NO844288L - Fremgangsmaate til fremstilling av metallblokker, -formlegemer eller -profilmateriale med innleirede korn av et hardt materiale - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til fremstilling av metallblokker, -formlegemer eller -profilmateriale fra en metallsmelte som i en kokill bringes, fortrinnsvis senkes, fra en øvre opphetningssone til en nedre, fortrinnsvis kjølet kjølesone med en slik hastighet som stivningen av smeiten skrider frem med.

Det er kjent ved kontrollert avkjøling å fremstille metallblokker langt på vei seigringsfritt fra en smelte. For å få

et metall med bestemte egenskaper tilfører man smeiten forskjellige legeringskomponenter som alt etter doteringenes konsentrasjon og etter avkjølingsforløpet utkrystalliserer på forskjellig måte og dermed gir bestemte egenskaper som hårdhet, seighet, sveisbarhet, slitestyrke og bearbeidbarhet. I den forbindelse blir der til enhver tid valgt et kompromiss av egenskaper alt etter ønsket anvendelsesformål.

Således er det kjent når det gjelder stål, at stor seighet bare oppnås i forbindelse med liten slitestyrke, f.eks. ved hårdmanganstål, at stor slitestyrke bare oppnås i forbindelse med liten seighet, f.eks. ved karbidholdig spesialgods, og at midlere hårdhet oppnås i forbindelse med midlere slitestyrke ved legert støpestål.

For å ta hensyn til disse motstridende forhold er det kjent å fremstille komponenter som er utsatt for sterk slitasje og stor påkjenning, av et seigt materiale og ved hårdbeleggsvei-sing å forsyne det med et panserskikt som inneholder en øket karbidandel som eventuelt oppnås ved vedvarende inndryssing av metallkarbider i sveisebadet. Denne fremgangsmåte er ytterst kostbar og har bare begrenset suksess, siden panserskiktene bare kan påføres i begrenset lagtykkelse og er tilbøyelige til å skalle av. Ved påføring i flere lag fremkommer kontrollerte herderiss som kan gi øket tilbøyelighet til utbrekking av panser-skiktet.

Videre er det kjent å fremstille formlegemer under innleiring av korn av hårdstoff, f.eks. av wolfram-, titan-, tantal-karbider eller av hårdmetallskrot, idet hårdstoffkornene om-støpes med en relativt kald stålsmelte så de ikke blir smeltet fast, men bare holdes ved kompresjonen av stålmatrisen under stivningen pga. sin høyere termiske utvidelseskoeffisient. Ved sterk påkjenning av de hårdstoffkorn som ligger ved overflaten av et emne, blir disse derfor forholdsvis lett brukket løs.

Enda en fremgangsmåte til formålet består i å omstøpe hårdstoffkorn med en smelte av matrisemateriale, hvorunder smeiten har en temperatur som ligger så langt over hårdstoffkornenes smeltetemperatur at disse langt på vei smelter, da avkjølings-tiden i den forbindelse utgjør flere minutter. Ved denne fremgangsmåte må der sondres mellom to varianter bestående i at hårdstoffet enten er legert med smeltepunktsenkende tilsetninger som f.eks. kobolt, eller der arbeides ved en meget høy temperatur hvor der inntrer en spaltning av karbidene så stålmatrisen vil inneholde avspaltet karbon. I det første tilfelle har hårdstoffet liten fasthet, og i det annet blir fastheten av matrisen betraktelig forringet. Dessuten går en stor del av hårdstoffet i oppløsning og skiller seg ut fra smeiten i blandekrystaller, særlig også som karbon med liten fasthet. Dette fører enn videre ved stiyningsprosessen til hulrom- og sprekkdannelse så hårdstoffkornene ved påkjenning lett blir brukket løs.

En oppgave for oppfinnelsen består i å gi anvisning på

en fremgangsmåte hvormed det er mulig relativt enkelt og i stor teknisk målestokk å fremstille metallblokker, -formlegemer eller

-profiler som både har stor seighet og også høy slitestyrke,

og hvor hårdstoffkornene er jevnt og fast innbundet i metall-, fortrinnsvis stålmatrisen, og en relativt liten mengde av hård-stof f materialet trer ut av hårdstoffkornet til matrisen og inn-krystalliseres så der ikke inntrer noen svekning av matrisen med hulrom og heller ikke fås spaltningsprodukter av hårdstoffet, særlig ved utsondring av karbon.

Løsningen av oppgaven består i at hårdstoff i form av pulver, granulat eller krystallkorn doseres fra den øvre opphetningssone inn i smeiten, som har en temperatur under hårdstoffets smeltetemperatur, under avkjølingen av smeiten og bringes inn fordelt over smeltens overflate.

En særlig god innbinding av hårdstoffkornene i metallmat-risen skjer dersom de i opphetningssonen kortvarig oppvarmes overfladisk over sitt smeltepunkt.

Ved en relativt stor høyde av smeiten, f.eks. i en kokill-støpeinnretning av 1 meters høyde, blir der tatt hensyn til hård stoffkornenes transittid på f.eks. 30 sekunder fra smeltens overflate til kokillbunnen ved at inndryssingen av hårdstoffkornene påbegynnes før kjølingen av kokillen med en tidsforskyv-ning lik transittiden, og den samlede hårdstoffmengde inndrysses fordelt over avkjølingstiden med tillegg av transittiden, så hårdstoffkornene i det samlede stivnede materiale innleirer seg fordelt over høyden i samsvar med det kronologiske forløp av doseringen av hårdstoffkornene.

En særlig gunstig løsning av oppgaven består i at opphetningssonen består av en slaggsmelte som ved elektrisk motstandsoppvarmning i det vesentlige er oppvarmet over hårdstoffkornenes smeltetemperatur, og hvis høyde er så stor at hårdstoffkornene bare smelter overfladisk, og at den kjølnende smelte fortløpende til enhver tid får metallsmelte tilført i en slik grad at deres temperatur i det vesentlige ligger under hårdstoffkornenes smel-tetemper atur .

Hårdstoffkornene holder seg omtrent bare et sekund i den hete slaggsmelte og dykker så ned i metallsmelten. Ifølge målin-ger på metallblokker forblir der under stivningen av smeiten som omgir hårdstoffkornene, en sone på noen få mikrometer hvori stålandelene trenger inn i hårdstoffets overflate og stivner eutektisk. Det kortvarig smeltede hårdstoffmateriale danner en dendrittsone med en dybde av omtrent 100-300 mikrometer. Krystallstrukturene danner seg undereutektisk pga. den raske avkjøling. Videre inntrer der en liten diffusjon av hårdstoffmateriale i dendrittsonen og i ubetydelig grad inn i stålmatrisen. Høyden av metallsmelten blir i den forbindelse fordelaktig holdt så stor at metallkornenes synketid bare blir forholdsvis kort, så doteringskonsentrasjonen lar seg beherske med tilsvarende stor nøyaktighet.

Da der fortløpende blir tilført kokillen smelte, inntrer der i denne en konsentrasjonslikevekt av legeringskomponentene og også av det materiale som diffunderer inn i det fra hårdstoffkornene, så konsentrasjonsstigning og seigningsfare i fremad-skridende prosess blir unngått og der oppstår et sluttprodukt med homogen sammensetning.

På denne måte er det mulig å anvende forskjellige slags stål for matrisen, passende for forholdene ved de enkelte an vendelser. Det med hårdstoff doterte materiale er, svarende til det anvendte stål, relativt seigt, varmdeformerbart og sveisbart og oppviser avhengig av doteringen stor hårdhet og slitestyrke. Dermed lar det seg bare vanskelig bearbeide.

For eksempel oppviser metall som består av en matrise

av med krom høylegert stål og med innleiret wolframkarbid,

større slitestyrke enn sinterhårdmetall S2 eller HSS-sveisestål. Hulromfrie sveiser lar seg uten videre realisere både under beskyttelsesgass og ved motstandssveising butt i butt.

Således kan fordelaktig de deler av et arbeidsstykke som er utsatt for slitasje, som f.eks. meiselspiss, plogskjær, skjær på gravemaskintenner osv. fremstilles av det doterte materiale, hvortil man så sveiser skaft resp. holdeorganer som eventuelt blir å bearbeide.

Denne fremgangsmåte hvor der stadig blir tilført kokillen smelte i samsvar med stivningshastigheten, kan fordelaktig gjen-nomføres i en strengstøpekokille, så det blir mulig å fremstille ikke bare blokker eller formlegemer, men også profiler av vil-kårlig lengde. Særlig denne strengstøpemetode egner seg til fremstilling av doteringssoner med tilsiktet fordeling over tverrsnittet og f.eks. å drysse inn hårdstoffkorn bare i ytter-sonen som senere vil bli utsatt for slitasje, noe som pga. den lille smeltehøyde fører til en relativt eksakt fordeling av hårdstoffkornene i sluttproduktet. Den ikke doterte sone, f.eks. det indre område, kan så underkastes sponfjernende bearbeidelse, og strekkfastheten vil være øket pga. den uforstyrrede matrise i det indre område.

Enda en fordel ved fremgangsmåten ligger i at den også

lar seg anvende for ikke-jernmetaller, f.eks. lettmetallegeringer. Derved åpner der seg helt nye muligheter når det gjelder konstruksjon av slitesterke pansringer og deler til fly eller raketter.

Denne familie av materialer av helt nytt slag tjener således ikke bare til å bedre holdbarheten av maskindeler og verk-tøy som er utsatt for slitasje, eller til å gjøre deres fremstilling billigere, men der fås helt nye muligheter for konstruksjon av byggegrupper hvor de forlangte forskjellige egenskaper hittil ble realisert med sammensatte komponenter, f.eks. hårdmetallinn-

satser i borende eller skjærende verktøy.

Særlig gunstig er også anvendelsen av det nye materiale

i byggedeler som er utsatt for slitasje og skal gi størst mulig heftfriksjon, f.eks. i hjulkranser på skinnekjøretøyer, da hårdstoffkornene som i ubetydelig grad rager ut fra overflaten, fører til øket ruhet og dermed øket heftfriksjon. Denne effekt, kan tilpasses den respektive anvendelse ved egnet valg av hårdstoffet og dets kornstørrelse og kornform.

Den gunstige kombinasjon av egenskaper hos et stål dotert med wolframkarbid kan således oppregnes som følger:

- høy slitestyrke, avrivnings- og slagfast,

- bøyelig og deformerbart,

- sprekk- og bruddfast,

- elektrisk sveisbart uten fare for sprekkdannelse og uten for-varmning,

- herdbart og glødbart.

For gjennomførelsen av fremgangsmåten får man hver gang

å velge et slikt hårdstoff som ikke løser seg opp ved metallsmeltens temperatur. Videre kreves det at det har større tetthet enn smeiten så det synker ned.

Hårdstoffkornene kan bestå av naturlige stoffer eller

fås ved smelting eller sintring og eventuelt nødvendig finde-ling. I mange tilfeller er det også mulig å anvende finmalt hårdmetallskrot.

For å få en best mulig definert fordeling av hårdstoffkornene og dermed homogene materialeegenskaper hos sluttproduktet er det hensiktsmessig å velge en egnet korngradering av hårdstoffet. Dette kan man oppnå ved siktning i små trinn eller bedre ved vind- eller væskesiktning.

Istedenfor en stykkevis homogen fordeling av hårdstoffkornene i sluttproduktet er det også.mulig ved variabel dosering av hårdstofftilførselen å skaffe bestemte doteringsprofiler hvorved der f.eks. kan fås en gradert, kontinuerlig overgang mellom sonene.

Med den samme fremgangsmåte med inndryssing av kornpulver eller krystaller i en stivnende smelte har man også en gunstig mulighet for å meddele materialet andre egenskaper, f.eks. dårlig sveis- og skjærbarhet, f.eks. for-panser- og beskyttelses plater. Som eksempel kan nevnes dotering av lettmetallegeringer med silisiumoksid.

Flere fyllstoffer til å bevirke forskjellige egenskaper, f.eks. wolframkarbid for slitestyrke og silisiumoksid for ildfasthet, blir fordelaktig tilføyet en smelte med passende kronologisk avstemt dosering. Dermed blir der oppnådd enda flere helt nye kombinasjoner av materialegenskaper. Valget av legeringen og av de respektive egnede fyllstoffer og fyllstoffkonsentra-sjoner kan uten vanskelighet treffes av fagfolk, eventuelt under gjennomførelse av små forsøkserier.

Kokillen kan på kjent måte ha et tverrsnitt som er tilpasset den videre forarbeidelse eller anvendelse. Det er også mulig ved å føye inn en kjerne å fremstille et hullegeme som gjennomstrømmes av kjølevann likedan som ytterformen.

Legeringer og blandingsforhold med hårdstoffer:

Når det gjelder variasjoner med hensyn til legeringer

og blandingsforhold med hårdstoffer, er der i det følgende gjort rede for et foretrukket utvalg. I den forbindelse er kravene alt etter de industrielle anvendelser lagt til grunn under hen-syntagen til de forskjellige former for slitasje. Dette betinger bestemte slitasjegrupper. a) Ulegerte eller lavlegerte stål med innleirede hårdstoffer :

Legeringen erkarakterisert vedet manganinnhold på

0,8 - 1,8 % og et silisiuminnhold på ca. 1 %. Bortsett fra de mekanisk-teknologiske godhetsverdier, som i den forbindelse vesentlig bestemmes av silisiuminnholdet, innvirker det høyere silisiuminnhold også på smelteprosessen i kokillen. Uten tilstrekkelig silisiuminnhold skjer der ingen tilstrekkelig beroligelse i smelteprosessen dersom smeltematerialet tilføres ved avsmeltning av elektroder. Man kan stabilisere denne prosess enten ved tilføyelse av silisium til den høyt oppvarmede flytende slagg eller fordelaktig anvende en elektrode med høyere silisiuminnhold. Til dette matrisemateriale settes hårdstoffandeler mellom 80 og 250 g/kg stål. Mindre mengder enn 80 g bringer en underpropor-sjonal nytteeffekt.når det gjelder slitasjepåkjenninger;

andeler av hårdstoffer over 250 g øker faren for brudd ved

bøyepåkjenning. I den forbindelse ytrer også hårdstoffenes granulering seg. I avgjørende grad blir hårdstoffenes korn-størrelse imidlertid bestemt av påkjenningens art. Prinsip-pielt gjelder at en finere korning opptil 0,8 mm diameter eller kantlengde er bedre overfor rullende, slående og rivende slitpåkjenning. Mot sterk slitasje ved gnidning og skjæring som f.eks. for borhoder har en grovere korning

gitt meget bedre resultater,

b) Martensittiske legeringer:

Til disse hører først og fremst stål som er sterkt utsatt for mineralisk slitasje ved gnidning og smergelslip-ning. Disse blir ved innleiring av hårdstoffer ytterligere vesentlig bedret med hensyn til slitestyrke. Legeringsgrup-pen er som eksempel oppført for stigende materialhårdhet Rc (Rockwell) i tabell 1.

c) Austenittiske stål:

Til disse hører rust- og syrefaste kromnikkelstål. For

eksempel 18 % Cr, 8 % Ni eller 19 % Cr, 9 % Ni og Mo eller legeringen 18 % Cr, 8 % Ni, 6 % Mn (materialnummer 1.4370) som ofte anvendes ved sveising. Disse legeringer blir som bekjent anvendt i tilfellet av fare for korrosjonsslitasje. De gir imidlertid ikke under noen omstendigheter noen beskyt-telse mot mekanisk, særlig mineralsk gnidningsslitasje. Ved tillegering av stoffer i henhold til oppfinnelsen dekkes

anvendelsesområder som hittil ikke lot seg beherske.

Blant austenittiske legeringer må også nevnes såkalte hårdmanganstål. De er i det vesentligekarakterisert vedet karboninnhold på 1,2 % og et manganinnhold på 12 - 17 %. Med hensyn til sin spesifikke funksjon oppfyller de kravene overfor slag, støt og trykk. Derimot er de bare betinget skikket overfor mineralsk friksjonsslitasje. Også for denne stålgruppe blir der ved tillegering av hårdstoffer åpnet nye anvendelsesområder. En ny egenartet spesiallegering som motstår sterkeste slag og friksjonsslitasje, har føl-gende sammensetning: C = 1,0 %, Si = 1,8 %, Mn = 17 %, Cr = 17 % og W = 3,5 % ( det dreier seg her om middelverdier). Denne legering blir i samsvar med oppfinnelsen anriket med hårdstoffer og dermed bedret vesentlig med hensyn til slitestyrke ved friksjon så der for mange anvendelser som stiller ekstreme krav, blir stillet et helt nytt materiale til rådig-het .

d) Legeringer på nikkelbasis:

Materialer med høyt nikkelinhhold er uskikket for slag-og friksjonsslitasje. Ved tilsetning av hårdstoffer i henhold til oppfinnelsen blir nikkel, inkonel, hastelloy B og hastelloy C anvendelige for største friksjonspåkjenning. Foruten disse materialers fremragende korrosjonsfasthet - selv i høyere temperaturområder - fås med hårdstoffinn-leiringer helt nye anvendelsesområder, da der ved innbin-dingsprossesen ikke ble bragt inn korrosjonsfremmende ut-sondringer fra smeiten i materialets struktur.

Støpeapparatets kontinuerlige virkemåte har den fordel at der skjer en rask målrettet stivning av matrisematerialet og dermed et finkornet seigringsfattig tett støpestykke med stor deformerbarhet. Denne fordel blir ved slaggoppvarmningen ytterligere forsterket og også nyttiggjort for andre enn de kjente legeringer, f.eks. legeringer med høyt krominnhold.

Den elektriske oppvarmning av slaggsmelten bevirker en intens omrøringsbevegelse i slaggen såvel som i metallsmelten.

På grunn av slaggens negative motstandskarakteristikk og også pga. magnetfeltet fra den gjennomflytende strøm inntrer der en stadig flytning av strømveien og dermed av området for høyeste temperatur. Disse forhold blir forsterket ved en pendlende eller kretsende bevegelse av elektroden. Den vedvarende omrøringsbevegelse av metallsmelten bevirker en finkornet krystallisasjon. Denne effekt blir forsterket ved at slaggsmelten er hetere enn metallsmelten så metallsmeltens materiale stadig blir omflyttet mellom den hetere grenseflate til slaggsmelten og den kaldere stivningssone og eventuelt forhastet utseigrede krystaller på ny går i oppløsning. Dessuten begunsti-ges avgasningen i den hetere sone.

Ved fremgangsmåten blir der dessuten på gunstig måte på kokilleveggen avsondret en tynn sone av slaggen, som i rød-glødende tilstand virker som smøremiddel ved avtrekningen av det stivnede materiale, så det ikke her behøves å sprøyte inn karbon-holdige oljer som smøremiddel, hvorved en ugunstig legering med karbon eller opptak av gass i smeiten blir unngått og innsprøyt-ningsanordningen faller bort.

Enda en gunstig variant av fremgangsmåten består i at lavtsmeltende legeringer tilføres i smeltet tilstand med en temperatur noe over sin smeltetemperatur og høytsmeltende andeler tilføres via den hetere slaggsmelte, og i den forbindelse er det særlig gunstig å benytte denne som elektrodemateriale eller innleire den i en avsmeltende elektrode. Det flytende-gjorte materiale i slaggsmelten utkrystalliserer ved overgangen til metallsmelten i finkornet form, og disse krystaller, som synker ned til stivningssonen, fører der til ytterligere dannelse av blandekrystaller med intiminnbinding.

Tilførselen av metallsmelten kan hensiktsmessig skje med en innretning som der vil bli gjort rede for, og som tillater eksakt dosering av matningen og på gunstig måte langt på vei for-

hindrer at der kan korrune inn forurensninger og gasser.

Til å styre innretningen til gjennomførelse av fremgangsmåten er der anordnet temperaturmeldere i kokillens område og tilbakemeldere fra drivorganene slik at der ved hjelp av en styreanordning skjer en tilbakekoblet regulering etter angitte kriterier.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli belyst ved et eksempel' under henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser vertikalsnitt av en dyppestøpeinnretning

til gjennomførelse av fremgangsmåten.

Fig. 2-4 viser doterte blokker i snitt samt tilhørende tidsdiagrammer over avkjøling og inndryssing.

Fig. 5 viser en strengstøpeinnretning i vertikalsnitt

og delvis skjematisk.

Fig. 6 viser et slipebilde av en innleiret hårdstoff-korn-grense i forstørret målestokk. Fig. 7 er et tilsvarende bilde med meget mindre forstør-relse .

For gjennomførelsen av fremgangsmåten til fremstilling

av blokker resp. hulblokker egner seg en modifisert pose- eller dyppe-støpeinnretning. På fig. 1 ses en posestøpeinnretning.

Ved begynnelsen av prosessen befinner kokillen seg i opphetningssonen Hza innenfor varmekappen 50. Kokillen er fylt med smeiten 5. Så blir doseringsinnretningen DV, som har form av en styrbar inndryssingsinnretning 57 for hårdstoffkorn 31a, plassert ovenfor overflaten 56 av smeiten S. For avkjøling av smeiten S blir denne sammen med kokillen Ka senket ned fra opphetningssonen HZa til kjølesonen, dvs. ned i kjølevannet KW, med på forhånd gitt hastighet slik at grenseskiktet 55 mellom stivnet gods 14a og smelte S blir. forholdsvis plan og synkehastigheten i kjølevannet tilsvarer smeltens stivningshastighet. På denne måte blir seigringer langt på vei unngått. Selvsagt er det også mulig istedenfor å senke kokillen Ka ned i kjølevannet KW å løfte dette sammen med varmekappen 50 med en tilsvarende hastighet i forhold til kokillen.

For å oppnå en homogen fordeling av hårdstoffkornene i

det stivnede materiale 14a, altså i den ferdige blokk, blir inndryssingen av samlet mengde hårdstoff i henhold til fig. 2 å

fordele jevnt over et samlet tidsrom som setter seg sammen av kornenes synke- eller transittid tt over hele høyden hg av smeiten S og den påfølgende kjøletid tk. Senkningen av kokillen Ka starter når hårdstoffkornene når bunnen.

For dette viser fig. 2 et tidsdiagram. Linjen ge viser tidsforløpet av høyden av grenseskiktet 55 over kokillebunnen 51, og linjen d viser den til enhver tid inndryssede mengde hård-stof f korn i forhold til samlet doteringsmengde; hd betegner doteringshøyden.

For bestemte maskindeler som fremstilles av det stivnede materiale, kan det være hensiktsmessig at bare en sone, f.eks.' hodeenden av et bor er slitesterkt. Da blir der, avhengig av stillingen av den sone hds, hda som skal doteres, i forhold til samlet høyde hg, drysset inn hårdstoff i de respektive tilsvarende tidsavsnitt te, ta regnet på samlet tid tt + tk.

Derved blir der for hvert tilfelle tatt hensyn til den motsatte synkebevegelse av hårdstoffkornene i smeiten S og vek-sten av det stivnede gods 14a. Med forsprangstiden tte resp.

tta blir doteringen påbegynt resp. avsluttet før ankomst av de til enhver tid inndryssede hårdstoffkorn i grenseskiktet 55 .

Den løsning som er vist på fig. 3, blir i den forbindelse foretrukket fremfor den som er vist på fig. 4, da der i det første tilfelle forekommer snevrere toleranser pga. den kortere synketid. Selvsagt er også en overlagring av prosessene ifølge fig. 3 og fig. 4 mulig slik at begge ender av den stivnede materialblokk er dotert.

Enn videre er det også mulig å tilveiebringe et enda større antall doterte soner i vertikalretning i en blokk. Disse kan lett adskilles i udoterte tverrsnitt.

Opptil en viss grad kan der også skje en inhomogen til-førsel av hårdstoffkornene over blokkens horisontale tverrsnitt, f.eks. forsterket i randsonene. Da synkningen av hårdstoffkornene ikke skjer rent vertikalt, men med en viss sidelengs spred-ning pga. turbulenser, lar det seg ikke gjøre å oppnå noen så eksakt begrensning av sonene i sideretningen som i vertikal retning.

Kokillen kan på kjent måte ha et tverrsnitt som er til passet den videre bearbeidelse eller etterfølgende anvendelse av en blokk. Videre lar det seg gjøre ved å føye inn en kjerne i kokillen å fremstille et hullegeme som fortrinnsvis likedan som den ytre kokillvegg gjennomflytes av oppstigende kjølevann.

For å forhindre at synkningen av hårdstoffkornene blir hindret av skumdannelse på overflaten av smeiten S så der i smeiten sammen med hårdstoffkornene blir innført luft som kunne motvirke en perfekt innbygning av hårdstoffkornene i matrisestrukturen, blir der mellom inndrysningsinnretningen 57 og overflaten 56 ved en gunstig utførelse av innretningen innført beskyttelsesgass, f.eks. argon, nitrogen eller karbonoksid, eller også frembragt et vakuum på noen torr, noe som i tillegg gir fordelen av god avgasning av smeiten 5. Til formålet er der mellom kokillen Ka og inndryssingsinnretningen 57 anordnet en vakuumtett mantel 52 med stusser 53 for gass- resp. vakuum-til-kobling. Fordelaktig er der i mantelen 52 anordnet en opphet-ningsinnretning, f.eks. en plasmavarmer 58, for de gjennom-fallende hårdstoffkorn 31a, så der fås en ekstra opphetningssone HZb like over overflaten av smeiten S.

De kortvarige og dermed overfladisk oppvarmede hårdstoffkorn i denne opphetningssone HZb blir særlig fast innbundet i matrisestrukturen. En styring av mengdedoseringen av hårdstoffkornene og disses fordeling over overflaten samt dens tidsfase i forhold til transittid og avkjølingstid lar seg gjennomføre på forskjellig måte med midler som fagfolk er fortrolige med, som skruetransportører, skakesikter, tidsbrytere, etc., f.eks. slik det er antydet på fig. 5 ved styrbar skakeinnretning R

og pendelanordning. Denne styring blir fordelaktig bygget ut til en regulering, idet beliggenheten av styrningsgrenseskiktet 55 eller ankomsten av hårdstoffkornene i denne fortløpende blir bestemt måleteknisk, f.eks. ved akustisk lokalisering eller lyd-signaltolkning, og der avhengig herav skjer en regulering av fremskyvning av kjølesonen, resp. stigning av kjølevannet, såvel som av doseringstidsrommene og doseringen av strømningsmengden av hårdstoffkorn.

Istedenfor avsnittsvis homogene fordelinger av hårdstoffer kan der ved tids- resp. stedsavhengig dosering også frembringes bestemte doteringsprofiler hvormed der f.eks. fås en gradert,

kontinuerlig overgang mellom sonene.

Med den samme metode er det også på gunstig måte mulig

å tilføye metallsmelten andre fyllstoffer enn hårdstoffer for foruten seighet å meddele godset andre egenskaper, f.eks. dårlig sveis- og skjærbarhet slik det f.eks. ønskes for panser- og beskyttelsesplater. Som eksempel kan nevnes dotering av lettmetallegeringer med silisiumoksid.

For å skaffe forskjellige egenskaper kan der fordelaktig ved passende kronologisk avstemt dosering tilføyes en smelte flere fyllstoffer, f.eks. wolframkarbid for slitestyrke og silisiumoksid for ildfasthet. Dermed åpner der seg således ytterligere fullstendig nye kombinasjoner av egenskaper ved bruk av oppfinnelsen.

Fig. 5 viser i snitt og delvis skjematisk en strengstøpe-innretning som tjener til gjennomførelse av fremgangsmåten med elektrisk opphetet slaggsmelte som opphetningssone HZ. Uten å endre fremgangsmåten kan man også anvende andre kjente former for kokillen K, f.eks. for fremstilling av rør, plater, rund-gods. Likeledes kan støpe- og doseringsinnretningene erstattes med andre kjente innretninger til formålet, de er på figuren bare vist for sine vesentlige funksjoners vedkommende. Kokillen K som er vist i loddrett snitt, består av kobber og gjennomstrøm-mes av kjølevann mellom stusser KWl, KW2. Den kan være utformet med ønsket horisontal tverrsnittsform, f.eks. for produksjon av rør eller stenger. Har formrommet for fremstilling av plater vesentlig større utstrekning i dybden enn i bredden referert til tegningsplanet, er der i avstander på flere centimeter anordnet parallelle elektroder 13 så der sås en tilstrekkelig strøm-gjennomgang i hele slaggsmelten 12. Hvis kokillen er lukket nedentil, altså ikke har anordnet noen uttrekksanordning Z,

kan man i den fremstille passende formlegemer.

Den viste kokille K tjener til fremstilling av rundstaver. I regelen kan slike staver med diameter på ca. 30 mm og derover fremstilles uten problemer. Ved mindre diametre er det hensiktsmessig som vist å anordne et smelterom som inneholder den høyt oppvarmede flytende slagg. Til formålet er der på kobberkokil-len K montert en omløpende stålring 1.

Ved å benytte flere strømførende tråder som samtidig også utfører en pendlende bevegelse, er det mulig å fremstille flat-profiler i form av stanggods som f.eks. flatstaver■med et tverrsnitt 20 x 200 mm . Hårdstoffene 31 blir da tilført smeiten S3 mellom de oscillerende elektroder 13. Dermed blir der oppnådd en jevn fordeling. Denne fordelingsvirkning blir styrket av den rørevirkning som de strømførende elektroder frembringer i forbindelse med det respektive sterke magnetiske felt rundt strømveien. Denne fordelingseffekt ytrer seg fremfor alt ved tilførsel av sihterkarbid eller hårdmetallskrot. Elektroden 31 omhyller seg i dette tilfelle med hårdmetallkornene 13 ved

hjelp av magnetfeltet. Ved regelmessig pendling og kontinuerlig avsmeltning av elektroden 13 fås en homogen hårdstoffordeling.

Som forprodukt for valseprodukter egner seg briketter f.eks. fremstilt med et tverrsnitt 40 x 40, 50 x 50, 60 x 60 mm 2. For feilfri innsmeltning av hårdstoffene pendler minst 2-3 elektroder 13 over kors over det kvadratiske tverrsnitt.

På samme måte blir hårdstoffene 31 strødd inn i smeltene 12 resp. S3 under kryssende pendling. Gir man avkall på denne kryssende pendling, kan der i staven ved kokillveggen oppstå inn-snevringer som i regelen er fylt med slagg. Å drysse inn hårdstoffene i midten av det kvadratiske tverrsnitt fører til en søyleformet anhopning og ved den senere utvalsing til en brudd-truet krystallisasjonsstav.

Ved valget av hårdstofftilførselens fordeling over tverrsnittet må man være oppmerksom på at smeltekarbider alltid har tilbøyelighet til å hope seg opp i sentrum av barren pga. den lavere avkjølingshastighet, mens interkarbider, f.eks. fra me-tallskrot har langt større tilbøyelighet til å vandre til kokill-veggene pga. det innvirkende magnetfelt. Den ferdige stav har i det siste tilfelle også hårdstoffer på overflaten, noe som i alminnelighet er meget ønskelig. Barretverrsnitt over 70 x 70 mm 2fører lettere til den omtalte dannelse av en krystallxsa-sjonsstav i midten. Dette skyldes den inhomogene temperaturfor-deling over smeltens tverrsnitt og dermed den høyt opphetede smeltelomme i midten av tverrsnittet. Fremstillingen av flatpro-filer er forbundet med mindre problemer i så måte. Fig. 5 viser et eksempel som kan gjelde for alle andre tverrsnittsformer.

Etter stivningen forlater strengen kokillen i rødglødende

tilstand. Utgangstemperaturen ligger omtrent på 900-1000°C.

På dens videre vei nedover kjølner først slaggskiktet 15 og sprekker for størstedelen løs fra overflaten.

Ved separat smelting av matrisematerialet blir metallsmelten Sl gjennom smelteinnløpet SE fylt inn i slaggbeholderen SF, hvor den strømmer mellom slaggfangere 21, 22 som rager inn

i den henholdsvis ovenfra og nedenfra, for så å strømme gjennom en styrbar bunnventil V til støpetrakten 10. Denne er utformet rotasjonssymmetrisk med slikt vertikalprofil at den utstrømmende smelte S2 ikke kommer i rotasjon og derfor heller ikke opptar luft.

Traktmunningen TM er anordnet tett over slaggsmelten 12

i området for en traktformet utvidelse 11 av kokillen K. Til-strømningsmengden S23 til kokillen K er bestemt ved høyden h2

av smeiten S2 i støpetrakten 10. Man vil kunne gjøre ventilsty-ringen VS av bunnventilen V avhengig av høyden h2. I den viste utførelse blir derimot vekten av den fylte støpetrakt T, som er opplagret på en f jaer F og bærer en vektmelder Gm bestemt og anvendt som reguleringsstørrelse, så tilstrømningen S12 i trakten T tilsvarer utstrømningen S23, som har en på forhånd gitt størrelse som i sin tur relativt sett tilsvarer avtrekningen av det stivnede gods, og i den forbindelse er begynnelsesbetingel-sene gitt ved at der er oppnådd en på forhånd gitt høyde av metallsmelten i kokillen, mens avtrekkshastigheten ved avtrekksinnretningen Z er bestemt ved en på forhånd gitt utløpstempera-tur for strengen ved en temperaturmelder TS3 nedenfor kokillen K.

Slaggsmelten 12 befinner seg i det traktformede øvre område 11 av kokillen K, sidelengs begrenset av en påmontert ring 1 som ikke gjennomstrømmes av kjølevann, men bare kjøles ved varmeledning til kokillen. Slaggsmeltens høyde h blir til stadig-het overholdt ved inndryssing av slaggpulver SP med en slaggdo-seringsinnretning Sd, f.eks. en skakeinnretning.

Hårdstoffkornene 30 er lagret i en forrådsbeholder 40 hvorfra kornstrømmen 31, dosert på undersiden med styrbar skakeinnretning R, tilføres slaggsmelten 12 via en slange 41 og dennes munning 42, som fortrinnsvis sitter nær elektroden 31 og beveges med i dennes pendelbevegelse A/P. Som allerede nevnt blir hårdstoffkornene 31, hvis de er magnetisk permeable, holdt på elektroden 13 ved hjelp av magnetfeltet fra den elektriske strøm og i slaggsmelten 12 med den stadig flyttende strømvei tatt med spesielt også ved hjelp av det omgivende magnetfelt samt fordelt over overflaten og tildels til den traktformede ansats 11 på kokillen 12. Ved utforming av traktansatsen 11 i forbindelse med høyden hl av slaggsmelten 12 over dens underkant bestemmes fordelingen av hårdstoffkornene 32, 33 resp. 34 i slaggsmelten 12, i smeiten S3 resp. sluttelig i det stivnede materiale 14 over tverrsnittet slik at hårdstoffkonsentrasjonen ved et videre traktansatsvolum økes i retning mot overflaten hvis trakten er videre.

Under den fortløpende kontinuerlige prosess innstiller der seg i forskjellige høyder av kokilleveggen, nedenfor denne og i begrensningsringen 1 temperaturer som er representative for beliggenheten av slaggoverflaten, metallsmeltens overflate og til en viss grad stivningssonen. Derfor er der på disse ste-der anordnet temperaturmeldere TS1, TS2, TS3 som er forbundet med styreinnretningen ST, og som med de således meldte signaler styrer følgende funksjoner:

1. slaggdosering med innretningen Sd,

2. høyde av smeiten S3 over tilførselsmunningene S23, 13a,

31, som står i et på forhånd gitt forhold til hverandre,

3. avtrekkshastighet av innretningen Z og

4. strømtilførsel fra generatoren G, som står i forbindelse dels med kokillen K og dels med elektroden 13.

Elektroden 13 er enten laget av et tilstrekkelig høysmelte-lig materiale, f.eks. wolfram, eller vannkjølet. Den er forbundet med en pendlings- eller røreinnretning A/P som til enhver tid syklisk beveger elektroden 13 et stykke omtrent lik 1/4

til 1/2 ganger høyden h av slaggsmelten 12 - som elektroden dykker ned i for å unngå kortslutning i det midtre område av overflaten - i tidsrom på flere sekunder ad gangen.

For den variant av fremgangsmåten hvor elektroden 13 består av tilslagsmateriale, har denne foruten en pendeldrift også en fremmatningsdrift. Denne blir styrt proporsjonalt med smelte-tilløpet S23 svarende til legeringsandelene.

For tilførselen av tilslagsmaterialet eller eventuelt også av det samlede smeltemateriale ved hjelp av elektroden kan der benyttes fra sveiseteknikken kjente smårør eller profi-lerte bånd med innlagte tilslagsstoffer. Tilslagsstoffene kan fordelaktig være blandet av materialer av to eller tre stoffer som gir ønsket totalbalanse og på fordelaktig måte senker fler-stoffmaterialenes smeltepunkt. Således kan der hensiktsmessig anvendes ferroforbindelser med legeringsbestanddeler som ferro-silisium, -mangan, -krom, -wolfram eller også trestoffsystemer som Fe-Cr-C; Fe-Si-Mn, Fe-W-C. Bærermaterialet kan hensiktsmessig være ulegert ferrittisk eller legert med krom og/eller nikkel .

Strømstyrken fra generatoren G resp. den tilsvarende spenning blir valgt så stor at avsmeltning nås ved ca. 1/3 inndyp-ningsdybde i slaggsmelten 12. Kombinert anvendelse av en inert elektrode med en tilslagselektrode i parallellkobling vil under-tiden være nødvendig hvis der er større strømbehov og liten mengde av tilslag.

Som styreinnretning ST tjener en programstyrt prosessor hvis program er utarbeidet i samsvar med fremgangsmåten. Fra styreinnretningen ST fører styresignalledninger Sda, VSa, Za, A/Pa, Ra til de tilsvarende drivanordninger - slaggdoserings-drift Sd, ventilstyring Vs, avtrekksinnretning Z, elektrode-frem-matnings- og -pendeldrift A/P, hårdstoffdoseringsdrift Ra og styreledning Gs til generatoren G, som kan innbefatte en styrbar transformator med eller uten.likeretter og med eller uten etter-koblet pulskilde i likhet med hva som benyttes for sveiseanlegg. Ved spenningsstyring inntrer en øket turbulens i slaggsmelten som følge av den forsterkede virkning av slaggens negative motstandskarakteristikk, noe som i alminnelighet er gunstig.

Grensebetingelsene når det gjelder utløpstemperatur, slagg-høyde, smeltehøyde, tilslagsforhold, pendelveier, slaggtemperatur osv. for styreprosessene til gjennomførelse av fremgangsmåten blir innført i styreinnretningen ST ved hjelp av en inn-føringsinnretning E, f.eks. et tastatur. Driftsdata og eventu-elle forstyrrelser blir levert av denne til en terminal A, f.eks. visertavle eller trykker. Drivorganene og forråds-beholderne for smelte S, slaggpulver SP, hårdstoffer, elektrode og kjølevannsforsyning er på kjent måte utrustet med meldere som fortløpende melder tilstandene via tilbakemeldingsledningene RM til styreinnretningen ST. Til å beherske begynnelses- og slutt-fase er et ur CL forbundet med styreinnretningen ST, fra hvis signal der avledes og tas hensyn til tidskonstanter innført i anordningen, inntil der stiller seg inn en likevektstilstand, noe som alt sammen er gitt på forhånd i programmet. Ved første idriftssettelse blir styringen til formålet foretatt for hånd resp. sett av grensebetingelser fastlagt og det kronologiske forløp av målesignalene bestemt. Ved senere idriftssettelser blir de målte avvik innført i de foreskrevne reguleringsdata i samsvar med forløpet. Tilsvarende gjelder for kortvarig eller langvarig stans i forbindelse med forrådssupplering, streng-uttak, materialskift m.v.

Ved nedsmeltningen er det å anbefale å anvende en slaggtemperatur mellom 1700° og 2000°C, forsåvidt hårdstoffet er wolframkarbid eller hårdmetallskrot.

Det tilførte slaggpulver SP kan bestå av kjente blan-dinger, eksempelvis 45 % silisium- og titanoksid, 10 % kalsium-og magnesiumoksid, 40 % aluminium- og manganoksid, 5 % kalsiumklorid eller 35 % silisiumoksid, 20 % magnesiumoksid, 25 % alumi-niumoksid, 10 % kalsiumklorid m.v.

Materialets temperatur ved utgangen fra kokillen K kan ligge på ca. 1000°C, dvs. under matrisematerialets smeltepunkt. For at hårdstoffkornene 32 bare skal smelte overfladisk i slaggsmelten 12, blir slagghøyden h og slaggens smeltetemperatur å velge passende i forhold til den aktuelle gjennomgangstid i slaggsmelten 12. Kornstørrelse og -form og spesifikk vekt av korn og slaggsmelte 12 er bestemmende for dette. En slagghøyde h på 4 cm er som regel gunstig. Fig. 6 viser tverrsnitt av en materialprøve av en matrise med høy kromdotering og innleirede hårdstoffkorn og wolframkarbid i elektronmikroskopforstørrelse. Hårdstoffet Hl ér tett omgitt av en diffusjonssone Dl med en tykkelse av noen få mikrometer. Dendritter D2 med mikrometertynne grener forløper i liten konsentrasjon gjennom matrisen Ml. Mellomrommet mellom dendrittene D2 er tett utfylt. Fig. 7 viser i mindre forstørrelse et snitt gjennom en matrise av ulegert stål St37-2 med et karboninnhold av ca. 18 % og med innleirede sinterhårdmetallkorn av WC+TaC+TiC, betegnet H2. Den indre diffusjonssone er pga. den lille forstørrelse ikke synlig. Dendrittsonen D20 strekker seg omtrent 100 mikrometer inn i matrisen. Omtrent 30 mikrometer videre strekker hårdstoffenes diffusjonssone D30 seg, og enda lenger borte befinner seg rent matrisemateriale M2.

Det ligger innen rammen av oppfinnelsen ved den forelig-gende fremgangsmåte å fremstille støpestykker i en mot undersiden lukket, delt kokille, idet den hete slaggsmelte ved begynnelsen av prosessen bringes inn i kokillen og materialsmelte og hårdstoffkorn så etter hvert bringes inn mens slaggsmelten stadig oppvarmes via elektroden. På denne måte er det mulig uten behov for etterfølgende bearbeidelse å fremstille meisler, bor eller bordeler, gravemaskintenner eller deler herav, osv., fordelaktig idet hårdstoffdoteringen alt etter anvendelsesformålet kan økes lokalt f.eks. ved eggen eller sideflatene og granulatet tilføres på bestemte tidspunkter og/eller med bestemt pendling eller med skiftende kornstørrelse. Styreinnretningen ST er ved tilpasset program for fremgangsmåten egnet til i henhold til fastlagte tidsforløp også å styre enkeltstøpeprosesser.

En forenkling av innretningen og styringen av den fås dersom hårdstoffkornene 31 allerede inneholdes i elektrodemate-rialet i på forhånd gitt fordeling, eventuelt sammen med tilslagsmateriale, da den separate hårdstoffdoseringsinnretning R med beholderen 40 da kan falle bort.

Hvis der med en og samme innretning skal fremstilles meget forskjelligartede legeringer med sterkt forskjellige doteringer, behøves riktignok et mer omfattende lagerhold av forskjellige elektrodematerialer. Ved en kombinert tilførsel av flere elektroder bestykket med henholdsvis tilslagsstoffer og hårdstoffer lar det seg imidlertid i forbindelse med begrenset lagerhold og med mulighet for meget nøyaktig dosering, som må kunne styres individuelt for de forskjelligste elektroder, muliggjøre å fremstille en nær sagt ubegrenset mangfoldighet av materialer eller arbeidsstykker.

Ved innføring av tilslagsstoffene i et bærermateriale, fortrinnsvis ved innbøyning av dette ved kantene, foreligger der mulighet for å tilføre slaggbadet disse materialbånd strøm-løst, hvorved der takket være den nødvendige smeltevarme for bærermaterialet bevirkes en senkning av slaggens temperatur i området for tilføselsstedet i samsvar med tilførselshastigheten, noe som i enkelte tilfeller kan nyttiggjøres på gunstig måte,

da temperaturforholdene innvirker på krystallisasjonen ved kjøl-ningen.

Ved fremstilling og tolkning av slipebilder lar det seg ved beholv lett gjøre for fagfolk å bestemme innflytelsen av tilførselen ved lokalt senket temperatur.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av metallblokker, -formlegemer eller -profilmateriale (14, 14a) fra en metallsmelte (S3, S) som i en kokille (K, Ka) bringes, fortrinnsvis senkes, fra en øvre opphetningssone (HZ, HZa, HZb) til en nedre, fortrinnsvis vannkjølet kjølesone med slik hastighet som stivnin gen av smeiten (S3, S) skrider frem med, karakterisert ved at hårdstoff (31, 31a) i form av pulver, granulat eller krystallkorn under avkjølingen av smeiten (S3, S) doseres fra opphetningssonen (HZ, HZa, HZb) til smeiten (S, S3) som har en temperatur over hårdstoffets smeltetemperatur, og føres inn fordelt over smeltens (S3, S) overflate (56), og at temperaturen av opphetningssonen (HZ, HZb) fortrinnsvis ligger over hårdstoffets smeltetemperatur og hårdstoffkornene (31, 31a) før de inn-føres i smeiten (S3, S) bringes så raskt gjennom opphetningssonen (HZ, HZb) at de bare smelter overfladisk i mikrometerdybde.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at opphetningssonen (HZb) består av en plasmastråle-opphetet miljø i en atmosfære av be-skyttende gass, f.eks. edelgass.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at opphetningssonen (HZ) består av en slaggsmelte (12) som ved hjelp av elektrisk mot-standsopphetning for en overveiende dels vedkommende er oppvarmet over hårdstoffkornenes (31, 32) smeltetemperatur og dens høyde (h) er slik at hårdstoffkornene (32) bare smelter over fladisk, at høyden av slaggsmelten utgjør 1 til 5 cm og slagg-temperaturen gjennomsnittlig ligger ved 1700° til 2000°C, og at sammensetningen av den tilførte slagg f.eks. utgjør 45 % silisium- og titanoksid, 10 % kalsium og magnesiumoksid,

40 % aluminium- og manganoksid og 5 % kalsiumklorid eller også utgjør 35 % silisiumoksid, 20 % magnesiumoksid, 25 % aluminiumok-sid og 20 % kalsiumfluorid eller lignende.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at strømtilførselen til den elektriske motstandsoppvarmning ledes dels via kokillen (K) og dels via minst én indre, fortrinnsvis vannkjølet elektrode (13) i pendlende eller kretsende bevegelse over slagg-overflatens ytre område og neddykket et stykke omtrent lik 1/4 til 1/2 ganger slagghøyden, og at hårdstoffkornene (31) fortrinnsvis nær elektroden (13) fortrinnsvis sammen med denne tilføres under pendling resp., kretsing.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at strømtilførselen til den elektriske motstandsoppvarmning skjer dels via kokillen (K) og dels via minst én elektrode (13) som har slik metallisk sammensetning at den kontinuerlig avsmeltes i slaggsmelten (12), at elektroden (13) fortløpende tilføres slaggsmelten (12) med en slik takt at der med den fra annet hold tilførte metallsmelte (S23) fremkommer en på forhånd gitt sammensetning av smeiten (S3) resp. av det stivnede materiale (14), at strømtilførsel resp. slaggtemperatur fortrinnsvis vel-ges slik at elektroden (13) inndykket et stykke omtrent lik 1/4 til 1/2 ganger slagghøyden (h) avsmeltes, at elektroden (13) føres pendlende eller kretsende i det midlere område av slaggoverflaten, at hårdstoffkornene (31) tilføres mer og fortrinnsvis nær elektroden (13) og fortrinnsvis pendlende resp. kretsende sammen med denne, at elektroden (13) består av et bånd, rør eller lignende på eller i hvilket der holdes tilslagsstoffer til smeiten (S3) såvel som hårdstoffkorn f.eks. wolframkarbid hvis smeltetemperatur ligger under slaggens, men over metallsmeltens•temperatur.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at fra smeiten (S3) stivnet materiale (14) i takt med smeltens (S3) stivningshastighet trek-kes ut fra den vannkjølte kjølesone og at der fra en smelteinn-retning i samme takt som avtrekningen skjer med kontinuerlig tilføres smeiten (S3) en dosert smeltestrøm (S3) slik at smeltens (S3) høyde utgjør omtrent 2-10 cm.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert ved at der fra smelteinnretningen innføres en metallsmelte (Sl) i en fortrinnsvis oppvarmet slaggfangbeholder (SF) og fra denne, fortrinnsvis dosert med en styrbar bunnventil (V),under strømning tilføres smeiten (S3) i kokillen (K), at der herunder for dosering av smeltestrømmen (S23) fortrinnsvis foretas en regulering av høyden (h2) eller vekten av smeiten (S2) i støpetrakten (T) på en på forhånd gitt verdi, at godsets (14) avtrekkshastighet fra den nedentil åpne kokille (K) styres slik at der hersker en på forhånd gitt ut-gangstemperatur av godset (14) på f.eks. 1000°C, og at doseringen av smeltetilførsel og hårdstofftilførsel foretas i avhengighet av denne avtrekkeshastighet.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at inndryssingen av hård-stof f kornene (31a) skjer homogent over overflatens (56) tverrsnitt og over en samlet tid som setter seg sammen av en for-sprangstid svarende til transittiden (tt) for gjennomløp av samlet høyde (hg) av den ikke kjølede smelte og avkjølningstiden (tk) over den samlede høyde (hg), skjer avsnittsvis med fortrinnsvis konstant mengde pr. tidsenhet på den måte som fore-skrives av det respektive avsnitt som skal doteres, med hensyn til dets høyde (hd, hde, hda) og relative stilling i forhold til samlet høyde (hg) regnet nedenfra og oppover, at hårdstoffet (31a, 31) i form av pulver, granulat eller krystallkorn ved silsiktning eller fortrinnsvis ved vind- eller væskesiktning separeres i fraksjoner med samme kornstørrelse resp. fortrinnsvis samme synkehastighet og de respektive enkelt-fraksjoner drysses inn i en enkelt smelte (S3, S) under hensyn-tagen til den transittid (tt) som betinges ved den respektive synkehastighet.

9. Innretning til gjennomførelse av en fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at kokillen (K) ovenfor smeiten (S3) har et rom minst med høyde (h) til å oppta slaggsmelten (12) og dette rom, fortrinnsvis vider seg ut som traktansats (11) og fortrinnsvis er begrenset sidelengs med et randpåbygg (1) som fortrinnsvis ikke gjennomstrømmes av kjølevann, at kokillen (K) forøvrig består av vannkjølet kobberman-tel, at slaggsmeltens (12) høyde (hl) er valgt slik at der i forbindelse med amplituden av hårdstoffkorn-tilførselens pendlende eller kretsende bevegelse oppstår et på forhånd gitt hori-sontalt hårdstoff-doteringsprofil i godset (14), og at der ovenfor slaggoverflaten befinner seg munningen (TM) av en smeltetilstrømnings-doseringsinnretning, av en slaggpulver-doseringsinnretning (Sd) og minst ett holdeorgan, eventuelt med tilførsels- og pendlingsanordning (A/P) for elektroden (13), samt eventuelt en hårdstoffdoseringsinnretning (40, 41, 42, R) og der under kokillen (K) eventuelt er anordnet en avtrekksinnretning (Z).

10. Innretning som angitt i krav 9, karakterisert ved at doseringsinnretningen for tilstrømning av smelte består av en fortrinnsvis opphetbar slaggfangbeholder (SF) med en styrbar bunnventil (V) under hvis utløp der er anordnet en støpetrakt (T) hvis utløp utgjør munningen (TM), og ved hvilken der er anordnet en vektmelder (Gm) hvis utgangssignal i en regu-lator i en styreinnretning (ST) blir sammenlignet med et signal som tilsvarer smeltens (S3) stivningshastighet resp. godsets (14) avtrekkshastighet, og hvis utgangssignal styrer bunnventilen (V).

11. Innretning som angitt i krav 10, karakterisert ved at styreinnretningen (ST) inngangssidig er forbundet med vektmelderen (Gm), med en temperaturmelder (TS1....TS3) i randpåbygget (1) i kokillens innervegg, resp. ved godsets (14) ut-gang fra kokillen, med tilbakemeldere for ventilstyreinn-retningen (VS), for tilførsels- og pendlingsinnretningen (A/P), for slaggdoseringsinnretningen (Sd), for hårdstoffdoseringsinn-retningen (R), for en generator som leverer og styrer elektrode-strømmen, samt for avtrekksinnretningen (Z), at der utgangssidig er ført styresignalledninger (VSa, A/P, Sda, Za, Ra, Gs) til styring av de tilsvarende drivorganer resp. av generatorens (G) strøm eller spenning, at et ur (CL) innvirker på styreinnretningen i samsvar med fremgangsmåten, at styreinnretningen styrer fremgangsmåtens forløp i samsvar med et i den inneholdt program og med data som er gitt på forhånd via innføringsinnretningen (E), som på oppfordring viser og/eller avgir melding om drift og forstyrrelser på en terminal (A), at signalet fra temperaturmelderen (TS1) i randpåbygget (1) herunder tjener til regulering av slaggsmeltens høyde via styringen av slaggdoseringsinnretningen (Sd) og til styring av generatorens strøm resp. spenning, at signalet fra temperaturmelderen (TS2) i kokilleveggen tjener til regulering av smeltens (S3) høyde via forskrift for dosering av tilstrømning av smeltematerialet og av hårdstoffet, og at disse reguleringer fortrinnsvis drives kompensert i samsvar med fastslåtte tidskonstanter for reguleringskretsene, at styreinnretningen (Sd) styrer hårdstoffdoseringsinn-retningen (R) i avhengighet av forløpet av forhåndsbestemte tidsintervaller og den til enhver tid forekommende fremmatning av avtrekksinnretningen (Z) i forskjellig relativ mengdedosering i forhold til den respektive tilstrømming av smelte (S23, 13a), og at den den styrer amplitude, stilling og kronologisk forløp av pendlingsbevegelsen slik at der i stivningsretning resp. i formlegemets eller profilmaterialets tverrsnitt oppstår soner med forskjellig hårdstoffkonsentrasjon, fortrinnsvis ved arbeidsflater.

12. Innretning til gjennomførelse av en fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den består av en pose-eller dyppestøpeinnretning med en kokille (Ka) over hvilken der er anordnet en inndryssingsinnretning (57) hvormed hårdstoffkornene (31a) styrbart med hensyn til mengde og tid kan tilføres overflaten (56) av smeiten (S) i kokillen (Ka), og at styreinnretningen (57) og kokillen (Ka) er forbundet vakuumtett ved en mantel (52) og det derved inngrensede indre rom er forbundet med et beskyttelsesgass- eller vakuumanlegg og danner det indre rom av opphetningssonen (HZb), hvori der fortrinnsvis er anordnet en plasma oppvarmning (58).

13. Formlegeme eller profilmateriale fremstilt ved en fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-8, karakterisert ved at det inneholder hårdstoffkorn (Hl, H2), f.eks. wolframkarbid eller hårdmetall, som er innesluttet av en diffusjonssone (Dl) av hårdmetallmateriale som har en dybde av noen få mikrometer, og omkring hvilken der ligger en dendrittsone (D2, D20) som har en dybde av omtrent 100-300 mikrometer og har forholdsvis liten volumandel av hårdmetallmateriale i form av grener, samt over hvilken der strekker seg en diffusjonssone (D30) med en dybde av omtrent 20-50 mikrometer, og at rommet mellom dendrittene (D2, D20), diffusjons-sonene (Dl, D30) og rommet utenom disse er tett utfylt med matrisemateriale (M2), fortrinnsvis en stållegering.

14. Formlegeme eller profilmateriale som angitt i krav 12, karakterisert ved at hårdstoffandelene utgjør mellom 8 og 25 vektprosent av matrisematerialet, og at hårdstoffandelen i de soner som grenser til form-legemenes, f.eks. verktøyeggenes ytterflater eller arbeidsflater, ligger vesentlig over gjennomsnittet i det samlede volum.

15. Formlegeme eller profilmateriale som angitt i krav 13, karakterisert ved at det for anvendelse i forbindelse med rullende eller slående slitepåkjenning har korn-størrelse mindre enn 0,8 mm og for anvendelse ved gnidnings-og skjærepåkjenning har kornstørrelse større enn 0,8 mm, opptil flere rnm.

16. Formlegeme eller profilmateriale som angitt i krav 13, karakterisert ved at matrisematerialet består av lavlegert stål med 0,8 til 1,8 % mangan og ca. 1 % silisium eller av martensittisk stål eller av austenittisk stål, f.eks. med bl.a. 18 % Cr, 8 % Ni eller 19 % Cr, 9 % Ni og Mo eller.

18 % Cr, 8 % Ni, 6 % Mn, eller av manganhårdstål med bl.a. 1,2 C, 12 til 17 % Mn eller av en legering av omtrent 1 % C, 1,8 % Si, 17 % Mn, 17 % Cr, 3,5 % W m.fl. eller av høyt nikkelholdig materiale.

17. Formlegemer eller profilmateriale som angitt i krav 13, karakterisert ved at matrisematerialet er et ikke-jernmetall eller en NE-metallegering, fortrinnsvis AlMg3, AlMg5, AlSi5, AlMgZnl og hårdstoffkornene består av metallkarbid eller -oksid, f.eks. korund.