EP2450132A2 - Processing body for grinding a dispensed product - Google Patents

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Publication number
EP2450132A2
EP2450132A2 EP20110187295 EP11187295A EP2450132A2 EP 2450132 A2 EP2450132 A2 EP 2450132A2 EP 20110187295 EP20110187295 EP 20110187295 EP 11187295 A EP11187295 A EP 11187295A EP 2450132 A2 EP2450132 A2 EP 2450132A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
die
cast
hard material
metal
machining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20110187295
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lutz Krodel-Teuchert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHW Casting Technologies GmbH
Original Assignee
SHW Casting Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHW Casting Technologies GmbH filed Critical SHW Casting Technologies GmbH
Publication of EP2450132A2 publication Critical patent/EP2450132A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/02—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making reinforced articles

Definitions

  • the invention relates to a processing body for comminuting a feed material which comprises a cast carrier matrix as metal cast body and at least one insert body embedded in the cast carrier matrix, which increases the wear resistance of the processing body, and an insert body for such a processing body. Furthermore, the invention relates to a method for the production and a method for repairing the processing body.
  • wear-resistant machining bodies are required for the comminution of materials, in particular for grinding granular materials.
  • the wear resistance of the machining body is important for minimizing the abrasion during the crushing process as well as for the life of the machining body. Accordingly large is the industrial demand for machining bodies, which are wear-resistant at least on their functional surface.
  • a processing body for comminuting a feedstock with at least one wear-resistant functional surface formed by a composite material has a porous hard material body embedded in a casting matrix of metallic casting material into which the casting material has penetrated.
  • the hard material body is a ceramic body with a ceramic material from the group of carbides, oxides and nitrides or a combination of several of these materials.
  • Another object of the invention is to provide a method by which the wear characteristics of the processing body of the application can be flexibly adjusted.
  • Yet another object is to provide a repair method for a machining body of the type mentioned.
  • a machining body for comminuting a feedstock as a cast metal body comprises a cast carrier matrix and at least one insert body embedded in the cast carrier matrix and increasing the wear resistance of a functional or Versehlford Structure of the processing body.
  • the at least one insert body is a press or sintered body of a mixture of metal powder and hard material or a die cast body comprising a hard material in a die-cast metal diecasting die, or comprises such a body in a composite.
  • the at least one insert body may be formed in a first variant as a pure compact, in a second variant as a sintered body or pressed sintered body and in a third variant as a die-cast body. An additional sintering of the diecast body should not be excluded.
  • the sintered or pressed body can be intermediate molded, for example pre-sintered, in particular at a presintering temperature of 200-300 ° C.
  • the insert body can also be sintered together in any combination by a common sintering process and thereby be added to the insert body, for example at least one sintered body with at least one die-cast body.
  • metal all metallic materials are understood, in particular iron-based alloys.
  • the word "Functional surface” means the surface of the processing body which comes into direct contact with the material to be processed.
  • Press, sintered or die-castings can be produced cost-effectively, procedurally simple and with variable geometry.
  • a firm connection of insert body and cast matrix is ensured.
  • the choice of material for the cast carrier matrix and for the hard material, the wear resistance of the machining body can be adjusted specifically.
  • the mixing ratio of metal to hard material is freely adjustable within wide limits.
  • the metal cast body is used as a processing body for comminuting and accordingly forms a grinding body, crimping body or compact for crushing a feedstock, preferably granular feedstock.
  • Such metal castings are used in particular in the food industry, the coating industry, the cement industry and the brick industry, to name but a few examples.
  • the metal casting can be used as a grinding medium for coal and lime grinding, clinker grinding and, for example, the production of cement raw meal.
  • the cast-carrier matrix of the processing body can be formed of a wear-resistant iron-based alloy, preferably a wear-resistant cast iron, in particular with a bainite and / or martensite structure.
  • a molybdenum-alloyed and / or chromium-alloyed cast iron, in particular high-chromium-alloyed cast iron represents a particularly preferred matrix material. Examples of such material are EN-GJN-HV600 (GX300CrNiSi9-5-2) and EN-GJN-HV600 (GX300CrMoNi15-2-1) called.
  • Another preferred matrix material is, for example, GX300NiMo3Mg or ADI Grade 1-5 (austempered ductile iron), the structure of which consists essentially of bainitic or accicular basic mass. If the Gusslicmatrix is present in a bainite or with a bainite structure, the lower bainite is preferred with a formation temperature from about 250 ° C and up to about 350 ° C due to its higher toughness upper bainite, which is also particularly suitable as a microstructure.
  • each of Cast metal bodies for material processing known casting material form the Gusslutematrixmaterial.
  • the metal powder of the press or sintered body may be formed of an iron-base alloy, in particular, a cast iron.
  • the metal powder of the pressed or sintered body may be formed from a metal which melts at a higher level than the metal of the cast carrier matrix, preferably steel, in particular sintered steel, particularly preferably tool steel.
  • the use of a higher-melting metal ensures that the insert body is melted when pouring the casting mold for the metal casting body, only near the surface, in the area of contact with the molten metal forming the casting carrier matrix. In this way, the insert body at least essentially maintains its shape during pouring of the mold, and segregation of the hard material particles can be prevented.
  • the metal powder of the pressed or sintered body may have a grain size of preferably at least 10 nm, and preferably at most 1000 ⁇ m. Particularly preferably, the metal powder has a grain size of 1 .mu.m to 500 .mu.m.
  • the hard material may be a carbide, oxide and nitride ceramic material or a combination of these materials, more preferably a carbide-forming carbide-forming ceramic material of the group consisting of Si, Cr, W, Mo, V, Nb, Ti, Zr, Ta and Hf. Particularly preferably, the hard material can be made of SiC.
  • the hardness of the hard material is preferably greater than that of the cast carrier matrix and also greater than the hardness of the pressed or sintered metal structure of the insert body. While the Vickers hardness of the Gus carrier matrix and that of the metallic press or sintered structure of the insert body is advantageously not greater than about 1000 HV, the hard material has a Vickers hardness of preferably at least 1500 HV, more preferably at least 2000 HV.
  • the hard material advantageously also has a greater compressive strength than the cast carrier matrix and the metallic pressed or sintered structure.
  • a ceramic material of the type mentioned has these properties and not infrequently has a Vickers hardness of up to 3000 HV.
  • the hard material may preferably have a hardness of at least 8 Mohs and at most 10 Mohs, more preferably a hardness of at least 8.5 Mohs and at most 9.8 Mohs.
  • the hard material may be at least substantially evenly distributed, preferably finely divided, in the pressed, sintered or die cast body in the form of hard material particles.
  • a uniform, i. Homogeneous distribution of the hard material in the form of hard particles in the insert body causes increased dimensional stability during casting and a high and uniform over the functional surface wear resistance of the machining body.
  • the hard material particles can each have a maximum extent of at most 5 mm. Hard material particles in this size range can be processed relatively easily in a press, sinter or die casting process.
  • the hard material particles preferably each have an extension in at least one of the spatial directions of at least 20 ⁇ m. Particularly preferably, the extent in at least one of the spatial directions at least 1500 microns and the largest extent at most 2500 microns.
  • the hard material particles may preferably have a grain size of from F5 to at least F30, particularly preferably from F8 to at least F12.
  • the hard material particles may advantageously have a multimodal particle size distribution.
  • a multimodal particle size distribution comprises at least two modes which appear as two distinct peaks (local maxima) of particle size distribution.
  • the metal content of the pressed or sintered body may be, in particular, 10 to 60% by weight, preferably 20 to 60% by weight, more preferably 30 to 60% by weight.
  • the ceramic part of the Press or sintered bodies may in particular be from 10 to 90% by weight, preferably from 40 to 80% by weight, more preferably from 40 to 60% by weight.
  • the processing body may comprise in combination with or as an alternative to the at least one press or sintered body as insert body at least one die cast body as insert body or further insert body with a hard material in a die-cast metal matrix - hereinafter "die-cast metal".
  • the hard material in the form of hard material particles for producing the die-cast body can be injectable or inflatable into a die-casting mold.
  • the hard material particles may be shaped and / or dimensioned in such a way that they do not clog them up during injection or injection through nozzles.
  • the hard material particles and the diecast metal may be injectable or inflatable via separate feed lines into a die casting mold.
  • the hard material particles mixed with the die-cast metal can be injectable or inflatable into the die casting, wherein the hard material particles and the die-cast metal can preferably be mixable in a mixing chamber upstream of the die casting mold or in a feed line section upstream of the die casting mold.
  • a good mixing of the hard particles with the die-cast metal can be achieved.
  • segregation of the hard material particles and of the diecast metal can be prevented by a sufficiently rapid cooling of the diecast metal melt, in particular by a geometry of the insert body which promotes rapid cooling.
  • the hard material in the insert body formed by diecasting can be surrounded by the diecasting matrix as a hard material body and the die cast metal of the diecasting matrix at least partially penetrated into cavities of the hard material body.
  • the cavities of the hard material body may be formed as pores, in particular open pores, or macroscopic cavities.
  • the hard material body can thus have both microscopic pores and macroscopic cavities, which may be infiltrated at least partially by the die-cast metal or into which the Die-cast metal may have penetrated.
  • the hard material body is advantageously produced separately by pressing or sintering a ceramic material.
  • the die-cast matrix of the insert body may be formed of an iron-based alloy, preferably a cast iron.
  • the use of a similar material for the die-cast matrix of the insert body and the Gussskamatrix of the processing body ensures a firm material connection between insert body and Gussskamatrix.
  • the metal content of the die-cast body may be in particular 10 to 90% by weight, preferably 20 to 70% by weight.
  • the proportion of ceramic in the die-cast body may be in particular 10 to 90% by weight, preferably 30 to 80% by weight.
  • the insert body formed as a press, sintered, or die-cast body can be connected in a material-bonded manner to the cast-carrier matrix, preferably in such a way that the cohesive connection can be formed by an interface reaction during the pouring out of the processing body.
  • the insert body can be melted close to the surface on contact with the metal melt forming the cast carrier matrix, as a result of which the metallic pressed, sintered or die-cast structure of the insert body can bond to the cast carrier matrix in a material-locking manner.
  • the at least one insert body can be adapted in shape to the functional surface of the metal cast body, so to speak tailor-made.
  • the processing body may comprise a plurality of insert bodies which are arranged next to one another on the functional surface of the metal casting body, preferably as close as possible to one another, be arranged and embedded in the casting matrix. Particularly preferably, a distance between the insert bodies is at least 2 mm and at most 10 mm.
  • Each of the insert bodies may preferably have the following dimensions: the length is at least 10 mm and at most 500 mm, the width is at least 10 mm and at most 300 mm and the thickness is at least 5 mm and at most 100 mm.
  • the insert bodies may have the shape of simple cuboids, prisms or round, including cylindrical bodies.
  • each individual insert body can have at least one passage.
  • the passage may preferably change a cross section of the insert body.
  • the passage widens from one opening end to the other, preferably evenly over its entire length. He can widen conically to the functional surface of the insert body.
  • the insert body may have a plurality of passages, which may be particularly preferably arranged in a longitudinal and a transverse direction of the functional surface offset from each other. The comments made for the extension preferably apply to several or all of the passes.
  • a breaking of the insert body from the Gussharimatrix in a stress of the processing body can thus be further reduced or avoided.
  • the wear resistance of the machining body is increased with increasing removal of the functional surface, since the hard material content of the functional surface increases continuously.
  • the formation of the at least one insert body with one or preferably a plurality of macroscopic passages, which expands or preferably widens from one end to the other, is advantageous in itself and not only for embodiments in which the at least one or more Insert body is a press or sintered body of a mixture of metal powder and hard material is or are.
  • the Applicant reserves the right to apply a divisional application to a processing body for comminuting a feedstock according to the preamble of claim 1, in is further claimed that the insert body is a press or sintered body of hard material or a mixture of metal powder and hard material or a diecasting of the type disclosed herein.
  • An insert body sintered only from the hard material can be encapsulated directly as an insert body with the cast metal of the cast carrier matrix and infiltrated in the passages.
  • an insert body having at least one passage or preferably several passages which may consist only of hard material or as described of a mixture of metal powder and hard material, is poured out with a metal which is more resistant to wear than the material of the caster carrier matrix and is embedded as disclosed in the Gusschtmatrix by casting with the casting material of the Gussskamatrix only after this executed as an intermediate step casting process.
  • the metal casting body can have only one or more embedded insert bodies locally, in particular in a region in which an increased wear compared to other regions is to be feared.
  • the wear resistance of the entire functional surface of the metal cast body can be improved by embedding the insert body or bodies in the cast matrix.
  • the insert bodies may preferably form at least 80% but less than 100% of the functional surface, particularly preferably at least 85% and at most 95% of the functional surface.
  • the functional surface may preferably be planar. More preferably, the functional surface may be curved. Particularly preferably, the functional surface may be smooth, in particular also on the areas which surround the insert bodies. Preferably, the functional surface may be contiguous. Alternatively, the functional surface can also be composed of separate surface areas which are used simultaneously or successively during the comminution process.
  • Table 1 summarizes preferred material properties of the insert body, with particularly preferred value ranges being entered in parentheses. Not only the value ranges of Table 1, but also each limit of the value ranges per se is claimable.
  • Table 1 Material characteristics of the insert body. Extension of the hard material particles 20 - 5000 ⁇ m (800 - 3000 ⁇ m) Grain of metal powder 10 nm - 1000 ⁇ m (1-500m 11m) Vickers hardness of the hard material 8 - 10 Mohs (8.5 - 9.8 Mohs) Vickers hardness of the Gus carrier matrix 100 - 900 HV (250 - 650 HV) Vickers hardness of the metallic pressed or sintered structure 100 - 900 HV (250 - 650 HV) Vickers hardness of the die-cast matrix 100 - 900 HV (250 - 650 HV) Metal content of the pressed or sintered body 10 to 60% by weight (20 to 60% by weight) Ceramic component of the pressed or sintered body 10 to 90% by weight (40 to 80% by
  • a method according to the invention for producing a processing body for material comminution comprises at least the following steps: At least one insert body increasing the wear resistance is formed by at least pressing a mixture of a metal powder and hard material or by die-casting a die-cast metal as a die-cast matrix which at least partially surrounds a hard material.
  • the insert body is arranged in a mold.
  • the casting mold is filled with a wear-resistant iron-based alloy, preferably a wear-resistant cast iron, so that the iron-based alloy at least partially surrounds the at least one insert body.
  • a processing body with increased wear resistance can be produced procedurally simple.
  • a Einlegektirper can be produced with the aforementioned material properties by means of a press, sintering and / or die-casting.
  • the at least one insert body in the casting mold it can, in particular by means of one or more Molded nails or screws to be attached to a mold surface. If several insert bodies needed, they can be arranged close to each other next to each other on the mold surface and fixed.
  • the mold is filled with a wear-resistant iron-based alloy, preferably of the aforementioned type, so that the iron-based alloy at least partially surrounds the insert body or bodies.
  • An insert body formed as a sintered body is preferably produced by powder metallurgy.
  • the insert body formed by pressing, preferably isostatic pressing, a mixture of a metal powder and hard material can be sintered at a temperature of preferably at least 800 ° C and at most 1700 ° C and arranged in the sintered state in the mold.
  • the insert body can also be produced from a sintered semifinished product, for example a sintered blank, by means of a separation method or a machining contouring process.
  • the hard material can be injected or blown in the form of hard particles separately from the die-cast metal in a die-casting mold.
  • the hard material in the form of hard material particles can be injected or injected into the die using the melt of the diecast metal, wherein the hard material particles and the diecast metal are preferably mixed in a mixing chamber upstream of the die casting mold or in a feed line upstream of the die casting mold.
  • the hard material particles are at least substantially fixed in position in the production of the processing body in the mold due to the embedding in the insert body. Accordingly, agglomeration and thus sedimentation, i. a drop, or a floating of the hard particles in the manufacture of the processing body can be avoided.
  • the hard material in the insert body produced by die casting can be at least partially encapsulated by the diecast metal as at least one hard material body and the diecast metal at least partially penetrate into cavities of the hard material body.
  • the hard material body may be formed prior to die casting by pressing or sintering hard material.
  • the hard material body can be inserted into the die-casting mold and finally partially or completely encapsulated by the die-cast metal.
  • Another aspect of the invention relates to a method for repairing a processing body according to the invention.
  • a welding material is welded to the functional surface of the processing body, the welding material comprising at least a metal and a hard material.
  • a worn processing body can be restored at least temporarily by simple means. In this way, the period until replacement of the worn processing body can be bridged cost by a new processing body.
  • the metal of the insert body and the metal of the weld material are at least substantially equal in composition. They advantageously have the same or for a fixed weld sufficiently close together melting temperatures. It is advantageous if the welding material including its hard material has the same or approximately the same composition as the metal-hard material mixture that forms the insert body, including the hard material the welding material of the composition and the proportion after the hard material fraction of the insert body at least largely corresponds.
  • the welding material can be applied to the functional or wear surface by welding a welding wire.
  • the welding wire may have a material composition similar or equal to that of the insert body.
  • the welding wire may be formed of a ceramic particle core, which is coated with a metal.
  • the particles of the ceramic core may preferably be at least one carbide of a carbide former selected from the group consisting of Si, Cr, W, Mo, V, Nb, Ti, Zr, Ta and Hf, or contain at least one such carbide or several different carbides.
  • a metal casting 1 is shown in a cross section, which is a Mahlplattensegment for a grinder for crushing granular materials, such as coal, lime, clinker or cement raw meal is.
  • the metal casting 1 can be used as a cylindrical ring segment, such as in Fig. 3 represented metal casting specimens be formed.
  • a casting as a full cylinder ring or any other shape of the grinding media is conceivable.
  • the casting takes place statically under gravity in a casting mold with an overhead feeder 5.
  • the metal cast body 1 has an end face which forms a plane functional or wearing surface 2, a composite material in a uniform thickness over the entire functional surface layer 3 of about 50 mm layer thickness on.
  • the composite of this layer 3 consists of a plurality of closely juxtaposed insert bodies 7 (FIG. Fig. 2 ), which are embedded in a solidified Gusskamatrix 4 and in combination with the Gussskamatrix 4 form the functional area 2.
  • the cast carrier matrix 4 is formed, for example, by the material GX300CrNiSi9-5-2.
  • Table 2 in addition to this material further particularly preferred materials for the Gussharimatrix 4 of the embodiment and any other metal castings according to the invention are given.
  • Table 2 Cast Carrier Matrix Materials Material Surname Material number (DIN 12513: 2001 Structure / composition GX260NiCr4-2 / Ni-Hard 2 EN-GJN-HV520 Martensite / perlite with GX330NiCr4-2 EN-GJN-HV550 Carbides of the form FE 3 C and M 23 C 6 GX300CrNiSi9-5-2 Ni-Hard 4 EN-GJN-HV600 Martensite / Carbides the form M 23 C 6 and M 7 C 3 with fractions of austenite GX260Cr11 Cast iron with EN-GJN- Martensite / GX300CrMo15-3 high HV600 (XCr11) Restaustenit / partially GX260CrMoNi15-2-1 chromium EN-GJN- perlite GX260CrMoNi20-2-1 HV600 (XCr14) Carbides of the form GX260Cr27 EN-GJN- M
  • Fig. 2 shows a ring-segment-shaped mold 6 from above, at the bottom surface of a plurality of insert bodies 7 is arranged close to each other.
  • the manufacture of the insert body 7 is described below by way of examples.
  • the insert bodies 7 are fastened in this arrangement with shaped nails on the bottom surface of the casting mold 6.
  • For the casting of the specimen exactly cuboid insert body 7 were used.
  • the shape of the functional surface 2 of the metal casting 1 exactly adapted insert body 7 can be used.
  • the composite material layer 3 may also be formed by a single, homogeneous insert body 7.
  • the insert bodies 7 may preferably have passages 14, in particular in such a way that the passages 14 extend conically towards the functional surface 2 of the insert body 7 ( Fig. 7 ).
  • the passages 14 may be arranged offset to one another in a longitudinal direction A and a transverse direction B of the functional surface 2.
  • a cross section of the insert body 7 is continuously changed by the cone-like Druch Vietnamese 14.
  • Fig. 3 shows the cast specimen after removal from the mold 6.
  • the specimen has been ground in the region of a ring segment surface 8.
  • the surface of the specimen formed by the composite material was extremely difficult to grind.
  • the removal was mainly in the grinding wheel and not on the specimen, which indicates a very high resistance to wear of the specimen.
  • a first step I is a mixture of 30 wt .-% steel powder 21, in particular sintered steel, and 70 wt .-% ceramic hard particles 10, which preferably have a carbide content of 50 to 100 wt .-%, for example SiC, in a mold 22 pressed to a green compact of the insert body 7 (s. Fig. 8 ).
  • the pressing can be carried out at elevated temperature.
  • the steel powder 21 preferably has a grain size of 100 .mu.m, whereas the hard material particles 10 have a maximum extent of preferably at most 5000 .mu.m.
  • the green compact of the insert body 7 can be pre-sintered in an optional second step II at 200-300 ° C.
  • the green compact of the insert body 7 can be pre-pressed isostatically in step II.
  • the green body of the insert body 7 in the third step III at a temperature of greater than 1000 ° C hot isostatically pressed (HIP) or sintered.
  • the hard material particles 10 have a maximum extent of preferably at most 5000 ⁇ m.
  • the injection or injection of the cast iron and the hard material particles 10 may be spaced apart from each other or at the same time, which is advantageously provided for the most uniform possible mixing in the die 15.
  • the liquid cast iron and the hard material particles 10 can be injected or blown into the die casting mold 15 via separate, preferably spaced, supply lines 16, 17 ( Fig. 9 ).
  • the leads 16, 17 can also be arranged directly next to each other ( Fig. 10 ).
  • the liquid cast iron and the hard particles 10 may be injected as a mixture into the die 15.
  • the mixing of the molten cast iron and the hard material particles 10 may take place in a mixing chamber 18 (FIG. Fig. 11 ) or in one of the die 15 preceded lead portion 19 of a branched lead 20 (FIG. Fig. 12 ) respectively.
  • a mixing chamber 18 FIG. Fig. 11
  • a branched lead 20 FIG. Fig. 12
  • the porous ceramic body 24 may have a plurality of macroscopic cavities 26 in addition to or as an alternative to the pores. Like from the Fig. 13 can be seen, the macroscopic cavities 26 may be formed as a cone-like passages.
  • the die 15 Prior to die casting, the die 15 can be preheated to a temperature of 300-500 ° C. Die casting is carried out by injection of cast iron at a temperature of 1200-1400 ° C through a supply line 28th
  • the metal casting 1 according to a first exemplary embodiment is shown with a plurality of insert bodies 7 embedded in the cast carrier matrix 4.
  • the insert bodies 7 were produced in a pressing and sintering process according to Example 1.
  • the hard material particles 10 are distributed essentially uniformly in the metallic sintered structure 11 of each individual insert body 7.
  • the Fig. 5 shows the metal casting 1 according to a second embodiment with a plurality of embedded in the Guschiematrix 4 insert bodies 7, which have been prepared in a die-casting process according to Example 2. Also in the die-cast matrix 12 of each individual insert body 7, the hard material particles 10 are distributed substantially uniformly.
  • the insert bodies 7 had a high dimensional stability during pouring with the cast carrier matrix 4. A segregation, d. H. Sedimentation or floating of hard material particles 10 could not be observed.
  • a metal cast body 1 is shown, which is worn after a longer period of use on its functional surface 2.
  • the worn metal cast body 1 has been restored in a repair process in which a welding material 13 has been welded onto the previous functional or wearing surface 2.
  • the welding material 13 has a composition adapted to the metal-hard material mixture of the insert bodies 7, preferably the same composition as the metal-hard material mixture of the insert bodies 7.

Abstract

Machining body for crushing a feed material, comprises a cast carrier matrix (4) as a metal cast body (1), and at least one insertion body (7), which is embedded in the cast carrier matrix. The insertion body increases the wear resistance of a functional- or wear surface (2) of the machining body. The insertion body is a pressing- or sintered body of a mixture of metal powder and hard material or a die-cast body comprising a hard material in a die cast matrix made of die cast metal, or comprises a body in a composite. Independent claims are also included for: (1) the insertion body for the machining body; (2) producing the machining body for crushing material, comprising (a) producing at least one insertion body by at least pressing, preferably isostatic pressing of a mixture of metal powder and hard material, or by die casting of the die cast metal as the die cast matrix, which at least partially surrounds the hard material, (b) arranging at least one insertion body into a cast mold, and (c) casting the cast mold with a wear-resistant iron-based alloy, preferably a wear-resistant cast iron, so that the iron-based alloy at least partially surrounds at least one insertion body; and (3) repairing the machining body comprising welding a welding material on the functional- or wear surface of the machining body, where the welding material comprises at least one metal and the hard material.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bearbeitungskörper zum Zerkleinern eines Aufgabeguts, der als Metallgusskörper eine Gussträgermatrix und wenigstens einen in die Gussträgermatrix eingebetteten, die Verschleißfestigkeit des Bearbeitungskörpers erhöhenden Einlegekörper umfasst, sowie einen Einlegekörper für einen solchen Bearbeitungskörper. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung und ein Verfahren zur Reparatur des Bearbeitungskörpers.The invention relates to a processing body for comminuting a feed material which comprises a cast carrier matrix as metal cast body and at least one insert body embedded in the cast carrier matrix, which increases the wear resistance of the processing body, and an insert body for such a processing body. Furthermore, the invention relates to a method for the production and a method for repairing the processing body.

Für die Zerkleinerung von Materialien, insbesondere zum Mahlen von beispielsweise granulatförmigen Stoffen, werden verschleißfeste Bearbeitungskörper benötigt. Die Verschleißfestigkeit des Bearbeitungskörpers ist für eine Minimierung des Abriebs während des Zerkleinerungsprozesses sowie für die Lebensdauer des Bearbeitungskörpers von Bedeutung. Dementsprechend groß ist die industrielle Nachfrage nach Bearbeitungskörpern, welche zumindest an ihrer Funktionsfläche verschleißfest sind.For the comminution of materials, in particular for grinding granular materials, for example, wear-resistant machining bodies are required. The wear resistance of the machining body is important for minimizing the abrasion during the crushing process as well as for the life of the machining body. Accordingly large is the industrial demand for machining bodies, which are wear-resistant at least on their functional surface.

Aus der DE 101 22 886 B4 ist ein Bearbeitungskörper zum Zerkleinern eines Aufgabeguts mit wenigstens einer von einem Verbundwerkstoff gebildeten verschleißfesten Funktionsfläche bekannt. Der Verbundwerkstoff weist einen in einer Gussmatrix aus metallischem Gussmaterial eingebetteten porösen Hartstoffkörper auf, in den das Gussmaterial eingedrungen ist. Der Hartstoffkörper ist ein Keramikkörper mit einem Keramikmaterial aus der Gruppe der Carbide, Oxide und Nitride oder einer Kombination von mehreren dieser Materialien.From the DE 101 22 886 B4 For example, a processing body for comminuting a feedstock with at least one wear-resistant functional surface formed by a composite material is known. The composite material has a porous hard material body embedded in a casting matrix of metallic casting material into which the casting material has penetrated. The hard material body is a ceramic body with a ceramic material from the group of carbides, oxides and nitrides or a combination of several of these materials.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Bearbeitungskörper mit hinsichtlich ihrer Verschleißeigenschaften verbesserter Funktionsfläche zu schaffen, der vorzugsweise einfach hergestellt werden kann.It is an object of the invention to provide a machining body having a functional surface which is improved with respect to its wear characteristics, which preferably can be easily manufactured.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens, durch das die Verschleißeigenschaften des Bearbeitungskörpers der Anwendung flexibel angepasst werden können.Another object of the invention is to provide a method by which the wear characteristics of the processing body of the application can be flexibly adjusted.

Noch eine Aufgabe besteht darin, ein Reparaturverfahren für einen Bearbeitungskörper der eingangs genannten Art bereitzustellen.Yet another object is to provide a repair method for a machining body of the type mentioned.

Nach der Erfindung umfasst ein Bearbeitungskörper zum Zerkleinern eines Aufgabeguts als Metallgusskörper eine Gussträgermatrix und wenigstens einen in der Gussträgermatrix eingebetteten, die Verschleißfestigkeit einer Funktions- bzw. Versehleißfläche des Bearbeitungskörpers erhöhenden Einlegekörper. Der wenigstens eine Einlegekörper ist ein Press- oder Sinterkörper einer Mischung aus Metallpulver und Hartstoffmaterial oder ein Druckgusskörper, welcher ein Hartstoffmaterial in einer Druckgussmatrix aus Druckgussmetall umfasst, oder umfasst solch einen Körper in einem Verbund.According to the invention, a machining body for comminuting a feedstock as a cast metal body comprises a cast carrier matrix and at least one insert body embedded in the cast carrier matrix and increasing the wear resistance of a functional or Versehleißfläche of the processing body. The at least one insert body is a press or sintered body of a mixture of metal powder and hard material or a die cast body comprising a hard material in a die-cast metal diecasting die, or comprises such a body in a composite.

Das Wort "oder" wird im üblichen logischen Sinne und somit als ein "inklusive oder" verstanden, umfasst also sowohl die Bedeutung von "entweder ... oder" als auch die Bedeutung von "und", soweit sich aus dem jeweils konkreten Zusammenhang nicht ausschließlich nur eine eingeschränkte Bedeutung erschließt. Entsprechend kann der wenigstens eine Einlegekörper in einer ersten Variante als reiner Presskörper, in einer zweiten Variante als Sinterkörper oder Presssinterkörper und in einer dritten Variante als Druckgusskörper gebildet sein. Ein zusätzliches Sintern des Druckgusskörpers soll jedoch nicht ausgeschlossen sein. Der Sinter- oder Presskörper kann zwischengeformt, z.B. vorgesintert sein, insbesondere bei einer Vorsintertemperatur von 200 - 300 °C. Es können auch mehrere Presskörper, vorgesinterte Presskörper, Sinterkörper, oder Druckgusskörper durch gemeinsames Sintern miteinander zu dem Einlegekörper versintert werden. Dies erlaubt die Herstellung eines Einlegekörpers mit komplexer Geometrie. Die genannten Ausgangskörper können auch in jeder Kombination durch einen gemeinsamen Sinterprozess miteinander versintert und dadurch zum Einlegekörper gefügt werden, beispielsweise wenigstens ein Sinterkörper mit wenigstens einem Druckgusskörper. Als Metall werden alle metallischen Werkstoffe verstanden, insbesondere Eisenbasislegierungen. Das Wort "Funktionsfläche" bezeichnet die Fläche des Bearbeitungskörpers, welche direkt mit dem Aufgabegut in Berührung kommt.The word "or" is understood in the usual logical sense and therefore as an "inclusive or", thus includes both the meaning of "either ... or" as well as the meaning of "and", as far as the respective concrete context exclusively opens only a limited meaning. Accordingly, the at least one insert body may be formed in a first variant as a pure compact, in a second variant as a sintered body or pressed sintered body and in a third variant as a die-cast body. An additional sintering of the diecast body should not be excluded. The sintered or pressed body can be intermediate molded, for example pre-sintered, in particular at a presintering temperature of 200-300 ° C. It is also possible to sinter several compacts, presintered compacts, sintered compacts, or die-castings by sintering them together to form the insert body. This allows the production of an insert body with complex geometry. The said starting body can also be sintered together in any combination by a common sintering process and thereby be added to the insert body, for example at least one sintered body with at least one die-cast body. As metal, all metallic materials are understood, in particular iron-based alloys. The word "Functional surface" means the surface of the processing body which comes into direct contact with the material to be processed.

Press-, Sinter, oder Druckgusskörper können kostengünstig, verfahrenstechnisch einfach und mit variabler Geometrie hergestellt werden. Zudem ist eine feste Verbindung von Einlegekörper und Gussmatrix gewährleistet. Durch die Materialwahl für die Gussträgermatrix sowie für das Hartstoffmaterial kann die Verschleißfestigkeit des Bearbeitungskörpers gezielt eingestellt werden. Auch das Mischungsverhältnis von Metall- zu Hartstoffanteil ist in weiten Grenzen frei einstellbar.Press, sintered or die-castings can be produced cost-effectively, procedurally simple and with variable geometry. In addition, a firm connection of insert body and cast matrix is ensured. The choice of material for the cast carrier matrix and for the hard material, the wear resistance of the machining body can be adjusted specifically. The mixing ratio of metal to hard material is freely adjustable within wide limits.

Der Metallgusskörper wird als Bearbeitungskörper zum Zerkleinern verwendet und bildet dementsprechend einen Mahlkörper, Quetschkörper oder auch Presskörper zum Zerkleinern eines Aufgabeguts, vorzugsweise von granulatförmigem Aufgabegut. Verwendung finden solche Metallgusskörper insbesondere in der Nahrungsmittelindustrie, der Beschichtungsindustrie, der Zementindustrie und der Ziegeleiindustrie, um nur Beispiele zu nennen. Bevorzugt kann der Metallgusskörper als Mahlkörper für die Kohle- und Kalkzermahlung, die Klinkerzermahlung und beispielsweise die Herstellung von Zementrohmehl verwendet werden.The metal cast body is used as a processing body for comminuting and accordingly forms a grinding body, crimping body or compact for crushing a feedstock, preferably granular feedstock. Such metal castings are used in particular in the food industry, the coating industry, the cement industry and the brick industry, to name but a few examples. Preferably, the metal casting can be used as a grinding medium for coal and lime grinding, clinker grinding and, for example, the production of cement raw meal.

Insbesondere kann die Gussträgermatrix des Bearbeitungskörpers aus einer verschleißfesten Eisenbasislegierung, vorzugsweise einem verschleißfesten Gusseisen, insbesondere mit einem Bainit- und/oder Martensitgefüge, gebildet sein. Ein molybdänlegiertes und/oder chromlegiertes Gusseisen, insbesondere hochchromlegiertes Gusseisen, stellt ein besonders bevorzugtes Matrixmaterial dar. Als Beispiele für solches Material seien EN-GJN-HV600 (GX300CrNiSi9-5-2) und EN-GJN-HV600 (GX300CrMoNi15-2-1) genannt. Ein weiteres bevorzugtes Matrixmaterial ist beispielsweise GX300NiMo3Mg oder ADI Grade 1-5 (austempered ductile iron), deren Gefüge im Wesentlichen aus bainitischer bzw. accicularer Grundmasse bestehen. Falls die Gussträgermatrix in einer Bainitstruktur oder mit einem Bainitstrukturanteil vorliegt, so wird der untere Bainit mit einer Bildungstemperatur ab etwa 250 °C und bis etwa 350 °C aufgrund seiner höheren Zähigkeit einem oberen Bainit vorgezogen, der jedoch als Gefügestruktur ebenfalls besonders geeignet ist. Über die genannten, besonders bevorzugten Matrixmaterialien hinaus kann jedes von Metallgusskörpern für die Materialbearbeitung bekannte Gussmaterial das Gussträgermatrixmaterial bilden.In particular, the cast-carrier matrix of the processing body can be formed of a wear-resistant iron-based alloy, preferably a wear-resistant cast iron, in particular with a bainite and / or martensite structure. A molybdenum-alloyed and / or chromium-alloyed cast iron, in particular high-chromium-alloyed cast iron, represents a particularly preferred matrix material. Examples of such material are EN-GJN-HV600 (GX300CrNiSi9-5-2) and EN-GJN-HV600 (GX300CrMoNi15-2-1) called. Another preferred matrix material is, for example, GX300NiMo3Mg or ADI Grade 1-5 (austempered ductile iron), the structure of which consists essentially of bainitic or accicular basic mass. If the Gussträgermatrix is present in a bainite or with a bainite structure, the lower bainite is preferred with a formation temperature from about 250 ° C and up to about 350 ° C due to its higher toughness upper bainite, which is also particularly suitable as a microstructure. In addition to the above-mentioned, particularly preferred matrix materials, each of Cast metal bodies for material processing known casting material form the Gussträgermatrixmaterial.

Im Falle der Ausbildung des Einlegekörpers als Press- oder Sinterkörper kann das Metallpulver des Press- oder Sinterkörpers aus einer Eisenbasislegierung, insbesondere aus einem Gusseisen gebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Metallpulver des Press- oder Sinterkörpers aus einem im Vergleich zum Metall der Gussträgermatrix höher schmelzenden Metall, bevorzugt Stahl, insbesondere Sinterstahl, besonders bevorzugt Werkzeugstahl, gebildet sein. Durch die Verwendung eines höher schmelzenden Metalls wird sicher gewährleistet, dass der Einlegekörper beim Ausgießen der Gussform für den Metallgusskörper, nur oberflächennah, im Kontaktbereich mit der die Gussträgermatrix bildenden Metallschmelze angeschmolzen wird. Auf diese Weise behält der Einlegekörper beim Ausgießen der Gussform seine Form zumindest im Wesentlichen bei, und eine Entmischung der Hartstoffpartikel kann verhindert werden. Stahl, bevorzugt Sinterstahl, insbesondere Werkzeugstahl, ist ein im Vergleich zu höher schmelzenden Metalllegierungen oder Reinmetallen, wie z. B. Titan, kostengünstiges Material zur Verwendung als Metallpulver im Press- oder Sinterkörper. Das Metallpulver des Press- oder Sinterkörpers kann eine Körnung von bevorzugt mindestens 10 nm und vorzugsweise höchstens 1000 µm aufweisen. Besonders bevorzugt weist das Metallpulver eine Körnung von 1 µm bis 500 µm auf.In the case of forming the insert body as a press or sintered body, the metal powder of the press or sintered body may be formed of an iron-base alloy, in particular, a cast iron. In a preferred embodiment, the metal powder of the pressed or sintered body may be formed from a metal which melts at a higher level than the metal of the cast carrier matrix, preferably steel, in particular sintered steel, particularly preferably tool steel. The use of a higher-melting metal ensures that the insert body is melted when pouring the casting mold for the metal casting body, only near the surface, in the area of contact with the molten metal forming the casting carrier matrix. In this way, the insert body at least essentially maintains its shape during pouring of the mold, and segregation of the hard material particles can be prevented. Steel, preferably sintered steel, in particular tool steel, is compared to higher-melting metal alloys or pure metals, such as. As titanium, inexpensive material for use as metal powder in the press or sintered body. The metal powder of the pressed or sintered body may have a grain size of preferably at least 10 nm, and preferably at most 1000 μm. Particularly preferably, the metal powder has a grain size of 1 .mu.m to 500 .mu.m.

Das Hartstoffmaterial kann ein Keramikmaterial aus der Gruppe der Carbide, Oxide und Nitride oder einer Kombination dieser Materialien, besonders bevorzugt ein Keramikmaterial aus einem Carbid eines Carbidbildners der Gruppe bestehend aus Si, Cr, W, Mo, V, Nb, Ti, Zr, Ta und Hf, umfassen. Besonders bevorzugt kann das Hartstoffmaterial aus SiC sein. Die Härte des Hartstoffmaterials ist vorzugsweise größer als die der Gussträgermatrix und auch größer als die Härte des gepressten oder gesinterten Metallgefüges des Einlegekörpers. Während die Vickershärte der Gussträgermatrix und die des metallischen Press- oder Sintergefüges des Einlegekörpers vorteilhafterweise nicht größer als etwa 1000 HV ist, weist das Hartstoffmaterial eine Vickershärte von bevorzugt mindestens 1500 HV, noch bevorzugter von mindestens 2000 HV, auf. Des Weiteren weist das Hartstoffmaterial vorteilhafterweise auch eine größere Druckfestigkeit als die Gussträgermatrix und das metallische Press- oder Sintergefüge auf. Ein Keramikmaterial der genannten Art besitzt diese Eigenschaften und weist nicht selten eine Vickershärte von bis zu 3000 HV auf. Nach der Mohs-Skala kann das Hartstoffmaterial bevorzugt eine Härte von mindestens 8 Mohs und höchstens 10 Mohs, besonders bevorzugt eine Härte von mindestens 8,5 Mohs und höchstens 9,8 Mohs aufweisen.The hard material may be a carbide, oxide and nitride ceramic material or a combination of these materials, more preferably a carbide-forming carbide-forming ceramic material of the group consisting of Si, Cr, W, Mo, V, Nb, Ti, Zr, Ta and Hf. Particularly preferably, the hard material can be made of SiC. The hardness of the hard material is preferably greater than that of the cast carrier matrix and also greater than the hardness of the pressed or sintered metal structure of the insert body. While the Vickers hardness of the Gus carrier matrix and that of the metallic press or sintered structure of the insert body is advantageously not greater than about 1000 HV, the hard material has a Vickers hardness of preferably at least 1500 HV, more preferably at least 2000 HV. Furthermore, the hard material advantageously also has a greater compressive strength than the cast carrier matrix and the metallic pressed or sintered structure. A ceramic material of the type mentioned has these properties and not infrequently has a Vickers hardness of up to 3000 HV. According to the Mohs scale, the hard material may preferably have a hardness of at least 8 Mohs and at most 10 Mohs, more preferably a hardness of at least 8.5 Mohs and at most 9.8 Mohs.

Das Hartstoffmaterial kann im Press-, Sinter-, oder Druckgusskörper in Form von Hartstoffpartikeln zumindest im Wesentlichen gleichmäßig verteilt, bevorzugt fein verteilt sein. Eine gleichmäßige, d.h. homogene Verteilung, des Hartstoffmaterials in Form von Hartstoffpartikeln im Einlegekörper bewirkt eine erhöhte Formstabilität beim Guss und eine hohe sowie über die Funktionsfläche gleichmäßige Verschleißfestigkeit des Bearbeitungskörpers.The hard material may be at least substantially evenly distributed, preferably finely divided, in the pressed, sintered or die cast body in the form of hard material particles. A uniform, i. Homogeneous distribution of the hard material in the form of hard particles in the insert body causes increased dimensional stability during casting and a high and uniform over the functional surface wear resistance of the machining body.

Insbesondere können die Hartstoffpartikel jeweils eine größte Erstreckung von höchstens 5 mm aufweisen. Hartstoffpartikel in diesem Größenbereich können verhältnismäßig einfach in einem Press-, Sinter- oder Druckgussverfahren verarbeitet werden. Bevorzugt weisen die Hartstoffpartikel jeweils eine Erstreckung in wenigstens einer der Raumrichtungen von mindestens 20 µm auf. Besonders bevorzugt ist die Erstreckung in wenigstens einer der Raumrichtungen mindestens 1500 µm und die größte Erstreckung höchstens 2500 µm. Nach der FEPA-Norm (Fédération Européenne des Fabricants de Produits Abrasifs) können die Hartstoffpartikel bevorzugt eine Körnung von F5 bis mindestens F30, besonders bevorzugt von F8 bis mindestens F12.In particular, the hard material particles can each have a maximum extent of at most 5 mm. Hard material particles in this size range can be processed relatively easily in a press, sinter or die casting process. The hard material particles preferably each have an extension in at least one of the spatial directions of at least 20 μm. Particularly preferably, the extent in at least one of the spatial directions at least 1500 microns and the largest extent at most 2500 microns. According to the FEPA standard (Fédération Européenne des Fabricants de Produits Abrasifs), the hard material particles may preferably have a grain size of from F5 to at least F30, particularly preferably from F8 to at least F12.

Die Hartstoffpartikel können vorteilhafterweise eine multimodale Partikelgrößenverteilung aufweisen. Eine multimodale Partikelgrößenverteilung umfasst zumindest zwei Moden, welche als zwei eindeutig unterscheidbare Peaks (lokale Maxima) der Partikelgrößenverteilung erscheinen. Durch eine multimodale Partikelgrößenverteilung können besonders kompakte, dicht gepackte Einlegekörper hergestellt werden. Auf diese Weise kann die Verschleißfestigkeit der Einlegekörper weiter erhöht werden.The hard material particles may advantageously have a multimodal particle size distribution. A multimodal particle size distribution comprises at least two modes which appear as two distinct peaks (local maxima) of particle size distribution. By a multimodal particle size distribution particularly compact, tightly packed insert body can be produced. In this way, the wear resistance of the insert body can be further increased.

Der Metallanteil des Press- oder Sinterkörpers kann insbesondere 10 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 60 Gew.-%, bevorzugter 30 bis 60 Gew.-%, betragen. Der Keramikanteil des Press- oder Sinterkörpers kann insbesondere 10 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 80 Gew.-%, bevorzugter 40 bis 60 Gew.-%, betragen.The metal content of the pressed or sintered body may be, in particular, 10 to 60% by weight, preferably 20 to 60% by weight, more preferably 30 to 60% by weight. The ceramic part of the Press or sintered bodies may in particular be from 10 to 90% by weight, preferably from 40 to 80% by weight, more preferably from 40 to 60% by weight.

Der Bearbeitungskörper kann in Kombination mit oder als Alternative zu dem wenigstens einen Press- oder Sinterkörper als Einlegekörper wenigstens einen Druckgusskörper als Einlegekörper oder weiteren Einlegekörper mit einem Hartstoffmaterial in einer Druckgussmatrix aus Metall - im folgenden "Druckgussmetall" - umfassen.The processing body may comprise in combination with or as an alternative to the at least one press or sintered body as insert body at least one die cast body as insert body or further insert body with a hard material in a die-cast metal matrix - hereinafter "die-cast metal".

Insbesondere kann das Hartstoffmaterial in der Form von Hartstoffpartikeln zur Herstellung des Druckgusskörpers in eine Druckgussform einspritzbar bzw. einblasbar sein. Die Hartstoffpartikel können dazu derartig geformt und/oder bemessen sein, dass diese beim Einspritzen oder Einblasen durch Düsen diese nicht verstopfen. Die Hartstoffpartikel und das Druckgussmetall können über separate Zuleitungen in eine Druckgussform einspritzbar bzw. einblasbar sein. Alternativ oder zusätzlich können die Hartstoffpartikel mit dem Druckgussmetall vermischt in die Druckgussform einspritzbar bzw. einblasbar sein, wobei die Hartstoffpartikel und das Druckgussmetall bevorzugt in einer der Druckgussform vorgeschalteten Mischkammer oder in einem der Druckgussform vorgeschalteten Zuleitungsabschnitt vermischbar sein können. Somit kann eine gute Durchmischung der Hartstoffpartikel mit dem Druckgussmetall erreicht werden. Mittels der Druckgusstechnik kann ein Entmischen der Hartstoffpartikel und des Druckgussmetalls durch eine ausreichend schnelle Abkühlung der Druckgussmetallschmelze verhindert werden, insbesondere durch eine der raschen Kühlung förderliche Geometrie des Einlegekörpers.In particular, the hard material in the form of hard material particles for producing the die-cast body can be injectable or inflatable into a die-casting mold. The hard material particles may be shaped and / or dimensioned in such a way that they do not clog them up during injection or injection through nozzles. The hard material particles and the diecast metal may be injectable or inflatable via separate feed lines into a die casting mold. Alternatively or additionally, the hard material particles mixed with the die-cast metal can be injectable or inflatable into the die casting, wherein the hard material particles and the die-cast metal can preferably be mixable in a mixing chamber upstream of the die casting mold or in a feed line section upstream of the die casting mold. Thus, a good mixing of the hard particles with the die-cast metal can be achieved. By means of the die casting technique, segregation of the hard material particles and of the diecast metal can be prevented by a sufficiently rapid cooling of the diecast metal melt, in particular by a geometry of the insert body which promotes rapid cooling.

Alternativ oder zusätzlich zum Hartstoffmaterial in Form von Hartstoffpartikeln kann das Hartstoffmaterial im durch Druckguss gebildeten Einlegekörper als Hartstoffkörper zumindest bereichsweise von der Druckgussmatrix umgeben und das Druckgussmetall der Druckgussmatrix zumindest bereichsweise in Hohlräume des Hartstoffkörpers eingedrungen sein. Die Hohlräume des Hartstoffkörpers können als Poren, insbesondere offene Poren, oder makroskopische Hohlräume ausgebildet sein. Der Hartstoffkörper kann also sowohl mikroskopische Poren als auch makroskopische Hohlräume aufweisen, welche zumindest bereichsweise vom Druckgussmetall infiltriert sein können bzw. in welche das Druckgussmetall eingedrungen sein kann. Der Hartstoffkörper ist vorteilhafterweise durch Pressen oder Sintern eines Keramikmaterials separat herstellbar.As an alternative or in addition to the hard material in the form of hard material particles, the hard material in the insert body formed by diecasting can be surrounded by the diecasting matrix as a hard material body and the die cast metal of the diecasting matrix at least partially penetrated into cavities of the hard material body. The cavities of the hard material body may be formed as pores, in particular open pores, or macroscopic cavities. The hard material body can thus have both microscopic pores and macroscopic cavities, which may be infiltrated at least partially by the die-cast metal or into which the Die-cast metal may have penetrated. The hard material body is advantageously produced separately by pressing or sintering a ceramic material.

In einer Ausführungsform kann die Druckgussmatrix des Einlegekörpers aus einer Eisenbasislegierung, vorzugsweise einem Gusseisen, gebildet werden. Die Verwendung eines gleichartigen Materials für die Druckgussmatrix des Einlegekörpers und die Gussträgermatrix des Bearbeitungskörpers gewährleistet eine feste Materialanbindung zwischen Einlegekörper und Gussträgermatrix. Der Metallanteil des Druckgusskörpers kann insbesondere 10 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 70 Gew.-% betragen. Der Keramikanteil des Druckgusskörpers kann insbesondere 10 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 80 Gew.-%, betragen.In one embodiment, the die-cast matrix of the insert body may be formed of an iron-based alloy, preferably a cast iron. The use of a similar material for the die-cast matrix of the insert body and the Gussträgermatrix of the processing body ensures a firm material connection between insert body and Gussträgermatrix. The metal content of the die-cast body may be in particular 10 to 90% by weight, preferably 20 to 70% by weight. The proportion of ceramic in the die-cast body may be in particular 10 to 90% by weight, preferably 30 to 80% by weight.

Bevorzugt kann der als Press-, Sinter-, oder Druckgusskörper ausgebildete Einlegekörper stoffschlüssig mit der Gussträgermatrix verbunden sein, vorzugsweise dergestalt, dass die stoffschlüssige Verbindung durch eine Grenzflächenreaktion beim Ausgießen des Bearbeitungskörpers gebildet sein kann. Der Einlegekörper kann beim Kontakt mit der die Gussträgermatrix bildenden Metallschmelze oberflächennah angeschmolzen werden, wodurch sich das metallische Press-, Sinter-, oder Druckgussgefüge des Einlegekörpers stoffschlüssig mit der Gussträgermatrix verbinden kann. Durch den Stoffschluss kann vorteilhafterweise eine festere bzw. stabilere Verbindung zwischen Einlegekörper und Gussträgermatrix umgesetzt werden als beispielsweise beim Infiltrieren von porösen Keramikkörpern mit der Schmelze der Gussträgermatrix. Beim Infiltrieren poröser Keramikkörper mit einer Metallschmelze wird nur eine formschlüssige Verbindung zwischen den Poren des Keramikkörpers und der infiltrierten metallischen Gussträgermatrix gebildet. Durch die stoffschlüssige Verbindung des Einlegekörpers mit der Gussträgermatrix kann vorteilhafterweise die Lebensdauer des Bearbeitungskörpers erhöht werden, da ein Ausbrechen der Einlegkörper aus der Gussträgermatrix bei einer Beanspruchung des Bearbeitungskörpers reduziert bzw. vermieden werden kann.Preferably, the insert body formed as a press, sintered, or die-cast body can be connected in a material-bonded manner to the cast-carrier matrix, preferably in such a way that the cohesive connection can be formed by an interface reaction during the pouring out of the processing body. The insert body can be melted close to the surface on contact with the metal melt forming the cast carrier matrix, as a result of which the metallic pressed, sintered or die-cast structure of the insert body can bond to the cast carrier matrix in a material-locking manner. As a result of the material bond, it is advantageously possible to convert a firmer or more stable connection between the insert body and the cast carrier matrix than, for example, when infiltrating porous ceramic bodies with the melt of the cast carrier matrix. When infiltrating porous ceramic bodies with a molten metal, only a form-fitting connection is formed between the pores of the ceramic body and the infiltrated metallic cast-carrier matrix. By the integral connection of the insert body with the Gussträgermatrix advantageously the life of the processing body can be increased, since a breaking of Einlegkörper from the Gussträgermatrix can be reduced or avoided in a stress of the processing body.

Der wenigstens eine Einlegekörper kann seiner Form nach an die Funktionsfläche des Metallgusskörpers angepasst, sozusagen maßgeschneidert sein. Der Bearbeitungskörper kann eine Mehrzahl von Einlegekörpern umfassen, die an der Funktionsfläche des Metallgusskörpers nebeneinander, vorzugsweise so dicht als möglich nebeneinander, angeordnet und in der Gussmatrix eingebettet sein. Besonders bevorzugt beträgt ein Abstand zwischen den Einlegekörpern wenigstens 2 mm und höchstens 10 mm. Jeder einzelne der Einlegekörper kann vorzugsweise folgende Abmessungen aufweisen: Die Länge beträgt mindestens 10 mm und höchstens 500 mm, die Breite beträgt mindestens 10 mm und höchstens 300 mm und die Dicke beträgt mindestens 5 mm und höchstens 100 mm. Die Einlegekörper können die Form von einfachen Quadern, Prismen oder runden, einschließlich zylindrischen Körpern aufweisen.The at least one insert body can be adapted in shape to the functional surface of the metal cast body, so to speak tailor-made. The processing body may comprise a plurality of insert bodies which are arranged next to one another on the functional surface of the metal casting body, preferably as close as possible to one another, be arranged and embedded in the casting matrix. Particularly preferably, a distance between the insert bodies is at least 2 mm and at most 10 mm. Each of the insert bodies may preferably have the following dimensions: the length is at least 10 mm and at most 500 mm, the width is at least 10 mm and at most 300 mm and the thickness is at least 5 mm and at most 100 mm. The insert bodies may have the shape of simple cuboids, prisms or round, including cylindrical bodies.

Insbesondere kann jeder einzelne Einlegekörper wenigstens einen Durchgang aufweisen. Der Durchgang kann bevorzugt einen Querschnitt des Einlegekörpers verändern. In einer vorteilhaften Ausführungsform weitet sich der Durchgang von einem Öffnungsende zum anderen auf, bevorzugt gleichmäßig über seine gesamte Länge. Er kann sich zur Funktionsfläche des Einlegekörpers hin konusartig erweitern. Bevorzugt kann der Einlegekörper eine Vielzahl von Durchgängen aufweisen, welche besonders bevorzugt in einer Längs- und einer Querrichtung der Funktionsfläche versetzt zueinander angeordnet sein können. Das zur Erweiterung Gesagte gilt vorzugsweise für mehrere oder alle der Durchgänge. Durch den wenigstens einen Durchgang im Einlegekörper wird erreicht, dass dieser nach dem Ausgießen fest in der Gussträgermatrix verankert ist. Auf diese Weise kann das erstarrte Metall der Gussträgermatrix den Einlegekörper hintergreifen. Ein Ausbrechen des Einlegekörpers aus der Gussträgermatrix bei einer Beanspruchung des Bearbeitungskörpers kann somit weiter reduziert bzw. vermieden werden. Für den Fall, dass sich der Durchgang zur Funktionsfläche konusartig erweitert, wird die Verschleißfestigkeit des Bearbeitungskörpers mit zunehmendem Abtrag der Funktionsfläche erhöht, da der Hartstoffanteil der Funktionsfläche kontinuierlich ansteigt.In particular, each individual insert body can have at least one passage. The passage may preferably change a cross section of the insert body. In an advantageous embodiment, the passage widens from one opening end to the other, preferably evenly over its entire length. He can widen conically to the functional surface of the insert body. Preferably, the insert body may have a plurality of passages, which may be particularly preferably arranged in a longitudinal and a transverse direction of the functional surface offset from each other. The comments made for the extension preferably apply to several or all of the passes. By the at least one passage in the insert body is achieved that this is firmly anchored in the Gussträgermatrix after pouring. In this way, the solidified metal of the Gussträgermatrix can engage behind the insert body. A breaking of the insert body from the Gussträgermatrix in a stress of the processing body can thus be further reduced or avoided. In the event that the passage widens conically to the functional surface, the wear resistance of the machining body is increased with increasing removal of the functional surface, since the hard material content of the functional surface increases continuously.

Die Ausbildung des wenigstens einen Einlegekörpers mit einem oder vorzugsweise mehreren makroskopischen Durchgängen, die oder der sich von einem seiner Enden zum anderen aufweitet oder vorzugsweise jeweils aufweiten, ist vorteilhaft auch bereits an sich und nicht nur für Ausführungen, in denen der wenigstens eine oder die mehreren Einlegekörper einen Press- oder Sinterkörper einer Mischung aus Metallpulver und Hartstoffmaterial ist oder sind. So behält es sich die Anmelderin vor, auf einen Bearbeitungskörper zum Zerkleinern eines Aufgabeguts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Teilungsanmeldung zu richten, in der ferner beansprucht wird, dass der Einlegekörper ein Press- oder Sinterkörper aus Hartstoffmaterial oder einer Mischung aus Metallpulver und Hartstoffmaterial oder ein Druckgusskörper der hier offenbarten Art ist. Ein nur aus dem Hartstoffmaterial gesinterter Einlegekörper kann als Einlegekörper direkt mit dem Gussmetall der Gussträgermatrix umgossen und in den Durchgängen infiltriert sein. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass ein den wenigstens einen Durchgang oder die bevorzugt mehreren Durchgänge aufweisender Einlegekörper, der nur aus Hartstoffmaterial oder aber wie beschrieben aus einer Mischung aus Metallpulver und Hartstoffmaterial bestehen kann, mit einem gegenüber dem Material der Gussträgermatrix verschleißbeständigeren Metall ausgegossen wird und erst nach diesem als Zwischenschritt ausgeführtem Gießprozess durch Umgießen mit dem Gussmaterial der Gussträgermatrix wie offenbart in die Gussträgermatrix eingebettet wird.The formation of the at least one insert body with one or preferably a plurality of macroscopic passages, which expands or preferably widens from one end to the other, is advantageous in itself and not only for embodiments in which the at least one or more Insert body is a press or sintered body of a mixture of metal powder and hard material is or are. Thus, the Applicant reserves the right to apply a divisional application to a processing body for comminuting a feedstock according to the preamble of claim 1, in is further claimed that the insert body is a press or sintered body of hard material or a mixture of metal powder and hard material or a diecasting of the type disclosed herein. An insert body sintered only from the hard material can be encapsulated directly as an insert body with the cast metal of the cast carrier matrix and infiltrated in the passages. In principle, however, it is also conceivable that an insert body having at least one passage or preferably several passages, which may consist only of hard material or as described of a mixture of metal powder and hard material, is poured out with a metal which is more resistant to wear than the material of the caster carrier matrix and is embedded as disclosed in the Gussträgermatrix by casting with the casting material of the Gussträgermatrix only after this executed as an intermediate step casting process.

Schließlich ist auch darauf hinzuweisen, dass der Metallgusskörper nur lokal einen oder mehrere eingebettete Einlegekörper aufweisen kann, insbesondere in einem Bereich, in dem ein gegenüber anderen Bereichen erhöhter Verschleiß zu befürchten ist. Darüber hinaus kann besonders bevorzugt auch die Verschleißfestigkeit der gesamten Funktionsfläche des Metallgusskörpers durch das Einbetten des oder der Einlegekörper in der Gussmatrix verbessert werden. Die Einlegekörper können bevorzugt mindestens 80 % jedoch weniger als 100 % der Funktionsfläche, besonders bevorzugt mindestens 85 % und höchstens 95 % der Funktionsfläche, bilden. Die Funktionsfläche kann bevorzugt planar sein. Weiter bevorzugt kann die Funktionsfläche gewölbt sein. Besonders bevorzugt kann die Funktionsfläche glatt sein, insbesondere auch an den die Einlegekörper umfassenden Bereichen. Vorzugsweise kann die Funktionsfläche zusammenhängend sein. Alternativ kann sich die Funktionsfläche, auch aus voneinander separaten Flächenbereichen zusammensetzen, die beim Zerkleinerungsprozess gleichzeitig oder nacheinander in Einsatz gelangen.Finally, it should also be pointed out that the metal casting body can have only one or more embedded insert bodies locally, in particular in a region in which an increased wear compared to other regions is to be feared. In addition, particularly preferably, the wear resistance of the entire functional surface of the metal cast body can be improved by embedding the insert body or bodies in the cast matrix. The insert bodies may preferably form at least 80% but less than 100% of the functional surface, particularly preferably at least 85% and at most 95% of the functional surface. The functional surface may preferably be planar. More preferably, the functional surface may be curved. Particularly preferably, the functional surface may be smooth, in particular also on the areas which surround the insert bodies. Preferably, the functional surface may be contiguous. Alternatively, the functional surface can also be composed of separate surface areas which are used simultaneously or successively during the comminution process.

In der nachfolgenden Tabelle 1 sind bevorzugte Materialkennwerte des Einlegekörpers zusammengefasst, wobei besonders bevorzugte Wertebereiche in Klammern eingetragen sind. Nicht nur die Wertebereiche der Tabelle 1, sondern auch jeder Grenzwert der Wertebereiche für sich ist beanspruchbar. Tabelle 1: Materialkennwerte des Einlegekörpers. Erstreckung der Hartstoffpartikel 20 - 5000 µm (800 - 3000 µm) Körnung des Metallpulvers 10 nm - 1000 µm (1 - 500 11m) Vickershärte des Hartstoffmaterials 8 - 10 Mohs (8,5 - 9,8 Mohs) Vickershärte der Gussträgermatrix 100 - 900 HV (250 - 650 HV) Vickershärte des metallischen Press- oder Sintergefüges 100 - 900 HV (250 - 650 HV) Vickershärte der Druckgussmatrix 100 - 900 HV (250 - 650 HV) Metallanteil des Press- oder Sinterkörpers 10 - 60 Gew.-% (20 - 60 Gew.-%) Keramikanteil des Press- oder Sinterkörpers 10 - 90 Gew-% (40 - 80 Gew.-%) Metallanteil des Druckgusskörpers 10 - 90 Gew.-% (20 - 70 Gew.-%) Keramikanteil des Druckgusskörpers 10-90 Gew-% (30 - 80 Gew.-%) Table 1 below summarizes preferred material properties of the insert body, with particularly preferred value ranges being entered in parentheses. Not only the value ranges of Table 1, but also each limit of the value ranges per se is claimable. Table 1: Material characteristics of the insert body. Extension of the hard material particles 20 - 5000 μm (800 - 3000 μm) Grain of metal powder 10 nm - 1000 μm (1-500m 11m) Vickers hardness of the hard material 8 - 10 Mohs (8.5 - 9.8 Mohs) Vickers hardness of the Gus carrier matrix 100 - 900 HV (250 - 650 HV) Vickers hardness of the metallic pressed or sintered structure 100 - 900 HV (250 - 650 HV) Vickers hardness of the die-cast matrix 100 - 900 HV (250 - 650 HV) Metal content of the pressed or sintered body 10 to 60% by weight (20 to 60% by weight) Ceramic component of the pressed or sintered body 10 to 90% by weight (40 to 80% by weight) Metal portion of the die-cast body 10-90% by weight (20-70% by weight) Ceramic part of the die-cast body 10-90% by weight (30-80% by weight)

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungskörpers für die Materialzerkleinerung umfasst zumindest die folgenden Schritte: Wenigstens ein die Verschleißfestigkeit erhöhender Einlegekörper wird durch zumindest Pressen einer Mischung eines Metallpulvers und Hartstoffmaterial oder durch Druckgießen eines Druckgussmetalls als Druckgussmatrix, welche zumindest bereichsweise ein Hartstoffmaterial umgibt, gebildet. Der Einlegekörper wird in einer Gussform angeordnet. Die Gussform wird mit einer verschleißfesten Eisenbasislegierung, vorzugsweise einem verschleißfesten Gusseisen ausgegossen, so dass die Eisenbasislegierung den wenigstens einen Einlegekörper zumindest bereichsweise umgibt. Auf diese Weise kann ein Bearbeitungskörper mit erhöhter Verschleißfestigkeit verfahrenstechnisch einfach hergestellt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die Verschleißeigenschaften des Bearbeitungskörpers der Anwendung flexibel angepasst werden.A method according to the invention for producing a processing body for material comminution comprises at least the following steps: At least one insert body increasing the wear resistance is formed by at least pressing a mixture of a metal powder and hard material or by die-casting a die-cast metal as a die-cast matrix which at least partially surrounds a hard material. The insert body is arranged in a mold. The casting mold is filled with a wear-resistant iron-based alloy, preferably a wear-resistant cast iron, so that the iron-based alloy at least partially surrounds the at least one insert body. In this way, a processing body with increased wear resistance can be produced procedurally simple. By the method according to the invention, the wear characteristics of the processing body of the application can be flexibly adjusted.

Die in Bezug auf den Bearbeitungskörper gemachten Ausführungen über den Einlegekörper und die Gussträgermatrix gelten auch im Bezug auf das Verfahren, zumal das Verfahren die Herstellung insbesondere auch eines erfindungsgemäßen Bearbeitungskörpers für die Materialzerkleinerung betrifft. So kann zunächst im Rahmen des Verfahrens ein Einlegektirper mit den bereits genannten Materialkennwerten mittels eines Press-, Sinter-und/oder Druckgussverfahrens hergestellt werden. Beim Anordnen des wenigstens einen Einlegekörpers in der Gussform kann dieser, insbesondere mittels einem oder mehreren Formnägeln bzw. Schrauben, an einer Gussformfläche befestigt werden. Werden mehrere Einlegekörper benötigt, können diese dicht an dicht nebeneinander an der Gussformfläche angeordnet und befestigt werden. Nach dem Anordnen des wenigstens einen Einlegekörpers oder der mehreren Einlegekörper wird die Gussform mit einer verschleißfesten Eisenbasislegierung, bevorzugt der zuvor genannten Art, ausgegossen, so dass die Eisenbasislegierung den oder die Einlegekörper zumindest bereichsweise umgibt.The statements made with respect to the machining body on the insert body and the Gussträgermatrix also apply with respect to the method, especially since the method relates to the production in particular also of a processing body according to the invention for the material size reduction. Thus, first of all, in the context of the method, a Einlegektirper can be produced with the aforementioned material properties by means of a press, sintering and / or die-casting. When arranging the at least one insert body in the casting mold, it can, in particular by means of one or more Molded nails or screws to be attached to a mold surface. If several insert bodies needed, they can be arranged close to each other next to each other on the mold surface and fixed. After arranging the at least one insert body or the plurality of insert bodies, the mold is filled with a wear-resistant iron-based alloy, preferably of the aforementioned type, so that the iron-based alloy at least partially surrounds the insert body or bodies.

Ein als Sinterkörper gebildeter Einlegekörper wird vorzugsweise pulvermetallurgisch hergestellt. Insbesondere kann der durch Pressen, bevorzugt isostatisches Pressen, einer Mischung eines Metallpulvers und Hartstoffmaterial gebildete Einlegekörper bei einer Temperatur von bevorzugt mindestens 800 °C und höchstens 1700 °C gesintert und im gesinterten Zustand in der Gussform angeordnet werden. Insbesondere kann der durch Pressen gebildete Einlegekörper bei bevorzugt 200°C bis 300°C vorgesintert oder vorgepresst, bevorzugt isostatisch vorgepresst werden. Vorteilhaft kann durch das Sintern des Presskörpers dessen Formstabilität und Verschleißfestigkeit weiter verbessert werden. Ein Urformen durch Pressen und Sintern ist vorteilhaft. Der Einlegekörper kann aber alternativ auch aus einem Sinterhalbzeug, beispielsweise einer Sinterronde, mittels eines Trennverfahrens oder einer spanend konturgebenden Bearbeitung hergestellt werden.An insert body formed as a sintered body is preferably produced by powder metallurgy. In particular, the insert body formed by pressing, preferably isostatic pressing, a mixture of a metal powder and hard material can be sintered at a temperature of preferably at least 800 ° C and at most 1700 ° C and arranged in the sintered state in the mold. In particular, the insert body formed by pressing at preferably 200 ° C to 300 ° C pre-sintered or pre-pressed, preferably are pre-pressed isostatically. Advantageously, by the sintering of the compact whose dimensional stability and wear resistance can be further improved. A master molding by pressing and sintering is advantageous. Alternatively, the insert body can also be produced from a sintered semifinished product, for example a sintered blank, by means of a separation method or a machining contouring process.

Beim durch Duckgießen gebildeten Einlegekörper kann das Hartstoffmaterial in Form von Hartstoffpartikeln separat vom Druckgussmetall in eine Druckgussform eingespritzt bzw. eingeblasen werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Hartstoffmaterial in Form von Hartstoffpartikeln mit der Schmelze des Druckgussmetalls vermischt in die Druckgussform eingespritzt bzw. eingeblasen werden, wobei die Hartstoffpartikel und das Druckgussmetall bevorzugt in einer der Druckgussform vorgeschalteten Mischkammer oder in einem der Druckgussform vorgeschalteten Zuleitungsabschnitt vermischt werden. Auf diese Weise kann ein die Verschleißfestigkeit des Bearbeitungskörpers erhöhender Einlegekörper mit im Wesentlichen gleichmäßig verteilten Hartstoffmaterial und einem metallischen Gussgefüge verfahrentechnisch einfach hergestellt werden.When insert body formed by Duckgießen the hard material can be injected or blown in the form of hard particles separately from the die-cast metal in a die-casting mold. Alternatively or additionally, the hard material in the form of hard material particles can be injected or injected into the die using the melt of the diecast metal, wherein the hard material particles and the diecast metal are preferably mixed in a mixing chamber upstream of the die casting mold or in a feed line upstream of the die casting mold. In this way, an insert body which increases the wear resistance of the processing body and has a substantially uniformly distributed hard material and a metallic cast structure can be manufactured in a simple manner in terms of process technology.

Für den Fall dass das Hartstoffmaterial in Form von Hartstoffpartikeln gleichmäßig im Press-, Sinter- oder Druckgusskörper verteilt ist, tritt beim Ausgießen der Gussform vorteilhaft keinIn the event that the hard material in the form of hard particles is evenly distributed in the press, sintered or die-cast body, advantageously no occurs during pouring of the mold

Entmischen der Hartstoffpartikel auf, d.h. die Hartstoffpartikel sind bei der Herstellung des Bearbeitungskörpers in der Gussform aufgrund der Einbettung im Einlegekörper zumindest im Wesentlichen lagefixiert. Entsprechend kann eine Agglomeration und folglich eine Sedimentation, d.h. ein Absinken, oder ein Aufschwimmen der Hartstoffpartikel bei der Herstellung des Bearbeitungskörpers vermieden werden.Demixing of the hard particles on, i. The hard material particles are at least substantially fixed in position in the production of the processing body in the mold due to the embedding in the insert body. Accordingly, agglomeration and thus sedimentation, i. a drop, or a floating of the hard particles in the manufacture of the processing body can be avoided.

Alternativ oder zusätzlich zum Hartstoffmaterial in Form von Hartstoffpartikeln kann das Hartstoffmaterial beim durch Druckgießen hergestellten Einlegekörper als wenigstens ein Hartstoffkörper vom Druckgussmetall zumindest bereichsweise umgossen werden und das Druckgussmetall zumindest bereichsweise in Hohlräume des Hartstoffkörpers eindringen. Der Hartstoffkörper kann vor dem Druckgießen durch Pressen oder Sintern von Hartstoffmaterial geformt werden. Der Hartstoffkörper kann in die Druckgussform eingelegt werden und schließlich bereichsweise oder vollständig vom Druckgussmetall umgossen werden.As an alternative or in addition to the hard material in the form of hard material particles, the hard material in the insert body produced by die casting can be at least partially encapsulated by the diecast metal as at least one hard material body and the diecast metal at least partially penetrate into cavities of the hard material body. The hard material body may be formed prior to die casting by pressing or sintering hard material. The hard material body can be inserted into the die-casting mold and finally partially or completely encapsulated by the die-cast metal.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reparatur eines erfindungsgemäßen Bearbeitungskörpers. Bei dem Reparaturverfahren wird ein Schweißmaterial auf die Funktions- bzw. Verschleißfläche des Bearbeitungskörpers geschweißt, wobei das Schweißmaterial zumindest ein Metall und ein Hartstoffmaterial umfasst. Mittels des Reparaturverfahrens kann ein verschlissener Bearbeitungskörper zumindest temporär mit einfachen Mitteln wiederhergestellt werden. Auf diese Weise kann der Zeitraum bis zum Austausch des verschlissenen Bearbeitungskörpers durch einen neuen Bearbeitungskörper kostengünstig überbrückt werden. Des Weiteren kann auch vorbeugend ein nur teilweise verschlissener Bearbeitungskörper durch Aufschweißen eines derartigen Verschleißmaterials behandelt werden, um beispielsweise eine Nichtgebrauchsphase für eine die Lebensdauer des Bearbeitungskörpers verlängernde Maßnahme zu nutzen.Another aspect of the invention relates to a method for repairing a processing body according to the invention. In the repair method, a welding material is welded to the functional surface of the processing body, the welding material comprising at least a metal and a hard material. By means of the repair method, a worn processing body can be restored at least temporarily by simple means. In this way, the period until replacement of the worn processing body can be bridged cost by a new processing body. Furthermore, it is also possible to preventively treat a processing body which is only partially worn by welding on such a wear material in order, for example, to use a non-use phase for a measure extending the service life of the processing body.

Zweckmäßigerweise sind das Metall des Einlegekörpers und das Metall des Schweißmaterials der Zusammensetzung nach zumindest im Wesentlichen gleich. Sie weisen vorteilhafterweise gleiche oder für eine feste Schweißverbindung ausreichend nahe beieinander liegende Schmelztemperaturen auf. Von Vorteil ist, wenn das Schweißmaterial einschließlich seines Hartstoffmaterials die gleiche oder in etwa die gleiche Zusammensetzung wie die Metall-Hartstoff-Mischung aufweist, die den Einlegekörper bildet, also auch das Hartstoffmaterial des Schweißmaterials der Zusammensetzung und dem Anteil nach der Hartstofffraktion des Einlegekörpers zumindest weitgehend entspricht.Conveniently, the metal of the insert body and the metal of the weld material are at least substantially equal in composition. They advantageously have the same or for a fixed weld sufficiently close together melting temperatures. It is advantageous if the welding material including its hard material has the same or approximately the same composition as the metal-hard material mixture that forms the insert body, including the hard material the welding material of the composition and the proportion after the hard material fraction of the insert body at least largely corresponds.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Schweißmaterial durch Verschweißen eines Schweißdrahts auf die Funktions- bzw. Verschleißfläche aufgebracht werden. Besonders bevorzugt kann der Schweißdraht eine Materialzusammensetzung ähnlich oder gleich der des Einlegekörpers aufweisen. Insbesondere kann der Schweißdraht aus einem Keramikpartikelkern gebildet sein, welcher mit einem Metall ummantelt ist. Die Partikel des Keramikkerns können bevorzugt wenigstens ein Carbid eines Carbidbildners aus der Gruppe bestehend aus Si, Cr, W, Mo, V, Nb, Ti, Zr, Ta und Hf sein oder zumindest ein solches Carbid oder mehrere unterschiedliche Carbide enthalten..In a preferred embodiment, the welding material can be applied to the functional or wear surface by welding a welding wire. Particularly preferably, the welding wire may have a material composition similar or equal to that of the insert body. In particular, the welding wire may be formed of a ceramic particle core, which is coated with a metal. The particles of the ceramic core may preferably be at least one carbide of a carbide former selected from the group consisting of Si, Cr, W, Mo, V, Nb, Ti, Zr, Ta and Hf, or contain at least one such carbide or several different carbides.

Vorteilhafte Merkmale werden ferner in den Unteransprüchen und deren Kombinationen offenbart.Advantageous features are further disclosed in the subclaims and their combinations.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele erläutert. An den Ausführungsbeispielen offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche vorteilhaft weiter. Es zeigen:

Fig. 1
einen Metallgusskörper mit eingebetteten Einlegekörpern in einem Querschnitt,
Fig. 2
eine Gießform mit darin angeordneten Einlegekörpern für eine Herstellung eines Metallguss-Probekörpers,
Fig. 3
den gegossenen Metallguss-Probekörper,
Fig.4
einen Metallgusskörper nach einem ersten Ausführungsbeispiel mit eingebetteten Presssinterkörpern als Einlegekörpern in einem Querschnitt,
Fig.5 5
einen Metallgusskörper nach einem zweiten Ausführungsbeispiel mit eingebetteten Druckgusskörpern als Einlegekörpern in einem Querschnitt
Fig. 6
einen Metallgusskörper mit auf einer Verschleißoberfläche aufgeschweißtem Schweißmaterial in einem Querschnitt,
Fig. 7
einen Einlegekörper mit konusartigen Durchgängen,
Fig. 8
in einer Prinzipdarstellung die Herstellung eines Einlegekörpers durch Pressen einer Mischung aus Metallpulver und Hartstoffmaterial
Fig. 9
in einer Prinzipdarstellung eine Druckgussform mit zwei voneinander beabstandeten Zuleitungen,
Fig. 10
in einer Prinzipdarstellung eine Druckgussform mit zwei direkt nebeneinander angeordneten Zuleitungen,
Fig. 11
in einer Prinzipdarstellung eine Druckgussform mit einer vorgeschalteten Mischkammer und
Fig. 12
in einer Prinzipdarstellung eine Druckgussform mit einer verzweigten Zuleitung und
Fig. 13
in einer Prinzipdarstellung die Herstellung eines Einlegekörpers als Druckgusskörper mit einem in einer Druckgussmatrix eingebetteten porösen Keramikkörper.
The invention will be explained below with reference to preferred exemplary embodiments. The features disclosed in the exemplary embodiments form each individually and in each feature combination the subject matter of the claims advantageously. Show it:
Fig. 1
a metal cast body with embedded insert bodies in a cross section,
Fig. 2
a casting mold with insertion bodies arranged therein for producing a cast metal specimen,
Fig. 3
the cast metal casting specimen,
Figure 4
a metal cast body according to a first embodiment with embedded press sintered bodies as insert bodies in a cross section,
Fig.5 5
a metal casting according to a second embodiment with embedded die cast bodies as insert bodies in a cross section
Fig. 6
a metal casting with welded on a wear surface welding material in a cross section,
Fig. 7
an insert body with cone-like passages,
Fig. 8
in a schematic representation of the production of an insert body by pressing a mixture of metal powder and hard material
Fig. 9
in a schematic representation of a die-casting mold with two spaced-apart supply lines,
Fig. 10
in a schematic representation of a die-casting mold with two directly adjacent feeders,
Fig. 11
in a schematic representation of a die-casting mold with an upstream mixing chamber and
Fig. 12
in a schematic representation of a die-casting mold with a branched supply line and
Fig. 13
in a schematic representation of the production of an insert body as a die-cast body with a embedded in a die-casting matrix porous ceramic body.

In der Fig. 1 ist in einem Querschnitt ein Metallgusskörper 1 dargestellt, der ein Mahlplattensegment für ein Mahlwerk zum Zerkleinern von granulatförmigen Stoffen, beispielsweise Kohle, Kalk, Klinker oder Zementrohmehl, ist. Der Metallgusskörper 1 kann als Zylinderringsegment, wie beispielsweise der in Fig. 3 dargestellte Metallguss-Probekörper, ausgebildet sein. Auch ein Guss als voller Zylinderring oder auch jeder anderen Mahlkörperform ist denkbar. Der Guss erfolgt statisch unter Schwerkraft in einer Gussform mit einem Überkopfspeiser 5. Der Metallgusskörper 1 weist an einer Stirnfläche, die eine plane Funktions- bzw. Verschleißfläche 2 bildet, einen Verbundwerkstoff in einer über die gesamte Funktionsfläche gleichmäßig dicken Schicht 3 von etwa 50 mm Schichtdicke auf. Der Verbundwerkstoff dieser Schicht 3 besteht aus einer Mehrzahl von dicht nebeneinander angeordneten Einlegekörpern 7 (Fig. 2), die in einer erstarrten Gussträgermatrix 4 eingebettet sind und im Verbund mit der Gussträgermatrix 4 die Funktionsfläche 2 bilden.In the Fig. 1 a metal casting 1 is shown in a cross section, which is a Mahlplattensegment for a grinder for crushing granular materials, such as coal, lime, clinker or cement raw meal is. The metal casting 1 can be used as a cylindrical ring segment, such as in Fig. 3 represented metal casting specimens be formed. A casting as a full cylinder ring or any other shape of the grinding media is conceivable. The casting takes place statically under gravity in a casting mold with an overhead feeder 5. The metal cast body 1 has an end face which forms a plane functional or wearing surface 2, a composite material in a uniform thickness over the entire functional surface layer 3 of about 50 mm layer thickness on. The composite of this layer 3 consists of a plurality of closely juxtaposed insert bodies 7 (FIG. Fig. 2 ), which are embedded in a solidified Gusträgermatrix 4 and in combination with the Gussträgermatrix 4 form the functional area 2.

Die Gussträgermatrix 4 wird beispielsweise von dem Werkstoff GX300CrNiSi9-5-2 gebildet. In der nachfolgenden Tabelle 2 sind neben diesem Werkstoff weitere besonders bevorzugte Werkstoffe für die Gussträgermatrix 4 des Ausführungsbeispiels und jeden anderen erfindungsgemäßen Metallgusskörper angeführt. Tabelle 2: Gussträgermatrix-Werkstoffe Materialbezeichnung Name Werkstoffnummer (DIN 12513:2001 Gefüge / Zusammensetzung GX260NiCr4-2 / Ni-Hard 2 EN-GJN-HV520 Martensit / Perlit mit GX330NiCr4-2 EN-GJN-HV550 Karbiden der Form FE3C und M23C6 GX300CrNiSi9-5-2 Ni-Hard 4 EN-GJN-HV600 Martensit / Karbide der Form M23C6 und M7C3 mit Anteilen von Restaustenit GX260Cr11 Gusseisen mit EN-GJN- Martensit / GX300CrMo15-3 hohem HV600(XCr11) Restaustenit / teilweise GX260CrMoNi15-2-1 Chromanteil EN-GJN- Perlit GX260CrMoNi20-2-1 HV600(XCr14) Karbide der Form GX260Cr27 EN-GJN- M7C3 und/oder M23C6 GX300CrMo27-1 HV600(XCr14) EN-GJN- HV600(XCr18) EN-GJN- HV600(XCr23) EN-GJN- HV600(XCr23) GX300NiNo3Mg Zwischenstufen- Zwischenstufen- vergütetes gefüge / Bainit / Gusseisen mit Martensit / Kugelgraphit Karbidanteil kleiner 3% The cast carrier matrix 4 is formed, for example, by the material GX300CrNiSi9-5-2. In the following Table 2, in addition to this material further particularly preferred materials for the Gussträgermatrix 4 of the embodiment and any other metal castings according to the invention are given. Table 2: Cast Carrier Matrix Materials Material Surname Material number (DIN 12513: 2001 Structure / composition GX260NiCr4-2 / Ni-Hard 2 EN-GJN-HV520 Martensite / perlite with GX330NiCr4-2 EN-GJN-HV550 Carbides of the form FE 3 C and M 23 C 6 GX300CrNiSi9-5-2 Ni-Hard 4 EN-GJN-HV600 Martensite / Carbides the form M 23 C 6 and M 7 C 3 with fractions of austenite GX260Cr11 Cast iron with EN-GJN- Martensite / GX300CrMo15-3 high HV600 (XCr11) Restaustenit / partially GX260CrMoNi15-2-1 chromium EN-GJN- perlite GX260CrMoNi20-2-1 HV600 (XCr14) Carbides of the form GX260Cr27 EN-GJN- M 7 C 3 and / or M 23 C 6 GX300CrMo27-1 HV600 (XCr14) EN-GJN- HV600 (XCr18) EN-GJN- HV600 (XCr23) EN-GJN- HV600 (XCr23) GX300NiNo3Mg interstage interstage annealed texture / bainite / Cast iron with Martensite / nodular Carbide content smaller 3%

Fig. 2 zeigt eine ringsegmentförmige Gießform 6 von oben, an deren Bodenfläche eine Vielzahl von Einlegekörpern 7 dicht nebeneinander angeordnet ist. Die Herstellung der Einlegekörper 7 ist weiter unten anhand von Beispielen beschrieben. Die Einlegekörper 7 werden in diese Anordnung mit Formnägeln an der Bodenfläche der Gießform 6 befestigt. Für den Abguss des Probekörpers wurden exakt quaderförmige Einlegekörper 7 verwendet. Für eine gleichmäßige Überdeckung der Bodenfläche der Gießform 6, und damit zur Ausbildung einer vollkommen gleichmäßigen Verbundstruktur in der Verbundwerkstoffschicht 3 (Fig. 1), können selbstverständlich auch der Form der Funktionsfläche 2 des Metallgusskörpers 1 exakt angepasste Einlegekörper 7 verwendet werden. Insbesondere kann die Verbundwerkstoffschicht 3 auch durch einen einzigen, homogenen Einlegekörper 7 gebildet sein. Bevorzugt können die Einlegekörper 7 Durchgänge 14 aufweisen, insbesondere dergestalt, dass sich die Durchgänge 14 zur Funktionsfläche 2 des Einlegekörpers 7 hin konusartig erweitern (Fig. 7). Die Durchgänge 14 können in einer Längsrichtung A und einer Querrichtung B der Funktionsfläche 2 versetzt zueinander angeordnet sein. Wie aus der Fig. 7 hervorgeht, wird ein Querschnitt des Einlegekörpers 7 durch die konusartigen Druchgänge 14 kontinuierlich verändert. Fig. 2 shows a ring-segment-shaped mold 6 from above, at the bottom surface of a plurality of insert bodies 7 is arranged close to each other. The manufacture of the insert body 7 is described below by way of examples. The insert bodies 7 are fastened in this arrangement with shaped nails on the bottom surface of the casting mold 6. For the casting of the specimen exactly cuboid insert body 7 were used. For a uniform coverage of the bottom surface of the mold 6, and thus to form a completely uniform composite structure in the composite material layer 3 (FIG. Fig. 1 ), Of course, the shape of the functional surface 2 of the metal casting 1 exactly adapted insert body 7 can be used. In particular, the composite material layer 3 may also be formed by a single, homogeneous insert body 7. The insert bodies 7 may preferably have passages 14, in particular in such a way that the passages 14 extend conically towards the functional surface 2 of the insert body 7 ( Fig. 7 ). The passages 14 may be arranged offset to one another in a longitudinal direction A and a transverse direction B of the functional surface 2. Like from the Fig. 7 As can be seen, a cross section of the insert body 7 is continuously changed by the cone-like Druchgänge 14.

Fig. 3 zeigt den gegossenen Probekörper nach der Entnahme aus der Gießform 6. Der Probekörper ist im Bereich einer Ringsegmentfläche 8 angeschliffen worden. Die von dem Verbundwerkstoff gebildete Oberfläche des Probekörpers ließ sich extrem schwierig schleifen. Der Abtrag lag hauptsächlich in der Schleifscheibe und nicht am Probekörper, was auf eine sehr hohe Schleißfestigkeit des Probekörpers hindeutet. Fig. 3 shows the cast specimen after removal from the mold 6. The specimen has been ground in the region of a ring segment surface 8. The surface of the specimen formed by the composite material was extremely difficult to grind. The removal was mainly in the grinding wheel and not on the specimen, which indicates a very high resistance to wear of the specimen.

Nachfolgend ist die Herstellung der Einlegekörper 7 anhand dreier Beispiele beschrieben.The manufacture of the insert body 7 will be described below with reference to three examples.

Beispiel 1example 1

In einem ersten Schritt I wird eine Mischung aus 30 Gew.-% Stahlpulver 21, insbesondere Sinterstahl, und 70 Gew.-% keramischen Hartstoffpartikeln 10, die vorzugsweise einen Carbidanteil von 50 bis 100 Gew.-% aufweisen, beispielsweise SiC, in einer Pressform 22 zu einem Grünling des Einlegekörpers 7 gepresst (s. Fig. 8). Das Pressen kann bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden. Das Stahlpulver 21 weist vorzugsweise eine Körnung von 100 µm auf, wohingegen die Hartstoffpartikel 10 eine größte Erstreckung von vorzugsweise höchstens 5000 µm aufweisen. Nach dem Pressen kann der Grünling des Einlegekörpers 7 in einem optionalen zweiten Schritt II bei 200 - 300 °C vorgesintert werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Grünling des Einlegekörpers 7 im Schritt II isostatisch vorgepresst werden. Schließlich wird der Grünling des Einlegekörpers 7 im dritten Schritt III bei einer Temperatur von größer 1000 °C heißisostatisch gepresst (HIP) oder gesintert.In a first step I is a mixture of 30 wt .-% steel powder 21, in particular sintered steel, and 70 wt .-% ceramic hard particles 10, which preferably have a carbide content of 50 to 100 wt .-%, for example SiC, in a mold 22 pressed to a green compact of the insert body 7 (s. Fig. 8 ). The pressing can be carried out at elevated temperature. The steel powder 21 preferably has a grain size of 100 .mu.m, whereas the hard material particles 10 have a maximum extent of preferably at most 5000 .mu.m. After pressing, the green compact of the insert body 7 can be pre-sintered in an optional second step II at 200-300 ° C. Alternatively or additionally, the green compact of the insert body 7 can be pre-pressed isostatically in step II. Finally, the green body of the insert body 7 in the third step III at a temperature of greater than 1000 ° C hot isostatically pressed (HIP) or sintered.

Beispiel 2Example 2

Eine Mischung aus 50 Gew.-% verschleißfestem Gusseisen und 50 Gew.-% keramischen Hartstoffpartikeln 10, die vorzugsweise einen Carbidanteil von 50 bis 100 Gew.-% aufweisen, beispielsweise SiC, wird in einer Druckgussform 15 druckgegossen. Die Hartstoffpartikel 10 weisen eine größte Erstreckung von vorzugsweise höchstens 5000 µm auf. Das Einspritzen bzw. Einblasen des Gusseisens und der Hartstoffpartikel 10 kann zeitlich beabstandet voneinander oder zeitgleich erfolgen, wobei vorteilhafterweise für eine möglichst gleichmäßige Durchmischung in der Druckgussform 15 gesorgt wird. Das flüssige Gusseisen und die Hartstoffpartikel 10 können über separate, bevorzugt voneinander beabstandete, Zuleitungen 16, 17 in die Druckgussform 15 eingespritzt bzw. eingeblasen werden (Fig. 9). Die Zuleitungen 16, 17 können aber auch direkt nebeneinander angeordnet sein (Fig. 10). Alternativ können das flüssige Gusseisen und die Hartstoffpartikel 10 als Gemisch in die Druckgussform 15 eingespritzt werden. Das Vermischen des flüssigen Gusseisens und der Hartstoffpartikel 10 kann in einer der Druckgussform 15 vorgeschalteten Mischkammer 18 (Fig. 11) oder in einem der Druckgussform 15 vorgeschalteten Zuleitungsabschnitt 19 einer verzweigten Zuleitung 20 (Fig. 12) erfolgen. Selbstverständlich können die in den Fig. 9 bis 12 dargestellten Ausführungen zur Zuleitung von Gusseisen und Hartstoffpartikeln 10 in die Druckgusskammer 15 auch miteinander kombiniert werden.A mixture of 50% by weight of wear-resistant cast iron and 50% by weight of ceramic hard material particles 10, which preferably have a carbide content of 50 to 100% by weight, For example, SiC, is die-cast in a die 15. The hard material particles 10 have a maximum extent of preferably at most 5000 μm. The injection or injection of the cast iron and the hard material particles 10 may be spaced apart from each other or at the same time, which is advantageously provided for the most uniform possible mixing in the die 15. The liquid cast iron and the hard material particles 10 can be injected or blown into the die casting mold 15 via separate, preferably spaced, supply lines 16, 17 ( Fig. 9 ). The leads 16, 17 can also be arranged directly next to each other ( Fig. 10 ). Alternatively, the liquid cast iron and the hard particles 10 may be injected as a mixture into the die 15. The mixing of the molten cast iron and the hard material particles 10 may take place in a mixing chamber 18 (FIG. Fig. 11 ) or in one of the die 15 preceded lead portion 19 of a branched lead 20 (FIG. Fig. 12 ) respectively. Of course, in the Fig. 9 to 12 illustrated embodiments for the supply of cast iron and hard particles 10 in the die-casting chamber 15 are also combined.

Beispiel 3Example 3

Ein poröser Keramikkörper 24, vorzugsweise durch Sintern von SiC bei 1030 bis 1100 °C hergestellt, wird in einer Druckgussform 15 angeordnet (s. Fig. 13). Der poröse Keramikkörper 24 kann zusätzlich oder alternativ zu den Poren mehrere makroskopische Hohlräume 26 aufweisen. Wie aus der Fig. 13 hervorgeht, können die makroskopischen Hohlräume 26 als konusartige Durchgänge ausgebildet sein. Vor dem Druckgießen kann die Druckgussform 15 auf eine Temperatur von 300 - 500 °C vorgewärmt werden. Das Druckgießen erfolgt durch Einspritzen von Gusseisen bei einer Temperatur von 1200 - 1400 °C durch eine Zuleitung 28.A porous ceramic body 24, preferably made by sintering SiC at 1030 to 1100 ° C, is placed in a die 15 (see FIG. Fig. 13 ). The porous ceramic body 24 may have a plurality of macroscopic cavities 26 in addition to or as an alternative to the pores. Like from the Fig. 13 can be seen, the macroscopic cavities 26 may be formed as a cone-like passages. Prior to die casting, the die 15 can be preheated to a temperature of 300-500 ° C. Die casting is carried out by injection of cast iron at a temperature of 1200-1400 ° C through a supply line 28th

In der Fig. 4 ist der Metallgusskörper 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel mit mehreren in der Gussträgermatrix 4 eingebetteten Einlegekörpern 7 gezeigt. Die Einlegekörper 7 wurden in einem Press- und Sinterverfahren nach Beispiel 1 hergesellt. Wie aus der Fig. 4 hervorgeht sind die Hartstoffpartikel 10 im Wesentlichen gleichmäßig im metallischen Sintergefüge 11 jedes einzelnen Einlegekörpers 7 verteilt.In the Fig. 4 1, the metal casting 1 according to a first exemplary embodiment is shown with a plurality of insert bodies 7 embedded in the cast carrier matrix 4. The insert bodies 7 were produced in a pressing and sintering process according to Example 1. Like from the Fig. 4 The hard material particles 10 are distributed essentially uniformly in the metallic sintered structure 11 of each individual insert body 7.

Die Fig. 5 zeigt den Metallgusskörper 1 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel mit mehreren in der Gussträgermatrix 4 eingebetteten Einlegekörpern 7, welche in einem Druckgussverfahren nach Beispiel 2 hergestellt worden sind. Auch in der Druckgussmatrix 12 jedes einzelnen Einlegekörpers 7 sind die Hartstoffpartikel 10 im Wesentlichen gleichmäßig verteilt.The Fig. 5 shows the metal casting 1 according to a second embodiment with a plurality of embedded in the Gusträgermatrix 4 insert bodies 7, which have been prepared in a die-casting process according to Example 2. Also in the die-cast matrix 12 of each individual insert body 7, the hard material particles 10 are distributed substantially uniformly.

Die Einlegekörper 7 wiesen während des Ausgießens mit der Gussträgermatrix 4 eine hohe Formbeständigkeit auf. Eine Entmischung, d. h. eine Sedimentation oder ein Aufschwimmen von Hartstoffpartikeln 10 konnte nicht beobachtet werden.The insert bodies 7 had a high dimensional stability during pouring with the cast carrier matrix 4. A segregation, d. H. Sedimentation or floating of hard material particles 10 could not be observed.

In der Fig. 6 ist ein Metallgusskörper 1 gezeigt, welcher nach einer längeren Einsatzdauer an seiner Funktionsfläche 2 verschlissen ist. Der verschlissene Metallgusskörper 1 ist in einem Reparaturverfahren wiederhergestellt worden, bei dem ein Schweißmaterial 13 auf die bisherige Funktions- bzw. Verschleißfläche 2 aufgeschweißt worden ist. Das Schweißmaterial 13 weist eine an die Metall-Hartstoff-Mischung der Einlegekörper 7 angepasste Zusammensetzung, vorzugsweise die gleiche Zusammensetzung wie die Metall-Hartstoff-Mischung der Einlegekörper 7, auf.In the Fig. 6 a metal cast body 1 is shown, which is worn after a longer period of use on its functional surface 2. The worn metal cast body 1 has been restored in a repair process in which a welding material 13 has been welded onto the previous functional or wearing surface 2. The welding material 13 has a composition adapted to the metal-hard material mixture of the insert bodies 7, preferably the same composition as the metal-hard material mixture of the insert bodies 7.

Claims (21)

Bearbeitungskörper zum Zerkleinern eines Aufgabeguts, der als Metallgusskörper (1) eine Gussträgermatrix (4) und wenigstens einen in der Gussträgermatrix (4) eingebetteten, die Verschleißfestigkeit einer Funktions- bzw. Verschleißfläche (2) des Bearbeitungskörpers erhöhenden Einlegekörper (7) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlegekörper (7) ein Press- oder Sinterkörper einer Mischung aus Metallpulver und Hartstoffmaterial oder ein Druckgusskörper, welcher ein Hartstoffmaterial in einer Druckgussmatrix (12) aus Druckgussmetall umfasst, ist oder solch einen Körper in einem Verbund umfasst.Processing body for comminuting a feedstock comprising as cast metal body (1) a Gussträgermatrix (4) and at least one in the Gussträgermatrix (4) embedded, the wear resistance of a functional or wear surface (2) of the processing body increasing insert body (7), characterized in that the insert body (7) is a press or sintered body of a mixture of metal powder and hard material or a die cast body comprising a hard material in a die-cast metal die-cast matrix (12), or comprises such a body in a composite. Bearbeitungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gussträgermatrix (4) aus einer Eisenbasislegierung, vorzugsweise einem Gusseisen, insbesondere mit einem Perlit-, Bainit- und/oder Martensitgefüge, gebildet ist, die auch höherwertige Carbide enthalten kann.Machining body according to claim 1, characterized in that the Gussträgermatrix (4) of an iron-based alloy, preferably a cast iron, in particular with a pearlite, bainite and / or martensite, is formed, which may also contain higher-value carbides. Bearbeitungskörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallpulver des Press- oder Sinterkörpers aus einem im Vergleich zum Metall der Gussträgermatrix (4) höher schmelzenden Metall, bevorzugt Stahl, besonders bevorzugt Werkzeugstahl, gebildet ist.Machining body according to claim 1 or 2, characterized in that the metal powder of the pressed or sintered body of a compared to the metal of the Gussträgermatrix (4) higher melting metal, preferably steel, particularly preferably tool steel is formed. Bearbeitungskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hartstoffmaterial ein Keramikmaterial aus der Gruppe der Carbide, Oxide und Nitride oder eine Kombination dieser Materialien, besonders bevorzugt ein Keramikmaterial aus einem Carbid wenigstens eines Carbidbildners der Gruppe bestehend aus Si, Cr, W, Mo, V, Nb, Ti, Zr, Ta und Hf, umfasst.Machining body according to one of the preceding claims, characterized in that the hard material is a ceramic material from the group of carbides, oxides and nitrides or a combination of these materials, particularly preferably a ceramic material of a carbide of at least one carbide former of the group consisting of Si, Cr, W, Mo, V, Nb, Ti, Zr, Ta and Hf. Bearbeitungskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hartstoffmaterial in Form von Hartstoffpartikeln (10) zumindest im Wesentlichen gleichmäßig im Press-, Sinter- oder Druckgusskörper verteilt ist.Machining body according to one of the preceding claims, characterized in that the hard material in the form of hard material particles (10) is at least substantially evenly distributed in the press, sintered or die-cast body. Bearbeitungskörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffpartikel (10) jeweils eine größte Erstreckung von höchstens 5 mm aufweisen.Machining body according to claim 5, characterized in that the hard material particles (10) each have a maximum extent of at most 5 mm. Bearbeitungskörper nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffpartikel (10) eine multimodale Partikelgrößenverteilung aufweisen.Machining body according to claim 5 or 6, characterized in that the hard material particles (10) have a multimodal particle size distribution. Bearbeitungskörper nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffpartikel (10) zur Herstellung des Druckgusskörpers separat vom Druckgussmetall in eine Druckgussform (15) einspritzbar bzw. einblasbar sind.Processing body according to one of claims 5 to 7, characterized in that the hard material particles (10) for producing the die-cast body separately from the die cast metal in a die-casting mold (15) can be injected or injected. Bearbeitungskörper nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffpartikel (10) mit dem Druckgussmetall vermischt in eine Druckgussform (15) einspritzbar bzw. einblasbar sind, wobei die Hartstoffpartikel (10) und das Druckgussmetall bevorzugt in einer der Druckgussform (15) vorgeschalteten Mischkammer (18) oder in einem der Druckgussform vorgeschalteten Zuleitungsabschnitt (19) vermischbar sind.Machining body according to one of claims 5 to 8, characterized in that the hard material particles (10) with the die-cast metal mixed into a die-casting mold (15) can be injected or injected, wherein the hard material particles (10) and the die-cast metal preferably in one of the die casting mold (15 ) upstream mixing chamber (18) or in a pressure casting mold upstream supply line section (19) are mixable. Bearbeitungskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hartstoffmaterial als Hartstoffkörper (24) zumindest bereichsweise von der Druckgussmatrix umgeben und das Druckgussmetall der Druckgussmatrix (12) zumindest bereichsweise in Hohlräume (26) des Hartstoffkörpers (24) eingedrungen ist.Machining body according to one of the preceding claims, characterized in that the hard material as Hartstoffkörper (24) at least partially surrounded by the die-casting and the die-cast metal of the die-cast matrix (12) at least partially into cavities (26) of the hard material body (24) penetrated. Bearbeitungskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgussmatrix (12) des Einlegekörpers (7) aus einer Eisenbasislegierung, vorzugsweise einem Gusseisen, vorzugsweise weiß erstarrtem Gusseisen, gebildet ist.Machining body according to one of the preceding claims, characterized in that the die-cast matrix (12) of the insert body (7) is formed from an iron-based alloy, preferably a cast iron, preferably white solidified cast iron. Bearbeitungskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlegekörper (7) wenigstens einen Durchgang (14) aufweist, der sich vorzugsweise von einem Ende zum anderen aufweitet, beispielsweise konisch.Machining body according to one of the preceding claims, characterized in that the insert body (7) has at least one passage (14) which preferably widens from one end to the other, for example conically. Bearbeitungskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlegekörper (7) stoffschlüssig mit der Gussträgermatrix (4) verbunden ist, vorzugsweise dergestalt, dass die stoffschlüssige Verbindung durch eine Grenzflächenreaktion beim Ausgießen des Bearbeitungskörpers gebildet ist.Machining body according to one of the preceding claims, characterized in that the insert body (7) is materially connected to the Gussträgermatrix (4), preferably in such a way that the cohesive connection is formed by an interface reaction during the pouring of the processing body. Einlegekörper für einen Bearbeitungskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Insert body for a machining body according to one of the preceding claims. Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungskörpers für die Materialzerkleinerung, insbesondere eines Bearbeitungskörpers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem a) wenigstens ein die Verschleißfestigkeit erhöhender Einlegekörper (7) durch zumindest Pressen, bevorzugt isostatisches Pressen, einer Mischung aus Metallpulver und Hartstoffmaterial oder durch Druckgießen eines Druckgussmetalls als Druckgussmatrix (12), welche zumindest bereichsweise ein Hartstoffmaterial umgibt, gebildet wird, b) der wenigstens eine Einlegekörper (7) in einer Gussform (6) angeordnet wird, c) und die Gussform (6) mit einer verschleißfesten Eisenbasislegierung, vorzugsweise einem verschleißfesten Gusseisen ausgegossen wird, so dass die Eisenbasislegierung den wenigstens einen Einlegekörper (7) zumindest bereichsweise umgibt. Method for producing a processing body for material shredding, in particular a processing body according to one of the preceding claims, in which a) at least one insert body (7) which increases the wear resistance is formed by at least pressing, preferably isostatic pressing, a mixture of metal powder and hard material or by die-casting a die-cast metal as a die-cast matrix (12) surrounding at least a portion of a hard material b) the at least one insert body (7) is arranged in a casting mold (6), c) and the casting mold (6) is filled with a wear-resistant iron-based alloy, preferably a wear-resistant cast iron, so that the iron-based alloy at least partially surrounds the at least one insert body (7). Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Pressen gebildete Einlegekörper (7) gesintert, bevorzugt bei einer Temperatur von 800 bis 1700 °C gesintert, und im gesinterten Zustand in der Gussform (6) angeordnet wird.A method according to claim 15, characterized in that the insert body formed by pressing (7) sintered, preferably sintered at a temperature of 800 to 1700 ° C, and is arranged in the sintered state in the mold (6). Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Pressen gebildete Einlegekörper (7) bei 200 bis 300 °C vorgesintert oder vorgepresst, bevorzugt isostatisch vorgepresst, wird.A method according to claim 15 or 16, characterized in that the insert body formed by pressing (7) pre-sintered at 200 to 300 ° C or pre-pressed, preferably isostatically pre-pressed, is. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Hartstoffmaterial des durch Druckgießen gebildeten Einlegekörpers (7) in Form von Hartstoffpartikeln (10) separat vom Druckgussmetall in eine Druckgussform (15) eingespritzt bzw. eingeblasen wird.A method according to claim 15, characterized in that the hard material of the insert body formed by die casting (7) in the form of hard particles (10) is injected separately from the die-cast metal in a die-casting mold (15) or injected. Verfahren nach Anspruch 15 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Hartstoffmaterial des durch Druckgießen gebildeten Einlegekörpers (7) in Form von Hartstoffpartikeln (10) mit der Schmelze des Druckgussmetalls vermischt in eine Druckgussform (15) eingespritzt bzw. eingeblasen wird, wobei die Hartstoffpartikel (10) und das Druckgussmetall bevorzugt in einer der Druckgussform vorgeschalteten Mischkammer (18) oder in einem der Druckgussform vorgeschalteten Zuleitungsabschnitt (19) vermischt werden.A method according to claim 15 or 18, characterized in that the hard material of the insert body formed by die casting (7) in the form of hard particles (10) with the melt of the die-cast metal is injected or injected into a die casting mold (15), wherein the hard material particles ( 10) and the die cast metal are preferably mixed in a mixing chamber (18) arranged upstream of the die casting mold or in a feed line section (19) arranged upstream of the die casting mold. Verfahren nach Anspruch 15, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Hartstoffmaterial des durch Druckgießen gebildeten Einlegekörpers (7) als wenigstens ein Hartstoffkörper (24) vom Druckgussmetall zumindest bereichsweise umgossen wird und das Druckgussmetall zumindest bereichsweise in Hohlräume (26) des Hartstoffkörpers (24) eindringt.Method according to claim 15, 18 or 19, characterized in that the hard material of the insert body (7) formed by die casting is at least partially encapsulated by the die cast metal as at least one hard material body (24) and the die cast metal is at least partially embedded in cavities (26) of the hard material body (24 ) penetrates. Verfahren zur Reparatur eines Bearbeitungskörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem ein Schweißmaterial (13) auf die Funktions- bzw. Verschleißfläche (2) des Bearbeitungskörpers geschweißt wird, wobei das Schweißmaterial (13) zumindest ein Metall und ein Hartstoffmaterial umfasst.A method of repairing a machining body according to any one of claims 1 to 13, wherein a welding material (13) is welded to the functional surface (2) of the machining body, the welding material (13) comprising at least a metal and a hard material.
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