AT120002B - Verfahren zur Herstellung von Formgußstücken aus Magnesium und Magnesiumlegierungen in Sandformen. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur   Herstellung von Formgussstücken aus Magnesium lmd Magnesium-   legierungen in Sandformen. 



   Es ist bereits bekannt, das Giessen von leicht oxydierbaren Metallen, insbesondere von Magnesium und seinen Legierungen, in Sandformen unter Verwendung von Schichten durchzuführen, die aus Stoffen bestehen, die in Berührung mit dem geschmolzenen Metall inerte oder leicht oxydierbare Gase oder Dämpfe abgeben, welche sowohl selbst wie in ihren Oxydationsprodukten ohne Einwirkung auf das Metall sind. Unter anderm ist vorgeschlagen worden, für diesen Zweck Schwefel in feiner Verteilung zu verwenden, indem dieser entweder auf die getrocknete Sandform aufgestäubt oder unter Erwärmung derart aufgetragen wird, dass der Schwefel in Form feinster Tröpfchen an der Sandform haften bleibt. Eine noch feinere Verteilung des Schwefels wird durch Auflösung desselben in geeigneten Lösungsmitteln herbeigeführt, die alsdann auf die innere Oberfläche der Sandform aufgebracht werden. 



   In einer weiteren Ausführungsform dieses Verfahrens wird der feuchte Formsand mit solchen Schutzstoffen vermischt, die bei der Erhitzung Gase abgeben, gegen welche an sich oder gegen deren Oxydationsprodukte das Magnesium bis zur Vergiesstemperatur unempfindlich ist. Hiedurch soll unter anderm ein schädlicher Einfluss des aus der Feuchtigkeit der Formen entstehenden Wasserdampfes auf das Metall vermieden werden. 



   Schutzstoffe dieser Art sind neben Schwefel Bikarbonate, Oxalate und Borsäure. Auch Harnstoff ist als geeigneter Sehutzstoff vorgeschlagen worden sowie Mischungen von mehreren der bekannten Stoffe miteinander. 



   Bekanntlich wird Harnstoff unter bestimmten Bedingungen, insbesondere unter der Einwirkung von Wärme, in ein Ammonsalz, nämlich Ammonium-Isozyanat,   übergeführt,   wobei im weiteren Verlauf Ammoniak abgespalten wird. Da auch bei der Verwendung von Harnstoff als Schutzstoff beim Giessen von Magnesiumlegierungen die Entwicklung von Ammoniak festgestellt wurde, lag die Vermutung nahe, dass die Schutzwirkung des Harnstoffs auf die Abspaltung von Ammoniak beruhe. Dies hat dazu geführt, auch die Verwendbarkeit von eigentlichen Ammoniakverbindungen als Schutzstoffe   nachzuprüfen.   



   In diesem Zusammenhang besitzen die Verbindungen des Ammoniaks mit dem Fluor besonderes Interesse. Es ist   nämlich   bereits früher vorgeschlagen worden, Gegenstände aus Magnesium und Magnesiumlegierungen durch Behandlung der metallischen Oberflächen mit Fluoridlösungen gegen korrodierende Einflüsse zu schützen. Diese Schutzwirkung kommt wahrscheinlich dadurch zustande, dass sich auf der Oberfläche der behandelten Gegenstände eine praktisch unlösliche Schutzschicht von Magnesiumfluorid bildet.

   Trifft dies zu, so ist bei der Verwendung von Ammonfluorid als Schutzstoff zu erwarten, dass die Flusssäure, die bei der in Gegenwart der Feuchtigkeit des Formsandes und unter der Einwirkung der Wärme des die Form erfüllenden flüssigen Metalls eintretenden Zersetzung dieses Salzes entbunden wird, ebenfalls zur Bildung derartiger Schutzschichten auf dem erstarrten Gussstück Veranlassung geben wird. 



   Zur Nachprüfung dieser Vermutungen angestellte Versuche mit Ammonfluorid lieferten jedoch zunächst nicht befriedigende Ergebnisse. Während nämlich einerseits die angestrebte Schutzwirkung eintritt, führt die Hygroskopizität des Ammonfluorids unter den Bedingungen des Giessvorganges zu einer allzu raschen Zersetzung des Salzes unter Abspaltung reichlicher Mengen von Ammoniakdampf. Infolgedessen verarmen die Formen alsbald in bezug auf ihren Gehalt an Schutzstoff, und eine Wieder- 

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 Verwendung des Sandes nach einmaligem Gebrauch ohne weitere Zugabe des Salzes erweist sich als undurchführbar. 



   Im weiteren Verlauf der Untersuchungen wurde nun gefunden, dass es andere Ammonfluoridsalze gibt, die diese Nachteile nicht aufweisen. In erster Linie erweist sich das saure Ammonfluorid   (NH4F. HF)   als ein geeigneter Stoff dieser Art. 



   Wird dieses Salz zweckmässig in Mengen von 3 bis 5% dem grünen Formsand zugemischt, so sind die erhaltenen   Gussstücke   in bezug auf ihre Oberflächenbeschaffenheit nicht nur einwandfrei, sondern weisen auch gegenüber Gussstücken, die nach dem bisher üblichen Verfahren hergestellt wurden, eine erhöhte Korrosionsfestigkeit auf, die zweifellos auf die Bildung einer bleibenden fluoridischen Schutzschicht auf dem fertigen Gussstück   zurückzuführen   ist. Eine Zersetzung des dem Sand beigemengten Schutzstoffes unter der Einwirkung der Giesswärme findet hiebei im merklichen Umfange nicht statt, so dass einer wiederholten Verwendung des Sandes nichts im Wege steht. 



   Auch das   Ammonsilit-ofluorid   hat sich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung unter gewissen Voraussetzungen als geeignet erwiesen. In diesem Falle findet durch Umsetzung des Salzes mit der Feuchtigkeit des grünen Sandes ein Zerfall unter Wasserbindung statt, die nach der Gleichung verlaufen dürfte :   (NH,), SiFG-+ 4 H, 0   = 2   NH4F + 4HF   + Si   (OH),.   



  Das hiebei gebildete Ammonfluorid lagert vermutlich einen Teil der Flusssäure an unter Bildung des sauren Salzes, dessen Eignung als Schutzstoff bereits festgestellt wurde. Die gleichzeitig stattfindende Bildung von hydratisierter Kieselsäure führt nun während der Umsetzung zu einem Treiben des Sandes, so dass es sich empfiehlt, um unscharf Formen zu vermeiden, den Sand nach Zumischung des Ammonsilikofluorids einige Zeit lagern zu lassen. Die bei der Umsetzung eintretende Verminderung des Feuehtig- 
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