DE1170587B

DE1170587B - Form cover for permanent forms

Info

Publication number: DE1170587B
Application number: DER21371A
Authority: DE
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1956-08-08
Filing date: 1957-06-21
Publication date: 1964-05-21

Description

Formüberzug für Dauerformen Das Vergießen von Eisenlegierungen, von Stählen oder von Gußeisen in Metallkokillen oder in metallische Dauerformen bietet, ganz gleich, ob es sich dabei um einfaches Eingießen in die Form, um Schleudergießen oder um Einspritzen unter Druck handelt, große Schwierigkeiten infolge der Gefahr des Anschweißens der eingegossenen Legierung an der Metallkokille, insbesondere an den heißesten Stellen derselben, d. h., die Form wird durch den Strahl flüssigen Metalls an vorspringenden Teilen angegriffen.Mold coating for permanent molds Casting iron alloys, from Steels or cast iron in metal molds or in permanent metallic forms, regardless of whether it is simply pouring into the mold or centrifugal casting or injection under pressure, great difficulty due to the danger the welding of the cast alloy to the metal mold, in particular in the hottest parts of the same, d. that is, the shape becomes fluid due to the jet Metal attacked on protruding parts.

Man versieht daher die innere Oberfläche der Formen mit einem Überzug. Wenn es sich aber darum handelt, in einem sehr raschen Arbeitstempo zu arbeiten, wobei die einzelnen Abgüsse in der gleichen Form regelmäßig in sehr kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgen, dann führt die übliche überzugstechnik zu keinem zufriedenstellenden Ergebnis. Das Auftragen eines feuerfesten Schlickers führt bei dem jedesmaligen Auftragen mit dem Pinsel oder mit der Spritzpistole infolge des Verdampfens der Trägerflüssigkeit zu einer starken Abkühlung der Oberfläche der Form. Beim Aufspritzen eines geschmolzenen feuerfesten Stoffes, wie z. B. der Tonerde, mittels der Spritzpistole auf die Form vor der Inbetriebnahme derselben bildet sich ein Überzug, der nicht ausreichend fest an der Form haftet und nicht genügend beständig gegenüber dem Wärmestoß beim Gießen ist.The inner surface of the molds is therefore provided with a coating. But when it comes to working at a very fast pace, the individual casts in the same form regularly at very short time intervals successive, then the usual coating technique does not lead to a satisfactory one Result. Applying a refractory slip leads to this every time Apply with a brush or with a spray gun as a result of the evaporation of the Carrier liquid to a strong cooling of the surface of the mold. When spraying a molten refractory material, such as. B. the clay, by means of the spray gun a coating that does not form on the mold before it is put into operation adheres sufficiently firmly to the mold and is not sufficiently resistant to thermal shock when pouring is.

Es sind schon zahlreiche Vorschläge zur Herstellung von dauerhaften Formüberzügen bekanntgeworden. Beispielsweise ist ein Überzug bekannt, der aus einer kollodialen Lösung von Mineralstoffen in Wasser besteht und durch Aufstreichen oder Aufspritzen oder auch Eintauchen der Formteile in die Lösung aufgebracht werden kann.There are already numerous proposals for the production of permanent Form coatings became known. For example, a coating is known that consists of a Colloidal solution of minerals in water is made up by brushing or Spraying or dipping the molded parts into the solution can be applied can.

Um die Abnutzung der Dauerformen zu verringern, wird die Form häufig mit einem Überzug von Chromnickel oder Chrom versehen, der vorzugsweise galvanisch hergestellt ist. Er könnte auch nach dem Metallspritzverfahren aufgebracht werden. Hierbei muß aber jedesmal oder nach wenigen Gießvorgängen eine Schlichte aufgebracht werden, um das Anhaften der Gußstücke an der Form zu verhindern.To reduce the wear and tear of the permanent molds, the mold becomes common provided with a coating of chromium-nickel or chromium, which is preferably galvanic is made. It could also be applied using the metal spray method. Here, however, a size must be applied every time or after a few casting processes to prevent the castings from sticking to the mold.

Der Erfindung ist es gelungen, die erwähnten Probleme zu lösen. Der Formüberzug nach der Erfindung für Dauerformen, der mittels Metallspritzpistole aufgetragen ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die innerste Schicht des aus mehreren nacheinander aufgetragenen Schichten bestehenden Überzugs mindestens 15 % Chrom enthält und daß die äußerste Schicht aus einer metallkeramischen Verbindung von 50 bis 90 % Tonerde und 10 bis 50 % einer Mischung oder Legierung, deren Chromgehalt zwischen 70 und 100% liegt, besteht.The invention has succeeded in solving the problems mentioned. Of the Mold coating according to the invention for permanent molds made by means of a metal spray gun is applied, is characterized in that the innermost layer of several consecutively applied layers consisting of a coating of at least 15% chromium contains and that the outermost layer consists of a metal-ceramic compound of 50 to 90% alumina and 10 to 50% of a mixture or alloy, the chromium content of which is between 70 and 100%.

Vorzugsweise besteht die innerste Schicht ebenfalls aus einer metallkeramischen Verbindung, welche höchstens 20 % Tonerde und mindestens 80 % einer Legierung enthält, die einen Chromgehalt von 70 bis 90 % aufweist.The innermost layer preferably also consists of a metal-ceramic Compound containing a maximum of 20% alumina and at least 80% of an alloy, which has a chromium content of 70 to 90%.

Derartige metallkeramische Verbindungen sind an sich bekannt, wurden aber bisher nur zur Herstellung feuerfester keramischer Gegenstände (auch in Schichten) verwendet, die z. B. chemischen Angriffen bei hohen Temperaturen widerstehen sollen oder als elektrische Widerstände zu dienen haben. Das der Keramik entlehnte Herstellungsverfahren derartiger Werkstücke ist aber von dem Aufbringen einer Mischung ähnlicher Zusammensetzung als Schutzschicht auf eine Metallform mit der Flammspritzpistole verschieden, weil sich die geschmolzenen Tröpfchen an der Dauerform kondensieren und einen fest anhaftenden Überzug bilden.Such metal-ceramic compounds are known per se but so far only for the production of refractory ceramic objects (also in layers) used, the z. B. to withstand chemical attacks at high temperatures or to serve as electrical resistors. The manufacturing process borrowed from ceramics such workpieces is of the application of a mixture of similar composition as a protective layer on a metal mold with the flame spray gun different because the melted droplets condense on the permanent mold and form a firmly adhering Form coating.

Der Übergang zwischen der Metallform und der feuerfesten äußersten Schicht kann weiter noch dadurch verbessert werden, daß Zwischenschichten einer Zusammensetzung gemäß der äußersten oder innersten Schicht oder Zwischenwerten dieser Zusammensetzungen eingeschaltet werden.The transition between the metal mold and the refractory outermost Layer can be further improved by the fact that intermediate layers of a Composition according to the outermost or innermost layer or intermediate values of these Compositions are turned on.

Gegebenenfalls kann dann noch die äußerste Schicht durch einen zusätzlichen feuerfesten Überzug üblicher Art ergänzt werden.If necessary, the outermost layer can then be replaced by an additional one refractory coating of the usual type are supplemented.

Der erfindungsgemäß erziele Schutz von Dauerformen ist insbesondere beim Spritzgießen von Stahl weit besser als bei allen bekannten Verfahren. Dies zeigt sich durch geringen Ausschuß, weil die Werkstücke nicht an der Form anhaften, und durch eine hohe Lebensdauer der Formen auch bei hoher Gießgeschwindigkeit. Beispielsweise lassen sich mit derartig vorbereiteten Dauerformen Kurbelgehäuse mit diffusem Graphit für Kraftfahrzeuge gießen. Die Werkstücke sind nach dem Gießen weiß und können dann durch Tempern graphitisiert werden. Es lassen sich hierbei mindestes hundert Güsse ohne Nacharbeitung der Form vornehmen, während eine unbehandelte Kokille höchstens zehn Güsse aushält.The protection of permanent forms achieved according to the invention is in particular far better in injection molding of steel than in all known processes. this is shown by low scrap, because the workpieces do not adhere to the mold, and by one long mold life even at high casting speeds. For example, permanent molds prepared in this way can be used to create crankcases Pour with diffuse graphite for automobiles. The workpieces are after casting white and can then be graphitized by annealing. It can be here Make at least a hundred casts without reworking the mold, while one is untreated The mold can withstand a maximum of ten casts.

Für die Herstellung der innersten Schicht geht man zweckmäßig von einem entsprechend zusammengesetzten Material in Form dünner Stäbe aus, die durch Auswalzen oder Ziehen, durch Schmelzen und Gießen in Formen oder auch durch Verformen eines Pulvers und anschließendes Sintern erhalten werden. Diese Schicht besteht aus einer relativ feuerfesten Metallegierung oder aus Sinterstoff bzw. einem metallreichen Gemisch aus einem feuerfesten Oxyd und einer Metallegierung. In beiden Fällen ist die Legierung reich an Chrom (beispielsweise 18 bis 80 %); sie wird in der Form von Draht oder von Stäbchen verwendet und mit Hilfe einer Metallspritzpistole bei einer Temperatur, die genügend hoch ist, um die Legierung zum Schmelzen zu bringen, in Tröpfchenform auf die Oberfläche der Metallform geschleudert, wo sich der Metallnebel niederschlägt und einen feinen, sehr fest anhaftenden Überzug bildet. Für diese erste Schicht kann man wahlweise die folgenden Legierungen verwenden: Ferritischen Stahl mit 15 bis 30 % Chrom, austenitischen Nickel-Chrom-Stahl mit 15 bis 30% Chrom, eine Legierung vom Typ 80% Ni, 20% Cr (mit etwa 1 bis 2 % Mn), eine Legierung des Typs 15 bis 30 % Cr, 5 bis 20% Fe, 0 bis 5% W oder Mo, 0 bis 2% Si und Al, Rest Co, eine Legierung bzw. einen Sinterstoff des folgenden Typs: 10 Iris 30% eines der Metalle Molybdän, Wolfram, Nickel, Kobalt, Eisen, 0 bis 20 % Tonerde, Rest Chrom. Die äußerste Schicht, die ebenfalls mit der Metallspritzpistole aufgebracht wird, besteht aus einem an Tonerde reichen Sinterstoff, dessen metallischer Teil reich an Chrom ist und durch eine der folgenden Legierungen: 80 % Cr, 20 % Mo 80% Cr, 20°/o Ni 80% Cr, 20% Co oder jede sonstige Legierung gebildet werden kann, die mehr als 70% Chrom enthält. In diesem Sinterstoff kann der Anteil an der Metallkomponente 10 bis 50 Gewichtsprozent betragen, während der Rest aus Tonerde besteht.For the production of the innermost layer one expediently proceeds from a suitably composed material in the form of thin rods, which through Rolling out or drawing, by melting and pouring into molds or by deforming of a powder and subsequent sintering. This layer consists from a relatively refractory metal alloy or from sintered material or a metal-rich one Mixture of a refractory oxide and a metal alloy. In both cases it is the alloy rich in chromium (e.g. 18 to 80%); it will be in the form wire or chopsticks and with the help of a metal spray gun a temperature high enough to melt the alloy, hurled in droplet form onto the surface of the metal mold, where the metal mist is precipitates and forms a fine, very firmly adhering coating. For this first layer you can choose to use the following alloys: ferritic Steel with 15 to 30% chromium, austenitic nickel-chromium steel with 15 to 30% chromium, an alloy of the type 80% Ni, 20% Cr (with about 1 to 2% Mn), an alloy of the Type 15 to 30% Cr, 5 to 20% Fe, 0 to 5% W or Mo, 0 to 2% Si and Al, remainder Co, an alloy or a sintered material of the following type: 10 Iris 30% of one of the metals molybdenum, tungsten, nickel, cobalt, iron, 0 to 20% alumina, the remainder chromium. The outermost layer, which is also applied with the metal spray gun, consists of a sintered material rich in alumina, the metallic part of which is rich of chromium and one of the following alloys: 80% Cr, 20% Mo 80% Cr, 20% Ni, 80% Cr, 20% Co or any other alloy can be formed that is more contains more than 70% chromium. In this sintered material, the proportion of the metal component 10 to 50 percent by weight, while the remainder consists of clay.

Man kann die Legierung gesondert herstellen, die dann pulverisiert und mit der Tonerde und einem organischen Bindemittel in wäßrigem oder alkoholischem Medium innig unter Pastenbildung vermischt wird, worauf die Paste zu Stäbchen geformt wird; diese letzteren werden anschließend getrocknet, gebrannt und bei hoher Temperatur in einer inerten Atmosphäre, wie z. B. in Wasserstoff, gesintert. Man kann die Legierung aber auch erhalten, indem man die reinen pulverförmigen Metalle direkt mit der Tonerde vermischt und das pulverförmige Gemisch zu der Form von Stäbchen komprimiert, worauf man bei hoher Temperatur in einer inerten Atmosphäre sintert. Diese Verfahren zur Herstellung des Sinterstoffes in Stäbchenform sind jedoch nicht Gegenstand der Erfindung.The alloy can be made separately, which is then pulverized and with the clay and an organic binder in aqueous or alcoholic Medium is intimately mixed to form a paste, whereupon the paste is shaped into sticks will; the latter are then dried, fired and at high temperature in an inert atmosphere, such as B. in hydrogen, sintered. You can do the alloy but also obtained by mixing the pure powdered metals directly with the clay mixed and the powdery mixture compressed into the shape of sticks, whereupon sintering is carried out at high temperature in an inert atmosphere. These procedures for The invention does not, however, relate to the production of the sintered material in the form of rods.

Zumeist genügt die Auskleidung der Form mittels der beiden beschriebenen Schichten. Im Falle einer größeren Anzahl von Schichten können die dazwischenliegenden Schichten von der einen oder der anderen Art sein oder auch eine Zusammensetzung haben, die ein Mittelding zwischen den vorher beschriebenen Schichten darstellt.In most cases, lining the mold by means of the two described is sufficient Layers. In the case of a larger number of layers, the intermediate layers can be used Layers of one kind or another, or even a composite which is something in between the layers described above.

Claims

Claims: 1. Mold coating for permanent molds made by means of a metal spray gun is applied, characterized in that the innermost layer of the several consecutively applied layers consisting of a coating of at least 151 / o chrome contains and that the outermost layer consists of a metal-ceramic compound with 50 to 90% alumina and 10 to 501 / o of a mixture or alloy, its chromium content is between 70 and 100%.

2. Mold cover according to claim 1, characterized in that that the innermost layer consists of a metal-ceramic compound, which Contains a maximum of 20% alumina and at least 801 / o of an alloy with a chromium content from 70 to 90%.

3. Mold coating according to claims 1 and / or 2, characterized by intermediate layers of a composition according to claims 1 and / or 2 or intermediate values of these compositions. Considered publications: German Patent Nos. 394 531, 425 811, 864 6 1 6, 511101, 834 362.