Claims (5)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Verfahren zum Verbinden von Gusseisenteilen miteinander oder mit Stahlteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile mit einem Material gelötet werden, das mindestens 50 Gewichtsprozente Kupfer enthält, und dass der Lötvorgang in einem Ofen bei einem Druck zwischen KT4 Torr und 100 Torr und bei einer Temperatur zwischen 800° C und 1350° C durchgeführt wird.1. A method of joining cast iron parts to each other or to steel parts, characterized in that the parts are brazed with a material containing at least 50% by weight copper and that the brazing process is carried out in a furnace at a pressure between KT4 Torr and 100 Torr and at a temperature between 800°C and 1350°C.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verbindenden Teile vor Einführung in den Ofen einander gegenüber genau fixiert werden und Lötmaterial in die Nähe der herzustellenden Lötnaht in der Form eines Drahtes, einer Folie oder eine Pulvers oder in einer davon abgeleiteten Form gebracht wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the parts to be connected are precisely fixed in relation to each other before introduction into the furnace and soldering material in the vicinity of the soldering seam to be produced in the form of a wire, a foil or a powder or in a form derived therefrom is brought.
3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Einführung der zu verbindenden Teile in den Ofen der Ofen zunächst entlüftet wird, worauf die Temperatur im Ofen auf den erwünschten Wert erhöht und dann eine Abkühlung, nötigenfalls forciert, bis unterhalb 150° C durchgeführt wird, worauf ein inertes Gas in den Ofen eingeführt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that after the introduction of the parts to be connected into the furnace, the furnace is first vented, whereupon the temperature in the furnace is increased to the desired value and then cooling, if necessary forced, to below 150° C is carried out, after which an inert gas is introduced into the furnace.
4. Verbindung von Gusseisenteilen, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1.4. Connection of cast iron parts, produced by the method according to claim 1.
5. Verbindung von Gusseisenteilen mit Stahlteilen, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1.5. Connection of cast iron parts with steel parts, produced by the method according to claim 1.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Gusseisenteilen miteinander oder mit Stahlteilen, sowie eine nach dem Verfahren hergestellte Verbindung.The invention relates to a method for connecting cast iron parts to one another or to steel parts, and to a connection produced using the method.
Bisher war kein hochwertiges Verfahren zum Verbinden verschiedener Gusseisensorten miteinander und mit Stahlsorten bekannt, das sich in der Reihen- und Massenproduktion durchführen liess.Until now, no high-quality method for joining different types of cast iron to one another and to types of steel that could be carried out in series and mass production was known.
Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zum Verbinden solcher Teile zu schaffen, das tatsächlich in der Reihen- und Massenproduktion durchgeführt werden kann.The invention aims to provide a method for connecting such parts which can actually be carried out in series and mass production.
Nach der Erfindung werden die Teile mit einem Material festgelötet, das mindestens 50 Gewichtsprozent Kupfer enthält, wobei der Lötvorgang in einem Ofen bei einem Druck zwischen 10"4 Torr und 100 Torr und bei einer Temperatur zwischen 800 und 1350° C durchgeführt wird.According to the invention, the parts are brazed with a material containing at least 50% by weight copper, the brazing process being carried out in a furnace at a pressure between 10 -4 Torr and 100 Torr and at a temperature between 800 and 1350°C.
Bei Verwendung eines solchen Verfahrens ergibt sich eine besonders hochwertige Verbindung zwischen den unterschiedlichen Teilen. Die Eigenschaften der Verbindungen sind nahezu gleich denen der zu verbindenden Materialien oder sogar besser als diese. Das Verfahren eignet sich zum Löten aller Art von Gusseisen wie ferritischer, ferritischer und perlitischer, perlitischer und/oder austhenitischer Gusseisen, nicht legierter, niedriglegierter und/oder hochlegierter Gusseisen, von Gusseisen mit Schichtenstruktur und/oder Mischstruktur, wobei diese Gusseisenarten miteinander und/oder mit Materialien aus Stahl verbunden werden können. Da die Erwärmung in einem Ofen erfolgt, ergibt sich eine gleichmässige, allseitige Erhitzung, so dass keine Verformung der zu verbindenden Teile auftritt. Auch Verbindungen an sehr schwer zugänglichen Stellen und Verbindungen von Teilen stark unterschiedlicher Querschnitte sind herstellbar.Using such a method results in a particularly high-quality connection between the different parts. The properties of the connections are almost equal to or even better than those of the materials to be connected. The method is suitable for brazing all types of cast iron such as ferritic, ferritic and pearlitic, pearlitic and/or austenitic cast iron, non-alloy, low-alloy and/or high-alloy cast iron, cast iron with a layered structure and/or mixed structure, these types of cast iron being combined and/or can be connected to steel materials. Since the heating takes place in an oven, the result is even heating from all sides, so that the parts to be connected are not deformed. Connections can also be made in places that are very difficult to access and connections of parts with very different cross-sections.
Die zu verbindenden Teile werden vor der Einführung in den Ofen relativ zueinander genau fixiert. Das Lötmaterial kann in die Nähe der herzustellenden Lötnaht in der Form eines Drahtes, einer Folie oder eines Pulvers oder in einer davon abgeleiteten Form gebracht werden.The parts to be joined are precisely fixed relative to each other prior to introduction into the furnace. The braze material may be placed in the vicinity of the braze joint to be made in the form of a wire, foil or powder or in a form derived therefrom.
Nach der Einführung der zu verbindenden Teile kann zunächst 15 Minuten entlüftet werden, worauf die Temperatur 5 im Ofen auf den erwünschten Wert erhöht wird. Darauf wird, nötigenfalls beschleunigt, bis unterhalb 150° C dadurch abgekühlt, dass ein inertes Gas in den Ofen eingeführt wird. Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist ein Flussmittel entbehrlich. Dadurch wird der Nachteil vermieden, dass an io bestimmte Stellen kein Lot gelangen kann, weil eine zu grosse Menge Flussmittel vorhanden wäre. Die festgelöteten Gegenstände sind nach dem Lötvorgang ganz sauber, so dass sich eine Reinigung erübrigt.After the introduction of the parts to be connected, the air can be ventilated for 15 minutes, after which the temperature 5 in the oven is increased to the desired value. This is followed by cooling, accelerated if necessary, to below 150° C. by introducing an inert gas into the furnace. A flux is unnecessary in the method described above. This avoids the disadvantage that no solder can get to certain points because too large a quantity of flux would be present. The soldered objects are completely clean after the soldering process, so that cleaning is not necessary.
15 Beispiel der mechanischen Eigenschaften15 Example of mechanical properties
Nominale Wie Nach dem Nach demNominal Like After After
Anforde- geliefert Löten Löten und rung GlühenRequire- supplied brazing brazing and annealing
250250
347347
290-324290-324
332332
400400
513513
434-448434-448
493493
1515
1515
11,4-25,311:4-25:3
9,29.2
15-3015-30
1515
15,1-22,715:1-22:7
8,38.3
135-185135-185
183183
170170
170170
180180
Min. 90%at least 90%
oO
0000
90%90%
85%85%
Ferritferrite
Ferritferrite
Ferritferrite
Ferrit ibung eines LötvorgangesFerrite in a soldering process
Auslassventilkörbe Grauguss GG 30; Stahl C 22 Kupfer 99,9%, Rest Unreinheitenexhaust valve cages cast iron GG 30; Steel C 22 copper 99.9%, balance impurities
Die zu lötenden Teile werden mittels eines Chargiergestells in einen Ofen gebracht.The parts to be soldered are placed in a furnace using a charging frame.
45 Thermoelemente werden an die zu lötenden Teile fixiert. Das Lötmaterial wird in Draht- oder Pastenform an den Verbindungsstellen vorab angebracht.45 thermocouples are fixed to the parts to be soldered. The solder material is pre-attached to the connection points in wire or paste form.
Der Lötofen wird sodann evakuiert bis etwa 10~2 mBar.The soldering furnace is then evacuated to about 10~2 mbar.
Dann wird die elektrische Heizung eingeschaltet.Then the electric heater is switched on.
so Der Temperatur-Zeit Zyklus wird von einem Programmgeber gesteuert.so The temperature-time cycle is controlled by a programmer.
Vorheizung bis 1000° C während 1 Stunde zur Durchwärmung.Pre-heating up to 1000° C for 1 hour for thorough heating.
Danach Heizen bis 1100-1200° C und V4 Stunde diese 55 Temperatur halten.Then heat up to 1100-1200° C and keep this temperature for 1/4 hour.
Während des Heizens wird der Druck im Ofen auf etwa IO"1 mBar geregelt.During heating, the pressure in the furnace is regulated to about 10"1 mbar.
Sodann abkühlen bis 1050° C, dann den Ofen mit Stickstoff füllen bis 650 mBar.Then cool down to 1050° C, then fill the furnace with nitrogen up to 650 mbar.
«o Mittels eines Ventilators und Kühlers, die im Ofen angeordnet sind, kann dann beschleunigt bis auf 150° C abgekühlt werden.«o By means of a fan and cooler, which are arranged in the furnace, the cooling can be accelerated down to 150°C.
Der Ofen wird dann mit Stickstoff nachgefüllt bis 1014 mBar, dann geöffnet und entladen.The furnace is then refilled with nitrogen to 1014 mbar, then opened and discharged.
2020
Streckgrenze a 0,2 N/mm2 Zugfestigkeit a B N/mm2Yield point a 0.2 N/mm2 Tensile strength a B N/mm2
25 Bruchdehnung25 elongation at break
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Einschnürungconstriction
%%
Härte 30 HB 3000/10/30 Dauerfestigkeit o F N/mm2 StrukturHardness 30 HB 3000/10/30 Fatigue strength o F N/mm2 Structure
35 -35 -
Besc!desc!
Zu lötende Teile: „Materialien:Parts to be soldered: "Materials:
4040
Lötmaterial:Solder material:
ss