DD229278A3 - Druckgussverfahren fuer leichtmetalle und deren legierungen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Druckgussverfahren fuer Leichtmetalle und deren Legierungen, welches vor allem bei der Herstellung von Druckgussteilen aus Aluminium, Aluminiumlegierungen und Zink angewendet wird. Ziel und Aufgabenstellung der Erfindung bestehen darin, durch die Schaffung von homogenen, fest haftenden und rueckstandsarmen Trennmittelschichten auf den Arbeitsflaechen der Druckgussformen die Durchfuehrung des Druckgussverfahrens zu verbessern und gleichzeitig die Voraussetzung fuer eine Automatisierung zu schaffen. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass auf die Arbeitsflaechen der Druckgussformen ein Formtrennmittel aufgebracht wird, welches aus einer Kombination von waessrigen Loesungen bzw. Dispersionen aus mindestens einem Carboxylat von Metallen der I. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente und mindestens einem Carboxylat von Metallen der II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente bzw. von Zink und einem System aus zwei- und dreiwertigen Alkoholen besteht.
Description
Die Erfindung betrifft ein Druckgußverfahren für Leichtmetalle und deren Legierungen, welches vor allem bei der Herstellung von Druckgußteilen aus Aluminium, Aluminiumlegierungen und Zink angewendet wird. c
- 2 - 258 516 O
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Beim Druckgußverfahren werden schmelzflüssige Leichtmetalle bzw. deren Legierungen mittels Druckgußmaschinen zu entsprechenden Druckgußteilen verarbeitet. Eine der kritischsten Verfahrensstufen ist dabei die Trennung der geformten Teile von der Druckgußform. Deshalb ist es erforderlich, vor dem Einbringen des schmelzflüssigen Metalls in die Druckgußform deren Arbeitsflächen mit einem Formtrennmittel zu behandeln, um ein Anhaften des Gußmaterials zu verhindern und ein gutes Entformen der Druckgußteile zu gewährleisten.
In der einschlägigen Literatur werden eine Reihe von Verfahren beschrieben, bei welchen für die Behandlung der Druckgußformen feste, pastöse oder flüssige Trennmittelkombinationen zum Einsatz gelangen. Dabei werden flüssige Trennmittel wegen der günstigeren Anwendungsmöglichkeiten bevorzugt.
Als Trennsubstanzen werden hauptsächlich Graphit, Molybdän- oder Wolframdisulfid, Metallpulver oder organische Substanzen wie Silikone, schwefel- oder halogenhaltige Verbindungen u. ä. eingesetzt, welche in die entsprechenden Trägermedieix wie Öle und Wasser bzw. deren Gemische u. ä. eingearbeitet werden.
Im Buch von Reimer "Druckguß" (2. Auflage, München: Hanser—Verlag 1968, Seite 224) wird auf den Einsatz von Zinkstearat als geeignetes Formtrennmittel hingewiesen..
Bei der alleinigen Anwendung von Metallsalzen aliphatischer Karbonsäuren ist allerdings der eintretende Schmier- bzw. Trenneffekt äußerst unbefriedigend. Mit festen oder pastösen Metallseifen ist keine einheitliche Bedeckung der gesamten Formoberfläche möglich. Problematisch ist außerdem die Einarbeitung von Metallsalzen aliphatischer Karbonsäuren in disperse Systeme bzw. bei der Herstellung von deren Lösungen zum Zwecke der besseren Applizier- und Verteilbarkeit der Wirksubstanzen.
In der US-PS 4 212 750 wird ein Verfahren beschrieben, bei welchem durch Einsatz von Polyalkylenglykol in Verbindung mit Chlorparaffin bzw. sulfurierten oder chlorierten Fettsäureestern und anderen Zusatzstoffen wäßrige Emulsionen mit schmierenden bzw. formtrennenden Eigenschaften erhalten werden.
- 3 - 258 516
Die Stabilitätsprobleme bei derartigen Kombinationen führen vor allem be.i den hohen Arbeitstemperaturen und bei komplizierten Gußformen zu einer ungleichmäßigen Bedeckung der Formoberflächen mit trennwirksamer Substanz und damit zu Schwierigkeiten bei der Entformung. Des weiteren bilden schwefel- oder halogenhaltige Substanzen aggressive Zersetzungsprodukte, die zu Korrosionserscheinungen auf den Druckgußformen führen.
Bei der Anwendung von festen oder pastösen Formtrennmitteln oder von instabilen Trennmitteldispersionen ist die Durchführung eines automatisierten Druckgußprozesses aus den o. g. Gründen nicht möglich bzw. nur schwer realisierbar. Gleichzeitig bilden sich durch den Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen und aus den Zersetzungsprodukten auf den Formoberflächen unerwünschte Rückstände, die zu weiteren technologischen Schwierigkeiten, insbesondere zu Qualitätsproblemen am Urformwerkzeug und am Druckgußteil, führen und erhebliche Aufwendungen bei der Instandhaltung der Gußformen erfordern.
Schließlich erhalten die Oberflächen der Druckgußteile ein uneinheitliches Aussehen und die Beseitigung der Rückstände erfordert einen intensiven Waschprozeß der Gußteile.
Eine Reihe von Trennmittelkombinationen, insbesondere öl—, wachs- und halogenhaltige, besitzen zusätzlich den Nachteil, daß erhebliche Probleme bezüglich des Gesundheits-, Arbeits- und Brandschutzes auftreten.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die dem bekannten Stand der Technik anhaftenden Mängel, insbesondere die aus den unzureichenden Trennmittelkombinationen resultierenden Technologischen Probleme bei der Durchführung des Druckgußverfahrens, weitestgehend abzustellen bzw. zu beseitigen und die Voraussetzungen für eine Automatisierung des Druckgußverfahrens für Leichtmetalle und deren Legierungen zu schaffen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, homogene, fest haftende und rückstandsarme Trennmittelschichten aus den Arbeitsflächen der Druckgußformen zu schaffen, welche den Anforderungen des Druckgußverfahrens für Leichtmetalle und deren Legierungen gemäß vorstehender Zielstellung entsprechen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf die Arbeitsflächen der Druckgußformen ein Formtrennmittel aufgebracht wird, welches aus einer Kombination von wäßrigen Lösungen bzw. Dispersionen aus mindestens einem Carboxylat von Metallen der I. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente und mindestens einem Carboxylat von Metallen der II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente bzw. von Zink und einem System aus zwei- und "dreiwertigen Alkoholen besteht.
Es hat sich weiterhin als zweckmäßig herausgestellt, wenn die Carboxylate aus den Salzen von Metallen der I. und II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente bzw. von Zink mit aliphatischen Karbonsäuren mit mehr als 10 C-Atomen bestehen.
Ferner hat sich als günstig erwiesen, wenn das System aus zwei- und dreiwertigen Alkoholen aus Glyzerin und einem Diol besteht, wobei sich die Ethylenglykole als besonders vorteilhaft herausgestellt haben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Formtrennmittel in beliebigem Verhältnis mit Wasser mischbar und wird·vorzugsweise durch Aufsprühen auf die Arbeitsflächen der Druckgußformen aufgebracht, wobei durch die Wasserverdampfung eine homogene, fest haftende und rückstandsarme Trennmittelschicht erzeugt wird.
Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:
Für den Druckguß von Reinaluminium wird eine Druckgußform aus Stahl mit einem Trennmittel folgender Zusammensetzung eingesprüht:
- 5 - 258 516
Kaliumpalmitratlösung 10%ig 15 Teile Lithiumstearatdispersion 40%ig 50 Teile Calciumstearatdispersion 30%ig 10 Teile Glyzerin 10 Teile
Monoethylenglykol 15 Teile
Verdünnung mit Wasser 1:10
Es bildet sich eine homogene, fest haftende und klare Trennmittelschicht, die eine gute Entformung der Druckgußteile ermöglicht. Die Rückstände auf der Druckgußform sind gering und leicht entfernbar. Die Druckgußteile weisen eine gute Oberflächenqualität auf.
Für den Druckguß einer Aluminiumlegierung GD AlSi9Cu1 wird eine Druckgußform aus Stahl mit folgender Trennmittelkombination eingesprüht :
Natriumoleatlösung 10%ig 15 Teile
Calciumsteareatdispersion 30%ig 50 Teile Magnesiumoleatdispersion 30%ig 5 Teile Glyzerin 10 Teile
Polyethylenglykol MG 200 15 Teile
Verdünnung mit Wasser 1:15
Es bildet sich ein klarer, einheitlicher und gut haftender Trennmittelfilm, der eine sehr gute Entformung der Druckgußteile ermöglicht .
Die Rückstände auf der Druckgußform sind gering, die Oberflächenqualität der Druckgußteile ist sehr gut.
Für den Druckguß einer Aluminiumlegierung GD AlSiIOMg wird für das Einsprühen der Druckgußform folgende Trennmittelkombination verwendet:
Kaliumoleatlösung 10%ig 15 Teile
Calciumsteareatdispersion 50%ig 50 Teile Glyzerin 3 Teile
Triglykol t 5 Teile
Verdünnung mit Wasser 1:20
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Es bildet sich eine klare, gut haftende und homogene Trennmittelschicht. Eine ausgezeichnete Entformung der Druckgußteile ist auch im Dauerbetrieb gewährleistet.
Die Rückstandsbildung auf der Form ist minimal, die Druckgußteile weisen eine qualitativ sehr gute Oberfläche auf.
Für den Druckguß von Reinzink wird eine Druckgußform mit einem Trennmittel folgender Zusammensetzung eingesprüht: Natriumstearatlösung 10%ig · 60 Teile Zinkmyristatdispersion 40%ig 20 Teile Glyzerin 5 Teile
Butylglykol 10 Teile
Verdünnung mit Wasser 1 :30
Der einheitliche, klare und fest haftende Trennmittelfilm gewährleistet eine gute Entformung der Druckgußteile.
Bei geringen und.leicht entfernbaren Rückständen zeigen die Gußteile eine gute Oberflächenqualität.
Claims (4)
- - 1 - 258 516Erfindungsansprüche:1. Druckgußverfahren für Leichtmetalle und deren Legierungen, bei dem auf die Arbeitsflächen der Druckgußformen ein Formtrennmittel aufgebracht wird, welches Metallsalze von aliphatischen Karbonsäuren und mehrwertige Alkohole enthält, dadurch gekennzeichnet , daß als Formtrennmittel eine Kombination aus den wäßrigen Lösungen bzw. Dispersionen von mindestens einem Carboxylat von Metallen der I. Hauptgruppe des Periodensystems der
Elemente und mindestens einem Carboxylat von Metallen derII. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente bzw. von Zink und einem System aus zwei- und dreiwertigen Alkoholen verwendet wird. - 2. Druckgußverfahren für Leichtmetalle und deren Legierungen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Carboxylate aus den
Salzen von Metallen der I. und II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente bzw. von Zink mit aliphatischen Karbonsäuren mit mehr als 10 C-Atomen bestehen. - 3. Druckgußverfahren für Leichtmetalle und deren Legierungen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System aus zwei- und
dreiwertigen Alkoholen aus Glyzerin und einem Diol, vorzugsweise einem Ethylenglykol, besteht. - 4. Druckgußverfahren für Leichtmetalle und deren Legierungen nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Formtrennmittel in beliebigem Verhältnis mit Wasser mischbar ist und vorzugsweise durch Aufsprühen auf die Formoberflächen aufgebracht
wird.
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