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Vorgeformte Platten oder Büchsen zum Auskleiden von
Formköpfen oder Warmhauben
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Gussstücken und Ingots aus geschmolzenem Metall.
Es ist bei der Herstellung von Gussstücken und Ingots üblich, beim Kopf der Form oder in einer zu- sammen mit der Form verwendeten Warmhaube eine Materialschichte vorzusehen, welche mindestens einen Damm gegen die freie Ableitung der Wärme aus dem Metall des Kopfes bildet, in der Regel aber diesem Wärme zuführt. Zu diesem Zwecke kann der Kopf der Form oder die Warmhaube mit wärmeiso- lierendem Material, wie z. B. Sand, Schamotte, Schlackenwolle od. dgl., oder mit einer Schichte aus einer Zusammensetzung, deren Bestandteile exotherm reagieren, ausgekleidet sein. In letzterem Falle muss die entwickelte Wärmemenge ausreichen, um die Wärmekapazität der Auskleidung oder der Aus- kleidung und der Form selbst zu decken, oder sie kann auch grösser sein, in welchem Fall dem Metall des
Kopfes Wärme zugeführt wird.
Der Zweck der erwähnten Schichte besteht darin, das Erstarren der Metallschmelze irr Kopf der Form zu verzögern. Wenn das Kopfmetall vorzeitig erstarrt, kann es nicht, wie erforderlich, flüssiges Metall zum Ausgleich der Schrumpfung des Hauptmetallkörpers in die Form liefern, und infolgedessen wird das fertige Gussstück oder der Ingot Fehler, K. B. Lunker, aufweisen.
Die zu dem angegebenen Zweck verwendeten, exotherm reagierenden Zusammensetzungen können aluminothermischer Art sein und aus fein verteiltem Aluminium und aus einem oder mehreren Oxydationsmitteln bestehen. Besonders geeignete Zusammensetzungen sind in der brit. Patentschrift Nr. 627, 678 beschrieben und bestehen aus fein verteiltem Aluminium, einem Oxydationsmittel (z. B. Alkalimetallnitrat oder-chlorat und/oder Eisenoxyd oder Mangandioxyd) in einer Menge, die stöchiometrisch unzureichend ist, um das gesamte vorhandene Aluminium zu oxydieren, und aus einem kleinen Anteil, z. B. zon eines Fluorids, z. B. Natriumaluminiumfluorid, Kryolith oder einem komplexen Fluoridsalz. Es können grössere oder kleinere Fluoridmengen verwendet werden, z.
B. von 0, 1 bis 10 % und auch mehr. Das Fluorid dient zur Steuerung der Empfindlichkeit der Zusammensetzung gegen Entzündung und zur Regelung des Abbrandes.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, Auskleidungen zu verwenden, die Schichten aus den oben erwähnten exothermischen Zusammensetzungen und auf der Rückseite Schichten aus wärmeisolierendem Material aufweisen. Das aus einer einzelnen Schichte oder aus mehreren Schichten bestehende Auskleidungsmaterial kann zu Platten oder Büchsen vorgeformt sein.
Es wurde nun gefunden, dass die Wirksamkeit solcher Schichten und Auskleidungen verbessert werden kann, wenn man eine Schichte aus stark wärmereflektierendem Material innerhalb einer solchen Schichte oder als deren Unterlage verwendet.
Gegenstand der Erfindung sind demgemäss vorgeformte Platten oder Büchsen aus wärmeisolierendem bzw. exotherm reagierendem Material zum Auskleiden von Formköpfen oder Warmhauben zur Herstellung von Ingots oder Gussstücken aus geschmolzenem Material, die sich im wesentlichen dadurch kennzeichnen, dass eine Schichte aus stark wärmereflektierendem Material im Inneren oder auf der Rückseite der Platten oder Büchsen vorgesehen ist.
Die stark wärmereflektierende Schichte kann eine dünne Schichte aus glänzendem Metall sein, z. B.
Aluminiumfolie, Weissblech od. dgl.. oder eine Kunststoffschichte, welche fein verteilte Teilchen eines glänzenden Metalls enthält, z. B. Aluminium, in Kunstharz dispergiert. Statt die beschriebene Schichte als vorgeformten Körper einzubringen, kann sie auch an Ort und Stelle auf der Rückseite angebracht wer-
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den, z. B. durch Bestreichen mit Aluminiumfarbe.
Die wärmereflektierende Schichte kann im Inneren des Körpers aus wärmeisolierendem bzw. exotherm reagierendem Material vorgesehen sein. Wenn die Platte oder Büchse z. B. eine Innenschichte aus exotherm reagierendem Material, die mit der Metallschmelze in Berührung kommt, und eine rückwärtige Schichte aus wärmeisolierendem Material aufweist, so kann die wärmereflektierende Schichte an der Berührungstelle zwischen der exotherm reagierenden und der wärmeisolierenden Schichte angebracht sein. Bei allen Arten der wärmeisolierenden bzw. exotherm reagierenden Auskleidungen kann die wärmereflektierende Schichte auch an derjenigen Fläche des Körpers angebracht werden, die von der Metallschmelze am weitesten entfernt ist.
Wenn die wärmereflektierende Schichte gasdurchlässig ist, ist es vorteilhaft, die Schichte aus wärmeisolierendem oder exotherm reagierendem Material, die zwischen ersterer und der Metallschmelze gelegen ist, ebenfalls stark porös oder mit Durchlässen auszubilden, damit die in der Schichte entstehenden Gase rasch entweichen können.
Beispiel : Die Formen bestanden aus einer zylindrischen Form von 1, 25 cm (1/2 Zoll) Wandstärke und 14, 24 cm (6 Zoll) Innendurchmesser aus einer aluminothermischen Zusammensetzung gemäss der brit. Patentschrift Nr. 627,678 mit einer 2,54 cm (1 Zoll) starken Sandunterlage.
Eine der Formen war umgeben mit einem Stahlzylinder mit schwarzer Oberfläche und die andere mit einem Zylinder aus nicht rostendem Stahl mit hochglanzpolierter Oberfläche.
In jede dieser Formen wurden 21 kg (46 1/2 Pfund) geschmolzenes Kupfer bei 1250u C eingegossen.
Zunächst stieg die Temperatur infolge der aluminothermischen Reaktion an.
Sodann wurden Messungen über die Abkühlgeschwindigkeit des Metalles während des Temperaturabfalles von 1 080 auf 8000 C vorgenommen und festgestellt, dass das Metall in der Form, die mit dem schwarzen Zylinder umkleidet war, in einem Ausmass von 5, 9 C je Sekunde abkühlt, wogegen dasjenige in der Form, die mit dem polierten Zylinder umgeben war, im Ausmasse von ungefähr 4, 60 C pro Sekunde abkühlt. Demgemäss verursachte bei sonst gleichbleibenden Bedingungen die Anwesenheit einer hochglanzpolierten und daher wärmereflektierenden Schichte eine beträchtliche Herabsetzung der Abkühlgeschwindigkeit des Metalles.
PATENTANSPRÜCHE : l. Vorgeformte Platten oder Büchsen aus wärmeisolierendem bzw. exotherm reagierendem Material zum Auskleiden von Formköpfen oder Warmhauben zur Herstellung von Ingots oder Gussstücken aus geschmolzenem Metall, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schichte aus stark wärmereflektierendem Material im Inneren oder auf der Rückseite der Platten oder Büchsen vorgesehen ist.