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Verfahren zur Herstellung von metallischen Gussstücken, wie
Blöcken od. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von metallischen Gussstücken, wie Blöcken od. dgl., die eine äquiaxiale Struktur, frei von grösseren Seigerungen aufweisen, insbesondere aus Schnellarbeitsstählen, mit verbesserten physikalischen Eigenschaften.
Es ist bekannt, dass beim Giessen von Metall in eine Form, insbesondere von Stahl oder Stahllegierungen in Blockformen, Seigerungen rund um die Achse des Gussstückes auftreten. Dies ist dem Umstand zuzuschreiben, dass das Metall in der Blockmitte zuletzt erstarrt. Beispielsweise treten bei Hochleistungstählen (Schnelldrehstählen) grobe Kristalle und zusammenhängende Seigerungen von gröberen Karbiden im Kernstück des Blockes auf, so dass das Gussstück im Kern eine unerwünschte Struktur aufweist. Solche Seigerungen treten in den Hochleistungsstählen wegen der Neigung der Legierungskomponenten, wie W, Mo und Cr, zur Ausscheidung in Form grober Kristalle während des Erstarrungsprozesses auf, insbesondere dann, wenn ein hoher Prozentsatz solcher Legierungszusätze in einem Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt zugegen ist.
Um diese nachteilige Beeinflussung der Struktur zu vermeiden, wurden schon verschiedene Vorschlä- ge gemacht, insbesondere in der Richtung, das Temperaturgefälle quer durch das gegossene Metall herabzusetzen. So wurde schon vorgeschlagen die Formen vorzuwärmen, und gemäss einem andem Vorschlag aber auch empfohlen, eine rasche Abkühlung des gegossenen Metalls durch Kühlen der Form zu bewirken, z. B. durch Giessen in wassergekühlte Blockformen aus Kupfer.
Indessen verläuft auch bei Anwendung der vorerwähnten Massnahmen die Abkühlung von den an der Kokillenwand anliegenden Flächen des gegossenen Metalls gegen die Mitte des Gussstückes. Unabhängig von der Abkühlungsgeschwindigkeit finden sich im Kern immer Ansammlungen ausgeseigerter Karbide.
Der Durchmesser dieser Seigerungszone ist jedoch umso kleiner, je rascher die Abkühlung erfolgt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Giessverfahren für Metalle, insbesondere für Hochleistungsstähle, welches das Auftreten der erwähnten unerwünschten Erscheinungen vermindert oder verhindert und ein Gussstück liefert, das über den ganzen Querschnitt die gleiche Struktur wie im Achsenbereich hat und frei von Schrumpfungshohlräumen ist. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Gussstücke haben einen äusserst hohen Grad von Homogenität sowie gleichmässige physikalische Eigenschaften ; die daraus hergestellten Gegenstände sind gleichmässig in der Struktur und weisen daher weniger weiche Stellen und Gussfehler auf.
Nach dem Verfahren gemäss der Erfindung wird das Metall in eine Form gegossen, in deren Giessraum die Seitenflächen aus aluminothermischem Metall bestehen und der Boden aus aluminothermischem oder aus wärmeisolierendem Material gebildet ist, wobei das aluminothermische Material als Baustoff für die ganze Form oder als Formauskleidung verwendet wird.
Durch die Verhinderung der anfänglichen Abkühlung, die normalerweise immer auftritt, wenn geschmolzenes Metall mit den Formenwänden in Berührung kommt, wird die Neigung zur Bildung von Kristallisationskeimen an der Oberfläche der Formenwände zurückgedrängt und der schmelzflüssige Zustand über eine verlängerte Zeitspanne aufrecht erhalten. Diese Verzögerung der Erstarrung ermöglicht eine gleichmässige Abkühlung der gesamten Metallmasse und führt zu einem über den ganzen Querschnitt gleichmässigen, äquiaxialen Gefüge.
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Gemäss einer bevorzugten AusfUhrungsform wird auf die Wände der Form eine Mischung aufgebracht, deren Komponenten miteinander unter Wärmeentwicklung reagieren, wenn sie durch das geschmolzene Metall auf Reaktionstemperatur erhitzt wurden. Diese exothermischen Gemische können die ganze Form bilden, doch wird es im allgemeinen bevorzugt, sie als Futter in die Form einzusetzen. In diesem Fall ist es zur Vermeidung von Wärmeverlusten zweckmässig, die Formen selbst aus wärmeisolierendem Material herzustellen oder zumindest zwischen Formwand und exothermische Mischung eine Schicht aus wärmeisoIierendem Material einzuschalten.
Das exothermische Gemisch kann bekannter Art sein, wie es für Heizhauben und Giessaufsätze verwendet wird. Die bekannten Thermit-Mischungen sind zwar geeignet, jedoch heftig in ihrer Wirkung, so dass langsamer abbrennende Mischungen bevorzugt werden. Solche Mischungen enthalten im wesentlichen ein leicht oxydierbares Metall, wie Aluminium in Pulver-, Körner- oder k1einstl1ckiger Form oder als Kugelmühlenstaub, sowie ein oder mehrere Oxydationsmittel, z. B. Alkalimetallnitrat, Eisenoxyd, Mangansuperoxyd u. a. m. Die Menge des Oxydationsmittels braucht nicht auszureichen, um das gesamte Aluminium zu oxydieren. Die Mischung kann auch eine kleine Menge, z. B. 0,1-15 Gew.-% eines Fluorids enthalten, z. B. ein Alkalimetallfluorid, Na-Al-Fluorid, K-Al-Fluorid. Siliciumfluorid oder Borfluorid.
Diese Zusammensetzungen können iiblicherweise auch Füllstoffe, wie Sand oder ein anderes feuerfestes Material, sowie ein Bindemittel, wie z. B. Sulfitablauge, Gummi arabicum oder Kaolin, enthalten. Diese Mischungen verbrennen unter Hinterlassung eines zusammenhängenden Rückstandes, der hochwärmeisolie- rend wirkt.
Auch andere Arten exothermischer Stoffe können verwendet werden, z. B. kohlenstoffhaltiges Material, wie Holzkohle oder Koks oder mit Öl getränkter Sand.
Da die meisten exothermischen Stoffe Gase entwickeln und manche von ihnen Luftzufuhr brauchen, damit sie entsprechend verbrennen, ist es vorteilhaft, in der Form Kanäle vorzusehen, durch welche Gas entweichen oder Luft eingeführt werden kann.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung wird daher zweckmässig eine Form verwendet, deren Wände mit Abzugskanälen und einer Auflage aus einem wärmeisolierenden, feuerfesten Material, z. B. Sand, versehen sind, wobei die Dicke der genannten Auflage entsprechend den Anforderungen variieren kann. Auch diese Sandschicht wird mit querliegenden Lüftungskanälen versehen, welche mit den Kanälen in den Formenwänden in Verbindung stehen, jedoch auch mit vertikalen Kanälen, welche an der Basis der Auskleidung oder in deren Nähe beginnen und bis zum oberen Rand der Auskleidung reichen. Auf die Oberfläche der Sandauskleidung wird dann eine Lage des exothermischen Materials aufgebracht, vorzugsweise ein solches, welches an Ort und Stelle eingestampft werden kann. Die so erzeugte exothermische Schicht bildet den Forminnenraum.
Anstatt die exothermische Auskleidung in situ zu bilden, kann sie auch vorgeformr sein, entweder in einem Stück oder in Form von Teilstücken, welche in der Form zusammengefügt werden.
Die Sandschicht und die exothermische Ausfütterung werden im allgemeinen getrennt voneinander ge-
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dem exothermischen Material und die zweite aus Sand bzw. einem andern wärmeisolierenden Material besteht.
Beim Eingiessen des Metalls reagiert das exothermische Material und liefert genügend Wärme, um eine anfängliche Abkühlung des Metalls an den Formenwänden zu verhindern und seine Erstarrung zu verzögern. Das exothermische Material hinterlässt nach dem Abbrennen im allgemeinen einen hoch erhitzten Rückstand, der als guter Wärmeisolator wirkt. Da dieser Rückstand sehr lange heiss bleibt, erlaubt er nur eine langsame Abkühlung des Gusses undverhindertso eine grössere Seigerung im Kernstück des Blockes.
Auf diese Weise entsteht ein Gussstück mit einer feinen äquiaxialen Struktur.
Die Dicke der exothermischen und der wärmeisolierenden Schicht kann in weiten Grenzen schwanken, sie hängt in einem gewissen Grad von den wärmeisolierenden Eigenschaften der letzteren ab. Bei Verwendung einer gut wärmeisolierenden Schicht kann eine dünnere exothermische Schicht verwendet werden als bei einer weniger gut wärmeisolierenden Schicht. Wesentlich ist jedoch, dass eine ausreichende Menge exothermisches Material verwendet wird, damit durch die frei werdende Wärme die anfängliche Abkühlung des Metalls bei der Berührung mit den Formenwänden verhindert wird.
Die Gesamtdicke der Verbundschicht aus exothermischem und wärmeisolierendem Material muss ausserdem ausreichend sein, um den Wärmeübergang vom Metall auf die Form auf ein derart niedriges Ausmass herabzudrücken, dass das normale Wachstum säulenförmiger Kristalle von den Formenwänden zum Zentrum des gegossenen Metalls verhindert wird.
Um Wärmeverluste an der oberen Stirnfläche des Gussstückes zu vermindern, wird zweckmässigerweise
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eine isolierende Abdeckung verwendet. Das kann eine Schicht eines w : mneisolierenden Materia1s oder eine exothermische, die Lunkerbildung verhindernde Substanz sein, von der Art, wie sie gewöhnlich in der Giessereipraxis verwendet wird. Derartiges Material wird auf die Oberfläche des Metalls unmittelbar nach Beendigung des Giessvorganges aufgebracht. Aluminium und Oxydationsmittel enthaltende Mischungen erwiesen sich als hiefür sehr geeignet.
Für manche Zwecke reicht es vollkommen aus, dass der Boden der Form nur aus Sand besteht. Es kann
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wände. auszukleiden. Dabei muss aber die exothermische Schicht von einer tragenden Unterschicht gut gestützt werden, da das Gewicht des Giessmetalls darauf lastet. Wenn amBoden keine exothermische Schicht vorgesehen ist, soll die Dicke der Bodenlage, z. B. aus Sand, grösser sein als die der Wände, um Wärmeverlaste an der Basis des Gusses möglichst niedrig zu halten.
Im allgemeinen wird schon beim Giessen auf eine möglichst einwandfreie Oberfläche des Gussstückes
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welchen die Ko-sten einer maschinellen Bearbeitung sehr hoch sind, aus wirtschaftlichen Gründen höchst erwünscht, schon ! beim Guss eine gute Oberfläche zu erzielen, welche die direkte Verwendung oder weitere Verarbeitung des
Gussstückes in dem beim Guss erhaltenen Zustand zulu.
Wo das geschmolzene Metall direkt mit der exothermischen Schicht an den Formenwänden in Berüh- rung kommt, wird der Oberflächjenendzustand des Gussstückes durch dieses Material beeinflusst, und es wurde gefunden, dass die Beschaffenheit der Oberfläche von der Art des verwendeten exothermischen Ma- terials abhängt. Gussstücke, die in einer mit exothermischem Material ausgekleideten Form erhalten wur- den, erfordern gewöhnlich ein Nachschleifen ihrer Oberfläche.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die aus exothermischem Material bestehenden
Innenwände einer Form mit einem dünnen metallundurchlässigen Material abgedeckt, so dass dieses beim
Giessen im direkten Kontakt mit dem Giessmetall steht.
Solche Abdeckungen können z. B. durch Bestreichen der aus exothermischem Material bestehenden
Innenwände mit in einem geeigneten Träger verteilten Stoffen, wie Glimmer, Graphit oder Zement er- halten werden. Als Träger dient z. B. die Lösung eines Harzes in einem flüchtigen Lösungsmittel, wobei das Harz als Bindemittel wirkt. Die Abdeckung kann aber auch aus Karton, Pappe, Papier, Glas, Glas- fasern, Quarzmehl oder aus einer dünnen Metallfolie oder einem feuerfesten Material hergestellt werden, wobei einzelne dieser Materialien auch mit einem die Entflammbarkeit herabsetzenden Mittelbehandelt werden können. Eine besonders feuerfeste Auskleidung kann in der für die Herstellung von Fräzisionsgiess- formen üblicher Art, beispielsweise durch Umkleiden von aus schmelzbarem Wachs oder erstarrtem Queck - silber, erhalten werden.
Die Oberfläche des fertigen Gussstückes ist, wenn eine solche Auskleidung ver- wendet wurde, von besonders hoher Qualität. Eine solche Auskleidung hat eine gute Masshaltigkeit und gro- sse Widerstandsfähigkeit gegen den Angriff des geschmolzenen Metalls, so dass der damit gegossene Me- tallkörper nach einer einfachen Reinigung direkt verwendet oder weiter verarbeitet werden kann.
Die innere Auskleidung kann, wenn erwünscht, zuerst hergestellt und die exothermische Schicht um diese herum eingeführt werden, es kann aber auch die Auskleidung auf die Oberfläche der vorgeformten
Schicht aus der exothermischen Zusammensetzung aufgebracht werden. Wenn das Futter durch Präzisions- formung (Wachsausschmelzverfahren od. dgL) hergestellt wurde, so kann die aus. exothermischem Mate- rial geformte Schicht für eine zweite derartige Präzisionsformung verwendet werden.
Wird eine Abdeckung der exothermischen Schicht verwendet, so muss sorgfältig verhindert werden, dass diese auf das Giessmetall eine Abschreckwirkung ausübt. Es ist deshalb zweckmässig, ein exothermi- sches Material mit niedriger Zündtemperatur zu verwenden, das sich bereits entzündet, wenn das Metall die dünne Innenauskleidung berührt. Es kann auch so eingerichtet werden, dass das exothermische Material bereits gezündet wird, bevor das Metall eingegossen wird, wenngleich dies im allgemeinen nicht bevor- zugt wird.
Die Angabe, dass die Seitenwände der Form mit Lüftungskanälen versehen sind, ist dahin zu ergän- zen, dass solche Lüftungskanäle in der Form selbst nicht notwendig sind, sobald die exothermischen und die Trägerschichten hinreichend mit vertikalen LüftUngskanälen ausgestattet sind.
Das folgende Beispiel dient der Erläuterung der Erfindung :
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: Es wurde eine Blockform mit quadratischem Querschnitt (17, 8 cm Seitenlänge)messer entstand. Diese Schicht war reichlich mit vertikalen Lüftungskanälen versehen. Die Basis der Form war ebenfalls mit Sand ausgekleidet, die Dicke der Auskleidungsschicht über der Basis betrug ein Vielfaches derjenigen der Auskleidung an den Seitenwänden.
Die Sandwände wurden anschliessend mit einer
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SchichtauseinerexothermischenMischungüberzogen (erhältlichunterderHandelsbezeichnung"Feedex"), bestehend aus :
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<tb>
<tb> Aluminium <SEP> 23. <SEP> Gew.-Teile
<tb> Eisenoxyd <SEP> 5-fitNatriumnitrat <SEP> 10 <SEP> -"- <SEP>
<tb> Fluorid <SEP> 3, <SEP> 5. <SEP> tt- <SEP>
<tb> Bindemittel <SEP> 2-"Füllstoffe <SEP> 56, <SEP> 5
<tb>
Die Dicke der exothermischen Schicht war 1, 6 cm.
Gegossen wurde ein Hochleistungsstalu ; der Giessspiegel wurde mit einer die Lunkerbildung verhindernden Schutzschicht abgedeckt.
Von jedem Ende des gegossenen Blockes wurde ein Querschnitt angefertigt. Beide Querschnitte zeigten bei der mikroskopischen Untersuchung eine feine, gleichmässige äquiaxiale Struktur, frei von üblichen
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Querschnitt des Blockes gleichmässig verteilt.
In einer Abänderung des vorstehenden Beispiels wurde die exothermische Schicht um eine dünne Schicht aus hitzebeständigem Material, die durch Präzisionsformung hergestellt war, eingeformt. Es wurde
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dem ersten Beispiel erhaltenen Block.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist von besonderem Wert bei der Herstellung von Schnellstähle, kann aber allgemein zum Giessen von Metallen und Legierungen, u. zelf, sowohl von Nichteisenmetallen als auch von Eisenmetallen angewendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von metallischen Gussstücken, wie Blocken od. dgL, die eine äquiaxiale Struktur, frei von grösseren Seigerungen aufweisen, insbesondere aus Schnellarbeiisstählen, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall in eine Form gegossen wird, in deren Giessraum die Seitenflächen aus aluminothermischem Material bestehen und der Boden aus aluminothermischem oder aus wärmeisolierendem Material gebildet ist, wobei das aluminothermische Material als Baustoff für die ganze Form oder als Formauskleidung verwendet wird.
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Process for the production of metallic castings such as
Blocks or the like
The invention relates to the production of metallic castings, such as blocks or the like, which have an equiaxial structure, free of major segregation, in particular from high-speed steels, with improved physical properties.
It is known that when metal is poured into a mold, in particular steel or steel alloys in block molds, segregation occurs around the axis of the casting. This is due to the fact that the metal in the middle of the block solidifies last. For example, in high-performance steels (high-speed steels), coarse crystals and cohesive segregations of coarser carbides occur in the core of the block, so that the casting has an undesirable structure in the core. Such segregation occurs in high-performance steels because of the tendency of alloy components such as W, Mo and Cr to precipitate in the form of coarse crystals during the solidification process, especially when a high percentage of such alloying additives are present in a steel with a high carbon content.
In order to avoid this disadvantageous influence on the structure, various proposals have already been made, in particular in the direction of reducing the temperature gradient across the cast metal. It has already been proposed to preheat the molds, and according to another proposal it was also recommended to bring about rapid cooling of the cast metal by cooling the mold, e.g. B. by casting in water-cooled block molds made of copper.
In the meantime, even when the aforementioned measures are used, the cooling of the surfaces of the cast metal resting against the mold wall runs towards the center of the casting. Regardless of the cooling rate, there are always accumulations of segregated carbides in the core.
However, the faster the cooling, the smaller the diameter of this segregation zone.
The subject of the present invention is a casting method for metals, in particular for high-performance steels, which reduces or prevents the occurrence of the undesired phenomena mentioned and provides a casting which has the same structure over the entire cross section as in the axis area and is free from shrinkage cavities. Castings produced by the method according to the invention have an extremely high degree of homogeneity and uniform physical properties; the objects made from it have a uniform structure and therefore have fewer soft spots and casting defects.
According to the method according to the invention, the metal is poured into a mold in whose casting space the side surfaces are made of aluminothermic metal and the bottom is made of aluminothermic or heat-insulating material, the aluminothermic material being used as a building material for the entire mold or as a mold lining .
By preventing the initial cooling that normally occurs when molten metal comes into contact with the mold walls, the tendency for nuclei to form on the surface of the mold walls is reduced and the molten state is maintained for an extended period of time. This delay in solidification enables uniform cooling of the entire metal mass and leads to an equiaxed structure that is uniform over the entire cross section.
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According to a preferred embodiment, a mixture is applied to the walls of the mold, the components of which react with one another, generating heat when they are heated to reaction temperature by the molten metal. These exothermic mixtures can form the whole mold, but it is generally preferred to use them as feed in the mold. In this case, in order to avoid heat losses, it is advisable to manufacture the molds themselves from heat-insulating material or at least to insert a layer of heat-insulating material between the mold wall and the exothermic mixture.
The exothermic mixture can be of a known type, such as is used for heating mantles and pouring attachments. The known thermite mixtures are suitable, but their effect is violent, so that mixtures that burn off more slowly are preferred. Such mixtures essentially contain an easily oxidizable metal, such as aluminum in powder, granular or chunky form or as ball mill dust, as well as one or more oxidizing agents, e.g. B. alkali metal nitrate, iron oxide, manganese peroxide u. a. m. The amount of oxidizing agent need not be sufficient to oxidize all of the aluminum. The mixture can also contain a small amount, e.g. B. 0.1-15 wt .-% of a fluoride, e.g. B. an alkali metal fluoride, Na-Al fluoride, K-Al fluoride. Silicon fluoride or boron fluoride.
These compositions can usually also contain fillers such as sand or other refractory material, as well as a binder such as e.g. B. Sulphite liquor, gum arabic or kaolin contain. These mixtures burn, leaving behind a coherent residue that has a highly heat-insulating effect.
Other types of exotherms can also be used, e.g. B. carbonaceous material such as charcoal or coke or oil soaked sand.
Since most exothermic substances evolve gases and some of them need a supply of air in order for them to burn appropriately, it is advantageous to provide channels in the mold through which gas can escape or air can be introduced.
To carry out the method according to the invention, a form is therefore expediently used, the walls of which are provided with flues and a support made of a heat-insulating, fire-resistant material, e.g. B. sand, are provided, wherein the thickness of said edition can vary according to the requirements. This sand layer is also provided with transverse ventilation channels which are connected to the channels in the mold walls, but also with vertical channels which begin at the base of the lining or in its vicinity and extend to the upper edge of the lining. A layer of the exothermic material is then applied to the surface of the sand lining, preferably one which can be tamped in place. The exothermic layer created in this way forms the interior of the mold.
Instead of forming the exothermic liner in situ, it can also be preformed, either in one piece or in the form of pieces which are joined together in the mold.
The sand layer and the exothermic lining are generally separated from each other.
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the exothermic material and the second consists of sand or another heat insulating material.
When the metal is poured, the exothermic material reacts and supplies enough heat to prevent the metal from cooling initially on the mold walls and to delay its solidification. The exothermic material generally leaves a highly heated residue after burning which acts as a good thermal insulator. Since this residue remains hot for a very long time, it only allows the casting to cool slowly and thus prevents greater segregation in the core of the block.
This creates a casting with a fine equiaxed structure.
The thickness of the exothermic and the heat-insulating layer can vary within wide limits, it depends to a certain extent on the heat-insulating properties of the latter. If a layer with good heat insulation is used, a thinner exothermic layer can be used than with a layer with less good heat insulation. However, it is essential that a sufficient quantity of exothermic material is used so that the heat released prevents the metal from initially cooling down when it comes into contact with the mold walls.
The total thickness of the composite layer of exothermic and heat-insulating material must also be sufficient to suppress the heat transfer from the metal to the mold to such a low level that the normal growth of columnar crystals from the mold walls to the center of the cast metal is prevented.
In order to reduce heat losses on the upper end face of the casting, it is expedient
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an insulating cover is used. This can be a layer of thermal insulating material or an exothermic substance that prevents the formation of cavities, of the kind commonly used in foundry practice. Such material is applied to the surface of the metal immediately after the end of the casting process. Mixtures containing aluminum and oxidizing agents were found to be very suitable for this purpose.
For some purposes it is quite sufficient that the bottom of the mold consists only of sand. It can
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walls. to undress. However, the exothermic layer must be well supported by a load-bearing lower layer, since the weight of the casting metal is on it. If no exothermic layer is provided on the floor, the thickness of the floor layer, e.g. B. made of sand, be larger than that of the walls, in order to keep heat storage at the base of the cast as low as possible.
In general, the casting is carried out on a surface of the casting that is as perfect as possible
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for whom the costs of machining are very high, highly desirable for economic reasons, yes! to achieve a good surface during casting, which allows direct use or further processing of the
Casting in the condition obtained during casting Zulu.
Where the molten metal comes into direct contact with the exothermic layer on the mold walls, the surface finish of the casting is influenced by this material and it has been found that the nature of the surface depends on the type of exothermic material used. Castings obtained in a mold lined with exothermic material usually require their surface to be regrinded.
According to a further feature of the invention are those made of exothermic material
Inner walls of a mold covered with a thin metal-impermeable material, so that this when
Casting is in direct contact with the casting metal.
Such covers can e.g. B. by painting the existing exothermic material
Inner walls can be obtained with substances such as mica, graphite or cement distributed in a suitable carrier. As a carrier z. B. the solution of a resin in a volatile solvent, the resin acting as a binder. The cover can also be made from cardboard, cardboard, paper, glass, glass fibers, quartz powder or from a thin metal foil or a refractory material, with some of these materials also being able to be treated with an agent that reduces flammability. A particularly refractory lining can be obtained in the manner customary for the production of milled casting molds, for example by covering with meltable wax or solidified mercury.
If such a lining was used, the surface of the finished casting is of particularly high quality. Such a lining has good dimensional stability and great resistance to attack by the molten metal, so that the metal body cast with it can be used directly or further processed after simple cleaning.
The inner liner can, if desired, be made first and the exothermic layer introduced around it, or the liner can be applied to the surface of the preformed
Layer of the exothermic composition are applied. If the chuck has been manufactured by precision molding (lost wax casting or the like), it can be made from. Exothermic material formed layer can be used for a second such precision molding.
If a cover is used for the exothermic layer, care must be taken to prevent it from exerting a quenching effect on the casting metal. It is therefore advisable to use an exothermic material with a low ignition temperature that ignites as soon as the metal touches the thin inner lining. It can also be arranged so that the exothermic material is ignited before the metal is poured in, although this is generally not preferred.
The statement that the side walls of the mold are provided with ventilation channels should be added to the fact that such ventilation channels are not necessary in the mold itself as soon as the exothermic and the carrier layers are adequately equipped with vertical ventilation channels.
The following example serves to explain the invention:
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: A block shape with a square cross-section (17.8 cm side length) knife was created. This layer was abundantly provided with vertical ventilation ducts. The base of the mold was also lined with sand, the thickness of the lining layer over the base being many times that of the lining on the side walls.
The sand walls were then with a
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Layer coated with an exothermic mixture (available under the trade name "Feedex"), consisting of:
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<tb>
<tb> Aluminum <SEP> 23. <SEP> parts by weight
<tb> Iron oxide <SEP> 5-fit sodium nitrate <SEP> 10 <SEP> - "- <SEP>
<tb> Fluoride <SEP> 3, <SEP> 5. <SEP> tt- <SEP>
<tb> binders <SEP> 2- "fillers <SEP> 56, <SEP> 5
<tb>
The thickness of the exothermic layer was 1.6 cm.
A high-performance stalu was poured; the casting level was covered with a protective layer preventing the formation of cavities.
A cross-section was made of each end of the cast block. On microscopic examination, both cross-sections showed a fine, uniform equiaxed structure, free of the usual
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Cross-section of the block evenly distributed.
In a modification of the above example, the exothermic layer was molded around a thin layer of refractory material made by precision molding. It was
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the block obtained in the first example.
The method according to the invention is of particular value in the production of high-speed steels, but can generally be used for casting metals and alloys, and the like. zelf, of both non-ferrous metals and ferrous metals.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the production of metallic castings, such as blocks or the like, which have an equiaxial structure, free of major segregation, in particular from high-speed steels, characterized in that the metal is poured into a mold in whose casting space the side surfaces made of aluminothermic material and the bottom is made of aluminothermic or heat-insulating material, the aluminothermic material being used as a building material for the entire mold or as a mold lining.