DE1433969B2 - Fluorhaltige schutzschicht fuer giessformen und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

ansonsten bereits eine verhältnismäßig gute Beschaffenheit auf. Eine Schutzschicht aus 100 % AIuminiumfluorid schließlich ergab eine vollkommen glatte und blanke Barrenfläche, die keine Nachbearbeitung erforderte. Durch die Verwendung einer Schutzschicht mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erhalten die Gießblöcke eine sehr glatte Fläche ohne Falten, Brüche oder nichtmetallische Einschüsse, ohne daß irgendeine Absorbtion von Kohlenstoff in beliebiger Form an der Oberflächenschicht stattfände. Außerdem sind die Masseln von den Wandungen der Form leicht zu entfernen. Ein besonderer Vorteil ergibt sich durch die Verwendung der Erfindung im Fall hochlegierter oder sogenannter rostfreier Chrom- und Chromnickelstähle, wo es bislang schwierig war, wesentliche Oberflächendefekte zu vermeiden.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Schutzschicht könnte darauf beruhen, daß die an der Innenfläche der Gießform haftende Schutzschicht die heiße Schmelze in wirksamer Weise von den weniger heißen Wandüngen der Gießform isoliert. Hierdurch wird die Erstarrung der Oberflächenschichten des Metalls wesentlich verzögert, so daß ein sogenannter Kaltfluß bei der Erstarrung des Metalls dicht an den Wandungen der Form vermieden wird. Außerdem haften durch das Eingießen verursachte Metallspritzer nicht an den Wandungen der Form und werden nicht in die Oberflächen der Masseln eingebettet; stattdessen lösen sie sich in der Schmelze auf. Es wurde die Bildung von Gas im Berührungsbereich der Schutzschicht mit heißem, geschmolzenen Stahl beobachtet.

Vor dem Aufbringen der Schutzschicht ist es zweckmäßig, die Wandungen der Gießform auf eine Temperatur von etwa 100 bis 300⁰C aufzuwärmen, so daß die in der Aufschlämmung enthaltene Flüssigkeit rasch verdampft. Es empfiehlt sich dabei eher, die Aufschlämmung aufzusprühen als aufzustreichen, da das Aufsprühen temperaturunabhängiger durchgeführt werden kann und auch bei Temperaturen dicht bei der Zersetzungstemperatur eines möglicherweise in der Aufschlämmung enthaltenen Bindemittels anwendbar ist. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Schutzschicht am Boden der Form dichter zu machen, da diese Fläche unmittelbar dem Strahl des in die Gießform eingegossenen Metalls ausgesetzt ist. Bei Verwendung eines Bindemittels kann die Schutzschicht schichtweise, unter Einschaltung kurzer Trocknungsintervalle, aufgebracht werden.

Folgende Ausführungsbeispiele erfindungsgemäß zusammengesetzter Schutzschichten erwiesen sich als besonders günstig:

1. 100 g ALF₃, 3 H₂O + 100 g Wasser,

2. 100 g Kryolith + 100 g Wasser,

3. 100 g ALF₃, 3 H₂O + 25 g Kryolith + 100 g

Wasser,

4. 100 g ALF₃, 3 H₂O + 1 bis 50 g eines anderen

Metallfluorides + 100 g Wasser,

5. 100 g ALF₃ + 1 bis 50 g Polytetrafluoräthylen-

suspension (30%) + 100 g Wasser, -

6. 100 g ALF₃ + 100 g Polytetrafluoräthylen,

7. 100 g ALF₃ + 100 g Polychlorotrifluoräthylen.

Durch Versuche wurde festgestellt, daß beim Gießen von Chromstahl und Chromnickelstahl die besten Ergebnisse bei Verwendung einer Schutzschicht erzielt werden, die ausschließlich aus Aluminiumfluorid besteht. Beim Gießen nichtlegierter Stähle mit einer geringeren Anfälligkeit für Aufkohlung oder bei Stählen, bei denen eine gewisse Absorption von Kohlenstoff toleriert werden kann, hat sich ein Gemisch von Aluminiumfluorid mit einer bestimmten Menge eines kohlenstoffhaltigen und fluorhaltigen Bindemittels gemäß den vorstehenden Beispielen als günstig erwiesen.

Claims (5)

1 2 Schutzschicht der eingangs genannten Gattung zu Patentansprüche: schaffen, welche eine optimal glatte Oberfläche auf weist und damit die Herstellung sehr glatter Barren in

1. Fluorhaltige Schutzschicht mit Gehalten an der mit der Schutzschicht versehenen Gießform ge-Kryolith oder Cerfluorid oder Calciumfluorid oder 5 stattet.

fluorhaltigem organischen Bindemittel für die Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch geInnenflächen von Gießformen, insbesondere zum löst, daß sie mindestens 50 Gewichtsprozent Alumini-Gießen von Stahl und Stahllegierungen, da- umfluorid enthält, und daß etwaige Zusätze aus durch gekennzeichnet, daß sie min- Kryolith, kleineren Mengen anderer Metallfluoride destens 50 Gewichtsprozent Aluminiumfluorid ent- io und/oder einem organischen fluorhaltigen Bindehält, und daß etwaige Zusätze aus Kryolith, mittel bestehen.

kleineren Mengen anderer Metallfluoride und/oder Ein erfindungsgemäß vorgeschlagenes Verfahren einem organischen fluorhaltigen Bindemittel be- zum Aufbringen einer derartigen Schutzschicht zeichstehen, net sich dadurch aus, daß die Metallfluoride in fein-

2. Schutzschicht nach Anspruch 1, dadurch 15 pulverisierter Form in einer flüchtigen Flüssigkeit, gekennzeichnet, daß in ihr als zusätzliche Metall- beispielsweise Wasser, aufgeschlämmt und durch fluoride eines oder mehrere der Metalle Calcium, Aufsprühen oder Aufstreichen auf die Oberflächen Lithium, Calium, Barium, Natrium, Titan, Kupfer, der Form aufgebracht werden.

Zirkon, Beryllium, Kadmium, Cer und Vanadium Dabei kann es vorgesehen sein, daß das organische

enthalten sind. 20 Bindemittel in Form einer Aufschlämmung zugegeben

3. Schutzschicht nach Anspruch 1, dadurch wird.

gekennzeichnet, daß als fluorhaltiges organisches Es hat sich gezeigt, daß in Gießformen, die mit der

Bindemittel Lack, Firnis oder ein flüssiges Plastik- erfindungsgemäß zusammengesetzten ^Schutzschicht

material, wie Polytetrafluoräthylen oder Polychloro- ausgekleidet sind, Barren oder Gießblöcke mit sehr

trifluoräthylen, vorgesehen ist. 25 glatten Oberflächen herstellen lassen, so daß eine

4. Verfahren zum Aufbringen einer Schutz- Nachbearbeitung der Oberflächen der Barren in vielen schicht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- Fällen überflüssig wird.

zeichnet, daß die Metallfluoride in feinpulverisierter Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der

Form in einer flüchtigen Flüssigkeit, beispielsweise Erfindung ist es vorgesehen, daß in der Schutzschicht

Wasser, aufgeschlämmt und durch Aufsprühen 30 als zusätzliche Metallfluoride eines oder mehrere der

oder Aufstreichen auf die Oberflächen der Form Metalle Calcium, Lithium, Calium, Barium, Natrium,

aufgebracht werden. Titan, Kupfer, Zirkon, Beryllium, Kadmium, Cer

5. Verfahren zum Aufbringen einer Schutz- und Vanadium enthalten sind. Als fluorhaltiges schicht nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch organisches Bindemittel können Lack, Firnis oder ein gekennzeichnet, daß das organische Bindemittel in 35 flüssiges Plastikmaterial, wie Polytetrafluoräthylen oder Form einer Aufschlämmung zugegeben wird. Polychlorotrifluoräthylen vorgesehen sein.

Die vorteilhafte Wirkung der Erfindung gegenüber den bekannten Druckschriften beruht darauf, daß der

Aluminiumfluorid-Anteil in der Schutzschicht min-

40 destens 50% beträgt und etwaige Zusätze derart gewählt sind, daß sie die günstigen Eigenschaften des

Die Erfindung betrifft eine fluorhaltige Schutz- Aluminiumfluorides auf die Oberflächenbeschaffenheit schicht mit Gehalten an Kryolith oder Cerfluorid der Schicht nicht wesentlich verschlechtern. Dabei oder Calciumfluorid oder fluorhaltigem organischen kann Kryolith in Mischung mit dem Aluminiumfluorid Bindemittel für die Innenflächen von Gießformen, 45 verwendet werden, wobei es auch möglich ist, fluorinsbesondere zum Gießen von Stahl und Stahllegie- haltige Bindemittel oder kleinere Mengen anderer rungen, sowie ein Verfahren zum Aufbringen dieser Metallfluoride zuzusetzen. Schutzschicht. Es wurden Vergleichsuntersuchungen durchgeführt,

Durch die britische Patentschrift 930 391 ist bereits bei denen rostfreier Stahl mit einer Abstichtemperatur eine Schutzschicht dieser Art bekanntgeworden, die 5° von 158O⁰C in einer Gießform aus Roheisen gegossen in erster Linie fluor- und kohlenstoffhaltiges Harz worden ist. Anschließend wurde jeweils eine Seitenenthält, welches gegebenenfalls durch Cerfluorid, fläche eines aus der Gießform, die vorher mit Schutz-Calciumfluorid oder Kryolith ersetzt werden kann. schichten verschiedener Zusammensetzungen an ihrer Nach dem Trocknen enthält die bekannte Schutz- Innenfläche ausgekleidet worden war, herausgenomschicht nur wenig Aluminiumfluorid, bei gleichzeitig 55 menen erstarrten Gießblockes untersucht. Die Schutzhohem Gehalt an Natrium-Kryolith, wobei die Innen- schichtmasse wurde dabei in sämtlichen Fällen mit fläche der Schutzschicht verhältnismäßig faltig und Wasser angerührt. Die Untersuchungen haben foluneben ist. Hierdurch wird auch die Oberfläche des gendes ergeben:

in der Gießform herzustellenden Barrens in nach- Bestand die Schutzschicht aus 100 % Calcium-

teiliger Weise uneben. 60 fluorid, so wurde die Barrenfläche faltig und grubig.

Eine weitere bekannte Schutzschicht, die durch die Eine Schutzschicht aus 100 % Natriumfluorid ergab USA.-Patentschrift 3 035 318 bekanntgeworden ist, eine »häutige« Block- bzw. Barrenfläche mit quer enthält bis zu 50 Gewichtsprozent Calciumfluorid. verlaufenden Falten. Auch bei einer Schutzschicht aus Auch bei Verwendung einer derartigen Schutzschicht 17% Natriumsilikat und 83% Aluminiumfluorid wird der Barren faltig und grubig. Ähnliche Nachteile 65 wurde die Barrenfläche »häutig«, wies also Falten auf. gelten auch für die durch die Deutsche Patentschrift Wurden für die Herstellung der Schutzschichten gegen 590 bekanntgewordene Schutzschicht. 33 % Aluminiumpulver und 67 % Kryolith verwendet,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine so war die Barrenfläche zwar etwas uneben, wies aber