DE1771500C - Behandlungsmittel für Metalloberflächen von Formen od. dgl. sowie Verfahren zum Aufbringen des Mittels - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Behandlungs- oder überzugsmittel für Metalloberflächen von Formen, Kokillen, Düsen sowie Form- und Kernkästen, wie sie für die Herstellung von Kernen mit sogenannten heißen Kästen in der Gießereiindustrie Anwendung finden. Die Erfindung wird insbesondere mit Bezug auf die Anwendung in der Gießereiindustrie beschrieben, es ist jedoch ersichtlich, daß die Erfindung allgemein anwendungsfähig ist, z. B. auch bei dem Formen von Glas, Kunststoffmaterialien und Kautschuk.

Die Aufbringung von Überzügen auf die Metalloberflächen von solchen Formen dient zwei Hauptzwecken :

1. Es wird ein Überzug von isolierendem Material aufgebracht und so ein zu großer Wärmeübergang von dem zu formenden oder zu gießenden Material in der Form oder dem Dauerform-Gußstück zu der Form oder Kokille selbst verhindert, und ΐ.ο

2. es wird eine Trennschicht erhalten, um zu verhindern, daß die Form oder KoIiIIe an dem zu formenden Material oder dem Gußstück klebt oder daran »geschweißt" wird, und dadurch die Oberflächenbeschaffenheit des gegossenen oder geformten Gegenstands verbessert.

Es sind verschiedene Behandlungs- eder Überzugsmittel für diesen Zweck bekannt, die jedoch sämtlich an gcw'ssen Nachteilen leiden, obwohl sie teilweise eine gute Isolierungswirkung oder eine gute Trennwirkung ausüben.

Es sind Silicone angewendet worden, die gut als Kokillenisolier- und -schmiermittel und als Formtrennmittel wirken. Es ist jedoch gefunden worden, daß die Haftung von Farben an Gußstücken, die unter Verwendung von siliconüberzogenen Kokillen ge gössen worden sind, herabgesetzt werden kann, und zwar zuweilen so weitgehend, daß die Gußstücke einer besonderen Behandlung unterworfen werden müssen, +0 um sie für Anstriche vorzubereiten.

Wachs- oder Schmierfettzubereitungen haben die Neigung, das Gußstück zu verflecken, während Suspensionen aus z. B. Graphit. Talk, Glimmer oder anderen feinzcrteilten feuerfesten Materialien in Wasser, Ölen oder anderen organischen Flüssigkeiten dazu neigen, Ablagerungen auf der Kokille oder Form aufzubauen oder bei dem fertigen Gußstück oder Formling Ungcnauigkeiicn hinsichtlich der Abmessungen zu verursachen.

Der Hauptnachteil sämtlicher vorgenannten Überzüge besteht jedoch darin, daß ein häufiges Wiederaufbringen, im allgemeinen nach zwei oder drei Arbeitsvorgängen, erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Behandlungsmittels für Metalloberflächen von Formen, Kokillen, Düsen, Form- und Kernkästen, das nicht die Nachteile der bekannten Überzugs- oder Behandlungsmittel aufweist und bei dessen Anwendung eine Erneuerung der überzüge auf den Metalloberflächen der Formen od. dgl. erst nach einer großen Anzahl von Arbeitsvorgängen notwendig wird.

Das Behandlungsmittel gemäß der Erfindung für Metalloberflächen von Formen, Kokillen, Form- und Kernkasten, die im Gebrauch mit dem zu formenden «s oder zu gießenden Material in Berührung kommen und Arbeitstemperaturen bis 540 C aufweisen, ist dadurch gekennzeichnet, da(j es ein Phthalocyanin enthält.

Der Ausdruck «Phthalocyanin« umfaßt Phthalocyanin selbst, d. h. die metallfreie Substanz, oder Natrium-, Kilium-, Calcium-, Barium- o.ler Cudmiumphthalocyanin (diese Metallphthalocyanine sind zu metallfreien Phthalocyaninen mittels Säuren oder sogar mittels Wasser leicht zersetzbar) oder eine entsprechende Verbindung, die einen oder mehrere Substituenten, z. B. Chloratome, in den Benzolkernen enthält. Für die Behandlung der Metalloberflächen der Formen od. dgl. sind die stabile.ei Metallphthalocyaninc. in denen das Metall aus Kupfer, Zink, Eisen, Kobalt oder Platin besteht, nicht geeignet.

Vermutlich erfährt das Phthalocyanin eine chemische Umsetzung mit dem Metall der Oberfläche, wobei sich ein Metall-Phthalocyanin-Komplex von äuuerst großer Stabilität bildet. Ein solcher Überzug, der im allgemeinen eine hellblaue Farbe hat (die Metall-Phthalocyanin-Komplexe sind als Blaupigmente bekannt), ist bei Temperaturen bis zu etwa 54O⁰C stabil und wird auf diese Weise während des Dauer-Formgusses oder des Formvorgangs mit einem heilten Kasten nicht leicht zerstört.

Durch die Vorschrift, daß die Arbeitstemperatur der Metalloberflächen 540⁰C nicht überschreiten soll, wird die Temperatur des zu formenden oder zu gießenden Materials nicht beschränkt, da dieses, wenn es die Metalloberflächen berührt, rasch abgekühlt wird.

Kokillen oder Formen, die mit Phthalocyanin überzogen sind, zeigen gute Trenn- und Schmiereigenschaften, wahrscheinlich infolge der lamellaren Struktur des Phthalocyanins. Die erfindungsgemäß erhaltenen Überzüge sind auch nichttoxisch und nichtreizend.

Der Überzug wird im allgemeinen in Form einer Dispersion von Phthalocyanin in einem flüssigen Medium aufgebracht. Geeignete flüssige Medien sind wäßriges Natriumcarbo.xymethylcellulosegel, Polyisobutylen oder ein Polyalkylenglykol. In diesen Medien wird eine Konzentration von etwa 5 bis 20 Gewichtsprozent Phthalocyanin bevorzugt.

Zur Ausführung eines dauerhafteren Überzugs kann die Dispersion auf die gereinigten und entfetteten Oberflächen der Kokille oder Form aufgebracht und auf 400 bis 500⁰C in einer reduzierenden Atmosphäre während wenigstens 2 Stunden erhitz, werden. Nach dieser Behandlung hat der wärmebehandelte Film gewöhmich eine tiefe Purpurfarbe.

Das Aufbringen von Metallphthalocyaninkomplexen, in denen das Metall aus Kupfer, Zink oder Eisen besteht, auf die Metalloberfläche der Form führt nicht zu dem gewünschten Ergebnis. Solche Überzüge haften nicht und werH<-ri leicht abgewischt.

Die Erfindung w>d nachstehend a^r Hand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Eine neue Metall-Gießkokille wurde mit Trichloräthyten entfettet und getrocknet. Es wurde eine Paste aus 15 Gewichtsprozent von metallfreiem Phthalocyanin, in Polyisobutylen dispergiert, auf die Kokille aufgebracht und bei 45O°C 3 Stunden in einer Stickstoffatmosphäre erhitzt, um einen Überzug aus Eisenph'halocyanin auf der Oberfläche herbeizuführen und zu stabilisieren. Die in der vorstehend beschriebenen Weise behandelte Metall-Gießkokille widerstand, wie gefunden wurde, den erodierenden Wirkungen einer Alutniniumschmelze bei 25 Gießvorgängen.

Beispiel 2

Es wurde eine neue Kernkastenform gereinigt und und getrocknet, wie dies im Beispiel 1 beschrieben ist. Es wurde ein Paste aus 15 Gewichtsprozent metall- S freiem Phthalocyanin, in Polyisobutylen dispergiert, auf die Formoberfiäche aufgebracht, und die Form wurde dann bei 450"C 3 Stunden in einer Stickstoffatmosphäre erhitzt, um einen Überzug aus Eisenphthalocyanin herbeizuführen und zu stabilisieren. Die in der behandelten Form danach hergestellten Sandkerne zeigten wenig Klebeerscheinungen im Vergleich mit Kernen, die in ähnlichen, jedoch unbehandelten Formen hergestellt waren.

Als Sicherheitsmaßnahme gegen vorzeitige Schädigung des Überzugs während der ersten Gießvorgänge hat es sich als erwünscht herausgestellt, ein Trennmitte! auf Wasserbasis auf die behandelte Oberfläche der Form für jeden Formvorgang, bis die ersten zehn Formvorgänge ausgeführt worden sind, und danach ao für jeden fünften weiteren Form Vorgang abzustreichen.

Das bevorzugte Trennmittel für diesen Zweck hatte die folgende Zusammensetzung:

Kupferphthalocyanin 1 Gewichtsprozent

Polyäthylenoxyd 2 Gewichtsprozent *⁵

Wasser 97 Gewichtsprozent

Vor dem Gebrajch wurde ein Gewichtsteil der vorstehenden Mischung mit 5 Gewic!_;^teilen Wasser verdünnt.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   !. Behandlungsmittel für Metalloberflächen von Formen, Kokillen, Form- und Kernkasten, die im Gebrauch mit dem zu formenden oder gießenden Material in Berührung kommen und Arbeitstemperaturen bis 540 C aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Phthalocyanin enthält.
2. 2. Behandlungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete, gegebenenfalls substituierte Phthalocyanin, ein m;tallfreies Phthalocyanin oder ein Natrium-, Kalium-, Calcium-, Barium- oder Cadmiumphthalo-yanin ist.
3. 3. Behandlungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daö es in Form einer Dispersion von Phthalocyanin in einem flüssigen oder pastenartigen Medium, wie in Natrium, Carboxymethylceülulosegsl, Polyisobutylen oder einem Polyalkylenglvcol vorliegt.
4. 4. Behandlungsmittel nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die Phthalo.yaninkonzentration in dem Medium 5 bis 20 Gewichtsprozent beträgt.
5. 5. Verfahren zum Aufbringen eines Überzuges nach einem der Ansprüche ί bis 4, daourch gekennzeichnet, daß die Metalloberfläche nach Aul bringen des Überzugs in einer reduzierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von wenigstens 100⁰C wenigst^ns 2 Stunden erhitzt wird.