zwischen 1 und 0 mm verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Verbindungs¬ bereich mit einem Antioxidationsmittel versehen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schmelze mit einem Schmelzhilfsmittel, wie Borax, versetzt wird.