-
Verfahren zum ununterbrochenen Gießen von Verbundmetallsträngen Es
werden oftmals Werkstücke oder Halbzeuge gebraucht, die nicht aus einem einheitlichen
Metall oder einer einheitlichen Legierung bestehen, sondern an bestimmten Stellen
mit weiteren Metallen oder Legierungen versehen sind, um z. B. besonders starken
Beanspruchungen Rechnung zu tragen oder aber besonders wertvolle bzw. schwer zu
beschaffende Stoffe nur so weit in Anwendung zu bringen, wie es unbedingt notwendig
ist. Als Beispiel für den ersten Fall kann auf Eisenbahnschienen verwiesen werden,
bei denen nur der Schienenkopf an den mit den Rädern unmittelbar in Berührung kommenden
Stellen besonders widerstandsfähig sein muß, während der übrige Teil, insbesondere
Steg und Fuß, aus weniger gutem Material bestehen kann, ohne daß eine Beeinträchtigung
der Dauerhaftigkeit und Sicherheit eintreten könnte.
-
Für den zweiten Fall können im wesentlichen plattierte Metalle oder
Legierungen als Beispiele angegeben werden, bei denen für die Plattierung besonders
hochwertige Stoffe, wie Nickel, Messing o. dgl., verwendet werden, um die Angriffe
der Korrosion oder anderer Einflüsse auf den Grundbaustoff zu verhindern. Hierbei
kommt es dann in erster Linie darauf an, die aus hochwertigen Stoffen bestellende
Planierung möglichst dünn zu machen; jedoch so, daß sie den Grundstoff wirklich
vollkommen schützt.
-
Um diese Ziele zu erreichen, hat man bisher meistens die einzelnen
Teile der zusammenzufügenden Stoffe einzeln zu Blöcken o. dgl. gegossen, dann diese
Blöcke in der gewünschten Weise verwalzt und schließlich durch besondere Behandlung
zusammengeschweißt. Abgesehen davon, daß diese Herstellungsverfahren selir umständlich
sind und einen starkem Stoffabfall erzeugen, ist die Verbindung der einzelnen Metalle
und Legierungen nicht vollkommen sicher. Insbesondere bei plattierten Metallen können
große Schäden eintreten, da schon kleine Spalte und Fugen; an denen die Verschweißung
nicht ordnungsmäßig erfolgte, ausreichen, um je nach den äußeren Einflüssen eine
verhältnismäßig schnelle Zerstörung herbeizuführen.
-
Diese Übelstände -werden mit dem Verfahren
gemäß
der Erfindung beseitigt, und zwar dadurch, .daß im ununterbrochenen Verfahren die
einzelnen Verbundwerkstoffe gleichzeitig, aber in verschiedene, in Rich-":= tung
des Stranges versetzte Formen vergrls# sen werden, wobei der aus der einen For-'
austretende erstarrte Strang durch ' die" nächste Form geleitet wird, um dort als
Grundkörper für den eigentlichen Verbundstrang zu dienen. Man verfährt dabei zweckmäßigerweise
derart, daß man den aus der einen Form austretenden erstarrten Strang ganz oder
teilweise als Form für den weiteren Verbundwerkstoff benutzt. Es wenden auf diese
Weise Verbundgüsse, d. h. die Verbindung von zwei oder mehr verschiedenen Metallen
oder Legierungen, erhalten, die den Anforderungen in jeder Beziehung entsprechen,
ohne daß schwierige und umständliche Arbeitsmethoden. erforderlich wären. Insbesondere
bei Plattierungen ergibt sich bei geringstem Materialverbrauch eine überall dicht
geschlossene Umhüllung, die mit dem Grundkörper überall innig verbunden ist, so
daß nirgends eine Möglichkeit für vorzeitige Zerstörung besteht.
-
Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, solche Umhüllungen auf einen
fertigen Grundkörper aufzugießen, und insbesondere werden Kabelumkleidungen auf
diesem Wege hergestellt. Hierbei ergibt sich aber erstens der Nachteil, daß in zwei
voneinander getrennten Arbeitsgängen gearbeitet wird, und zweitens, daß die Verbindung
zwischen den Grundkörper und dem Umhüllungsmetall nicht stets sicher herbeizuführen
ist, da ja der fertige und daher erkaltete Grundkörper ein sehr schnelles Erstarren
des Umhüllungsmaterials herbeiführt, so daß die aneinanderliegenden Schichten keine
Zeit finden, die erforderliche innige Verbindung einzugehen. Außerdem entsteht auf
dem erkalteten Metall u. U. eine Oxydhaut, die einer guten Verbindung gleichfalls
entgegenwirkt. Wenn dagegen gemäß dem Vorschlag der Erfindung die beiden Teile unmittelbar
beim Gießen in kontinuierlichem Arbeitsgange zusammengebracht werden, dann sind
die besten Bedingungen für ein Verschmelzen bzw. Verschweißen der aneinanderliegenden
Schichten gegeben.
-
Es ist ferner beim absatzweisen Blockgießen bekannt, zwei Metalle,
durch eine Scheidewand getrennt, in die Form zu gießen und dann die Scheidewand
zu entfernen. Hierbei erfolgt jedoch eine Mischung an der Grenzfläche in unerwünscht
hohem Maße.
-
Schließlich ist auch ein .absatzweise arbeitendes Verfahren bekanntgeworden,
bei welchem eine Form, mit einem Metall ausgegossen und dann so weit abgekühlt wird,
bis der äußere Teil erstarrt. Durch Ablassen der innen noch schmelzflüssigen Masse
und Eingießen des zweiten Metalls wird gleichfalls -.;ein plattierter Block erzeugt,
jedoch be-:@ierrscht man hierbei nicht die Stärke der e;rizelnen Metallschichten.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in weiterer Verbesserung derart
ausgeführt «erden, daß erst der äußere Teil gegossen wird, worauf unmittelbar nach
dem ersten Erstarren dieses Teils das Metall oder die Legierung in den ersten Teil
hineingegossen wird. Durch an sich bekannte Mittel kann auch dafür Sorge getragen
werden, daß die flüssigen Gießköpfe sowie die aus den Kokillen austretenden Einzelstränge
und der Gesamtstrang mit Hilfe bekannter 1Mittel gegen Oxydation oder sonstige schädliche
Einflüsse geschützt werden. Das Gießen und Kühlen erfolgt dabei mit solchen Temperaturen,
daß sowohl das Gießen als auch das Erstarren und Verschmelzen bzw. Verschweißen
unter den jeweils günstigsten Bedingungen erfolgen kann. Um etwaige innere Spannungen
nach dem Gießen zu beseitigen, wird man in manchen Fällen das fertige Gußstück einer
Wärmebehandlung unterwerfen; durch diese Maßnahme wird für einen weiteren guten
Verband gesorgt.
-
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung der Zeichnungen, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt
sind.
-
Die Abb. i bis 6 zeigen in senkrechten Längsschnitten verschiedene
Kokillenanordnungen zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung, und die Abb.
7 bis 18 zeigen in Querschnitten eine Reihe verschiedener Gußprofile, die sich mit
3Lm Verfahren nach der Erfindung herstellen lassen, jedoch ließen sich diese Beispiele
noch beliebig vermehren.
-
Bei der Ausführung nach.Abb. i sind zwei Kokillen a und b konzentrisch,
aber in verschiedenen Höhen zueinander angeordnet. Diese Kokillen a und,
b sind mit Kühlmänteln versehen, die mit Kühlmittelzu- und -abführungsleitung,-n
g in Verbindung stehen, wie es bei Kokillen für kontinuierliche Gießverfahren an
sich bekannt ist.
-
In das Innere der Kokillen a- und b sind Zuleitungen lt und
i für die Metalle oder Legierungen geführt. Das Verfahren geht nun folgendermaßen
vor sich: In die Kokille a wird durch die Zuleitung la flüssiges Metall; z. B. Duraluminium,
eingeführt, welches in der Kokille a erstarrt und nach unten irr einem Strang c
austritt. Sobald auf diese Weise der Strang c kontinuierlich die Kokille ä verläßt
und etwa bis zur Unterkante der Kokille b gelangt ist, wird
auch
in diese durch die Zuleitung i der gewünschte Werkstoff für die Umhüllung eingeführt,
z. B. Reinaluminium, welches vielfach gebraucht wird, um Gußkörper aus Duraluininium
gegen die Angriffe der Korrosion zu schützen. Dieser Umhüllungswerkstoff füllt also
den Raum in der Kokille b, soweit er nicht durch den Strang c eingenommen wird,
vollkommen aus und bildet dann die Umhüllung d z. B. gemäß ebb. 7. Da der \@'erkstoff
der Umhüllung in geschmolzenem Zustand auf den oben erstarrten, aber noch «-armen
Gußstrang c trifft, wird sich eine sehr innige Verbindung der Grenzflächen ergeben
und somit an diesen Stellen eine unlösbare Verbindung entstehen, die allen äußeren
Angriffen sicher standhält. Die Spiegelhöhen der flüssigen Metalle oder Legierungen
sollten in den Kokillen a und: b bei f bzw. .e gehalten werden.
-
Bei der Ausführung nach Abb.2 sind die Kokillen a. und b nicht symmetrisch
zueinander angeordnet, so daß also Gußkörper etwa gemäß den Abb. 12, 13, 1.4 und
15 hergestellt «-erden können, bei denen. der eine äußere Teil des Gußstück es aus
einem anderen Werkstoff als der andere äußere Teil besteht. Auch hier «wird erst
in der Kokille a der eine Strang c gegossen. Wenn er beim Verlassen der Kokille
a gerade erstarrt ist, «wird er mit dem in der Kokille b entstehenden Strang d verbunden,
so daß ein innig verbundener Strang c-d entsteht, der je nach der Form der Kokille
den gewünschten Querschnitt hat.
-
Bei der Ausführung. nach Abh.3 ist die Kokillenanordnung derart, daß
erst die äußere Form b gefüllt und in ihr der Strang d gebildet wird, «worauf der
Hohlraum im Innern des Strangkörpers d selbst als Kokille für den mittleren Teil
c des Stranges benutzt wird. Eine solche Ausführung bietet besonders dann Vorteile,
wenn das äußere Metall bzw. die äußere Legierung beim Erstarren stark schrumpft,
da dann für eine sichere Angleichung des Querschnittes des Innenstranges c gesorgt
werden kann, wenn sein Metall oder seine Legierung in den Hohlraum selbst eingebracht
«wird. Die Querschnitte können auch hierbei beliebige Form haben; etwa gemäß den
Abb. 16 bis 18.
-
Die Abb. q. zeigt eine ähnliche Anordnung wie Abb. 3, jedoch mit dem
Unterschied, daß der Querschnitt nicht symmetrisch ausgebildet ist.
-
Abb. 5 zeigt eine Ausführung, bei welcher die äußeren Teile aus verschiedenen
Stoffen hergestellt «-erden sollen. Es sind daher an jeder Seite des mittleren Teiles
mit der Zuleitung lt getrennte Zuleitungen i, und 4 vorgesehen, so daß die Stränge
d, und d2 verschieden geartet sind, wie etwa in den Querschnitten der Abb. 16 bis
18 angedeutet.
-
Bei der Ausführung nach Abb. 6 handelt es sich um den Fall,
daß ein starker Querschnitt des Grundmetalls mit einer nur dünnen überzugschicht
versehen werden soll. Auch hierbei wird in der Kokille a der Grundkörper c gegossen,
und unter der Kokille a befindet sich in bestimmtem Abstand die nur um ein geringes
Maß größere Kokille b, in welcher dann die Umhüllung des Grundkörpers c mit der
Plattierung d erfolgt. Es sind hier besondere Leitvorrichtungen p beliebiger Art
vorgesehen. um die Schmelze für die Umhüllung d in die Kokille
b hineinzubringen.
-
Um eine vollkommen sichere Verschw eißung der beiden Stoffe des endgültigen
Stranges oder sonstigen V erbundgußkörpers zu erreichen und um jede Oxydation oder
sonstige Beeinflussung des erstarrten oder erstarrenden Materials zu erreichen,
können sowohl die Oberflächen der flüssigen GußkÖrper als auch die Flächen der austretenden
Stränge in bekannter Weise mit beliebigen Mitteln geschützt werden. Ferner ist es
hierbei möglich, für jedes Metall bzw. jede Legierung die günstigsten Bedingungen
zu schaffen und während der Arbeit aufrechtzuerhalten.
-
Sollten schließlich durch die Abkühlung in dem aus der Kokille tretenden
Gußstück Spannungen entstehen, so lassen sich diese durch eine nachfolgende Wärmebehandlung
o. dgl. beseitigen oder so weit ausgleichen, daß keine Schädigung eintreten kann.