CH686876A5 - A method for producing composite castings and subsequently produced composite casting. - Google Patents
A method for producing composite castings and subsequently produced composite casting. Download PDFInfo
- Publication number
- CH686876A5 CH686876A5 CH308293A CH308293A CH686876A5 CH 686876 A5 CH686876 A5 CH 686876A5 CH 308293 A CH308293 A CH 308293A CH 308293 A CH308293 A CH 308293A CH 686876 A5 CH686876 A5 CH 686876A5
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- weight
- auxiliary sheet
- max
- casting
- composite
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 8
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 3
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims 3
- 238000004512 die casting Methods 0.000 claims 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims 1
- 239000012858 resilient material Substances 0.000 claims 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002347 wear-protection layer Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
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
- B22D19/16—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making compound objects cast of two or more different metals, e.g. for making rolls for rolling mills
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
1 1
CH 686 876 A5 CH 686 876 A5
2 2nd
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbundgussteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie nach diesem Verfahren hergestellte Verbundgussteile. The invention relates to a method for producing composite cast parts according to the preamble of claim 1 and composite cast parts produced by this method.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung verbundgegossener, metallischer Teile mit Funktionsflächen wie z.B. Extrudergehäuse, Walzen u.dgl. The invention relates in particular to the production of composite cast metal parts with functional surfaces such as e.g. Extruder housing, rollers and the like
Es ist notwendig, Bauteilwerkstoffe nach verschiedenartigen Beanspruchungen zu wählen, wobei auch schwer vereinbare Anforderungen wie Ver-schleissbeständigkeit und Zähigkeit zu erfüllen sind. So werden z.B. stark abrasiv- und temperaturbeanspruchte Teile, die aber zugleich auch zäh und korrosionsbeständig sein müssen, aus nur einem Werkstoff, so aus Cr-Mo-Hartguss oder Co-Cr-Mo-Hartguss hergestellt, obwohl diese Werkstoffe spröde sind. Bei hoher Belastung oder Bedienfehlern sind daher z.B. bei Extrudern Risse und Brüche wahrscheinlich. It is necessary to choose component materials according to different types of stresses, but also difficult to reconcile requirements such as wear resistance and toughness. For example, Parts subject to severe abrasion and temperature, but which also have to be tough and corrosion-resistant, made from only one material, such as Cr-Mo hard casting or Co-Cr-Mo hard casting, although these materials are brittle. With high loads or operating errors, e.g. cracks and breaks likely in extruders.
Zur Vermeidung derartiger Nachteile wurde daher versucht, Bauteile beanspruchungsgerecht aus verschiedenen Werkstoffen herzustellen. Bekannt sind HIP-Werkstoffe, die durch Sintern bei sehr hohen Drücken hergestellt werden. Die Kosten sind jedoch für viele Anwendungen unvertretbar hoch. In order to avoid such disadvantages, attempts have therefore been made to manufacture components from different materials in accordance with the stress. HIP materials are known which are produced by sintering at very high pressures. However, the costs are unacceptably high for many applications.
Vorgeschlagen wurde ein Verfahren zum ver-schleissfesten Auskleiden der Arbeitsräume von Schneckenextrudern gemäss DE-C 255 8611 mit einer Verschleissbüchse, wobei die Verschleiss-büchse kraftschlüssig im Extrudergehäuse aufgenommen ist. Dies erfolgt mittels einer Pressverbindung, zu deren Herstellung das Extrudergehäuse auf 200°C bis 300°C erwärmt wird. Die Verschleissbüchse selbst kann nach DE-AS 2 460 316 als Rohrkonstruktion gefertigt werden. Diese Lösung sichert zwar eine beanspruchungsgerechte Werkstoffauswahl, sie ist jedoch energetisch und fertigungstechnisch sehr aufwendig. Von daher wurde ebenfalls vorgeschlagen, rohrförmige Körper, der vorgenannten Verschleissbüchse vergleichbar, aus verschleissfestem Metall herzustellen (DE-C 2 657 271). Das verschleissfeste Metall wird durch Flammspritzen auf einen zylindrischen Stahlkern aufgetragen, gesintert bzw. geschmolzen und anschliessend der Stahlkern entfernt, so dass wiederum ein büchsenartiges Bauteil entsteht, das eine Bohrung eines Schneckenmaschinengehäuses nach dieser Patentschrift auskleiden soll. Eine weitere, fertigungstechnisch aufwendige Lösung wird in der DE-C 3 146 621 vorgeschlagen, wobei zwischen einem Stahlkörper (z.B. ein Gehäuse eines Schnek-kenextruders) und einem eingebrachten verschleiss-und korrosionsbeständigen Material für eine Boh-rungsbeschichtung eine Diffusionsverbindung erfolgt. Das eingebrachte Material wird in einem gasbeheizten Schutzgasofen aufgeschmolzen. A method for wear-resistant lining of the working spaces of screw extruders according to DE-C 255 8611 with a wear sleeve has been proposed, the wear sleeve being non-positively accommodated in the extruder housing. This is done by means of a press connection, for the manufacture of which the extruder housing is heated to 200 ° C to 300 ° C. The wear sleeve itself can be manufactured as a tubular construction according to DE-AS 2 460 316. Although this solution ensures the right choice of materials, it is very complex in terms of energy and manufacturing technology. It has therefore also been proposed to produce tubular bodies, comparable to the abovementioned wear sleeve, from wear-resistant metal (DE-C 2 657 271). The wear-resistant metal is applied to a cylindrical steel core by flame spraying, sintered or melted and then the steel core is removed, so that in turn a bush-like component is produced which is to line a bore in a screw machine housing according to this patent. A further solution, which is complex in terms of production technology, is proposed in DE-C 3 146 621, a diffusion connection taking place between a steel body (e.g. a housing of a screw extruder) and a wear-resistant and corrosion-resistant material introduced for a bore coating. The material introduced is melted in a gas-heated protective gas furnace.
Bekannt sind auch das Auftragsschweissen, das Laserumschmelzen oder das Plasmabeschichten. Diese Verfahren sind jedoch für das innenbeschichten langer Bohrungen nur bedingt geeignet, der Fertigungsaufwand ist hoch, ebenso die Wahrscheinlichkeit von Fertigungsfehlern. Beim Laserumschmelzen ist die umgeschmolzene Schicht dünn und bei stark abrasiver und korrosiver Beanspruchung schnell verschlissen. Plasmabeschichtungen sind porös und daher für korrosive Medien ungeeignet. Deposition welding, laser remelting or plasma coating are also known. However, these methods are only of limited suitability for the internal coating of long bores, the manufacturing effort is high, as is the probability of manufacturing errors. When remelting by laser, the remelted layer is thin and quickly worn out under highly abrasive and corrosive stress. Plasma coatings are porous and therefore unsuitable for corrosive media.
In der Literatur sind weiterhin Versuche beschrieben, unterschiedliche Werkstoffe mittels eines zwischen diesen Werkstoffen angeordneten, verzinnten Bleches in einem Wärmebehandlungsprozess metallurgisch zu verbinden. Diese Versuche waren infolge Nichtbeherrschung des metallurgischen Prozesses erfolglos. Attempts are also described in the literature to metallurgically connect different materials by means of a tin-plated sheet arranged between these materials in a heat treatment process. These attempts were unsuccessful due to the lack of mastery of the metallurgical process.
Nach der DE-PS 2 253 874 gilt es auch als bekannt, hohlzylindrische Stützglieder als Formkern zu verwenden. Auf die Aussenseite dieses Stützgliedes ist eine Überzugsschicht geringerer Wärmedehnung und Wärmeleitung aufgespritzt. Das Stützglied wird in eine Giessform eingesetzt und der verbleibende Spalt wird mit Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgegossen. Nach der Abkühlung wird dieses Stützglied entfernt. According to DE-PS 2 253 874, it is also known to use hollow cylindrical support members as the mandrel. A coating layer of lower thermal expansion and heat conduction is sprayed onto the outside of this support member. The support member is inserted into a mold and the remaining gap is cast with aluminum or an aluminum alloy. After cooling, this support member is removed.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen und ableitbaren Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein kostengünstiges und vor allem technologisch einfaches und sicheres Verfahren zur Herstellung von Verbundgussteilen zu entwickeln. Dies erfolgt nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen offenbart. Die Aufgabe bezieht sich weiterhin auf entsprechend hergestellte Produkte nach Anspruch 8. The invention is based on the object of avoiding the described and derivable disadvantages of the prior art and of developing an inexpensive and, above all, technologically simple and safe method for producing composite castings. This is done according to the characterizing features of claim 1. Advantageous refinements are disclosed in the subclaims. The task further relates to correspondingly manufactured products according to claim 8.
Der Erfindung liegt zugrunde, dass es möglich ist, unterschiedliche metallische Werkstoffe mittels Verbundguss in einer Giessform und in einem Schritt herzustellen. Hierzu wird an der späteren Verbindungsstelle zwischen den Werkstoffen ein metallisch blankes Hilfsblech in der Giessform angeordnet. Bei exakter Einhaltung der jeweiligen Schmelz- und Erstarrungsparameter ist die Herstellung einer fehlstellenfreien Verbindung möglich. Im Vergleich zum Stand der Technik ist die vorgeschlagene Lösung bei vergleichsweise geringem Fertigungsaufwand technologisch sicher. The invention is based on the fact that it is possible to produce different metallic materials by means of composite casting in one mold and in one step. For this purpose, a metal blank auxiliary sheet is arranged in the casting mold at the later connection point between the materials. If the respective melting and solidification parameters are exactly adhered to, it is possible to establish a defect-free connection. In comparison to the prior art, the proposed solution is technologically safe with a comparatively low production outlay.
Das Verfahren ist besonders vorteilhaft bei stark belasteten Bauteilen einsetzbar, die lokal einer kombinierten abrasiven und korrosiven Beanspruchung, bei überlagerter metallischer Gleitreibung ausgesetzt sind. The method can be used particularly advantageously in the case of heavily loaded components which are exposed locally to a combined abrasive and corrosive load, with superimposed metallic sliding friction.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. The method according to the invention is described in more detail below using an exemplary embodiment.
Herzustellen ist ein Zweiwellen-Schneckenextru-dergehäuse, das aus einem zähen, mechanisch gut bearbeitbaren und korrosionsbeständigen Cr-Ni-Stahl, im konkreten Fall ein G-X8CrNi13 besteht. Für den Verschleissschutz der Funktionsflächen (Bohrung) ist ein korrosionsträger metallischer Werkstoff mit hohem Hartstoffanteil, G-X200CrMo20-2 vorgesehen. Als Hilfsblech kommt ein Kohlenstoffstahl St37-2 zur Anwendung. Gegossen wird im Sand-, Keramik- oder Kokillen-guss. Bei der im Beispiel verwendeten Sandform wird mit steigendem Guss gearbeitet. A twin-screw extruder housing is to be manufactured, which consists of a tough, mechanically easy to process and corrosion-resistant Cr-Ni steel, in this case a G-X8CrNi13. A corrosion-resistant metallic material with a high proportion of hard material, G-X200CrMo20-2, is provided for wear protection of the functional surfaces (bore). A carbon steel St37-2 is used as the auxiliary sheet. Casting is done in sand, ceramic or mold. The sand mold used in the example works with increasing casting.
In die vorbereitete Giessform wird ein vorgeform- A preformed mold is placed in the prepared mold.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
2 2nd
3 3rd
CH 686 876 A5 CH 686 876 A5
4 4th
tes Hilfsblech so eingesetzt, dass die vorgesehene Verschleissschutzschicht nur im Bereich der Bohrung ausgebildet wird. Das Hilfsblech wird metallisch blank (sandgestrahlt) eingesetzt. Das Hilfsblech ist im unteren Teil der Form in einem Formabsatz mittels einer Keramikscheibe geklemmt und im oberen Teil der Form mit einer Blechscheibe um einen Kern zentriert. Nachfolgend werden beide Metallschmelzen gleichzeitig und gleich schnell auf der jeweiligen Seite des Hilfsbleches eingegossen. Die Schmelzeigenschaften des Hilfsbleches sind so ausgelegt, dass das Hilfsblech durch die Metallschmelzen ganz oder zumindest teilweise angeschmolzen wird. Während der Erstarrung entsteht eine metallurgische Verbindung, entweder direkt zwischen den Metallen des Schneckenextruderge-häuses oder zwischen dem Gehäusestahl, dem Rückstand des Hilfsblechs und dem Metall der Verschleissschutzschicht. The auxiliary sheet is used so that the wear protection layer provided is only formed in the area of the bore. The auxiliary sheet is used with a bright metallic finish (sandblasted). The auxiliary sheet is clamped in a mold shoulder in the lower part of the mold by means of a ceramic disk and centered around a core in the upper part of the mold with a sheet metal disk. Subsequently, both metal melts are poured into the respective side of the auxiliary sheet at the same time and at the same speed. The melting properties of the auxiliary sheet are designed such that the auxiliary sheet is completely or at least partially melted by the metal melts. During the solidification process, a metallurgical bond is created, either directly between the metals of the screw extruder housing or between the housing steel, the residue of the auxiliary plate and the metal of the wear protection layer.
Die Kristallisations- und Auflösefronten am Hilfsblech sind in ihrem metallurgischem Verlauf so abzustimmen, dass kein Durchbruch erfolgt. Dies wiederum erfolgt durch eine Ermittlung der Wärmeleitung und eine Steuerung der Giessparameter. Versuche zeigten, dass schon nach wenigen Sekunden die Schmelze des Gehäusewerkstoffes am Hilfsblech kristallisiert und so eine zweite Trennschicht bildet. Die tiefere Erstarrungstemperatur der Schmelze des Schichtwerkstoffs bewirkt hingegen ein stärkeres Aufschmelzen des Hilfsbleches, wobei durch die Kristallisation auf der anderen Seite ein Durchbruch verhindert wird. Vielmehr wird eine nahezu gleichmässige Werkstoffverteilung an der Trennstelle erreicht. Die lichtmikroskopische Schliffbilddarstellung zeigt eine fehlstellenfreie Verbindung zwischen den jeweiligen Werkstoffen mit entsprechenden Übergangszonen. Das Hilfsblech ist teilweise angeschmolzen, wobei das Gefüge infolge der Wärmebeeinflussung gegenüber dem Ausgangszustand grobkörniger ist. Dies zeigt jedoch im Einsatzfall keine negativen Auswirkungen. The crystallization and dissolution fronts on the auxiliary sheet must be coordinated in their metallurgical course so that no breakthrough occurs. This in turn takes place by determining the heat conduction and controlling the casting parameters. Tests have shown that the melt of the housing material crystallizes on the auxiliary sheet after only a few seconds and thus forms a second separating layer. The lower solidification temperature of the melt of the layer material, on the other hand, causes the auxiliary sheet to melt more strongly, with a breakdown being prevented on the other hand by the crystallization. Rather, an almost uniform material distribution is achieved at the separation point. The light microscopic micrograph shows a defect-free connection between the respective materials with corresponding transition zones. The auxiliary sheet is partially melted, the structure being coarser than the initial state due to the influence of heat. However, this does not have any negative effects when used.
Claims (9)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH308293A CH686876A5 (en) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | A method for producing composite castings and subsequently produced composite casting. |
| DE19944433662 DE4433662A1 (en) | 1993-10-13 | 1994-09-21 | Method for the production of composite castings and a composite casting produced by this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH308293A CH686876A5 (en) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | A method for producing composite castings and subsequently produced composite casting. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH686876A5 true CH686876A5 (en) | 1996-07-31 |
Family
ID=4248233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH308293A CH686876A5 (en) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | A method for producing composite castings and subsequently produced composite casting. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH686876A5 (en) |
| DE (1) | DE4433662A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0881019A1 (en) * | 1997-05-26 | 1998-12-02 | Wärtsilä NSD Schweiz AG | Process for manufacturing metallic castings, metallic casting and internal combustion piston engine |
| DE102013100930B3 (en) * | 2013-01-30 | 2014-03-20 | Schuler Pressen Gmbh | Manufacturing cartridge case, comprises e.g. providing first- and second workpiece parts, two-dimensionally joining two workpiece parts, and forming workpiece produced from two joined workpiece parts to produce cylindrical sleeve |
-
1993
- 1993-10-13 CH CH308293A patent/CH686876A5/en not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-09-21 DE DE19944433662 patent/DE4433662A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4433662A1 (en) | 1995-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102007019510B3 (en) | Process to run-in a large marine two-stroke diesel engine with soft abrasion coating on piston rings | |
| EP2018242B1 (en) | Plain bearing, method for the production and use of a plain bearing of said type | |
| WO1994018463A1 (en) | Process for producing a component having at least one two-piece bearing seat | |
| DE3229231C2 (en) | ||
| WO2007131599A1 (en) | Plain bearing, method for production and use of a plain bearing of said type | |
| DE1752430A1 (en) | Process for the manufacture of turbine blades | |
| DE3614475C2 (en) | ||
| DE102007003548B3 (en) | Casting roll for a two-roll caster and two-roll caster | |
| DE19807685C2 (en) | Method for producing blanks of a cylinder liner consisting of a light metal alloy | |
| DE10043108B4 (en) | Metallurgical bonding of inserts with multilayer coatings within metal castings | |
| DE821902C (en) | Process for spraying on metallic coatings | |
| DE102009025197B4 (en) | Process for the production of composite metal semi-finished products | |
| WO2019219551A1 (en) | Brake body and method for producing same | |
| DE4112614C2 (en) | Mandrel for cold and / or hot forming of metallic goods and process for its production | |
| EP2430200B1 (en) | Coating method | |
| DE102020211521A1 (en) | transmission | |
| DE102005061134A1 (en) | Component of a steel mill, such as continuous casting plant or rolling mill, method for producing such a component and plant for the production or processing of metallic semi-finished products | |
| DE102017218592B4 (en) | Method for producing a plain bearing and a plain bearing produced by the method | |
| AT506261B1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A COATED PLASTIC NUCLEAR | |
| DE4408717A1 (en) | Composite element for coating the tip of screw feeder blades | |
| DE3816348C2 (en) | ||
| DE4433662A1 (en) | Method for the production of composite castings and a composite casting produced by this method | |
| DE102005061135A1 (en) | Mold for a continuous casting plant and process for producing a mold | |
| EP2756897A1 (en) | Method for producing a flat product in the form of a metallic composite material | |
| DE60034056T2 (en) | A COATED FORM AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |