DE102004045769A1

DE102004045769A1 - Rohrförmige Kokille für den Schleuderguss und Schleudergussform

Info

Publication number: DE102004045769A1
Application number: DE200410045769
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr.-Ing. Gebauer; Frank Prof. Dr.-Ing. Müller; Andre Dipl.-Ing. Winkler
Original assignee: Mpt Praez Steile Mittweid GmbH; Mpt Prazisionsteile Mittweida GmbH
Current assignee: Mpt Praez Steile Mittweid GmbH; Mpt Prazisionsteile Mittweida GmbH
Priority date: 2004-09-18
Filing date: 2004-09-18
Publication date: 2006-03-30
Also published as: WO2006029611A2; WO2006029611A3

Abstract

Die Erfindung betrifft rohrförmige Kokillen für den Schleuderguss zur Herstellung von Körpern aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, Schleudergussformen mit einer derartigen rohrförmigen Kokille, Verfahren zur Herstellung von Körpern im Schleuderguss aus einer Gusslegierung, bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, und Verwendungen einer rohrförmigen Kokille in einer Schleudergussform zur Herstellung von Körpern aus einer Gusslegierung, bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff. Damit ist ein endabmessungsnahes Gießen von Körpern aus einer Gusslegierung, bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, möglich. Die rohrförmige Kokille besteht aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer. Wenigstens auf der die Außenflächen des Körpers bildenden Oberfläche sowohl der rohrförmigen Kokille als auch dem Auswerferdeckel der Schleudergussform befindet sich eine Schicht aus Partikeln aus einem Formtrennstoff aus der Gruppe der Feuerfestmaterialien. Diese Schicht sichert ein leichtes Entfernen des Körpers aus der Schleudergussform.

Description

Die Erfindung betrifft rohrförmige Kokillen für den Schleuderguss zur Herstellung von Körpern aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, Schleudergussformen mit einer rohrförmigen Kokille für die Herstellung von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, Verfahren zur Herstellung von Körpern im Schleuderguss aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff in einer Schleudergussform mit einer rohrförmigen Kokille und Verwendungen einer rohrförmigen Kokille in einer Schleudergussform zur Herstellung von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff.
Schleudergussformen bestehen bekannterweise im wesentlichen aus einem Formträger, der Kokille als Form, einer Auswerfereinrichtung und einem Deckel mit einer Öffnung für die Gießrinne.

Die eingesetzten Kokillen für Schleudergussformen zur Herstellung von Körpern aus Nichteisenmetallen sind aus einem Stahl gefertigt. Derartige Kokillen sind unter anderem durch die Druckschriften DE 1 927 811 A1 (Pulverförmiges Auskleidungsmittel für Schleudergießkokillen) und CH 646 076 A5 (Schlichte für die Herstellung einer Auskleidung einer Schleudergusskokille und Verfahren zur Beschichtung einer Schleudergusskokille) bekannt, wobei Oberflächen mit einem pulverförmigen Auskleidungsmittel als Schlichte versehen werden. Die Verwendung einer Kokille aus Stahl kann dazu führen, dass sich in der äußeren Mantelschicht auch Gaseinschlüsse ausbilden, die durch spanende Abtragverfahren entfernt werden muss. Dadurch sind zusätzliche Arbeitsschritte zur Herstellung der Körper notwendig. Mit dem Einsatz der Schlichte wird versucht, die Stärke der Mantelschicht mit Gaseinschlüssen zu minimieren, so dass sowohl der Zeitaufwand für das Entfernen als auch das abzutragende Material der Körper verringert werden kann. Die verwendete und verschlissene Kokille aus einem Eisenmetall muss aber durch Verfahren der Eisenmetallurgie verwertet werden.

Der in den Patentansprüchen 1, 2, 8 und 10 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleudergussform mit einer rohrförmigen Kokille und eine rohrförmige Kokille für ein endabmessungsnahes Gießen von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1, 2, 8 und 10 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Die rohrförmige Kokillen für den Schleuderguss zur Herstellung von Körpern aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, die Schleudergussformen mit einer rohrförmigen Kokille für die Herstellung von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, die Verfahren zur Herstellung von Körpern im Schleuderguss aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff in einer Schleudergussform mit einer rohrförmigen Kokille und die Verwendungen einer rohrförmigen Kokille in einer Schleudergussform zur Herstellung von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoffzeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass ein endabmessungsnahes Gießen von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoffmöglich ist. Das wird vorteilhafterweise dadurch möglich, dass die rohrförmige Kokille gleichfalls aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer besteht. Es kommt damit ein Nichteisenmetall für die rohrförmige Kokille zum Einsatz. Damit kann die rohrförmige Kokille vorteilhafterweise auch aus dem gleichen Werkstoff wie der durch den Schleuderguss herzustellende Körper bestehen. Wenigstens auf der die Außenflächen des Körpers bildenden Oberflächen sowohl der rohrförmigen Kokille als auch dem Auswerferdeckel der Schleudergussform befindet sich eine Schicht aus Partikeln aus einem Formtrennstoff aus der Gruppe der Feuerfestmaterialien. Diese Schicht sichert das leichte Entfernung des Körpers aus der Schleudergussform.

Das metallische Mehrstoffsystem mit Kupfer zeichnet sich durch eine schnelle Wärmeableitung der Wärme der in die Schleudergussform eingefüllten Schmelze zur Realisierung des Körpers aus. Ein weiterer Vorteil stellt der geringe thermische Verschleiß der rohrförmigen Kokille dar. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die rohrförmige Kokille kostengünstig beim Nutzer selbst hergestellt werden kann. Ein Hersteller bekannter Kokillen aus einem Stahl/Eisenwerkstoff ist nicht notwendig. Gleichzeitig ergeben sich Vorteile bei der Verwertung verschlissener rohrförmiger Kokillen. Der Hersteller der Körper aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer verfügt über die technologischen Möglichkeiten zur Aufbereitung der Ausgangsstoffe, so dass eine verschlissene rohrförmige Kokille aus dem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer leicht einer neuen Nutzung zugeführt werden kann. Der Werkstoff kann dabei sowohl zur Herstellung der Körper oder zur Herstellung einer neuen rohrförmigen Kokille wiederverwendet werden. Dadurch ist eine ökonomische Herstellung der Körper vorhanden. Beim Hersteller der Körper besteht damit eine technologische Kette. Besondere durch die Verwendung eines Stahles hervorgerufene zusätzliche Kosten für eine Herstellung, Bereitstellung und Entsorgung sind nicht mehr vorhanden.

Dadurch ist der Hersteller der Körper weiterhin in der Lage, auch kurzfristig selbst neue oder geänderte rohrförmige Kokillen je nach Bedarf herzustellen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Körper endabmessungsnah hergestellt werden können, so dass kostenintensive Nacharbeiten durch Spanen der Körper als Gusskörper minimiert werden können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 3 bis 7 und 9 angegeben.

Günstige Stoffe für die rohrförmige Kokille sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 eine Kupfer-Zink-, eine Kupfer-Zinn- oder eine Kupfer-Zink-Nickel-Gusslegierung oder nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 CuZn40Pb2.

Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 besteht der Formtrennstoff vorteilhafterweise aus einem Keramikpulver bestehend aus ZrO2, SiO2, Al2O3 einzeln oder in Kombinationen, wobei nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 die Größe der Partikel des Keramikpulvers größer/gleich 20 μm und kleiner/gleich 50 μm ist.

Die die Außenflächen des Körpers bildenden Oberflächen der rohrförmigen Kokille besitzen nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 eine Oberflächenrauigkeit von größer/gleich 30 μm und kleiner/gleich 50 μm, so dass eine gute Haftung der Partikel des Formtrennstoffes gewährleistet ist.

Die Partikel des Formtrennstoffes werden vorteilhafterweise nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 in einer wässrigen Dispersion aufgebracht, wobei die diese Dispersion aufgesprüht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist wird im folgenden näher beschrieben.
Eine rohrförmige Kokille für den Schleuderguss zur Herstellung von Körpern aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, eine Schleudergussform mit einer rohrförmigen Kokille für die Herstellung von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, ein Verfahren zur Herstellung von Körpern im Schleuderguss aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff in einer Schleudergussform mit einer rohrförmigen Kokille und eine Verwendung einer rohrförmigen Kokille in einer Schleudergussform zur Herstellung von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff werden nachfolgend in dem Ausführungsbeispiel zusammen näher erläutert.
Die Schleudergussform besteht im wesentlichen und bekannterweise aus einem Formträger, der Kokille als Form, einer Auswerfereinrichtung und einem Deckel mit einer Öffnung für die Gießrinne.
Eine rohrförmige Kokille für die Herstellung von Körpern aus einer spanbaren Kupfer-Zink-Gusslegierung besteht aus dem gleichen Stoff wie der durch das Schleudergussverfahren herzustellende Körper. Das ist zum Beispiel spanbares CuZn40Pb2.
Wenigstens auf der die Außenflächen des Körpers bildenden Oberflächen sowohl der rohrförmigen Kokille als auch dem Auswerferdeckel der Auswerfereinrichtung der Schleudergussform ist eine Schicht aus Partikeln aus einem Formtrennstoff aus der Gruppe der Feuerfestmaterialien aufgebracht. Der Formtrennstoff ist ein Überzugsstoff aus Partikeln auf der Basis von Keramik bestehend aus ZrO2, SiO2, Al2O3 einzeln oder in Kombinationen, der zum Aufbringen mit Wasser als Trägerflüssigkeit versehen ist. Die Größe der Partikel des Keramikpulvers ist größer/gleich 20 μm und kleiner/gleich 50 μm. Die Trägerflüssigkeit mit den Partikeln wird als Dispersion wenigstens auf die die Außenflächen des Körpers bildenden Oberflächen sowohl der rohrförmigen Kokille als auch der Auswerfereinrichtung aufgesprüht. Vorteilhafterweise weisen diese Oberflächen eine Oberflächenrauigkeit von größer/gleich 30 μm und kleiner/gleich 50 μm auf, so dass ein sicherer Halt der Partikel der Dispersion auf diesen Oberflächen gewährleistet ist. Vor dem Schleuderguss des Körpers wird wenigstens die rohrförmige Kokille auf eine Temperatur von 100°C bis 180°C vorgewärmt.
Dabei bildet sich eine als Schutzschicht wirkende Schicht aus den Partikeln des Formtrennstoffes aus, die eine stabile und temperaturbeständige Schutzschicht darstellt. Nach der Herstellung der Körper können diese durch diese Schutzschicht leicht aus der rohrförmigen Kokille gedrückt werden, so dass eine Mehrfachnutzung der rohrförmigen Kokille gegeben ist.
In Ausführungsformen können die rohrförmigen Kokillen je herzustellenden Körper aus einer spanbaren Kupfer-Zinn- oder einer spanbaren Kupfer-Zink-Nickel-Gusslegierung bestehen.

Claims

Rohrförmige Kokille für den Schleuderguss zur Herstellung von Körpern aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Kokille aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff besteht und dass sich wenigstens auf der die Außenflächen des Körpers bildenden Oberflächen der rohrförmigen Kokille eine Schicht aus Partikeln aus einem Formtrennstoff aus der Gruppe der Feuerfestmaterialien befindet.
Schleudergussform mit einer rohrförmigen Kokille für die Herstellung von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Kokille aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff besteht und dass sich wenigstens auf der die Außenflächen des Körpers bildenden Oberflächen sowohl der rohrförmigen Kokille als auch dem Auswerferdeckel der Schleudergussform eine Schicht aus Partikeln aus einem Formtrennstoff aus der Gruppe der Feuerfestmaterialien befindet.
Rohrförmige Kokille nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Kokille aus einer Kupfer-Zink-, einer Kupfer-Zinn- oder einer Kupfer-Zink-Nickel-Gusslegierung besteht.
Rohrförmige Kokille nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Kokille aus CuZn40Pb2 besteht.
Rohrförmige Kokille nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Formtrennstoff ein Keramikpulver bestehend aus ZrO2, SiO2, Al2O3 einzeln oder in Kombinationen ist.
Rohrförmige Kokille nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Partikel des Keramikpulvers größer/gleich 20 μm und kleiner/gleich 50 μm ist.
Rohrförmige Kokille nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die die Außenflächen des Körpers bildenden Oberflächen der rohrförmigen Kokille eine Oberflächenrauigkeit von größer/gleich 30 μm und kleiner/gleich 50 μm aufweisen.
Verfahren zur Herstellung von Körpern im Schleuderguss aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff in einer Schleudergussform mit einer rohrförmigen Kokille nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schleuderguss des Körpers wenigstens auf die die Außenflächen des Körpers bildenden Oberflächen sowohl der rohrförmigen Kokille als auch dem Auswerferdeckel der Schleudergussform eine Schicht aus Partikeln aus einem Formtrennstoff aus der Gruppe der Feuerfestmaterialien aufgebracht und wenigstens die rohrförmige Kokille auf eine Temperatur von 100°C bis 180°C vorgewärmt wird.
Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel des Formtrennstoffes in einer wässrigen Dispersion aufgebracht werden.
Verwendung einer rohrförmigen Kokille nach Patentanspruch 1 in einer Schleudergussform aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff mit einer Schicht aus Partikeln aus einem Formtrennstoff aus der Gruppe der Feuerfestmaterialien auf wenigstens der die Außenflächen des Körpers bildenden Oberflächen sowohl der rohrförmigen Kokille als auch dem Auswerferdeckel der Schleudergussform zur Herstellung von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff