DE1209254B

DE1209254B - Device for degassing molten metal

Info

Publication number: DE1209254B
Application number: DESCH24965A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich-Wil Rabenau
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1958-11-05
Filing date: 1958-11-05
Publication date: 1966-01-20

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche Kl.: 31c-23/02 German class: 31c-23/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

Sch 24965 VI a/31 c
5. November 1958
20. Januar 1966Sch 24965 VI a / 31 c
5th November 1958
20th January 1966

Die Erfindung befaßt sich mit dem Vergießen von übereutektischen Al-Si-Legierungen mit Si-Gehalten von mindestens 26%.The invention is concerned with the casting of hypereutectic Al-Si alloys with Si contents of at least 26%.

Es ist bekannt, Al-Si-Legierungen, die im allgemeinen noch je 1 % Cu, Ni und Mg enthalten, mit S Si-Gehalten bis zu 26% in Kokillen oder in Sand zu vergießen. Derartige Legierungen eignen sich besonders für den Guß von Kolben für Verbrennungsmotoren, weil mit steigendem Si-Gehalt der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient geringer wird. Dadurch wird das Einbauspiel solcher Leichtmetallkolben in eiserne Zylinder immer mehr herabgesetzt, und ihr Laufspiel und somit der ruhige Lauf des Kolbens entsprechend verbessert. So beträgt zwischen 20 und 200° C der mittlere lineare Wärmeausdehnungskoeffizient bei Al-Si-Legierungen mit 12% Si-Gehalt 21 · 10"^Gcm/^:C, bei 21% Si-Gehalt 18,5 ■ 10"⁶Cm/ = C und bei 25% Si-Gehalt nur noch 16,5 · 10~⁶cm/~C. Erwünscht ist, das Einbauspiel zwischen Leichtmetallkolben und eisernem Zylinder weitestgehend herabzusetzen, also den Wärmeausdehnungskoeffizienten der Kolbenlegierung dem Wert für den Werkstoff des eisernen Zylinders (11 · 10~^Gcm/~C) möglichst anzupassen.It is known to cast Al-Si alloys, which generally contain 1% each of Cu, Ni and Mg, with S Si contents of up to 26% in molds or in sand. Such alloys are particularly suitable for the casting of pistons for internal combustion engines, because the linear thermal expansion coefficient decreases with increasing Si content. As a result, the installation play of such light metal pistons in iron cylinders is reduced more and more, and their running play and thus the smooth running of the piston is improved accordingly. Thus between 20 and 200 ° C, the average linear thermal expansion coefficient at is Al-Si alloys with 12% Si content 21 x 10 ^"G cm / ^C, 21% Si content 18.5 ■ 10" ⁶ cm / = C and with 25% Si content only 16.5 · 10 ~ ⁶ cm / ~ C. It is desirable to reduce the installation clearance between the light metal piston and the iron cylinder as much as possible, i.e. to adapt the coefficient of thermal expansion of the piston alloy to the value for the material of the iron cylinder (11 · 10 ~ ^G cm / ~ C) as far as possible.

Mit steigendem Si-Gehalt solcher Al-Si-Legierungen erhöht sich aber die Gießtemperatur beträchtlich. Dadurch nehmen die Schmelzen einerseits wachsende Gasmengen auf, weiche störende Lunker und Poren im erkalteten Gußstück hervorrufen. Andererseits aber bewirkt eine hohe Gießtemperatur, insbesondere bei mehr als 100 C über dem jeweiligen Liquiduspunkt der betreffenden Legierung, daß die Schmelze feinkörnig erstarrt und das primäre Silizium sich in ihr sehr fein verteilt. Dies wiederum erhöht die mechanische Festigkeit des Gefüges, insbesondere bei Dauerbeanspruchung.As the Si content of such Al-Si alloys increases, however, the casting temperature rises considerably. As a result, on the one hand, the melts absorb increasing amounts of gas, soft, disruptive cavities and pores cause in the cooled casting. On the other hand, however, causes a high casting temperature, in particular at more than 100 C above the respective liquidus point the alloy in question that the melt solidifies fine-grained and the primary silicon is in her very finely divided. This in turn increases the mechanical strength of the structure, especially at Continuous use.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Vorrichtung zum Entgasen von Metallschmelzen, vorzugsweise von übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen mit 26% und mehr Silizium bei Temperaturen, die mindestens 100 "C über dem Liquiduspunkt liegen. Die Vorrichtung zeichnet sich aus durch eine zum Stopfensitz hin verengte Stopfenpfanne und eine hohle, am unteren Ende geschlossene semipermeable Stopfenstange, die an eine Vakuumeinrichtung angeschlossen ist. Es ist zwar bekannt, Al-Schmelzen durch vorherige Behandlung mit Chlor oder anderen Entgasungsmitteln oder durch Evakuieren gasfrei zu vergießen. Dies gelingt aber bei binären Al-Si-Legierungen mit über 26% Si nicht mehr einwandfrei, da diese Si-Gehalte derart hohe Gießtemperaturen verlangen, daß die Schmelze im Zeitraum zwischen der üblichen Entgasung vor dem Vergießen und dem eigentlichen Vorrichtung zum Entgasen von MetallschmelzenThe present invention relates to a device for degassing molten metal, preferably of hypereutectic aluminum-silicon alloys with 26% and more silicon at temperatures which are at least 100 "C above the liquidus point. The device is characterized by a for Stopper seat narrowed towards the stopper cup and a hollow, semi-permeable stopper rod closed at the lower end, which is connected to a vacuum device. Although it is known to have Al smelting through previous Treatment with chlorine or other degassing agents or pouring gas-free by evacuation. In binary Al-Si alloys with more than 26% Si, however, this is no longer possible, since these Si contents Such high casting temperatures require that the melt in the period between the usual Degassing before casting and the actual device for degassing molten metal

Anmelder:Applicant:

Karl SchmidtKarl Schmidt

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,Company with limited liability,

Neckarsulm (Württ.)Neckarsulm (Württ.)

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Ing. Friedrich-Wilhelm Rabenau,Dipl.-Ing. Friedrich-Wilhelm Rabenau,

Neckarsulm (Württ.)Neckarsulm (Württ.)

Vergießen bereits wieder Gas in unzuträglicher Menge aufnimmt. Der Erfindung liegt daher der Gedanke zugrunde, die Schmelze gleichzeitig zu entgasen und zu vergießen. Dies ist aber nur dann möglich, wenn die Schmelze nach der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterhalb des stark oxyd- und gashaltigen Metallspiegels abfließt. Auf diese Weise kann einerseits bei außerordentlich hoher Temperatur gegossen und damit ein sehr feines Korn erzielt, andererseits der Si-Gehalt der binären Al-Si-Legierung auf über 32% gesteigert werden, ohne Lunker und Poren im Gußstück wegen zu hoher Gasaufnahme befürchten zu müssen.Shedding already again absorbs gas in unsuitable quantities. The idea is therefore based on the invention based on degassing and pouring the melt at the same time. But this is only possible if the melt after the device according to the invention below the high oxide and gas-containing metal level drains. In this way, on the one hand, it can be poured at an extremely high temperature and thus a very fine grain is achieved, on the other hand the Si content of the binary Al-Si alloy is increased to over 32% without having to fear cavities and pores in the casting due to excessive gas absorption.

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnerisch erläutert. Die stark überhitzte Schmelze befindet sich in einem offenen Tiegel 1, der an seinem unteren Ende einen verengten Querschnitt 3 besitzt. Während die Schmelze durch den Querschnitts abfließt, wird sie durch eine semipermeable Stopfenstange 4 entgast, die unter Vakuum steht. Die Schmelze fließt sodann durch ein Ventil 2 am Tiegelboden ab. Die Stirnseite des unter Vakuum stehenden Entgasungsrohres 4 kann gleichzeitig als Ventilabschluß ausgebildet sein. Bei dieser Anordnung, bei der jeweils nur eine kleine Schmelzmenge des Tiegelinhalts während des Ausflusses entgast wird, kann vermieden werden, daß der in der Schmelze oftmals vorhandene und erwünschte Mg-Gehalt infolge des tiefer liegenden Verdampfungspunktes von Magnesium unnötig stark reduziert wird.The device according to the invention is illustrated in the drawing. The severely overheated Melt is located in an open crucible 1, which has a narrowed cross section 3 at its lower end owns. As the melt flows through the cross-section, it is passed through a semi-permeable stopper rod 4 degassed, which is under vacuum. The melt then flows through a valve 2 at the bottom of the crucible. The end face of the degassing tube 4, which is under vacuum, can also act as a valve closure be trained. With this arrangement, only a small amount of melting of the crucible contents during each case of the outflow is degassed, it can be avoided that the often present in the melt and the desired Mg content due to the lower evaporation point of magnesium unnecessarily high is reduced.

Claims

Claim:

Device for degassing metal melts, preferably of hypereutectic aluminum

509 779/348

Silicon alloys, with 26% and more silicon at temperatures that are at least 100 ° C above Liquidus point, characterized by a hollow, closed at the lower end semipermeable stopper rod connected to a vacuum device.

Considered publications:
Swiss patents No. 231743, 270 308; U.S. Patent No. 2,821,472;
Journal "Wirtschaft undTechnik", 1957, No.46, p.4; Herrmann, »Manual of Continuous Casting, Düsseldorf 1958, p. 436.

1 sheet of drawings